JPH0758268B2 - 空間フィルタと面構造をモニタするシステム - Google Patents

空間フィルタと面構造をモニタするシステム

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JPH0758268B2
JPH0758268B2 JP4276045A JP27604592A JPH0758268B2 JP H0758268 B2 JPH0758268 B2 JP H0758268B2 JP 4276045 A JP4276045 A JP 4276045A JP 27604592 A JP27604592 A JP 27604592A JP H0758268 B2 JPH0758268 B2 JP H0758268B2
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flat surface
radiation
spatial filter
reference beam
diffused
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JP4276045A
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アーレン・ジェイ・ボーウェン
デービッド・ロウレンス・エリックソン
ダニエル・ダブリュー・ジュエル
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N21/95623—Inspecting patterns on the surface of objects using a spatial filtering method

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、組織面を検査し、かつ
ある面上の欠陥や粒状汚染物質を検出するシステムに係
り、更に詳細に説明すれば、空間フィルタと基準ビーム
とを使用することにより、分解能を向上させて、組織面
を検査したり、このような面上の欠陥や汚染物質を検出
するシステムに係る。
【０００２】
【従来の技術】データを記録するために使用されるディ
スクは、欠陥、粒状汚染物、そして表面組織のような各
種の表面構造を含んでいる。現在、薄膜ディスクに対す
る高記録密度やヘッド／ディスクトライボロジーは、デ
ィスクに欠陥や粒状汚染物が無いことを必要としてい
る。粒体−酸化物媒体ディスクにおいて、従来は許容さ
れてきた欠陥や汚染物の殆んどは、薄膜ディスクにおい
ては許容されない。そのような微細な欠陥や汚染物を検
出するには、高分解能の器械が必要である。
【０００３】さらに、ディスクの「スティックション
（stiction）」性を調整するためにディスクを表面処理
(texture）することが必要である。磁気ヘッドがディス
ク上を摺動しているか、あるいは休止しているとき、低
い摩擦性、即ち「スティックション」を提供するために
表面処理による組織が意図的にディスクに加えられる。
現在では、ディスクドライブモータは極めて小型であ
り、そのためはるかに大きい摩擦即ちスティックション
があると、ディスクを適正速度まで回転させることがで
きない。したがって、適正レベルの摩擦即ちスティック
ションを保つことが重要である。旧式のディスクドライ
ブは十分なパワーを有しているので、摩擦即ちスティッ
クションはそれ程問題でなかつた。
【０００４】従来は、表面処理後の粗さのレベルは、デ
ィスクの表面と接触する機械的なスタイラス（針状）装
置を用いてモニタされた。接触による方法を含むこの種
の装置は速度が遅く、時間がかかる。その結果、製作し
た全てのディスクを検査するのが経済的に不可能とな
る。したがつてディスクをサンプリングし、サンプリン
グした群のディスク以外の残りは同じ表面組織を有して
いるものと想定した。しかしながら、この想定は、製作
過程における小さい変化が表面組織を変える可能性があ
るので、正確でない。ディスクから拡散する光線を集め
て測定することにより、ディスクの表面組織を測定する
システムも開発された。しかしながら、これらシステム
では、積分球を用いているが、積分球は光線を拡散する
ディスク上の全ての組織からの光線を集める。この結
果、拡散された光線が以前の研磨や、炭素不純物や、そ
の他の微細組織又は粒体による表面組織の拡散を含んで
いるためエラーを発生させてしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって、表面組織
あるいは面上の欠陥や粒体によりディスク面から拡散さ
れる光線を集めて高精度で測定することのできる方法や
システムを提供することが望ましく、よって本発明の目
的は、組織を検査したり、ある面上の欠陥や粒状汚染物
を高精度で検出する改良システムを提供することであ
る。
【０００６】本発明の別の目的は、分解能を向上させ
て、組織面を検査し、表面上の欠陥や粒状汚染物を検出
する改良装置を提供することである。
【０００７】本発明のさらに別の目的は、空間フィルタ
を使用して、組織面を検査したり、表面上の欠陥や粒状
汚染物を検出する改良システムを提供することである。
【０００８】本発明のさらに別の目的は、基準ビームを
用いて、組織面を検査したり、表面上の欠陥や粒状汚染
物を検出する改良システムを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前述の目的は以下説明す
るように達成される。本発明は、所定の最大角度以下の
種々の角度で交差している複数の溝を有する平坦面に、
ソース放射ビームが衝突する結果発生する拡散放射を選
択的にフィルタリングする空間フィルタを含み、該空間
フィルタは、平坦面からの放射ビームの直接反射を阻止
する所定の幅を有する第１の非透過領域を含んでいる。
フィルタはまた、第１の非透過領域から外方に延び、半
径方向に配置された概ねウェッジ状の少なくとも１個の
透過領域を含む。この半径方向に配置された透過領域
は、第１の非透過領域近傍の点において所定幅を有し、
半径方向に配置の概ねウエッジ状の透過領域の二等分線
から所定角度で幅が増大している。この所定角度は表面
の溝の交差する所定の最大角度に概ね等しい。
【００１０】本発明はまた、ビームを放射する放射ソー
スを利用して平坦面上の表面組織をモニタするシステム
を含んでいる。平坦面は、所定の最大角度以下の種々の
角度で交差する複数の溝を含む種々タイプの表面組織を
有している。該システムは平坦面に対して垂直の光軸に
沿って平坦面にビームを導くことにより平坦面から拡散
され、そして基準ビームが平坦面から反射されるように
する装置を含んでいる。また、該システムは、平坦面か
らの拡散放射に応答して第１の信号を発生する検出器を
含んでいる。また、平坦面からの拡散放射をフィルタリ
ングして表面組織中の少なくとも１つの選定したタイプ
の組織からの放射のみが、平坦面からの拡散放射を検出
する検出器に到達しうるようにする成形空間フィルタも
設けられている。
【００１１】前記のシステムはまた、基準ビームに応答
し、基準ビームに応答して第２の信号を発生させる検出
器と、第１と第２の信号から最終の信号を発生させる回
路とを含めてもよい。
【００１２】
【実施例】図１には、表面組織を有するディスクから拡
散された光線パターンの側面図が示されている。所定の
スポットサイズを備えたレーザビーム１００は、表面組
織を有するディスク面１０２に対して垂直状態で該ディ
スク面１０２に集光されている。もし面１０２が完全に
滑らかで、かつ欠陥が無ければ、レーザビーム１００は
鏡のように反射される。しかしながら面１０２上の局部
的な面の不規則性とか粒状の汚染物があれば、拡散光１
０４としてレーザビーム１００からの光線の一部を拡散
させる。
【００１３】図２はディスク上の円周方向の表面組織か
らの拡散光のパターンを示す上面図である。円周方向の
表面組織１０６は、ほぼ同心円状の表面組織の隆起や溝
を含んでいる。これらの隆起や溝に欠陥や粒体が介在し
ないと想定すれば、円周方向の表面組織１０６により、
半径方向にレーザビーム１００は拡散され、半径方向拡
散光となる。
【００１４】図３は、ディスク上のクロスハッチ状態の
表面組織（クロスハッチ表面組織）からの拡散光線のパ
ターンを示す上面図である。クロスハッチ表面組織１１
０は、種々の正あるいは負の角度で円周方向の表面組織
１０６から逸脱した組織であり、隆起あるいは溝は種々
の角度で交差している。１０度のクロスハッチ表面組織
は、１０度以下の種々の角度で交差する隆起あるいは溝
を含んでいる。クロスハッチ表面組織１１０は、滑らか
なディスクを回転させ、ディスクに摩擦テープを置き、
それを所定の速度で半径方向に前後に動かすことによ
り、作ることができる。ディスクの速度とテープの運動
とを変えることによりクロスハッチ表面組織が変わる。
クロスハッチ表面組織１１０を含むディスクにレーザビ
ーム１００を集光することにより、拡散光線１１２が得
られる。拡散光１１２は蝶ネクタイあるいは一対の小翼
(winglet）形状である。その実際の形状は、クロスハツ
チの最大角度と粗さのタイプによって変わる。
【００１５】図４は１０度のハッチ表面組織を備えた面
の側面図である。レーザビーム１１４は、１０度のクロ
スハッチを有する組織面１１６に衝突する。レーザビー
ム１１４の一部は拡散光１１８として組織面１１６から
拡散される。レーザビーム１１４の残りは反射レーザビ
ーム１２０として反射される。
【００１６】図５は、ディスク上の１０度のクロスハッ
チ表面組織からの拡散光のパターンを示す遠視光軸図で
ある。レーザビーム１２２が表面組織１１６に衝突する
と、レーザビームからの光線中のあるものは表面組織１
１６によつて拡散され、残りの光線は反射される。レー
ザビーム１２２の光軸から約０から１度の範囲Ａでは、
拡散光は非表面組織拡散光１２４と表面組織拡散光１２
６の双方を含んでいる。レーザビーム１２２の光軸から
１度以上ずれた範囲Ｂでは、表面組織拡散光１２６のみ
が見出される。表面組織拡散光１２６は、蝶ネクタイあ
るいは一対の小翼の形状で、ディスクに対して半径方向
に、レーザビーム１２２の光軸の上方および下方に広が
っている。表面組織拡散光１２６は中央のビームからの
各方面において１３度延びている。表面組織から拡散し
た光線を得るための空間フィルタを設計する上で有用な
情報の大部分は、光軸から１〜１３度の範囲に延存す
る。表面組織拡散光１２６はレーザビーム１２２の光軸
の左右に１０度だけ広がっている。
【００１７】表面組織拡散光１２６の広がりは表面組織
１１６のクロスハッチの最大角度の関数である。例え
ば、表面組織１１６が１５度の最大クロスハッチを有し
ているとすれば、表面組織拡散光１２６はレーザビーム
１２２の光軸の左右に１５度だけ広がる。
【００１８】本発明の一実施例においては、非表面組織
拡散光１２４とレーザビーム１２２から反射された光と
を除去することが望ましく、そのような実施例において
は、空間フィルタ１２８を用いて表面組織拡散光１２６
のみを通過即ち透過させるように成形されている。本発
明の好適実施例においては、空間フィルタはレーザビー
ム１２２の光軸の下方および上方で２〜１３度の角度範
囲で光線を通過させる。表面組織拡散光はレーザビーム
１２２の光軸から１〜２度の範囲ずれていることが判明
し、かつこの領域においては一般的に何ら非表面組織拡
散光１２４は見出されないものの、この領域を通常では
ない非表面組織拡散光が発生する「デッドバンド」とす
ることが好ましい。
【００１９】図６は、本発明の好適実施例の、クロスハ
ツチ表面組織により拡散された光線を通過させるための
空間フィルタ１４０を示している。汚染物／欠陥の無い
面により拡散された光線の量は、表面組織の粗さの平方
根の関数である。したがって、表面組織のみからの拡散
光を測定することにより、粗さを測定することができ
る。空間フィルタ１４０は透過区画（領域）１４２と非
透過区画（領域）１４４とを含んでいる。透過区画１４
２は表面組織拡散光が検出器へ伝達されるようにする形
状即ち形態とされている。空間フィルタ１４０の残りの
部分は、検出器への表面組織拡散光の透過を阻止する非
透過区画１４４を含んでいる。透過区画１４２の形状は
全体的に蝶ネクタイあるいは２個の小翼の形状である。
非透過区画１４４は、反射レーザビームがそれに沿って
進行する軸線断面と一致する円形部分１４６を有してい
る。この反射レーザビームは、表面組織に衝突するオリ
ジナルレーザビームから発生したものである。反射レー
ザビームは、オリジナルレーザビームのスポットサイズ
とディスクの粗さとの関数である円周を有している。円
形部分１４６は、反射レーザビームの透過を阻止するサ
イズおよび形状に形成される。
【００２０】透過区画１４２は円形部分１４６の左右に
延びている。位置決めライン１４８と１５０とは透過区
画１４２の上縁１５２と下縁１５４とを画成するために
使用される。位置決めライン１４８は点１５８から水平
方向に延び、位置決めライン１５０は点１５６から水平
方向に延びている。点１５６と点１５８とは円形部分１
４６で直径方向に対向している。上縁１５２は、位置決
めライン１５０を基準として角度θ（１６０）で円形部
分１４６の点１５６から左右に延びている。下縁１５４
も、位置決めライン１４８を基準として角度θ（１６
０）で点１５８から左右に延びている。角度θ（１６
０）は表面組織のクロスハッチの最大角度により規定さ
れる。上縁１５２と下縁１５４とは円形部分１４６を水
平方向に二分する二等分線を基準として画成してもよ
く、上縁１５２と下縁１５４とはそれぞれ、点１６４に
おいて二等分線１６２からθの角度１６０で広がるよう
にしてもよい。
【００２１】図７は、本発明の好適実施例の、クロスハ
ッチ表面組織における欠陥や粒状汚染物によって拡散さ
れた光線を通す空間フィルタを示している。空間フィル
タ１７０は透過区画１７２と非透過区画１７４とを有す
る。この実施例においては、透過区画１７２と非透過区
画１７４とは、図６に示す空間フィルタ１４０の透過区
画１４２と非透過区画１４４とからほぼ反転している。
非透過区画１７４は点１７６と点１７８とによって画成
される中央の円形部分１７９を有している。点１７６と
点１７８とは反射ビームにサイズが対応する円形部分１
７９の半径方向縁部において直径方向に整合している。
位置決めライン１８０は点１７６から水平方向に延び、
位置決めライン１８２は点１７８から水平方向に延びて
いる。非透過区画１７４は上縁１８４と下縁１８６とを
有する。上縁１８４は点１７６から左右に延び、下縁１
８６は点１７８から左右に延びている。上縁１８４は位
置決めライン１８０からθの角度１８８で延びている。
また、下縁１８６は点１７８で始まり、位置決めライン
１８２からθの角度１８８で左右に延びている。透過区
画１７２は頂縁１９０と底縁１９２と、複数の側縁１９
４とを有している。頂縁１９０、底縁１９２、側縁１９
４は通常検出器の形状により形状が規定される。例え
ば、もし検出器の形状が円形であるとすれば、頂縁１９
０とそれに隣接した側縁、並びに底縁１９２とそれに関
連した側縁は、同様に実際に半円形を形成する。
【００２２】また、上縁１８４と下縁１８６とは二等分
線１９６により画成され、上縁１８４と下縁１８６が二
等分線１９６とθの角度１８８で交差して点１９８から
伸びるようにしてもよい。
【００２３】図８は、本発明の好適実施例の、表面組
織、欠陥および粒状汚染物を検出するシステムの斜視図
である。この好適実施例によれば、レーザ２００はレー
ザビーム２０２を放射し、該レーザービムはミラー２０
４によりディスク２０６に向かって導かれる。集光レン
ズ２０８，２１０を用いてレーザビーム２０２の幅を保
持する。ミラー２１２はレーザビーム２０２をディスク
２０６の面２１４上に導き、レーザビーム２０２は面２
１４に対して概ね垂直の軸線に沿って進行する。レーザ
ビーム２０２の一部は反射レーザビーム２１６として反
射される。拡散光２１８は面の不規則性や粒状汚染物に
より面２１４から拡散される。反射レーザビーム２１６
と拡散光２１８とは集光レンズ２２０を通って検出器２
２２へ進む。欠陥あるいは粒状汚染物あるいは表面組織
以外の人工物を検出したい場合、図７に示すような空間
フィルタが検出器２２２の前段に位置される。
【００２４】空間フィルタを配置することにより、面２
１４上の表面組織によって拡散される光線を遮ぎるが、
欠陥、粒状汚染物あるいは面２１４の表面組織以外の人
工物によって拡散された光線が検出器２２２まで透過で
きるようにする。拡散光および反射ビーム２１６のその
他の発生源も、空間フィルタの非透過区画により、検出
器２２２に到達しないように阻止される。ディスク２０
６の面２１４上の表面組織を検出したい場合は、図６に
示す空間フィルタを用いて表面組織により拡散された光
線を透過させ、欠陥、粒状汚染物、あるいはその他の人
工物によって拡散される光線の透過を阻止する。
【００２５】図９は、本発明の好適実施例の、表面組織
を検出するシステムの側面図である。Ｈｅ Ｎｅ レーザ
源２５０は、チョッパ２５６を介してミラー２５４によ
り導かれる１．０ｍＷのレーザビーム２５２を放射し、
レーザビーム２５２はビームスプリッタ２５８により２
つの０．５ｍＷのレーザビームに分割される。チョッパ
２５６は、信号３０４と信号２８０とを同期検出するた
めに用いられる。チョッパ２５６はフォトダイオード３
０２，２７８からの漏洩電流を取り除くようにする。
０．５ｍＷのパワーを有するレーザビーム２６０は、ミ
ラー２６２によってディスク２６６の一方の面２６４に
対して垂直に導かれる。面２６４に到達するレーザビー
ム２６０により、反射ビーム２６８が発生する。反射ビ
ーム２６８はパワーが約０．４９５ｍＷである。
【００２６】反射ビーム２６８はビームスプリッタ２５
８を介して進行してフォトダイオード２７０に到達す
る。ビームスプリッタ２５８を通った後のレーザビーム
２６８のパワーは約０．２４８ｍＷである。フォトダイ
オード２７０は反射ビーム２６８を受け取り、信号２７
２を発生させる。レーザビーム２６０が面２６４に達す
ると、レーザビーム２６０の一部は拡散される。拡散光
２７４は、ミラー２６２によりミラー２７６まで導か
れ、ミラー２７６は拡散光２７４をフォトダイオード２
７８まで導く。フォトダイオード２７８に達する拡散光
のパワーは約０．００２５ｍＷである。フォトダイオー
ド２７８は拡散光２７４を受け取るとそれに応答した信
号２８０を発生させる。
【００２７】ビームスプリッタ２５８は、レーザビーム
２５２を、０．５ｍＷのレーザビームであるビーム２８
２に分割する。ビーム２８２は、ミラー２８４、ビーム
スプリッタ２８６を介して導かれ、ビームのパワーは
０．４６ｍＷまで低減される。ビーム２８２はミラー２
８８まで進行し、そこでビーム２８２はディスク２１６
の他方の面２９０上へ導かれる。ビーム２８２はミラー
２８８により面２９０に対して概ね垂直に導かれ、反射
ビーム２９２と拡散光２９４とを発生させる。反射ビー
ム２９２は、ミラー２８８によってビーム２８２と同じ
軸線に沿って導かれ、そこでビームスプリッタ２８６に
よってフォトダイオード２９６へ導かれる。
【００２８】反射ビーム２９２を受け取るとそれに応答
して、フォトダイオード２９６は反射ビーム２９２を信
号２９８に変換する。拡散光２９４はミラー２８８によ
ってミラー３００まで導かれ、そして拡散光２９４はフ
ォトダイオード３０２へ導かれる。拡散光２９４に応答
して、フォトダイオード３０２は信号３０４を発生させ
る。
【００２９】図１０は、図９に示すシステムからの信号
を処理する本発明の実施例のシステムの概略線図であ
る。ディスクの面上の表面組織により拡散された光線を
フォトダイオード２７８，３０２によって検出した信号
２８０，３０４がデータ生信号３４８となる。
【００３０】これらの生信号は、カーボン表面組織成分
３５０、外来光線成分３５２、および漏洩電流成分３５
４のそれぞれの成分からなるデータを含んでいる。漏洩
電流は、拡散光を受け取るフォトダイオードからの漏洩
電流である。カーボン表面組織のカーボン部分は、例え
ば磁気材料、カーボン上塗り、および潤滑剤のようなデ
ィスクを被覆する種々の材料を含んでいる。ディスクを
被覆する材料の大部分は透明カーボンである。この透明
カーボンは透明なカーボン上塗りであって、分析中の結
果に影響する。透明カーボンは光線の約５０％から９７
％までを反射するので、このカーボン上塗りは２つの係
数だけ結果を変化させることが可能である。磁気材料は
通常光線の約９９％を反射するので、読取りの変動はそ
れほどない。同じことが磁気材料と同様に潤滑剤につい
てもいえる。
【００３１】生信号３４８は帯域通過フィルタ３５６を
通る。その結果、処理された信号３５８はカーボン表面
組織成分３５０のみを含むことになる。
【００３２】基準生信号３６０は、図９の信号２９８あ
るいは信号２７２に対応する。この信号はカーボン成分
３６２、外来光線成分３６４および漏洩電流成分３６６
からなるデータを含む。ここにおけるカーボンは、カー
ボン表面組織のカーボンに対応する。漏洩電流は反射レ
ーザビームを受け取るフォトダイオードからの漏洩電流
である。外来光線はレーザビーム以外の光源から来るも
のである。
【００３３】基準生信号３６０は帯域通過フィルタ３６
８を通され、カーボン成分３６２のみが処理後の信号３
７０に残る。処理後の信号３５８と信号３７０とは割算
回路３７２を通して送られ、該回路は信号３５８を信号
３７０で割算する。その結果、最終の信号３７４は表面
組織情報のみを含み、表面の組織特性を検出するために
送られる。
【００３４】図９の信号２９８は、信号３０４に関する
基準生信号として用いられ、同様に図９の信号２７２
は、生信号２８０に関する基準生信号である。
【００３５】この特定実施例においては帯域通過フィル
タを示しているが、当該技術分野の専門家には、処理さ
れた信号３５８と処理された信号３７０とから外来光線
と漏洩電流を除去するその他の技術も公知である。例え
ば、外来光線と漏洩電流とを除去するためにサンプル／
ホールド回路を用いることができ、あるいは同期検出技
術を利用することができる。帯域通過フィルタの代りに
用いることのできる別の回路は、負追従回路あるいは暗
追従回路である。基本的には、拡散光からの生信号は、
製作中の設定公差に対応するか否かを検出すべくサンプ
リングされているディスクの表面組織を分析によって検
出するための正味信号を発生させるために、基準生信号
により割算される。
【００３６】組織を有する面を測定する本発明による方
法及びシステムと、ＲＭＳ粗さを用いる機械的なスタイ
ラス（探り針）システムとの間に直線的な相関性がある
ことが判明している。
【００３７】本発明の好適実施例の空間フィルタを、図
９に示すミラー３００やミラー２７６のような、光検出
器に光線を反射させるミラーの前方に位置させることが
できる。代替的に、例えば図９に示すフォトダイオード
２７８やフォトダイオード３０２のようなフォトダイオ
ードあるいは光検出器上に直接空間フィルタを位置させ
てもよい。
【００３８】本発明による方法やシステムを用いること
により、機械的なスタイラスシステムと比較して測定時
間が極めて短かくなる。その結果、バッチから数個のデ
ィスクをサンプリングして、全てのディスクが正確に同
じであると想定していた従来方法に比べて、本発明によ
れば、バッチの全てのディスクを検査することができ
る。
【００３９】反射ビーム２６８と反射ビーム２９２と
は、拡散光から得た信号をスタイラス信号から得たＲＭ
Ｓ粗さに相関させるための基準ビームとして利用され
る。拡散光からの信号は、相関を行うため基準ビームに
分割される。基準ビームは、ビーム２６０またはビーム
２８２がディスク２６６と衝突した後に集める必要があ
る。レーザビームがディスクに衝突した後に基準ビーム
から信号を取得することの理由は、ディスク上のカーボ
ン上塗り、磁性金属、潤滑剤による差を考慮するためで
ある。ディスクを被覆するこれらの材料は、それが基準
ビームを減衰させるのと同じ比率で光線を減衰あるいは
拡散させる。
【００４０】その結果、図１０に示すように、この減衰
を除去するために基準ビームを利用することができる。
ディスク２６６と衝突する前に基準ビームが得られたと
すれば、減衰は何ら起らず、レーザビーム２６０あるい
はレーザビーム２８２がディスク２６６と衝突した後に
基準ビームが取得された場合よりも、拡散光からの信号
の正規化をより不正確にする。
【００４１】基本的に、小翼あるいは蝶ネクタイ状拡散
光からの信号は基準ビームによって除算され、それによ
りディスクの表面からの正確なパーセントの反射を得る
ことができる。
【００４２】その結果、ディスクは潤滑剤の有無、カー
ボンの有無にかかわらず測定でき、較正信号を変える必
要なく正確な結果を得ることができる。本発明の好適実
施例を用いることにより、1/10オングストロームの単位
の測定精度を得ることができる。
【００４３】ディスクの測定の間ディスクはスピンして
も、ステップしてもよい。また、ディスク上の所望のク
ロスハッチからまずデータを取得することにより、ディ
スク上の特定のクロスハッチ表面組織を検出することが
できる。次にデータを、同じ表面組織を有していると思
われるディスクから得たデータと比較する。
【００４４】本発明において、レーザ以外の何らかの放
射源を用いうることも考えられる。別の放射源は、放射
されたビームがモニタあるいは試験されつつある面によ
り拡散されることを要する。放射源は集光した放射ビー
ムあるいは放射干渉性ビームを放射可能である必要があ
る。
【００４５】
【発明の効果】本発明は以上のように、空間フィルタを
介在させて反射面からの拡散光を検出するよう構成され
ているので、ディスク等の表面組織を高精度でモニタで
き、表面組織の欠陥や粒状汚染物を容易に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】表面組織を有するディスクからの拡散光のパタ
ーンの側面図。
【図２】ディスク上の円周方向の表面組織からの拡散光
のパターンを示す上面図。
【図３】ディスク上のクロスハッチ状表面組織からの拡
散光のパターンを示す上面図。
【図４】１０度のクロスハッチ状表面組織を備えた面の
近視側面図。
【図５】１０度のクロスハッチ状表面組織からの拡散光
のパターンを示す遠視の光学的アクセス図。
【図６】本発明の好適実施例の、クロスハッチ状表面組
織により拡散された光線を通すための空間フィルタを示
す図。
【図７】本発明の好適実施例の、クロスハッチ状表面組
織の欠陥や粒状汚染物により拡散された光線を通すため
の空間フィルタを示す図。
【図８】本発明の好適実施例の、表面組織欠陥、および
粒状汚染物を検出するシステムの斜視図。
【図９】本発明の好適実施例の、表面組織を検出するシ
ステムの側面図。
【図１０】図９に示すシステムからの信号を処理するシ
ステムの概略ブロック図。
【符号の説明】
２５０ レーザ源 ２５４，２６２，２７６，２８４，２８８，３００
ミラー ２５６ チョッパ ２５８，２８６ ビームスプリッタ ２６６ ディスク ２７０，２７８，２９６，３０２ フォートダイオード
（光検出器）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デービッド・ロウレンス・エリックソン アメリカ合衆国55901、ミネソタ州 ロチ ェスター、ケンブリッジ・レーン 4414番 地 (72)発明者 ダニエル・ダブリュー・ジュエル アメリカ合衆国55963、ミネソタ州 パイ ン・アイランド、キンバリー・コート 96 番地 (72)発明者 ベンカット・ラメシュ・コーカ アメリカ合衆国55906、ミネソタ州 ロチ ェスター、ウィルシャー・レーン・ノー ス・イースト 2414番地 (56)参考文献 特開 昭62−188948（ＪＰ，Ａ) 特公 平１−28336（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】所定の最大角度以下の種々の角度で交差す
    る複数の溝を有する平坦面に放射源ビームが衝突する結
    果発生する拡散放射を選択的にフィルタリングする空間
    フイルタにおいて、前記放射源ビームの前記平坦面から
    の直接的な反射を阻止するための、所定の幅を有する非
    透過領域と、前記非透過領域から外方に延びかつ半径方
    向に配置された、少なくとも１つのウェッジ状の透過領
    域とを含み、前記透過領域が前記非透過領域近傍の点に
    おいて前記所定の幅と概ね等しい幅を有し、かつそれ自
    身の二等分線から所定の角度で幅が増大し、前記所定の
    角度が前記所定の最大角度と概ね等しくされていること
    を特徴とする空間フィルタ。
  2. 【請求項２】前記透過領域は２つ含まれており、これら
    の透過領域は、互いに対向するように半径方向に配置さ
    れていることを特徴とする請求項１記載の空間フィル
    タ。
  3. 【請求項３】前記透過領域が前記拡散放射と整合配置さ
    れていることを特徴とする請求項１記載の空間フィル
    タ。
  4. 【請求項４】所定の最大角度以下の種々の角度で交差す
    る複数の溝を有する平坦面を放射源ビームが衝突する結
    果発生する拡散放射を選択的にフィルタリングする空間
    フィルタにおいて、前記平坦面からの前記放射源ビーム
    の直接的な反射を阻止するための、所定の幅を有する第
    １の非透過領域と、前記第１の非透過領域から外方に延
    びかつ半径方向に配置された、少なくとも１つのウェッ
    ジ状の第２の非透過領域とを含み、前記第２の非透過領
    域が前記第１の非透過領域近傍の点において前記所定の
    幅と概ね等しい幅を有し、かつそれ自身の二等分線から
    所定の角度で幅が増大し、前記所定の角度が前記所定の
    最大角度と概ね等しくされていることを特徴とする空間
    フィルタ。
  5. 【請求項５】前記第２の非透過領域は２つ含まれてお
    り、これらの非透過領域は、互いに対向するように半径
    方向に配置されていることを特徴とする請求項４記載の
    空間フィルタ。
  6. 【請求項６】所定の最大角度以下の種々の角度で交差す
    る複数の溝を含む複数の面構造タイプを有する平坦面の
    面構造をモニタするシステムにおいて、ビームを放射す
    る放射源と、前記平坦面に対して垂直の光軸に沿って前
    記平坦面まで前記ビームを導くことにより、前記平坦面
    から拡散された放射と、前記平坦面から鏡面反射された
    基準ビームとを発生させる手段と、前記平坦面から拡散
    された放射に応答して、それを表す第１の信号を発生さ
    せる拡散放射応答手段と、前記平坦面から拡散した放射
    を空間的にフィルタリングして、前記複数の面構造タイ
    プのうち前記複数の溝により拡散した放射を、前記拡散
    放射応答手段に伝達するように構成された空間フィルタ
    とを含み、 前記基準ビームが一の軸線に沿って進行し、
    前記基準ビームが前記拡散放射応答手段に到達しないよ
    うに、当該拡散放射応答手段が前記基準ビームの前記軸
    線から外れて配置され、前記空間フィルタが、前記放射
    源ビームの前記平坦面からの直接的な反射を阻止するた
    めの所定の幅を有する非透過領域及び少なくとも１つの
    ウェッジ状の透過領域を含み、当該ウェッジ状の透過領
    域が、前記基準ビームの前記軸線の近傍に位置した第１
    の端部及び前記基準ビームの前記軸線から離れた場所に
    位置した第２の端部を有し、前記ウェッジ状の透過領域
    が、前記基準ビームの前記軸線に関し半径方向に配置さ
    れ、さらに前記ウェッジ状の透過領域が、前記第１の端
    部において前記所定の幅と概ね等しい幅を有し、かつ前
    記第２の端部に向かう方向にそれ自身の二等分線 から所
    定の角度で幅が増大し、前記所定の角度が前記所定の最
    大角度と概ね等しくされるようにしたことを特徴とする
    システム。
  7. 【請求項７】所定の最大角度以下の種々の角度で交差す
    る複数の溝及び欠陥を含む複数の面構造タイプを有する
    平坦面の面構造をモニタするシステムにおいて、ビーム
    を放射する放射源と、前記平坦面に対して垂直の光軸に
    沿って前記平坦面まで前記ビームを導くことにより、前
    記平坦面から拡散された放射と、前記平坦面から鏡面反
    射された基準ビームとを発生させる手段と、前記平坦面
    から拡散された放射に応答して、それを表す第１の信号
    を発生させる拡散放射応答手段と、前記平坦面から拡散
    した放射を空間的にフィルタリングして、前記複数の面
    構造タイプのうち前記欠陥により拡散した放射を、前記
    拡散放射応答手段に伝達するように構成された空間フィ
    ルタとを含み、前記基準ビームが一の軸線に沿って進行
    し、前記基準ビームが前記拡散放射応答手段に到達しな
    いように、当該拡散放射応答手段が前記基準ビームの前
    記軸線から外れて配置され、前記空間フィルタが、前記
    放射源ビームの前記平坦面からの直接的な反射を阻止す
    るための所定の幅を有する第１の非透過領域及び少なく
    とも１つのウェッジ状の第２の非透過領域を含み、当該
    第２の非透過領域が、前記基準ビームの前記軸線の近傍
    に位置した第１の端部及び前記基準ビームの前記軸線か
    ら離れた場所に位置した第２の端部を有し、前記第２の
    非透過領域が、前記基準ビームの前記軸線に関し半径方
    向に配置され、さらに前記第２の非透過領域が、前記第
    １の端部において前記所定の幅と概ね等しい幅を有し、
    かつ前記第２の端部に向かう方向にそれ自身の二等分線
    から所定の角度で幅が増大し、前記所定の角度が前記所
    定の最大角度と概ね等しくされるようにしたことを特徴
    とするシステム。
JP4276045A 1991-11-26 1992-10-14 空間フィルタと面構造をモニタするシステム Expired - Lifetime JPH0758268B2 (ja)

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US797877 1991-11-26

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