JPH10340450A - Disk surface test device - Google Patents

Disk surface test device

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Publication number
JPH10340450A
JPH10340450A JP16525497A JP16525497A JPH10340450A JP H10340450 A JPH10340450 A JP H10340450A JP 16525497 A JP16525497 A JP 16525497A JP 16525497 A JP16525497 A JP 16525497A JP H10340450 A JPH10340450 A JP H10340450A
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JP
Japan
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disk surface
image
objective lens
disk
distance
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP16525497A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Sato
寧 佐藤
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Tektronix Japan Ltd
Original Assignee
Sony Tektronix Corp
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Publication date
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a disk surface test device which can detect existence of extremely small ruggedness on a disk surface. SOLUTION: An optical section 13 irradiates a disk surface with a laser beam through a movable object lens 11, and receives its reflected light by a quadruple photodiode and a CCD. An image read out by the CCD is stored in an image storing section 14, the image is processed by a ruggedness detecting section 16, and existence of minute ruggedness on a disk surface. An automatic focus control section 18 detects a distance from an object lens to a disk surface by an astigmatic method based on a RF signal 20 from and a FOCUS signal 21 from the quadruple photodiode, and generates a lens driving signal 22 based on the distance. Preferably, an object lens position is concentrated within a position detection range by an astigmatic method using a position detecting element (PSD) which can detect a wider detection rang than a position detection range by an astigmatic method.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスクや半
導体ウエハのようなディスクの表面を検査するディスク
表面検査装置に関する。
The present invention relates to a disk surface inspection apparatus for inspecting the surface of a disk such as a magnetic disk or a semiconductor wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】ハードディスク装置に使用される磁気デ
ィスクでは、通常その表面上を磁気ヘッドが僅かに浮上
して、データの書き込みおよび読み出しを行う。したが
って、ディスク表面の凹凸、特に突起が存在する場合に
は、磁気ヘッドがその突起に衝突して破損したり、誤動
作の原因となったりする。
2. Description of the Related Art In a magnetic disk used for a hard disk drive, a magnetic head normally floats slightly above the surface to write and read data. Therefore, if there are irregularities on the disk surface, particularly projections, the magnetic head collides with the projections, causing damage or malfunction.

【0003】したがって、ディスク表面にはそのような
突起は1個でも存在してはならない。そのため、磁気デ
ィスクは、装置に組み込まれる前にその表面を検査し
て、不都合な凹凸の存在するディスクは除外する必要が
ある。
[0003] Therefore, no such projection must exist on the disk surface. Therefore, it is necessary to inspect the surface of the magnetic disk before being incorporated in the apparatus, and to exclude a disk having undesirable irregularities.

【0004】図19に、従来の磁気ディスクの表面検査
装置の原理図を示す。これは、回転するディスク191
の表面に対して、アーム194の先端に取り付けられた
針193の先端を当接させ、アーム194に付設された
圧電素子195により針193の先端の振動を電気信号
に変え、この電気信号に基づいてディスク表面の凹凸状
態192を検出するものである。
FIG. 19 shows the principle of a conventional magnetic disk surface inspection apparatus. This is the rotating disk 191
The tip of the needle 193 attached to the tip of the arm 194 is brought into contact with the surface of the arm 194, and the vibration of the tip of the needle 193 is converted into an electric signal by the piezoelectric element 195 attached to the arm 194, and based on this electric signal, To detect the unevenness state 192 of the disk surface.

【0005】また、このような接触式ではなく、レーザ
ビームを利用して非接触でディスク表面の状態を検査す
る装置が特開昭62−235511号公報に開示されて
いる。これは、ディスク表面からの反射光を検出して、
ディスクの所定の区間毎に、当該区間内の表面の状態を
表現する統計量を求めて、この統計量に基づいてディス
クの表面状態を検査するものである。その反射光検出手
段としては、受光面が連続的な広がりを有する半導体光
点位置検出器を用いている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-235511 discloses an apparatus for inspecting the state of the disk surface in a non-contact manner using a laser beam instead of the contact type. This detects the reflected light from the disk surface,
For each predetermined section of the disk, a statistic expressing the state of the surface in the section is obtained, and the surface state of the disk is inspected based on the statistic. As the reflected light detecting means, a semiconductor light spot position detector having a continuous light receiving surface is used.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば日経
エレクトロニクス、1997.3.10号(no.68
4)、pp141−151に記載のように、磁気記録の
高密度化を図るために、ヘッドの浮上量が極めて小さく
(例えば約25μm)なってきている。その結果、従来
問題とならなかった大きさの、ディスク表面上の突起ま
で問題となるようになった。
By the way, for example, Nikkei Electronics No. 1997.3.10 (No. 68)
4) As described in pp 141-151, the flying height of the head has become extremely small (for example, about 25 μm) in order to increase the density of magnetic recording. As a result, even the protrusions on the disk surface of a size that has not been a problem in the past have become a problem.

【0007】上記接触型の検査装置では、その機械的な
構造のために、上記のような微小な凹凸の検出は物理的
に不可能である。
In the above-mentioned contact-type inspection apparatus, it is physically impossible to detect the above minute unevenness due to its mechanical structure.

【0008】また、上記特開昭62−235511号公
報に記載の検査装置においては、ディスク表面からの反
射光から求めた統計量に基づいて表面状態を判断するも
のであるため、上述したような個々の微小な突起等を検
出できるものではない。さらに、このような光ビームを
用いて微小な突起等の検出のためには、図19に示すよ
うなディスク回転に伴う面振れd2やディスクの厚さd
1の誤差(例えば数100μm)の存在も問題となる。
In the inspection apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-235511, the surface condition is determined based on statistics obtained from light reflected from the disk surface. It is not possible to detect individual minute projections or the like. Further, in order to detect minute projections and the like using such a light beam, the surface deflection d2 due to the rotation of the disk and the thickness d of the disk as shown in FIG.
The presence of one error (for example, several hundred μm) is also a problem.

【0009】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的は、ディスク表面上の
極めて小さい凹凸の有無を検出することができるディス
ク表面検査装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such conventional problems, and has as its object to provide a disk surface inspection apparatus capable of detecting the presence or absence of extremely small irregularities on the disk surface. It is in.

【0010】本発明の他の目的は、ディスク回転に伴う
面振れやディスク厚の誤差の存在にも関わらず、ディス
ク表面上の極めて小さい凹凸の有無を正確に検出するこ
とができるディスク表面検査装置を提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide a disk surface inspection apparatus capable of accurately detecting the presence or absence of extremely small irregularities on the disk surface despite the presence of surface runout and disk thickness errors due to disk rotation. Is to provide.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明によるディスク表
面検査装置は、被検査対象のディスク表面にある微小な
凹凸の有無を検出するディスク表面検査装置であって、
ディスク表面に照射すべき光ビームを発生する光ビーム
発生部、該光ビーム発生部により発生された光ビームを
ディスク表面に焦点合わせするための可動の対物レン
ズ、および該対物レンズを可動制御する可動制御部を含
み、ディスク表面の像を読み取る光学部と、該光学部に
より読み取られた像を画像として記憶する画像記憶部
と、該画像記憶部に記憶された画像を処理することによ
りディスク表面上の微小な凹凸の有無を検出する画像処
理手段と、前記光学部の対物レンズから得られる信号に
基づいて対物レンズからディスク表面までの距離を検出
し、該距離に基づいて対物レンズの位置を変化させるこ
とにより焦点制御を行う自動焦点制御手段とを備えたこ
とを特徴とする。
A disk surface inspection apparatus according to the present invention is a disk surface inspection apparatus for detecting the presence or absence of minute irregularities on the surface of a disk to be inspected.
A light beam generator for generating a light beam to be irradiated onto the disk surface, a movable objective lens for focusing the light beam generated by the light beam generator on the disk surface, and a movable control for movably controlling the objective lens An optical unit that includes a control unit and reads an image on the disk surface, an image storage unit that stores an image read by the optical unit as an image, and an image storage unit that processes the image stored in the image storage unit to process the image on the disk surface. Image processing means for detecting the presence or absence of minute irregularities, and detecting the distance from the objective lens to the disk surface based on a signal obtained from the objective lens of the optical unit, and changing the position of the objective lens based on the distance. Automatic focus control means for performing focus control.

【0012】本発明者は、レーザービームのようなコヒ
ーレントな性質を有する光ビームの干渉性を利用した干
渉光学系を用いることにより、ディスク表面上の極小の
凹凸を、画像処理を通して検出することとした。その
際、光ビームのディスク面上の光ビーム照射部分の焦点
位置は、対物レンズの焦点深度以内に合わせる必要があ
る。一方、ディスクには厚さ誤差があり、また、ディス
クの回転に伴う面振れもあるため、焦点位置がずれてし
まう。そこで、本発明では、このような比較的大きな表
面位置の変動(例えば1μm以上)に対して、自動焦点
制御手段により対物レンズ位置を調整して自動的に合焦
状態が得られるようにした。すなわち、ディスク面位置
変動やディスク厚誤差には自動焦点制御手段を用いて対
処した上で、ディスク面上の微小な凹凸を画像(光の干
渉像)処理により検出するようにした。
The inventor of the present invention uses an interference optical system that utilizes the coherence of a light beam having a coherent property such as a laser beam to detect minimal unevenness on the disk surface through image processing. did. At that time, the focal position of the light beam irradiated portion on the disk surface of the light beam needs to be adjusted within the depth of focus of the objective lens. On the other hand, the disc has a thickness error and also has a surface runout due to the rotation of the disc, so that the focal position is shifted. Therefore, in the present invention, for such a relatively large fluctuation of the surface position (for example, 1 μm or more), the focus state is automatically obtained by adjusting the position of the objective lens by the automatic focus control means. That is, the disk surface position fluctuation and the disk thickness error are dealt with using the automatic focus control means, and then minute irregularities on the disk surface are detected by image (light interference image) processing.

【0013】これによって、ヘッド浮上量が非常に小さ
い高密度記録用の磁気ディスクの極めて微細な凹凸の1
個1個を正確に検出することが可能になる。
[0013] Thus, the very small unevenness of the magnetic disk for high-density recording having a very small head flying height.
It is possible to accurately detect each individual.

【0014】前記画像処理手段は、好ましくは、ディス
ク表面の微小な凹凸に伴ってディスク表面に照射された
光ビームの光路長が変化することにより生じる干渉像に
基づいて微小な凹凸の有無を検出するものである。
The image processing means preferably detects the presence / absence of minute irregularities based on an interference image generated by a change in the optical path length of a light beam applied to the disk surface due to the minute irregularities on the disk surface. Is what you do.

【0015】前記光学部は、例えば、ディスク表面に照
射された光ビームのスポット像を受ける4分割光検知器
を有し、前記自動焦点制御手段は、前記4分割光検知器
の出力に基づいて非点収差方式による距離検出を行い、
該検出された距離に基づいて前記対物レンズに対する自
動焦点制御を行う。
The optical section has, for example, a four-divided photodetector for receiving a spot image of a light beam applied to the surface of the disk, and the automatic focus control means controls the automatic focus control based on the output of the four-divided photodetector. Performs distance detection by the astigmatism method,
Automatic focus control is performed on the objective lens based on the detected distance.

【0016】あるいは、前記光学部は、ディスク表面に
照射された光ビームのスポット像を受ける、前記対物レ
ンズから異なる距離に位置する1対の光検知器を有し、
前記自動焦点制御手段は、前記1対の光検知器の出力に
基づいて差動同心円法による距離検出を行い、該検出さ
れた距離に基づいて前記対物レンズに対する自動焦点制
御を行う。
Alternatively, the optical section has a pair of photodetectors located at different distances from the objective lens for receiving a spot image of a light beam applied to a disk surface,
The automatic focus control means performs distance detection by a differential concentric circle method based on the outputs of the pair of photodetectors, and performs automatic focus control on the objective lens based on the detected distance.

【0017】本発明の以上のような構成、すなわち干渉
光学系と非点収差光学系(または差動同心円光学系)を
組み合わせたことにより、ディスク表面の光ビームのス
ポット系(ビームウエスト)を広くすることが可能にな
る。もし、例えば非点収差光学系のみを用いて凹凸検出
を高精度化しようとするとスポット系を小さくする必要
がある。これによって、凹凸の部分をレンズで拡大する
ことにより、より小さい部分まで検出できるからであ
る。しかし、あまり拡大してしまうと、観察する部分の
範囲が狭くなってしまう。なぜなら、非点収差法ではP
Dだけで検出する機能しかないためスポットでしか観察
できないからである。よって、高精度の検出を行うため
にはスポット径つまりビームウエストを小さくすること
が必要となる。
By combining the above-described configuration of the present invention, that is, combining the interference optical system and the astigmatism optical system (or the differential concentric optical system), the spot system (beam waist) of the light beam on the disk surface can be widened. It becomes possible to do. If, for example, it is intended to improve the accuracy of detecting unevenness using only the astigmatism optical system, it is necessary to reduce the size of the spot system. Thereby, it is possible to detect even a smaller portion by enlarging the uneven portion with a lens. However, if it is enlarged too much, the range of the part to be observed becomes narrow. Because, in the astigmatism method, P
This is because only a spot can be observed because there is only a function to detect only D. Therefore, it is necessary to reduce the spot diameter, that is, the beam waist, in order to perform highly accurate detection.

【0018】これに対して、本発明では、干渉光学系を
利用することにより、非点収差光学系の役目を、凹凸の
検出から、ある程度、対物レンズの焦点が合えばよいと
いう焦点制御の目的に変更することができる。これによ
って、非点収差光学系には、微小の凹凸を検出する機能
は不要となるので、観察する対象部分をより広くするこ
とが可能となる。また、干渉光学系は、広範囲内の微小
な凹凸を検出できるので、ビームウエストが広くても問
題ない。但し、干渉は、ある程度の焦点誤差(通常は数
10μm)が発生すると検出不能になるので、この焦点
誤差を非点収差法等により対物レンズを制御して誤差範
囲内に納めることにより、高さ方向にもより広範囲な測
定が可能となる。
On the other hand, in the present invention, by utilizing the interference optical system, the role of the astigmatism optical system is changed from the detection of unevenness to the objective of focus control such that the objective lens only needs to be focused to some extent. Can be changed to This eliminates the need for the astigmatism optical system to have a function of detecting minute irregularities, so that the portion to be observed can be made wider. Further, since the interference optical system can detect minute unevenness in a wide range, there is no problem even if the beam waist is wide. However, the interference becomes undetectable when a certain focus error (usually several tens of μm) occurs. Therefore, by controlling the objective lens by an astigmatism method or the like and setting the focus error within the error range, the height is reduced. A wider range of measurements can be made in the direction.

【0019】さらに好ましくは、前記光学部は、前記距
離検出で検出される距離の範囲より大きい範囲でレンズ
位置を検出するレンズ位置検出手段を有し、前記自動焦
点制御手段は、まず、前記レンズ位置検出手段による検
出結果に応じて前記対物レンズの位置をより狭い前記距
離検出の範囲内に追い込み、次いで、前記検出された距
離に基づいて前記対物レンズの自動焦点制御を行う。こ
れにより、自動焦点制御において、より大きなディスク
面位置の変動に対処することが可能になる。
More preferably, the optical section has lens position detecting means for detecting a lens position in a range larger than the range of the distance detected by the distance detection, and the automatic focus control means firstly sets the lens The position of the objective lens is driven into the narrower range of the distance detection according to the detection result by the position detection means, and then the automatic focus control of the objective lens is performed based on the detected distance. This makes it possible to cope with a larger disc surface position fluctuation in the automatic focus control.

【0020】前記光学部は、例えば、ディスクの半径方
向に配列されディスクに対して相対的にらせん状または
同心円状に走査される1次元センサを有し、前記画像記
憶部は、前記1次元センサにより光電変換された信号に
基づいて画像データを記憶する。これにより、上記ビー
ムウエストの広域化と相まって、ディスクの周方向に沿
って比較的広い帯状の幅をもって検査することができ、
検査時間の短縮化を図ることができる。
The optical section has, for example, a one-dimensional sensor arranged in a radial direction of the disk and scanned spirally or concentrically with respect to the disk, and the image storage section includes the one-dimensional sensor. The image data is stored based on the signal obtained by the photoelectric conversion. Thereby, coupled with the widening of the beam waist, the inspection can be performed with a relatively wide band-like width along the circumferential direction of the disk,
Inspection time can be reduced.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について詳細に説明する。以下では、磁気ディスクの表
面検査について説明するが、本発明は、磁気ディスクに
限るものではなく、ディスク表面の微小な凹凸を検出す
る必要がある任意の媒体の表面検査に適用することがで
きる。例えば、半導体ウエハの表面検査にも利用するこ
とができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail. Hereinafter, the surface inspection of a magnetic disk will be described. However, the present invention is not limited to the magnetic disk, and can be applied to the surface inspection of any medium that needs to detect minute irregularities on the disk surface. For example, it can be used for surface inspection of a semiconductor wafer.

【0022】まず、図1に、本発明による実施の形態に
係る磁気ディスクの表面検査装置の主要部の構成を示
す。
First, FIG. 1 shows a configuration of a main part of a magnetic disk surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

【0023】このディスク表面検査装置100は、被検
査対象の磁気ディスク10を回転させるスピンドルモー
タ19と、磁気ディスク10のディスク表面に光ビーム
を照射するとともにディスク表面からの反射光を受ける
光学部13と、この光学部13の出力であるCCD画像
信号12を受けて画像として記憶する画像記憶部14
と、この画像記憶部14に記憶された画像信号15を処
理することによりディスク表面上の微小な凹凸の有無を
検出する凹凸検出部(画像処理手段)16と、光学部1
3の自動焦点合わせを行う自動焦点制御部18により構
成される。
The disk surface inspection apparatus 100 includes a spindle motor 19 for rotating the magnetic disk 10 to be inspected, and an optical unit 13 for irradiating the disk surface of the magnetic disk 10 with a light beam and receiving reflected light from the disk surface. And an image storage unit 14 which receives the CCD image signal 12 output from the optical unit 13 and stores it as an image.
An unevenness detecting unit (image processing means) 16 for processing the image signal 15 stored in the image storage unit 14 to detect the presence or absence of minute unevenness on the disk surface;
An automatic focus control unit 18 for performing automatic focus adjustment of No. 3 is provided.

【0024】磁気ディスク10の検査時、磁気ディスク
10はスピンドルモータ19により所定の回転速度で回
転駆動され、光学部13は可動の対物レンズ11を有
し、自動焦点制御部18は、光学部13から受けた、後
述のRF信号20およびFOCUS信号21に応じて、
光学部13に対してレンズ駆動信号22を出力する。
At the time of inspection of the magnetic disk 10, the magnetic disk 10 is driven to rotate at a predetermined rotational speed by a spindle motor 19, the optical unit 13 has a movable objective lens 11, and the automatic focus control unit 18 In response to an RF signal 20 and a FOCUS signal 21 described below,
The lens driving signal 22 is output to the optical unit 13.

【0025】図18に、本実施の形態における検査の対
象である磁気ディスクの外観を示す。この磁気ディスク
10は、高密度記録のために従来ディスク全面に設けら
れていた、ヘッドを浮上させるための意図的なキズであ
るいわゆるテクスチャをディスク外周部187にのみ設
け、内周部186にはテクスチャを排除した鏡面として
いる。図の例では、磁気ディスクの欠陥として3個の突
起188が拡大して例示してある。
FIG. 18 shows the appearance of a magnetic disk to be inspected in this embodiment. The magnetic disk 10 has a so-called texture that is intentionally flawed for floating the head, which is conventionally provided on the entire surface of the disk for high-density recording, only on the disk outer peripheral portion 187, and the inner peripheral portion 186 has a so-called texture. Mirror surface without texture. In the example of the figure, three protrusions 188 are illustrated as a defect as a defect of the magnetic disk.

【0026】図13に、このディスク表面検査装置10
0をパソコン(PC)138を介してLAN139に接
続したシステム構成を示す。LAN139にはこのよう
なディスク表面検査装置100およびPC138の組を
複数組接続して、同時に複数のディスクの検査を行うこ
とが可能である。
FIG. 13 shows the disk surface inspection apparatus 10.
0 is connected to a LAN 139 via a personal computer (PC) 138. By connecting a plurality of such sets of the disk surface inspection apparatus 100 and the PC 138 to the LAN 139, it is possible to inspect a plurality of disks at the same time.

【0027】図13のディスク表面検査装置100で
は、図1に示したその主要部の構成に加えて、ここで、
PC138により制御される磁気ディスクの回転駆動お
よび光学部・処理部130のスライド駆動の機構を示
す。光学部・処理部130は、図1の光学部13、画像
記憶部14、凹凸検出部16および自動焦点制御部18
に相当する。
In the disk surface inspection apparatus 100 shown in FIG. 13, in addition to the configuration of the main part shown in FIG.
4 shows a mechanism for rotating the magnetic disk and sliding the optical unit / processing unit 130, which are controlled by the PC 138. The optical unit / processing unit 130 includes the optical unit 13, the image storage unit 14, the unevenness detection unit 16, and the automatic focus control unit 18 in FIG.
Is equivalent to

【0028】磁気ディスク10は、PC138の制御下
でスピンドル制御部131を介して前述のようにスピン
ドルモータ19により回転駆動される。この回転動作は
エンコーダ132により検出され、その検出信号がPC
138へ返送される。これにより、PC138は、光学
部13に対する現時点の磁気ディスクの回転角度θを認
識することができる。一方、光学部13は、PC138
の制御下でスライド制御部135を介してスライドモー
タ136により磁気ディスク10の半径方向にスライド
駆動される。このスライド動作は円コーダ137により
検出され、そのスライド位置情報rはPC138へ返送
される。したがって、PC138は、rとθによりディ
スク面上のどこを検査しているかを認識することがで
き、これを凹凸部の検出された位置と対応づけることが
できる。また、図示しないがPC138は、これらの情
報を基づいて、ディスク面上のどこで凹凸部が検出され
たかを表示することができる。
The magnetic disk 10 is driven to rotate by the spindle motor 19 through the spindle controller 131 under the control of the PC 138 as described above. This rotation operation is detected by the encoder 132, and the detection signal
138. Thus, the PC 138 can recognize the current rotation angle θ of the magnetic disk with respect to the optical unit 13. On the other hand, the optical unit 13 is a PC 138
The magnetic disk 10 is slid in the radial direction by the slide motor 136 via the slide control unit 135 under the control of. This slide operation is detected by the circle coder 137, and the slide position information r is returned to the PC 138. Therefore, the PC 138 can recognize the position on the disk surface to be inspected based on r and θ, and can associate this with the detected position of the uneven portion. Although not shown, the PC 138 can display on the disk surface where the irregularities are detected based on the information.

【0029】磁気ディスク10の回転と光学部13のス
ライドの結果、光学部13の照射する光ビームは、磁気
ディスク10に対して相対的に、ディスク表面上にらせ
ん状または同心円状に走査される。したがって、ディス
ク表面の周方向にに沿った帯状の画像が得られる。この
帯は好ましくは隣の帯と重複するようにする。帯の境界
での凹凸を見落とすことのないようにするためである。
らせんか同心円かは、スライドを間欠的に行うか連続的
に行うかにより決まる。本実施の形態では、ディスクの
外周から内周へ向けて、らせん状にディスク表面を検査
していく。
As a result of the rotation of the magnetic disk 10 and the sliding of the optical unit 13, the light beam emitted from the optical unit 13 is scanned spirally or concentrically on the disk surface relative to the magnetic disk 10. . Therefore, a band-like image along the circumferential direction of the disk surface can be obtained. This strip preferably overlaps with the adjacent strip. This is to prevent the irregularities at the boundary of the band from being overlooked.
The spiral or concentric circle is determined by whether the slide is performed intermittently or continuously. In the present embodiment, the disk surface is inspected spirally from the outer circumference to the inner circumference of the disk.

【0030】図示しないが、これらの装置はクリーンル
ーム内に設置され、磁気ディスクの搬送から装着、検査
まですべて自動で行われる。PC138には、光学部・
処理部130からの検出信号17の他に、各磁気ディス
ク10に記録されているシリアル番号(SN)が読み取
られ、PC138へ送られる。PC138は、図14に
示すように、自己の処理した磁気ディスクの通し番号
(Disk No.)および前記シリアル番号(SN)およびそ
のディスクのエラー数(凹凸の検出個数)を記憶する。
なお、前述のように、検出対象の帯は隣の帯と重複する
ので同一の凹凸部を重複して検出することがありうる
が、前述のrとθの情報に基づいて同一であることが分
かるので、当該凹凸部は1個とカウントする。
Although not shown, these devices are installed in a clean room, and all processes from transport of the magnetic disk to mounting and inspection are automatically performed. The PC 138 has an optical unit
In addition to the detection signal 17 from the processing unit 130, a serial number (SN) recorded on each magnetic disk 10 is read and sent to the PC 138. As shown in FIG. 14, the PC 138 stores the serial number (Disk No.) of the magnetic disk processed by itself, the serial number (SN), and the number of errors (the number of irregularities detected) of the disk.
As described above, since the band to be detected overlaps with the adjacent band, the same concavo-convex portion may be detected in duplicate, but may be the same based on the aforementioned information on r and θ. Since it can be understood, the number of the uneven portions is counted as one.

【0031】LAN139には、ホストコンピュータが
接続されており、PC138は、ホストコンピュータか
らの要求に応じて、または自発的に、この検査結果をP
C138に送信する。
A host computer is connected to the LAN 139, and the PC 138 responds to the request from the host computer or voluntarily outputs this inspection result to the P.
Send to C138.

【0032】次に、図2により、本実施の形態において
採用したレーザ干渉の原理および非点収差法の原理を説
明する。本実施の形態では、ディスク表面上の微小な凹
凸は、ディスク表面から読み取った光の干渉像を画像処
理することにより検出する。一方、これより大きなディ
スク面位置変動は、非点収差法によりその変動を検出し
てこの検出結果に基づいて光学部13の焦点制御を行
う。
Next, the principle of the laser interference and the principle of the astigmatism method employed in this embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, minute irregularities on the disk surface are detected by performing image processing on an interference image of light read from the disk surface. On the other hand, when the disc surface position fluctuation is larger than this, the fluctuation is detected by the astigmatism method, and the focus control of the optical unit 13 is performed based on the detection result.

【0033】図2(a)はレーザ干渉の原理を示すもの
である。光ビーム発生部であるレーザダイオード(L
D)31から発生されたコヒーレント性を有する光ビー
ムは、ビームスプリッタ32によりディスク10と固定
のミラー(基準ガラス)34へ向かう2方向へ分割さ
れ、両者の反射光がビームスプリッタ32で合流して干
渉する。この干渉光は、センサであるCCD撮像素子3
5で検出される。本実施の形態では、CCD撮像素子3
5は、4096個の画素からなる1次元のセンサを構成
する。ビームスプリッタ32とミラー34との間隔が固
定であるのに対し、ビームスプリッタ32とディスク表
面との間隔が変化すると、干渉光に明暗変化が生じる。
したがって、ディスク表面の2次元的な画像には、ディ
スク表面の凹凸に応じた干渉縞が生じる。この干渉縞を
後述する画像処理により解析することにより、微小な
(例えば数nm程度)の凹凸を検出することができる。
FIG. 2A shows the principle of laser interference. A laser diode (L
D) The coherent light beam generated from 31 is split in two directions by the beam splitter 32 toward the disk 10 and the fixed mirror (reference glass) 34, and the reflected lights of the two merge at the beam splitter 32. have a finger in the pie. This interference light is transmitted to the CCD image sensor 3 as a sensor.
5 is detected. In the present embodiment, the CCD image pickup device 3
5 constitutes a one-dimensional sensor composed of 4096 pixels. While the distance between the beam splitter 32 and the mirror 34 is fixed, if the distance between the beam splitter 32 and the disk surface changes, the interference light changes in brightness.
Therefore, interference fringes are generated in the two-dimensional image of the disk surface according to the unevenness of the disk surface. By analyzing the interference fringes by image processing described later, minute (for example, about several nm) irregularities can be detected.

【0034】図2(b)は非点収差法の原理を示すもの
である。これは、レーザダイオード31からの光ビーム
をビームスプリッタ32でディスク10へ向けて反射さ
せ、ディスク表面での反射光を円筒型レンズ(CL)3
6を介して4分割フォトダイオード(PD)37へ入射
する構成をとる。非点収差法について、さらに図3およ
び図4により4分割PD37の構成および作用を説明す
る。
FIG. 2B illustrates the principle of the astigmatism method. This is because the light beam from the laser diode 31 is reflected by the beam splitter 32 toward the disk 10, and the light reflected on the disk surface is reflected by the cylindrical lens (CL) 3.
A configuration is adopted in which the light enters the four-division photodiode (PD) 37 through the photodiode 6. Regarding the astigmatism method, the configuration and operation of the four-divided PD 37 will be further described with reference to FIGS.

【0035】図3(a)は、4分割PD37の構成を示
す。4分割PD37は、4個に分割された等面積の光検
出部A,B,C,Dを有する。4分割PD37上には、
ディスク表面上に照射された光ビームのスポットの像が
形成される。この像の形状は、図3(b)(c)(d)
に示すように、対物レンズ11からディスク表面までの
距離に応じて、すなわち、「近い」「焦点位置」「遠
い」に応じて図示のようにスポット形状S1,S2,S
3が変化することが知られている。そこで、光検出部
A,B,C,Dの全出力を加算した総和A+B+C+D
を反射(RF)信号として求めるとともに、対角にある
光検出部同士の和の差(A+B)−(C+D)を焦点
(FOCUS)信号として求める。(各光検出部A,
B,C,Dの出力をそれぞれA,B,C,Dと表わ
す。) 図4に、RF信号とFOCUS信号の電圧値と、対物レ
ンズ11からディスク表面までの距離との関係を示す。
図から分かるように、RF信号は焦点位置でピークを示
し、焦点位置から近くなっても遠くなっても出力は低下
している。これに対して、FOCUS信号の出力値は、
焦点位置で中間値0を示し、焦点位置から近づくか遠ざ
かるかにより出力の符号が逆になりかつ距離変化にほぼ
比例して変化する。かつ、FOCUS信号の出力値は、
距離の検出範囲を超えると急激に低下していく。したが
って、両信号の出力値に基づいて、対物レンズ11とデ
ィスク面との相対距離が焦点位置にあるか否か、さらに
は焦点位置からずれている場合に焦点位置に達するため
にいずれの方向に対物レンズ11を動かせばよいかを認
識することができる。
FIG. 3A shows the structure of the four-divided PD 37. The quadrant PD 37 has photodetectors A, B, C, and D divided into four equal areas. On the 4-split PD 37,
An image of the spot of the illuminated light beam is formed on the disk surface. The shape of this image is shown in FIGS.
As shown in FIG. 5, the spot shapes S1, S2, S as shown in the drawing correspond to the distance from the objective lens 11 to the disk surface, ie, to “close”, “focal position”, “far”
3 is known to change. Therefore, the sum A + B + C + D obtained by adding all the outputs of the photodetectors A, B, C, and D
Is obtained as a reflection (RF) signal, and the difference (A + B) − (C + D) of the sum of the diagonal photodetectors is obtained as a focus (FOCUS) signal. (Each photodetector A,
Outputs of B, C, and D are represented as A, B, C, and D, respectively. FIG. 4 shows the relationship between the voltage values of the RF signal and the FOCUS signal and the distance from the objective lens 11 to the disk surface.
As can be seen from the figure, the RF signal shows a peak at the focus position, and the output decreases as the distance from the focus position increases or decreases. On the other hand, the output value of the FOCUS signal is
An intermediate value 0 is shown at the focal position, and the sign of the output is reversed depending on whether the focal position is approaching or moving away from the focal position, and changes in proportion to the change in distance. And the output value of the FOCUS signal is
When it exceeds the detection range of the distance, it rapidly decreases. Therefore, based on the output values of both signals, it is determined whether the relative distance between the objective lens 11 and the disk surface is at the focal position, and in any direction to reach the focal position when the relative distance between the objective lens 11 and the disk surface is deviated. It can be recognized whether the objective lens 11 should be moved.

【0036】次に、図5に光学部13の具体的な構成例
を示す。これは、図2(a)(b)で説明したレーザ干
渉と非点収差の両方の構成を組み込んだものである。レ
ーザダイオード31は本実施例では波長670nmのレ
ーザを発光する。このレーザダイオード31から出力さ
れたレーザビームは、コリメートレンズ30により平行
光に変換され、ビームスプリッタ32によりミラー34
と対物レンズ11の2方向へ分割される。対物レンズ1
1に向かったレーザビームは磁気ディスク10の表面で
反射して再度対物レンズ11を透過してビームスプリッ
タ32を透過し、他のビームスプリッタ33へ向かう。
一方、ミラー34で反射されたレーザビームは、ビーム
スプリッタ32で他のビームスプリッタ33の方向へ反
射される。これらの2つの反射されたレーザビームは、
さらにビームスプリッタ33で2方向に分割される。分
割された一方は中間レンズ39を介してCCD撮像素子
35へ向かい、ここで干渉した光の像(干渉像)が検出
される。他方は、円筒型レンズ36および中間レンズ3
8を介して4分割PD37へ向かい、その上に前述した
光のスポット像を形成する。円筒型レンズ36は批点収
差を発生する働きを有し、中間レンズ38はPD37へ
焦点を合わせる働きを有する。対物レンズ11は、後述
するレンズ駆動部60に可動に支持されている。図5に
おいて、対物レンズ11および磁気ディスク10以外は
すべて固定されている。
Next, FIG. 5 shows a specific example of the configuration of the optical unit 13. This incorporates both the laser interference and astigmatism configurations described with reference to FIGS. 2A and 2B. In this embodiment, the laser diode 31 emits a laser having a wavelength of 670 nm. The laser beam output from the laser diode 31 is converted into parallel light by the collimating lens 30, and is converted into a mirror 34 by the beam splitter 32.
And the objective lens 11 in two directions. Objective lens 1
The laser beam directed to 1 is reflected on the surface of the magnetic disk 10, passes through the objective lens 11 again, passes through the beam splitter 32, and goes to another beam splitter 33.
On the other hand, the laser beam reflected by the mirror 34 is reflected by the beam splitter 32 toward the other beam splitter 33. These two reflected laser beams are
Further, the beam is split by the beam splitter 33 in two directions. One of the divided parts is directed to the CCD image sensor 35 via the intermediate lens 39, where an image of the interfering light (interference image) is detected. The other is a cylindrical lens 36 and an intermediate lens 3
Then, the light is directed to the four-divided PD 37 via 8, and the light spot image described above is formed thereon. The cylindrical lens 36 has a function of generating critical aberration, and the intermediate lens 38 has a function of focusing on the PD 37. The objective lens 11 is movably supported by a lens driving unit 60 described later. In FIG. 5, all parts except the objective lens 11 and the magnetic disk 10 are fixed.

【0037】以下、図1に示した主要要素の具体的な構
成を説明する。
Hereinafter, a specific configuration of the main elements shown in FIG. 1 will be described.

【0038】図6は、光学部13のレンズ駆動部60の
構造を示す。対物レンズ11は、磁気シールドケース6
1内にレンズダンパ66を介して光軸方向に移動可能に
支持されている。対物レンズ11には駆動コイル65が
固着されている。駆動コイル65は、磁石63に接触し
てP極とN極を構成する磁性体部材64,68の形成す
る空間内に位置している。ケース61内の塵埃の侵入を
防ぐためにレンズカバー67が設けられている。なお、
図6には、後述する第2の実施の形態において使用する
位置検出素子62も合わせて図示してある。位置検出素
子62は、対物レンズ11の上下方向位置を検出するP
SD(Position Sensitive Diode)のような素子であり、
ケース61の内壁に固設されている。
FIG. 6 shows the structure of the lens driving section 60 of the optical section 13. The objective lens 11 is a magnetic shield case 6
1 is movably supported in the optical axis direction via a lens damper 66. A drive coil 65 is fixed to the objective lens 11. The drive coil 65 is located in the space formed by the magnetic members 64 and 68 forming the P pole and the N pole in contact with the magnet 63. A lens cover 67 is provided to prevent dust from entering the case 61. In addition,
FIG. 6 also shows a position detecting element 62 used in a second embodiment described later. The position detection element 62 detects the position of the objective lens 11 in the vertical direction.
It is an element like SD (Position Sensitive Diode),
It is fixed to the inner wall of the case 61.

【0039】このレンズ駆動部60に対して、光学部1
3の対物レンズ11から得られる信号に基づいて対物レ
ンズ11からディスク表面までの距離を検出し、この検
出信号に応じて生成されたレンズ駆動信号22(図1)
を駆動コイル65に流すことにより、対物レンズ11の
光軸方向の位置が制御される。
With respect to the lens driving unit 60, the optical unit 1
The distance from the objective lens 11 to the disk surface is detected based on the signal obtained from the third objective lens 11, and a lens drive signal 22 (FIG. 1) generated according to the detected signal.
Through the drive coil 65, the position of the objective lens 11 in the optical axis direction is controlled.

【0040】図7は、画像記憶部14の内部の概略構成
を示す。画像記憶部14は、光学部13のCCD撮像素
子35からの画像信号12を受けてこれをデジタル信号
に変換するA/D変換器71と、このデジタル信号が書
き込まれるメモリ72と、このメモリ72の書き込みお
よび読み出しを制御するリードライト制御部73とによ
り構成される。本実施の形態では、CCD撮像素子35
に取り込まれた1次元の像は直列に読み出されて、順
次、対応するデジタル信号に変換され、メモリ72に書
き込まれる。メモリ72では、1次元の像を並列に配置
することにより、2次元の画像を再生する。
FIG. 7 shows a schematic configuration of the inside of the image storage unit 14. The image storage unit 14 includes an A / D converter 71 that receives the image signal 12 from the CCD imaging device 35 of the optical unit 13 and converts the image signal 12 into a digital signal, a memory 72 in which the digital signal is written, and a memory 72. And a read / write control unit 73 for controlling writing and reading of the data. In the present embodiment, the CCD image sensor 35
The one-dimensional images taken in are read out in series, sequentially converted into corresponding digital signals, and written to the memory 72. The memory 72 reproduces a two-dimensional image by arranging one-dimensional images in parallel.

【0041】この画像には、前述したレーザ干渉の採用
により図8に示すように明暗の干渉縞が現れる。この画
像は、凹凸検出部16による画像処理により、解析され
て微小な凹凸部分81の存在が検出される。凹凸検出部
16は、デジタル信号プロセッサ(DSP)を用いて、
公知の手法により凹凸部の検出を行うことができる。
In this image, bright and dark interference fringes appear as shown in FIG. 8 by employing the laser interference described above. This image is analyzed by image processing by the unevenness detecting unit 16 and the presence of the minute unevenness portion 81 is detected. The unevenness detection unit 16 uses a digital signal processor (DSP),
The uneven portion can be detected by a known method.

【0042】図9に、上記の実施の形態を改良した第2
の実施の形態に係る自動焦点制御の概略構成を示す。こ
の第2の実施の形態では、前述した4分割PD37を利
用した非点収差距離検出部91からRF信号20および
FOCUS信号21を得るだけでなく、図6で説明した
レンズ駆動部60の位置検出素子62から位置検出(P
SD)信号94を得る。自動焦点制御部93は、これら
の信号20,21,94を受けて、現在のレンズ位置を
判断し、適正な合焦状態が得られるようなレンズ駆動信
号22を生成し、これをレンズ駆動部60へ供給する。
FIG. 9 shows a second embodiment obtained by improving the above embodiment.
3 shows a schematic configuration of automatic focus control according to the embodiment. In the second embodiment, not only the RF signal 20 and the FOCUS signal 21 are obtained from the astigmatism distance detection unit 91 using the above-described four-divided PD 37, but also the position detection of the lens driving unit 60 described with reference to FIG. Position detection (P
SD) A signal 94 is obtained. The automatic focus control unit 93 receives these signals 20, 21 and 94, determines the current lens position, generates a lens drive signal 22 that can obtain an appropriate in-focus state, and outputs this to the lens drive unit. Supply to 60.

【0043】まず、この第2の実施形態の意義を図10
により説明する。
First, the significance of the second embodiment will be described with reference to FIG.
This will be described below.

【0044】図10(a)は、対物レンズ11の絶対位
置(横軸)に対する位置検素子62のPSD信号94の
値(縦軸)を示す。図10(b)は、対物レンズ11の
ディスク面に対する相対位置、すなわち両者の距離(横
軸)に対するFOCUS信号21(縦軸)の値を示す。
図10(b)から分かるように、通常、非点収差方式の
距離検出範囲は、±5μm(10μm)と比較的狭い範
囲に限定される。これは、対物レンズ11の位置制御精
度を±500nmのような高精度にするために、検出範
囲を広げることができないためである。したがって、対
物レンズ11がこの距離検出範囲から外れると、正常な
自動焦点制御が困難となる。そのため、本実施例では、
前述した位置検出素子62を設けて、より広範囲、例え
ば±500μm(1000μm)の距離検出範囲で対物
レンズ11の位置検出を可能としている。
FIG. 10A shows the value (vertical axis) of the PSD signal 94 of the position detecting element 62 with respect to the absolute position (horizontal axis) of the objective lens 11. FIG. 10B shows the relative position of the objective lens 11 with respect to the disk surface, that is, the value of the FOCUS signal 21 (vertical axis) with respect to the distance between them (horizontal axis).
As can be seen from FIG. 10B, normally, the distance detection range of the astigmatism method is limited to a relatively narrow range of ± 5 μm (10 μm). This is because the detection range cannot be expanded in order to make the position control accuracy of the objective lens 11 as high as ± 500 nm. Therefore, if the objective lens 11 deviates from this distance detection range, it is difficult to perform normal automatic focus control. Therefore, in this embodiment,
By providing the position detecting element 62 described above, the position of the objective lens 11 can be detected in a wider range, for example, in a distance detection range of ± 500 μm (1000 μm).

【0045】自動焦点制御部93(図9)は、PSD信
号94に基づいて、現在の対物レンズ11の位置が非点
収差検出範囲内に収まるように制御を行い、非点収差検
出範囲内に入った後は、FOCUS信号21に基づいて
より適正な合焦状態となるよう対物レンズ11の位置を
制御する。
The automatic focus control unit 93 (FIG. 9) performs control based on the PSD signal 94 so that the current position of the objective lens 11 falls within the astigmatism detection range. After entering, the position of the objective lens 11 is controlled based on the FOCUS signal 21 so as to achieve a more appropriate focusing state.

【0046】位置検出素子62は、図15に示すよう
に、発光素子153と受光素子154からなり、両者の
間に対物レンズ11の動きを伝える遮光部材151が挿
入配置されている。この構成により、受光素子154の
受光量に応じて対物レンズ11の位置が上記のような比
較的広い検出範囲で検出される。但し、その位置精度自
体は±10μm程度でさほど高くない。
As shown in FIG. 15, the position detecting element 62 includes a light emitting element 153 and a light receiving element 154, and a light blocking member 151 for transmitting the movement of the objective lens 11 is inserted between the light emitting element 153 and the light receiving element 154. With this configuration, the position of the objective lens 11 is detected in a relatively wide detection range as described above according to the amount of light received by the light receiving element 154. However, the positional accuracy itself is about ± 10 μm, which is not so high.

【0047】なお、高精度な駆動機構等の採用により非
点収差方式の距離検出で足りる場合には、このPSD信
号(よって位置検出素子62)およびそれに基づく制御
は不要である。
When the distance detection by the astigmatism method is sufficient by employing a high-precision drive mechanism or the like, the PSD signal (accordingly, the position detection element 62) and the control based thereon are unnecessary.

【0048】図11は、第2の実施の形態における自動
焦点制御部93の具体的な構成例を示す。図中のPSD
信号を所定の固定値にすれば第1の実施の形態における
自動焦点制御部18として用いることができる。また、
第1の実施の形態では、自動焦点制御部18のためにP
SD信号に関連する要素(A/D変換器112等)を除
外してもよい。
FIG. 11 shows a specific configuration example of the automatic focus control unit 93 according to the second embodiment. PSD in the figure
If the signal is set to a predetermined fixed value, it can be used as the automatic focus control unit 18 in the first embodiment. Also,
In the first embodiment, P
Elements related to the SD signal (such as the A / D converter 112) may be excluded.

【0049】図11は、RF信号、PSD信号、および
FOCUS信号をそれぞれ受けるA/D変換器111,
112,113と、適応制御部116、DEFECT用
フィルタ114、PID制御部115、位相制御部11
7、オーバーサンプリングフィルタ118、D/A変換
器119により構成される。図中の「IIR型」はInfi
nite Impulse Response型のデジタルフィルタを示す。
この構成は、既存のデジタル信号プロセッサにより構成
することができる。
FIG. 11 shows an A / D converter 111, which receives an RF signal, a PSD signal, and a FOCUS signal, respectively.
112, 113, adaptive control unit 116, DEFECT filter 114, PID control unit 115, phase control unit 11
7, an oversampling filter 118 and a D / A converter 119. "IIR type" in the figure is Infi
This shows a digital filter of the nite Impulse Response type.
This configuration can be configured by an existing digital signal processor.

【0050】DEFECT用フィルタ114は、ディス
ク表面の反射信号から外周部のテクスチャの影響を除去
し、大きな凹凸を検出するためのデジタルフィルタであ
る。これによって、大きな凹凸部(テクスチャより大き
く、かつ、ディスク厚やディスク面振れは含まない)で
の自動焦点制御が不安定になるのを防止する。すなわ
ち、例えば数百μm以上のキズ(凹凸)があると、非点
収差法による対物レンズ11の制御がこの凹凸に追従で
きず、サーボが外れるおそれがある。そこで、このよう
な場合に、意図的に対物レンズ11の制御を停止させ
て、凹凸部分が通過するまで対物レンズを同じ位置に停
止させておく。そして、凹凸が取りすぎてから、制御を
再開する。
The DEFECT filter 114 is a digital filter for removing the influence of the texture on the outer periphery from the reflected signal on the disk surface and detecting large irregularities. As a result, it is possible to prevent the automatic focus control from becoming unstable in a large uneven portion (larger than the texture and not including the disk thickness and the disk surface deflection). That is, for example, if there are scratches (irregularities) of several hundred μm or more, the control of the objective lens 11 by the astigmatism method cannot follow these irregularities, and the servo may be deviated. Therefore, in such a case, the control of the objective lens 11 is intentionally stopped, and the objective lens is stopped at the same position until the uneven portion passes. Then, the control is restarted after the irregularities are excessively removed.

【0051】PID制御部115は、比例、積分、微分
等の各種の処理を実行するデジタルフィルタである。位
相制御部117は、レンズ駆動部60の応答特性を補正
するためのデジタルフィルタである。オーバーサンプリ
ングフィルタ118は、レンズ駆動部60の応答特性よ
り高い周波数成分をカットするためのローパスフィルタ
である。また、位相制御によって過剰応答にならないた
めのフィルタとしても働く。適応制御部116は、各部
の信号を監視して、サーボAGC等の各種制御の状態を
最適な状態にするための部分である。
The PID control unit 115 is a digital filter that executes various processes such as proportional, integral, and derivative. The phase control unit 117 is a digital filter for correcting a response characteristic of the lens driving unit 60. The oversampling filter 118 is a low-pass filter for cutting a frequency component higher than the response characteristic of the lens driving unit 60. Also, it works as a filter for preventing an excessive response due to the phase control. The adaptive control unit 116 is a unit for monitoring signals from various units to optimize various control states such as servo AGC.

【0052】図12に、図11の自動焦点制御部93の
DSP制御の具体的な手順の例をフローチャートとして
示す。まず、RF信号、PSD信号、およびFOCUS
信号をA/D変換器111,112,113から読み込
む(S121)。ついで、DEFECT用フィルタを実
行する(S122)。次に、PID制御部115、位相
制御部117およびオーバーサンプリングフィルタ11
8の各フィルタ機能を実行する(S123)。続いて、
オーバーサンプリングフィルタ118の出力である制御
出力信号をD/A変換器119へ出力する(S12
4)。ついで、適応制御部116により適応制御(S1
25)を行った後、ステップS121に戻り、以上の処
理を繰り返す。
FIG. 12 is a flowchart showing an example of a specific procedure of the DSP control of the automatic focus control unit 93 in FIG. First, the RF signal, PSD signal, and FOCUS
The signal is read from the A / D converters 111, 112, 113 (S121). Next, a DEFECT filter is executed (S122). Next, the PID control unit 115, the phase control unit 117, and the oversampling filter 11
8 are executed (S123). continue,
The control output signal output from the oversampling filter 118 is output to the D / A converter 119 (S12).
4). Then, adaptive control (S1) is performed by the adaptive control unit 116.
After performing step 25), the process returns to step S121, and the above processing is repeated.

【0053】適応制御では、次のサイクルのために、ス
テップS121で読んだRF信号を用い、その信号レベ
ルの大きさによって、PSD制御(位置センサ制御)を
行うか、あるいはFOCUS制御(図10(b))を行
うかを決定する。PSD制御では、FOCUS制御の検
出範囲を超えた部分のみ制御して、FOCUS制御が可
能な位置検出範囲まで対物レンズ11を移動させる。F
OCUS制御では、その狭い位置検出範囲の中で、サー
ボAGCの信号レベルに基づいてこの信号が歪まなくな
るように、各IIR型フィルタの係数を決定する。
In the adaptive control, for the next cycle, the RF signal read in step S121 is used, and PSD control (position sensor control) is performed or FOCUS control (FIG. 10 ( b)). In the PSD control, only the portion beyond the detection range of the FOCUS control is controlled, and the objective lens 11 is moved to a position detection range in which the FOCUS control can be performed. F
In the OCUS control, the coefficients of each IIR filter are determined based on the signal level of the servo AGC within the narrow position detection range so that the signal is not distorted.

【0054】以上、比較的狭い相対レンズ位置の検出の
ために非点収差法を用いたが、別の方法を用いてもよ
い。図16にその原理図を示す。これは、差動同心円法
と呼ばれるものであり、対物レンズ10から異なる距離
にある位置161,162においてビームの幅D1,D
2に伴う光量の差を光検知器で検知し、両者の和および
差を算出するものである。
As described above, the astigmatism method is used for detecting a relatively narrow relative lens position, but another method may be used. FIG. 16 shows the principle diagram. This is called a differential concentric circle method, and the beam widths D1 and D1 at positions 161 and 162 at different distances from the objective lens 10 are described.
The difference between the two quantities is detected by a photodetector, and the sum and difference of the two are calculated.

【0055】図17に、図5に対応する具体的な素子の
配置を示す。図5と同様の要素には同じ参照番号を付し
てある。ビームスプリッタ33の一方の出力は図5の場
合と同様にCCD撮像素子35へ向けられるが、他方の
出力は、中間レンズ176を介して今一つのビームスプ
リッタ177で二分され、PD171とPD172に向
かう。両PD171,172の配置位置は、等価的に図
16の位置161,162に配置される。両PDの出力
の和が加算器173により得られ、この信号がRF信号
となる。また、両PDの出力の差が減算器174により
得られ、この信号がFOCUS信号となる。
FIG. 17 shows a specific arrangement of elements corresponding to FIG. Elements similar to those in FIG. 5 are given the same reference numerals. One output of the beam splitter 33 is directed to the CCD image pickup device 35 as in the case of FIG. 5, but the other output is split into two by the other beam splitter 177 via the intermediate lens 176, and is directed to PD 171 and PD 172. The arrangement positions of both PDs 171 and 172 are equivalently arranged at positions 161 and 162 in FIG. The sum of the outputs of both PDs is obtained by the adder 173, and this signal becomes the RF signal. The difference between the outputs of the two PDs is obtained by the subtractor 174, and this signal becomes the FOCUS signal.

【0056】非点収差方では1箇所にPDを配置すれば
足りるので省スペース化が図れる一方、差動同心円法で
は4分割PDを用いないで済むので装置のコスト低減を
図ることができる。
In the astigmatism method, it is sufficient to dispose a PD at one location, so that space can be saved. On the other hand, the differential concentric circle method does not require the use of a 4-split PD, so that the cost of the apparatus can be reduced.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上、本発明のディスク表面検査装置に
よれば、ディスク表面上の極めて小さい凹凸の有無を検
出することができる。また、ディスク回転に伴う面振れ
やディスク厚の誤差の存在にも関わらず、ディスク表面
上の極めて小さい凹凸の有無を正確に検出することがで
きる。さらに、光ビームのビームウエストを広くするこ
とができるので、ディスク表面を帯状に検査していくこ
とができるので、要検査時間を短縮することが可能とな
る。
As described above, according to the disk surface inspection apparatus of the present invention, the presence / absence of extremely small irregularities on the disk surface can be detected. Further, it is possible to accurately detect the presence / absence of extremely small irregularities on the disk surface regardless of the presence of surface runout and disk thickness error due to disk rotation. Further, since the beam waist of the light beam can be widened, the disk surface can be inspected in a strip shape, and the inspection time required can be reduced.

【0058】[0058]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による実施の形態に係る磁気ディスクの
表面検査装置の主要部の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part of a magnetic disk surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施の形態において採用したレーザ干渉の原
理(a)および非点収差法の原理(b)を説明するため
の図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of laser interference (a) and the principle of astigmatism method (b) employed in the present embodiment.

【図3】4分割PDの構成および作用を説明するための
図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration and operation of a four-segment PD.

【図4】RF信号とFOCUS信号の電圧値と、対物レ
ンズからディスク表面までの距離との関係を示すグラフ
である。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a voltage value of an RF signal and a FOCUS signal and a distance from an objective lens to a disk surface.

【図5】図1に示した光学部の具体的な構成例を示す構
成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a specific configuration example of the optical unit illustrated in FIG. 1;

【図6】図5に示した光学部のレンズ駆動部の構造を示
す概略断面図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing a structure of a lens driving unit of the optical unit shown in FIG.

【図7】図1に示した画像記憶部の内部の概略構成を示
すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a schematic configuration inside an image storage unit illustrated in FIG. 1;

【図8】図7のメモリ72に記憶された明暗の干渉縞を
示す画像の説明図である。
8 is an explanatory diagram of an image showing bright and dark interference fringes stored in a memory 72 of FIG. 7;

【図9】本発明の第2の実施の形態に係る自動焦点制御
の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an automatic focus control according to a second embodiment of the present invention.

【図10】第2の実施の形態における、対物レンズの2
つの位置検出範囲を示すグラフである。
FIG. 10 shows an objective lens 2 according to the second embodiment.
6 is a graph showing two position detection ranges.

【図11】第2(第1)の実施の形態における自動焦点
制御部の構成例を示す回路ブロック図である。
FIG. 11 is a circuit block diagram illustrating a configuration example of an automatic focus control unit according to the second (first) embodiment.

【図12】図11の自動焦点制御部の制御例を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 12 is a flowchart illustrating a control example of an automatic focus control unit in FIG. 11;

【図13】図1のディスク表面検査装置をパソコン(P
C)を介してLANに接続したシステム構成を示す構成
図である。
FIG. 13 shows a disk surface inspection apparatus of FIG.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a system configuration connected to a LAN via C).

【図14】図13のPCに格納される検査結果データの
一例を示す説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of inspection result data stored in the PC of FIG.

【図15】図6に示した位置検出素子の具体構成例を示
す構成図である。
15 is a configuration diagram showing a specific configuration example of the position detection element shown in FIG.

【図16】相対レンズ位置の検出のための、非点収差法
に代わる差動同心円法の原理図である。
FIG. 16 is a principle diagram of a differential concentric circle method instead of an astigmatism method for detecting a relative lens position.

【図17】図16の差動同心円法のための具体的な素子
の配置を示す説明図である。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a specific element arrangement for the differential concentric circle method of FIG. 16;

【図18】本発明の実施の形態における検査の対象であ
る磁気ディスクの外観を示す外観図である。
FIG. 18 is an external view showing an external appearance of a magnetic disk to be inspected in the embodiment of the present invention.

【図19】従来の磁気ディスク表面検査装置の原理図で
ある。
FIG. 19 is a principle view of a conventional magnetic disk surface inspection apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…磁気ディスク、11…対物レンズ、12…CCD
画像信号、13…光学部、14…画像記憶部、15…画
像信号、16…凹凸検出部、17…検出信号、18…自
動焦点制御部、19…スピンドルモータ、20…RF信
号、21…FOCUS信号、22…レンズ駆動信号、3
1…レーザダイオード(LD)、32,33…ビームス
プリッタ、34…ミラー、35…CCD撮像素子、36
…円筒型レンズ、37…4分割フォトダイオード(P
D)、38,39…中間レンズ、60…レンズ駆動部、
61…磁気シールドケース、62…位置検出素子(PS
D)、63…磁石、64…磁性体部材、65…駆動コイ
ル、66…レンズダンパ、67…レンズカバー、68…
磁性体部材、93…自動焦点制御部、94…PSD信
号、132…エンコーダ、136…スライドモータ、1
37…エンコーダ、138…PC、139…LAN。
10 magnetic disk, 11 objective lens, 12 CCD
Image signal, 13 optical unit, 14 image storage unit, 15 image signal, 16 unevenness detection unit, 17 detection signal, 18 automatic focus control unit, 19 spindle motor, 20 RF signal, 21 FOCUS Signal, 22... Lens drive signal, 3
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser diode (LD), 32, 33 ... Beam splitter, 34 ... Mirror, 35 ... CCD image sensor, 36
... Cylindrical lens, 37 ... Division photodiode (P
D), 38, 39: intermediate lens, 60: lens driving unit,
61: Magnetic shield case, 62: Position detecting element (PS
D), 63: magnet, 64: magnetic member, 65: drive coil, 66: lens damper, 67: lens cover, 68:
Magnetic member, 93: automatic focus control unit, 94: PSD signal, 132: encoder, 136: slide motor, 1
37 ... encoder, 138 ... PC, 139 ... LAN.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G01N 21/88 G01N 21/88 G ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI G01N 21/88 G01N 21/88 G

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被検査対象のディスク表面にある微小な凹
凸の有無を検出するディスク表面検査装置であって、 ディスク表面に照射すべき光ビームを発生する光ビーム
発生部、該光ビーム発生部により発生された光ビームを
ディスク表面に焦点合わせするための可動の対物レン
ズ、および該対物レンズを可動制御する可動制御部を含
み、ディスク表面の像を読み取る光学部と、 該光学部により読み取られた像を画像として記憶する画
像記憶部と、 該画像記憶部に記憶された画像を処理することによりデ
ィスク表面上の微小な凹凸の有無を検出する画像処理手
段と、 前記光学部の対物レンズから得られる信号に基づいて対
物レンズからディスク表面までの距離を検出し、該距離
に基づいて対物レンズの位置を変化させることにより焦
点制御を行う自動焦点制御手段と、 を備えたことを特徴とするディスク表面検査装置。
1. A disk surface inspection apparatus for detecting the presence or absence of minute irregularities on the surface of a disk to be inspected, comprising: a light beam generator for generating a light beam to be irradiated on the disk surface; A movable objective lens for focusing the light beam generated by the optical disc on the disk surface, and a movable control unit for movably controlling the objective lens, an optical unit that reads an image on the disk surface, and an optical unit that is read by the optical unit. An image storage unit that stores the image as an image, an image processing unit that detects the presence or absence of minute irregularities on the disk surface by processing the image stored in the image storage unit, and an objective lens of the optical unit. Focus control is performed by detecting the distance from the objective lens to the disk surface based on the obtained signal and changing the position of the objective lens based on the distance. And an automatic focus control means.
【請求項2】前記画像処理手段は、ディスク表面の微小
な凹凸に伴ってディスク表面に照射された光ビームの光
路長が変化することにより生じる干渉像に基づいて微小
な凹凸の有無を検出することを特徴とする請求項1記載
のディスク表面検査装置。
2. The image processing means detects the presence or absence of minute irregularities based on an interference image generated by a change in the optical path length of a light beam applied to the disk surface due to the minute irregularities on the disk surface. 2. The disk surface inspection apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項3】前記光学部はディスク表面に照射された光
ビームのスポット像を受ける4分割光検知器を有し、前
記自動焦点制御手段は、前記4分割光検知器の出力に基
づいて非点収差方式による距離検出を行い、該検出され
た距離に基づいて前記対物レンズに対する自動焦点制御
を行うことを特徴とする請求項1または2記載のディス
ク表面検査装置。
3. The optical section has a four-divided photodetector for receiving a spot image of a light beam applied to the surface of the disk, and the automatic focus control means performs non-focus based on an output of the four-divided photodetector. 3. The disk surface inspection apparatus according to claim 1, wherein a distance is detected by a point aberration method, and automatic focus control is performed on the objective lens based on the detected distance.
【請求項4】前記光学部は、ディスク表面に照射された
光ビームのスポット像を受ける、前記対物レンズから異
なる距離に位置する1対の光検知器を有し、 前記自動焦点制御手段は、前記1対の光検知器の出力に
基づいて差動同心円法による距離検出を行い、該検出さ
れた距離に基づいて前記対物レンズに対する自動焦点制
御を行うことを特徴とする請求項1または2記載のディ
スク表面検査装置。
4. The optical section has a pair of photodetectors located at different distances from the objective lens for receiving a spot image of a light beam applied to a disk surface, and the automatic focus control means includes: The distance detection according to a differential concentric circle method is performed based on outputs of the pair of photodetectors, and automatic focus control is performed on the objective lens based on the detected distance. Disk surface inspection equipment.
【請求項5】前記光学部は、前記距離検出で検出される
距離の範囲より大きい範囲でレンズ位置を検出するレン
ズ位置検出手段を有し、前記自動焦点制御手段は、ま
ず、前記レンズ位置検出手段による検出結果に応じて前
記対物レンズの位置をより狭い前記距離検出の範囲内に
追い込み、次いで、前記検出された距離に基づいて前記
対物レンズの自動焦点制御を行うことを特徴とする請求
項1〜4のいずれかに記載のディスク表面検査装置。
5. The optical section has lens position detecting means for detecting a lens position in a range larger than the range of the distance detected by the distance detection, and the automatic focus control means firstly detects the lens position. The position of the objective lens is driven into a narrower range of the distance detection according to a detection result by the means, and then automatic focusing control of the objective lens is performed based on the detected distance. A disk surface inspection apparatus according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】前記光学部は、ディスクの半径方向に配列
されディスクに対して相対的にらせん状または同心円状
に走査される1次元センサを有し、前記画像記憶部は、
前記1次元センサにより光電変換された信号に基づいて
画像データを記憶することを特徴とする請求項1〜5の
いずれかに記載のディスク表面検査装置。
6. The optical unit has a one-dimensional sensor arranged in a radial direction of the disk and scanned spirally or concentrically with respect to the disk.
The disk surface inspection apparatus according to claim 1, wherein image data is stored based on a signal photoelectrically converted by the one-dimensional sensor.
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