JPS62127618A - 表面形状測定装置 - Google Patents
表面形状測定装置Info
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- JPS62127618A JPS62127618A JP26854185A JP26854185A JPS62127618A JP S62127618 A JPS62127618 A JP S62127618A JP 26854185 A JP26854185 A JP 26854185A JP 26854185 A JP26854185 A JP 26854185A JP S62127618 A JPS62127618 A JP S62127618A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の概要〕
本発明は被測定試料あるいは被加工試料上の表面のうね
り、あるいは表面粗さを測定するための表面形状測定装
置を提供するもので特に被測定（加工）試料上にレーザ
光を照射し、その反射光をプリズムの頂部に入射させて
、その頂部から左右のプリズムの辺に振り分けられた反
射光量を光検知器で検知して差動増巾器により表面傾き
を求め、この値から高さを求めるようにした表面形状測
定装置に関する。
り、あるいは表面粗さを測定するための表面形状測定装
置を提供するもので特に被測定（加工）試料上にレーザ
光を照射し、その反射光をプリズムの頂部に入射させて
、その頂部から左右のプリズムの辺に振り分けられた反
射光量を光検知器で検知して差動増巾器により表面傾き
を求め、この値から高さを求めるようにした表面形状測
定装置に関する。
本発明は表面形状測定装置に係り、特に光触針式で表面
の粗さあるいはうねり等を測定する表面形状測定装置に
関する。
の粗さあるいはうねり等を測定する表面形状測定装置に
関する。
磁気ディスク装置においては磁気ヘッドを用いて情報の
書込み、読出しを行っておりディスク表面から磁気ヘッ
ドのスライダまでの浮上量は０．２μｍ程度であるが、
上記ディスク表面にうねりや粗い凹凸があると磁気ヘッ
ドを載置したスライダがうねりの谷間に入ったり山に乗
り上げることによって信号が取り出せなくなったり磁気
ヘッドがディスクに当たる等の問題があり、通常では磁
気ディスクの表面のうねりあるいは粗さを０．０５μｍ
以下に抑える必要がある。このため、磁気ディスク担体
である被測定（加工）試料表面の高さくうねりおよび粗
さ）を測定して一定の値に保つ必要がある。このような
試料表面の形状測定装置としては従来から触針式の表面
粗さ計が知られている。
書込み、読出しを行っておりディスク表面から磁気ヘッ
ドのスライダまでの浮上量は０．２μｍ程度であるが、
上記ディスク表面にうねりや粗い凹凸があると磁気ヘッ
ドを載置したスライダがうねりの谷間に入ったり山に乗
り上げることによって信号が取り出せなくなったり磁気
ヘッドがディスクに当たる等の問題があり、通常では磁
気ディスクの表面のうねりあるいは粗さを０．０５μｍ
以下に抑える必要がある。このため、磁気ディスク担体
である被測定（加工）試料表面の高さくうねりおよび粗
さ）を測定して一定の値に保つ必要がある。このような
試料表面の形状測定装置としては従来から触針式の表面
粗さ計が知られている。
この表面粗さ計は０．００１μｍ程度までの精度で粗さ
測定を行えるが半径４μ程度の針を被測定試料表面に当
てた状態で上下動を測定するため破壊検査となるだけで
なく測定速度が遅い（約１０秒／ｎ）欠点がある。
測定を行えるが半径４μ程度の針を被測定試料表面に当
てた状態で上下動を測定するため破壊検査となるだけで
なく測定速度が遅い（約１０秒／ｎ）欠点がある。
更にり、 Ｊ、 Ｗｈｉｔｅｈｏｕｓｅ教授特別講演
会資料（主催、精機学会６０年９月）に従来の光学式非
接触計測の例が示されているが、その代表的なものにレ
ーザ等の光スポットを被測定試料表面に焦点を合わせて
当てることでその反射波のずれによるスポット径の差を
検出する表面形状測定装置が知られている。
会資料（主催、精機学会６０年９月）に従来の光学式非
接触計測の例が示されているが、その代表的なものにレ
ーザ等の光スポットを被測定試料表面に焦点を合わせて
当てることでその反射波のずれによるスポット径の差を
検出する表面形状測定装置が知られている。
この方式では０．００１ μｍ程度の精度で表面のうね
りや粗さを検出することができ、かつ非破壊検査である
特徴を有するが測定長が短く、測定時間が遅い問題があ
った。
りや粗さを検出することができ、かつ非破壊検査である
特徴を有するが測定長が短く、測定時間が遅い問題があ
った。
上述の光スポツト式では一般に分解能が１．６μｍ程度
に固定されてしまい分解能調整ができない問題があった
。更にスポット径は１．６μｍφと小さいために測定長
が長ければ測定点が多くなり、被測定試料表面に焦点を
合せる場合に被測定試料づ− のうねりや粗さだけでなく、被測定試料を載置するＸ−
Ｙステージに振動などによる上下方向の精度誤差がある
と焦点位置が変わるためにステージの精度を上げなけれ
ばならないだけでなく駆動系の振動を振幅１ｒ＋ｍ以下
に遮断することも難しい。
に固定されてしまい分解能調整ができない問題があった
。更にスポット径は１．６μｍφと小さいために測定長
が長ければ測定点が多くなり、被測定試料表面に焦点を
合せる場合に被測定試料づ− のうねりや粗さだけでなく、被測定試料を載置するＸ−
Ｙステージに振動などによる上下方向の精度誤差がある
と焦点位置が変わるためにステージの精度を上げなけれ
ばならないだけでなく駆動系の振動を振幅１ｒ＋ｍ以下
に遮断することも難しい。
また測定時間は３額／分のオーダで極めて遅い問題があ
った。また、前述資料の中には、光の反射角から対象の
傾きを検出し、表面変位を検知する手段も紹介されてい
るが、対象の振動が高精度を達成する上での問題もあっ
た。
った。また、前述資料の中には、光の反射角から対象の
傾きを検出し、表面変位を検知する手段も紹介されてい
るが、対象の振動が高精度を達成する上での問題もあっ
た。
本発明は軟土の欠点に鑑みなされたものであり、その目
的とするところは非接触で高速度に表面形状検査が行え
、測定長も長く測定分解能が可変できる表面形状測定装
置を得んとするもので、その手段はステージに載置した
被測定試料上にレーザ光源からのレーザ光を一対の反射
ミラーを介して照射すると共に該被測定試料上の反射光
を該一対の反射ミラーを介してビーム分割プリズムに与
える光学系と、上記ビーム分割プリズムの頂部に与えら
れた上記反射光を検出するための一対の光検知器と、該
一対の光検知器出力を差動増幅手段に加えて上記被測定
試料の傾きを得て、この出力を演算回路に加えて積分し
て高さ分布を得ることを特徴とする表面形状測定装置に
よって達成される。
的とするところは非接触で高速度に表面形状検査が行え
、測定長も長く測定分解能が可変できる表面形状測定装
置を得んとするもので、その手段はステージに載置した
被測定試料上にレーザ光源からのレーザ光を一対の反射
ミラーを介して照射すると共に該被測定試料上の反射光
を該一対の反射ミラーを介してビーム分割プリズムに与
える光学系と、上記ビーム分割プリズムの頂部に与えら
れた上記反射光を検出するための一対の光検知器と、該
一対の光検知器出力を差動増幅手段に加えて上記被測定
試料の傾きを得て、この出力を演算回路に加えて積分し
て高さ分布を得ることを特徴とする表面形状測定装置に
よって達成される。
本発明の表面形状測定装置はレーザ光源からのレーザ光
を一対の反射ミラーを介して被測定試料上に照射し、そ
の反射光をビーム分割プリズムの頂部に入射させ、頂部
から分解プリズムの左右辺に入射する変位に応じて一対
の光検知器でこれを受け、該一対の光検知器の差出力を
基にこれを演算して試料表面のうねり、粗さ等の高さ成
分を検出するようにしたものである。なお、ビーム分割
プリズムと一対の光検知器を用いる例はすでに知られて
いる。
を一対の反射ミラーを介して被測定試料上に照射し、そ
の反射光をビーム分割プリズムの頂部に入射させ、頂部
から分解プリズムの左右辺に入射する変位に応じて一対
の光検知器でこれを受け、該一対の光検知器の差出力を
基にこれを演算して試料表面のうねり、粗さ等の高さ成
分を検出するようにしたものである。なお、ビーム分割
プリズムと一対の光検知器を用いる例はすでに知られて
いる。
以下、本発明の表面形状測定装置を第１図乃至第４図に
ついて詳記する。第１図は本発明の表面形状測定装置の
模式図、第２図は第１図に用いるビーム分割プリズムと
一対の光検知器の説明に供する特性図でビーム分割プリ
ズムの頂部に当てたビームの移動量に対する一対の光検
知器の出力差を表すものであり、第３図はレーザ光のビ
ーム径を変えるレンズ系の模式図、第４図はビーム径と
観測される被測定試料表面高さの関係を示す波形図であ
る。
ついて詳記する。第１図は本発明の表面形状測定装置の
模式図、第２図は第１図に用いるビーム分割プリズムと
一対の光検知器の説明に供する特性図でビーム分割プリ
ズムの頂部に当てたビームの移動量に対する一対の光検
知器の出力差を表すものであり、第３図はレーザ光のビ
ーム径を変えるレンズ系の模式図、第４図はビーム径と
観測される被測定試料表面高さの関係を示す波形図であ
る。
第１図において、１は磁気ディスク等の被測定試料でア
ルミニウムディスクを研削し、磁性粒子の塗膜がなされ
ている。この被測定試料はＸ−Ｙ軸方向に移動可能なＸ
−Ｙステージ２上に載置され、例えば５ｍＷ程度のＨｅ
−Ｎｅ（ヘリウム−ネオン）レーザを発振するレーザ源
３からのレーザ光は少なくとも２枚の反射ミラーを三角
状に形成した一対の反射ミラーあるいは反射プリズム４
の一方の反射ミラーに入射させ、該反射ミラーで反射し
たレーザ光を上記被測定試料１の表面に照射する。該被
測定試料で反射されたレーザビームは一対の反射ミラー
４の他方の反射ミラーを介してハーフミラ−７に入射さ
れる。ハーフミラ−７を通過したレーザビームは被測定
試料１のＸ−Ｚ平面内で表面の傾きを検出するためビー
ム分割プリズム５ａの頂部（エツジ）５ａ′に入射され
、この頂部から左右への変位に応じた光量が該ビーム分
割プリズムの左右に配設したホトマルチプライヤ等から
なる光検知器６ａ、６ｂに与えられる。
ルミニウムディスクを研削し、磁性粒子の塗膜がなされ
ている。この被測定試料はＸ−Ｙ軸方向に移動可能なＸ
−Ｙステージ２上に載置され、例えば５ｍＷ程度のＨｅ
−Ｎｅ（ヘリウム−ネオン）レーザを発振するレーザ源
３からのレーザ光は少なくとも２枚の反射ミラーを三角
状に形成した一対の反射ミラーあるいは反射プリズム４
の一方の反射ミラーに入射させ、該反射ミラーで反射し
たレーザ光を上記被測定試料１の表面に照射する。該被
測定試料で反射されたレーザビームは一対の反射ミラー
４の他方の反射ミラーを介してハーフミラ−７に入射さ
れる。ハーフミラ−７を通過したレーザビームは被測定
試料１のＸ−Ｚ平面内で表面の傾きを検出するためビー
ム分割プリズム５ａの頂部（エツジ）５ａ′に入射され
、この頂部から左右への変位に応じた光量が該ビーム分
割プリズムの左右に配設したホトマルチプライヤ等から
なる光検知器６ａ、６ｂに与えられる。
ハーフミラ−７で反射されたレーザビームは被測定試料
１のｚ−ｙ平面内の表面傾きを検出するためのビーム分
割プリズム５ｃの頂部（エツジ）５０′に入射され、こ
の頂部から左右への変位に応じた光量が、該ビーム分割
プリズムの左右に配設したホトマルチプライヤ等からな
る光検知器（ｉｃ、６ｄに与えられる。このとき被測定
試料１上面で高さ方向が変化すれば破線で示すように反
射されるレーザビームの反射方向が変化し、ビーム分割
プリズム５ａ、５ｃの頂部に対する入射位置が移動する
。この移動量をｄとするとレーザビ−ムが頂部５ａ′、
５０′で分割される割合の変化に伴って光検知器６ａ、
６ｂおよび６ｃ、６ｄに入射される光量が変化する。一
対の光検知器６ａ、６ｂおよび６ｃ、６ｄの出力は２組
の差動増幅器８ａ、８ｂからなる増幅手段８に加えられ
、積分回路９ａ、９ｂからなる演算回路９に加えられる
。
１のｚ−ｙ平面内の表面傾きを検出するためのビーム分
割プリズム５ｃの頂部（エツジ）５０′に入射され、こ
の頂部から左右への変位に応じた光量が、該ビーム分割
プリズムの左右に配設したホトマルチプライヤ等からな
る光検知器（ｉｃ、６ｄに与えられる。このとき被測定
試料１上面で高さ方向が変化すれば破線で示すように反
射されるレーザビームの反射方向が変化し、ビーム分割
プリズム５ａ、５ｃの頂部に対する入射位置が移動する
。この移動量をｄとするとレーザビ−ムが頂部５ａ′、
５０′で分割される割合の変化に伴って光検知器６ａ、
６ｂおよび６ｃ、６ｄに入射される光量が変化する。一
対の光検知器６ａ、６ｂおよび６ｃ、６ｄの出力は２組
の差動増幅器８ａ、８ｂからなる増幅手段８に加えられ
、積分回路９ａ、９ｂからなる演算回路９に加えられる
。
第２図はビーム分割プリズム頂部に入射されたレーザビ
ームの移動量ｄと光検知器６ａ、６ｂと６ｃ、６ｄの差
出力の関係を示すグラフであるがｄ＝Ｑではビーム分割
プリズムの頂部にレーザビームが当たった状態を示す。
ームの移動量ｄと光検知器６ａ、６ｂと６ｃ、６ｄの差
出力の関係を示すグラフであるがｄ＝Ｑではビーム分割
プリズムの頂部にレーザビームが当たった状態を示す。
このグラフの直線性が成り立つ範囲は光検出器に加わる
電圧、光源の強さ等に依存する。
電圧、光源の強さ等に依存する。
畝上の構成で測定を行う手順はまずＸ−Ｙステージ２上
に標準となる基準のディスクを載置して光検知器６ａ、
６ｂおよび６ｃ、６ｄがら差動増幅器８ａ、８ｂに与え
られる出力差が零となるようにすなわち、差動増幅器８
ａ、８ｂの出力が零となるようにビーム分割プリズム位
置を予め調整しておき、次に被測定試料１をＸ−Ｙステ
ージ２上に代えて載置し被測定面に対して座標系（ｘ。
に標準となる基準のディスクを載置して光検知器６ａ、
６ｂおよび６ｃ、６ｄがら差動増幅器８ａ、８ｂに与え
られる出力差が零となるようにすなわち、差動増幅器８
ａ、８ｂの出力が零となるようにビーム分割プリズム位
置を予め調整しておき、次に被測定試料１をＸ−Ｙステ
ージ２上に代えて載置し被測定面に対して座標系（ｘ。
ｙ、ｚ）を第１図に示すように決める。レーザ光の試料
面上の照射点の位置座標Ｘ、（ｉ＝１．２゜３・・・）
に対して光検知器６ａ、６ｂまたは５ ｃ ＋ ６
ｄの各々出力差がＶｉ （ｉ＝１． ２． ３・・・
）であれば、照射面のときθ、はｘｚ。
面上の照射点の位置座標Ｘ、（ｉ＝１．２゜３・・・）
に対して光検知器６ａ、６ｂまたは５ ｃ ＋ ６
ｄの各々出力差がＶｉ （ｉ＝１． ２． ３・・・
）であれば、照射面のときθ、はｘｚ。
ｘｙ平面内で
ここでｄ、はビーム分割プリズム上のレーザビームの移
動量、ｋは第２図で示される較正直線の勾配、βは被測
定試料１の面からビーム分割プリズム５ａ、５ｃまでの
距離である。いま、Ｘ軸方にして得られた位置座標の各
点を積分回路９ａ。
動量、ｋは第２図で示される較正直線の勾配、βは被測
定試料１の面からビーム分割プリズム５ａ、５ｃまでの
距離である。いま、Ｘ軸方にして得られた位置座標の各
点を積分回路９ａ。
９ｂで積分してやればｘｚ面での高さ分布が求まΔＸ
ｉ −Ｘ ｉｌｌ Ｘ ｉでＣは積分定数である。
ｉ −Ｘ ｉｌｌ Ｘ ｉでＣは積分定数である。
ΔＸ、−ΔＸ＝Ｃｏｎｓｔにとれば結局で行われる。ま
た被測定試料１のｙｚ平面内表面同様に求められる。
た被測定試料１のｙｚ平面内表面同様に求められる。
本発明の他の実施例を第１図によって更に説明する。す
なわち被測定試料を測定するときの分解能を変化させる
手段を示すもので、レーザ源３と一対の反射ミラー４と
のレーザ光路に破線で示すレンズ系１０を設けたもので
ある。このレンズ系１０としては第３図に示すようにレ
ーザ光の通る径をピンホール１０ａを通じて変えてやる
。このピンホール径を大きくすれば試料上での光スポツ
ト径が小さくなり、より細かい被測定試料面が検出可能
である。第３図でレーザ源３から出たレーザ光をピンホ
ール等でしぼらない実線で示す光路では一対の反射ミラ
ー４を通じて試料に入射されたレーザ光は反射されてビ
ーム分割プリズム５ａ。
なわち被測定試料を測定するときの分解能を変化させる
手段を示すもので、レーザ源３と一対の反射ミラー４と
のレーザ光路に破線で示すレンズ系１０を設けたもので
ある。このレンズ系１０としては第３図に示すようにレ
ーザ光の通る径をピンホール１０ａを通じて変えてやる
。このピンホール径を大きくすれば試料上での光スポツ
ト径が小さくなり、より細かい被測定試料面が検出可能
である。第３図でレーザ源３から出たレーザ光をピンホ
ール等でしぼらない実線で示す光路では一対の反射ミラ
ー４を通じて試料に入射されたレーザ光は反射されてビ
ーム分割プリズム５ａ。
または５ｂの頂部に投影される際のスポット径はり、で
示す値であるがピンホール１０ａを含むレンズ系でレー
ザ光をしぼって破線で示すように試料１に照射し、その
反射したレーザビームをビーム分割プリズム５ａまたは
５ｂに入射したスポット径はＤ２でＤＩ ＞］）２の関
係にある。ビーム径を変化させる方法は照射距離を変え
る等の方法をとってもよい。被測定試料を測定する時の
測定分解能が被測定面に入射するレーザ光の径に依存す
る様子を第４図に示す。第４図（ａ）はレーザ光を試料
面に投影したときの径を０．５ｍｍとした場合の観側表
面高さくうねり）を縦軸にとり横軸に時間をとったもの
であり、第４図（ｂ）はレーザ光を試料面に投影したと
きの径を０．１ｍとし、観測表面高さく粗さ）を縦軸に
とり横軸に時間をとったものであり、レーザスポット径
を小さくすればより細かい試料表面構造が検出できる。
示す値であるがピンホール１０ａを含むレンズ系でレー
ザ光をしぼって破線で示すように試料１に照射し、その
反射したレーザビームをビーム分割プリズム５ａまたは
５ｂに入射したスポット径はＤ２でＤＩ ＞］）２の関
係にある。ビーム径を変化させる方法は照射距離を変え
る等の方法をとってもよい。被測定試料を測定する時の
測定分解能が被測定面に入射するレーザ光の径に依存す
る様子を第４図に示す。第４図（ａ）はレーザ光を試料
面に投影したときの径を０．５ｍｍとした場合の観側表
面高さくうねり）を縦軸にとり横軸に時間をとったもの
であり、第４図（ｂ）はレーザ光を試料面に投影したと
きの径を０．１ｍとし、観測表面高さく粗さ）を縦軸に
とり横軸に時間をとったものであり、レーザスポット径
を小さくすればより細かい試料表面構造が検出できる。
前記したレンズ系１０のない構成ではレーザビームのス
ポット径が比較的大きくなりこのスポット径に応じた程
度のゆるやかな周期の表面構造しか測定できない。すな
わちレーザビーム径が７０μｍφ程度では１４０μｍ程
度の周期の表面粗さを０．０１μｍ精度で検出できてい
るが７００μｍでは１．４１１程度の周期の表面うねり
を０．０１μｍ精度で検出できている。
ポット径が比較的大きくなりこのスポット径に応じた程
度のゆるやかな周期の表面構造しか測定できない。すな
わちレーザビーム径が７０μｍφ程度では１４０μｍ程
度の周期の表面粗さを０．０１μｍ精度で検出できてい
るが７００μｍでは１．４１１程度の周期の表面うねり
を０．０１μｍ精度で検出できている。
本装置の特徴は、試料１が振動などで１〜２μｍ上下動
してもレーザ光の反射角度は変化せず、表面うねり試料
精度０．０１μｍが得られることを実測によって確認し
た。これは試料面でのビーム反射角度が２°に設定して
おいた場合、２μｍ程度の上下動は光分割プリズム頂部
位置でのビーム位置変化０．０７μｍに相当し、試料誤
差以内であるためである。
してもレーザ光の反射角度は変化せず、表面うねり試料
精度０．０１μｍが得られることを実測によって確認し
た。これは試料面でのビーム反射角度が２°に設定して
おいた場合、２μｍ程度の上下動は光分割プリズム頂部
位置でのビーム位置変化０．０７μｍに相当し、試料誤
差以内であるためである。
第５図に本発明の表面形状測定装置の他の実施例を示す
。第６図は第５図の波形説明図である。
。第６図は第５図の波形説明図である。
第５図で第１図と同一部分には同一符号を付して重複説
明を省略するも、一対の光検知器５ａ。
明を省略するも、一対の光検知器５ａ。
６ｂおよび６ｃ、６ｄの各々の出力ａ、ｂとＣ２ｄを３
ｄ、３ｃと８ｆ、８ｅで示す前置増幅器を介して差動増
幅器８ａ、８ｂに加えると共に和をとる増幅器、すなわ
ち加算回路８ｇ、８ｈでａｌｂとｃ十ｄの出力をとって
この出力をゲート回路等の論理回路８ｉ、８ｊを通じて
積分回路９ａ、９ｂにも加える。このように構成してお
くと、第６図ｆａｌに示すように被測定試料の表面１ａ
に塵埃１１または傷１２がついている場合に差動増幅器
８ａ、８ｂの出力は第６図（ｂｌのように被測定試料１
の傾きに関するデータを与えるが、加算回路８ｇ、８ｈ
の出力は第６図（Ｃ）に示すように塵埃１１や傷のつい
た被測定試料上で入射されたレーザ光は散乱され検知出
力レベルは減少する。このため予め所定のスライスレベ
ル１３以下になった出力を取り出して第６図（ｄ＋に示
すように塵埃、傷等の欠陥検出判定用の欠陥判定パルス
１４を積分回路９ａ、９ｂに入れて、この部分の測定等
を行わないようにする。
ｄ、３ｃと８ｆ、８ｅで示す前置増幅器を介して差動増
幅器８ａ、８ｂに加えると共に和をとる増幅器、すなわ
ち加算回路８ｇ、８ｈでａｌｂとｃ十ｄの出力をとって
この出力をゲート回路等の論理回路８ｉ、８ｊを通じて
積分回路９ａ、９ｂにも加える。このように構成してお
くと、第６図ｆａｌに示すように被測定試料の表面１ａ
に塵埃１１または傷１２がついている場合に差動増幅器
８ａ、８ｂの出力は第６図（ｂｌのように被測定試料１
の傾きに関するデータを与えるが、加算回路８ｇ、８ｈ
の出力は第６図（Ｃ）に示すように塵埃１１や傷のつい
た被測定試料上で入射されたレーザ光は散乱され検知出
力レベルは減少する。このため予め所定のスライスレベ
ル１３以下になった出力を取り出して第６図（ｄ＋に示
すように塵埃、傷等の欠陥検出判定用の欠陥判定パルス
１４を積分回路９ａ、９ｂに入れて、この部分の測定等
を行わないようにする。
第７図（ａｌ、 （ｂ）および第８図は本発明の他の実
施例を示す。第７図は従来の磁気ディスクの製造工程を
示すフローチャートであり、第７図（ｂ）は本発明の磁
気ディスクの製造工程を示すフローチャートである。第
８図は本発明の表面形状測定装置を用いて被加工試料（
磁気ディスク）を加工、測定する場合の系統図を示すも
のであり、本実施例では加工と測定を同時に行うように
して製品に付加価値を付与しない前に検査を行うように
したものである。
施例を示す。第７図は従来の磁気ディスクの製造工程を
示すフローチャートであり、第７図（ｂ）は本発明の磁
気ディスクの製造工程を示すフローチャートである。第
８図は本発明の表面形状測定装置を用いて被加工試料（
磁気ディスク）を加工、測定する場合の系統図を示すも
のであり、本実施例では加工と測定を同時に行うように
して製品に付加価値を付与しない前に検査を行うように
したものである。
すなわち従来、例えば磁気ディスク等の被測定（加工）
試料を加工、測定するには第７図（ａｌに示すようにア
ルミニウムディスクの表面研削１５が行われ、第２の工
程で磁性粒子を含む被膜の塗布１６がなされ、次の第３
の工程で製品としての電気的な書き込み、読み取り検査
と表面検査１７が行われて、ここで不良の場合は廃棄１
９または再研削、再塗膜等の工程が行われ良品は製品１
８として出荷される。しかし、不良とされた磁気ディス
クはそのまま廃棄されることが多くこのために磁性粒子
の塗膜によって付加価値が付与された第２の工程が全く
無駄になる。そこで本発明では第７図ｆｂｌに示すよう
にアルミディスクの研磨１５の後に表面検査１７ａを本
発明の表面形状測定装置で行い、不良品は再研削を直ち
に行い得る、また良品は次の第３の工程である磁性粒子
の塗膜１６が行われ、再び電気的な検査１７ｂが行われ
る。
試料を加工、測定するには第７図（ａｌに示すようにア
ルミニウムディスクの表面研削１５が行われ、第２の工
程で磁性粒子を含む被膜の塗布１６がなされ、次の第３
の工程で製品としての電気的な書き込み、読み取り検査
と表面検査１７が行われて、ここで不良の場合は廃棄１
９または再研削、再塗膜等の工程が行われ良品は製品１
８として出荷される。しかし、不良とされた磁気ディス
クはそのまま廃棄されることが多くこのために磁性粒子
の塗膜によって付加価値が付与された第２の工程が全く
無駄になる。そこで本発明では第７図ｆｂｌに示すよう
にアルミディスクの研磨１５の後に表面検査１７ａを本
発明の表面形状測定装置で行い、不良品は再研削を直ち
に行い得る、また良品は次の第３の工程である磁性粒子
の塗膜１６が行われ、再び電気的な検査１７ｂが行われ
る。
これで不良であれば再塗膜を行い、良品であれば製品１
９として出荷されるために未だ付加価値の・付与されな
いプロセス以前に表面検査が行われるため大幅な歩留り
向上となり、また研削と表面検査が同時に行えるので全
数検査および検査時間の節約に大きく役立つと考えられ
る。
９として出荷されるために未だ付加価値の・付与されな
いプロセス以前に表面検査が行われるため大幅な歩留り
向上となり、また研削と表面検査が同時に行えるので全
数検査および検査時間の節約に大きく役立つと考えられ
る。
上述の具体的構成を第８図に詳記する。
第８図では上述のように工業製品の加工および検査を各
々個別に行うことなく、加工と検査を同一１７＝ 時に行うことで検査時間の節約と加工過程の常時チェッ
クを行い、歩留りを向上させるようにしたものであり、
２０は旋盤で被測定（加工）試料１は試料支持台２１に
取り付けられている。２２はバイト等の研削用の工具を
示し、アルミニウムディスク等の被測定試料表面の仕上
げ加工を行う。
々個別に行うことなく、加工と検査を同一１７＝ 時に行うことで検査時間の節約と加工過程の常時チェッ
クを行い、歩留りを向上させるようにしたものであり、
２０は旋盤で被測定（加工）試料１は試料支持台２１に
取り付けられている。２２はバイト等の研削用の工具を
示し、アルミニウムディスク等の被測定試料表面の仕上
げ加工を行う。
このような加工を行った直後に被測定試料１を取り付け
たまま表面の検査を行う。この検査装置２３は上記した
第１図の表面形状測定装置を用いるを可とするも、市販
の非接触表面粗さ計（小板研究所ＨＩ ＰＯ３−ＥＴｌ
０）等を用いてもよい。
たまま表面の検査を行う。この検査装置２３は上記した
第１図の表面形状測定装置を用いるを可とするも、市販
の非接触表面粗さ計（小板研究所ＨＩ ＰＯ３−ＥＴｌ
０）等を用いてもよい。
検査装置２３の出力は信号処理回路２４に与えられて、
磁気ディスクすなわち被測定試料１の半径および円周方
向（第１図ではＸおよびＹ方向だけを示したが円周方向
の測定も可能）の表面粗さやうねりの情報が測定データ
２５として得られる。
磁気ディスクすなわち被測定試料１の半径および円周方
向（第１図ではＸおよびＹ方向だけを示したが円周方向
の測定も可能）の表面粗さやうねりの情報が測定データ
２５として得られる。
この測定データ２５と予め決めて置いた粗さの許容度（
レベル１およびレベル２）を有する参照データ２６を比
較回路２７で比較する。すなわち信号レベルがレベル１
より小さい時には正常であると判断する。もし、スライ
スレベルを越える表面粗さ或いはうねりに異常が現れた
ならば、その度合によって制御回路２８によって駆動回
路２９或いは警報発生器３０に命令が送られ、駆動回路
２９では工具（バイト）２２の刃先の当たる位置を動か
してバイトの刃先の摩耗による劣化に対処する。また、
レベル２を越える時には警報発生器３０工具交換指令を
出し、工具２２の交換を行う（自動的に交換してもよい
。例えば複数バイトを回転させて加工面に対接させる）
。
レベル１およびレベル２）を有する参照データ２６を比
較回路２７で比較する。すなわち信号レベルがレベル１
より小さい時には正常であると判断する。もし、スライ
スレベルを越える表面粗さ或いはうねりに異常が現れた
ならば、その度合によって制御回路２８によって駆動回
路２９或いは警報発生器３０に命令が送られ、駆動回路
２９では工具（バイト）２２の刃先の当たる位置を動か
してバイトの刃先の摩耗による劣化に対処する。また、
レベル２を越える時には警報発生器３０工具交換指令を
出し、工具２２の交換を行う（自動的に交換してもよい
。例えば複数バイトを回転させて加工面に対接させる）
。
このようにすれば切削状態は常時把握可能で、従来、確
たる理由もなく定期的に行っていた工具の交換も切削デ
ータに基づいて行うことができる。
たる理由もなく定期的に行っていた工具の交換も切削デ
ータに基づいて行うことができる。
本発明は畝上の如く構成し、かつ動作させたので非接触
で高速度に表面形状検査が行え、測定長も長く測定分解
能も簡単に可変できる。また、表面上の傷、塵埃等の検
査ができる表面形状測定装置が得られる特徴を有する。
で高速度に表面形状検査が行え、測定長も長く測定分解
能も簡単に可変できる。また、表面上の傷、塵埃等の検
査ができる表面形状測定装置が得られる特徴を有する。
第１図は本発明の表面形状測定装置の模式図、第２図は
ビーム分割プリズム頂部に対する移動量対光検知器出力
差を表す図、 第３図は測定分解能を可変にするための光学系の模式図
、 第４図（ａｌ、 （ｂｌはスポット径と観測される表面
高さの関係を表す波形図、 第５図は本発明の表面形状測定装置の他の実施例を示す
模式図、 第６図は光検知器を用いた塵埃、傷検出波形図、第７図
（ａ）、 ｆｂ）は磁気ディスク製造工程図、第８図は
本発明の更に他の実施例を示す表面形状測定装置の系統
図である。 １・・・被測定試料、 ２・・・Ｘ−Ｙステージ、 ３・・・レーザ源、 ４・・・一対の反射ミラー、 ５ａ、５ｂ・・・ビーム分割プリズム、５ａ１，５ｂ１
・・・頂部、 ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ・・・光検知器、７・・・ハー
フミラ−１ ８・・・増幅手段、 ８ａ、８ｂ・・・差動増幅器、 ８０〜８ｆ・・・前置増幅器、 ８ｇ、８ｈ・・・加算回路、 ８ｉ、３ｊ・・・論理回路、 ９・・・演算回路、 ９ａ、９ｂ・・・積分回路、 １０・・・レンズ系、 １０ａ・・・ピンホール、 １１・・・塵埃、 １２・・・傷、 １３・・・スライスレベル、 １４・・・欠陥判定パルス、 １５・・・アルミニウムディスクの研削、１６・・・磁
性粒子の塗膜、 １７・・・検査（電気的、表面）、 １７ａ・・・表面検査、 １７ｂ・・・検査（電気的）、 １８・・・製品、 １９・・・廃棄、 ２０・・・旋盤、 ２１・・・試料支持台、 ２２・・・工具、 ２３・・・検査装置、 ２４・・・信号処理回路、 ２５・・・測定データ、 ２６・・・参照データ、 ２７・・・比較回路、 ２８・・・制御回路、 ２９・・・駆動回路、 ３０・・・警報装置。 オ（不５６月の）之σＤ形１尺ノｌり定伎問４つ本帆人
し］ビ′−ムクｒｆリフ゛シス゛ムめ頂埒１・鞠笑イ訊
（ｄ）ビ゛−Ａゲ官リフ・９ズパム爪卸ド対するビーム
お１列置ｊ才元棟゛ゆ昏とカ左劉汝１図 第２図 時間
ビーム分割プリズム頂部に対する移動量対光検知器出力
差を表す図、 第３図は測定分解能を可変にするための光学系の模式図
、 第４図（ａｌ、 （ｂｌはスポット径と観測される表面
高さの関係を表す波形図、 第５図は本発明の表面形状測定装置の他の実施例を示す
模式図、 第６図は光検知器を用いた塵埃、傷検出波形図、第７図
（ａ）、 ｆｂ）は磁気ディスク製造工程図、第８図は
本発明の更に他の実施例を示す表面形状測定装置の系統
図である。 １・・・被測定試料、 ２・・・Ｘ−Ｙステージ、 ３・・・レーザ源、 ４・・・一対の反射ミラー、 ５ａ、５ｂ・・・ビーム分割プリズム、５ａ１，５ｂ１
・・・頂部、 ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ・・・光検知器、７・・・ハー
フミラ−１ ８・・・増幅手段、 ８ａ、８ｂ・・・差動増幅器、 ８０〜８ｆ・・・前置増幅器、 ８ｇ、８ｈ・・・加算回路、 ８ｉ、３ｊ・・・論理回路、 ９・・・演算回路、 ９ａ、９ｂ・・・積分回路、 １０・・・レンズ系、 １０ａ・・・ピンホール、 １１・・・塵埃、 １２・・・傷、 １３・・・スライスレベル、 １４・・・欠陥判定パルス、 １５・・・アルミニウムディスクの研削、１６・・・磁
性粒子の塗膜、 １７・・・検査（電気的、表面）、 １７ａ・・・表面検査、 １７ｂ・・・検査（電気的）、 １８・・・製品、 １９・・・廃棄、 ２０・・・旋盤、 ２１・・・試料支持台、 ２２・・・工具、 ２３・・・検査装置、 ２４・・・信号処理回路、 ２５・・・測定データ、 ２６・・・参照データ、 ２７・・・比較回路、 ２８・・・制御回路、 ２９・・・駆動回路、 ３０・・・警報装置。 オ（不５６月の）之σＤ形１尺ノｌり定伎問４つ本帆人
し］ビ′−ムクｒｆリフ゛シス゛ムめ頂埒１・鞠笑イ訊
（ｄ）ビ゛−Ａゲ官リフ・９ズパム爪卸ド対するビーム
お１列置ｊ才元棟゛ゆ昏とカ左劉汝１図 第２図 時間
Claims (7)
- （１）ステージに載置した被測定試料上にレーザ光源か
らのレーザ光を一対の反射ミラーを介して照射すると共
に該被測定試料上の反射光を該一対の反射ミラーを介し
てビーム分割プリズムに与える光学系と、上記ビーム分
割プリズムの頂部に与えられた上記反射光を検出するた
めの一対の光検知器と、該一対の光検知器出力を差動増
幅手段に加えて上記被測定試料の傾きを得て、この出力
を演算回路に加えて積分して高さ分布を得ることを特徴
とする表面形状測定装置。 - （２）前記光学系中にレーザ光源からのレーザ光の径を
調整するレーザ光径調整手段を配設し、前記ビーム分割
プリズムに与える反射光径を調整するようにしてなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の表面形状測
定装置。 - （３）前記光検知器の和をとる和出力検知手段と、該出
力によって被測定試料上の欠陥を判定する欠陥判定手段
とを具備することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の表面形状測定装置。 - （４）前記光学系の一対の反射ミラーがプリズムである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の表面形状
装置。 - （５）前記一対の光検知器を２組有し、１組は被測定試
料のｘｚ平面内の表面傾きを検出し、他の１組は被測定
試料のｙｚ平面内の表面傾きを検出してなることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の表面形状測定装置。 - （６）前記表面形状測定手段の光学系を被加工試料近傍
に設け、該光学系と光検出器から得られる高さ分布出力
を基準参照レベルと比較した出力に基づいて上記被加工
試料の加工具を制御してなることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の表面形状測定装置。 - （７）前記表面形状測定手段の光学系を被加工試料近傍
に設け、該光学系と光検出器から得られる高さ分布出力
を基準参照レベルと比較した出力に基づいて上記被加工
試料の加工具の交換時期を知らせる警報手段を制御して
なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の表面
形状測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26854185A JPS62127618A (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 表面形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26854185A JPS62127618A (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 表面形状測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62127618A true JPS62127618A (ja) | 1987-06-09 |
| JPH0422443B2 JPH0422443B2 (ja) | 1992-04-17 |
Family
ID=17459957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26854185A Granted JPS62127618A (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 表面形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62127618A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6416904A (en) * | 1987-07-10 | 1989-01-20 | Fujitsu Ltd | Inspection instrument for surface waviness |
| JPH02140608A (ja) * | 1988-11-21 | 1990-05-30 | Fujitsu Ltd | 表面形状測定装置 |
| US5278635A (en) * | 1990-03-28 | 1994-01-11 | Konica Corporation | Surface defect detection apparatus |
| KR100488305B1 (ko) * | 2002-03-21 | 2005-05-11 | 주식회사 새 미 | 비접촉식 휴대용 표면거칠기 측정장치 |
-
1985
- 1985-11-29 JP JP26854185A patent/JPS62127618A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6416904A (en) * | 1987-07-10 | 1989-01-20 | Fujitsu Ltd | Inspection instrument for surface waviness |
| JPH02140608A (ja) * | 1988-11-21 | 1990-05-30 | Fujitsu Ltd | 表面形状測定装置 |
| US5278635A (en) * | 1990-03-28 | 1994-01-11 | Konica Corporation | Surface defect detection apparatus |
| KR100488305B1 (ko) * | 2002-03-21 | 2005-05-11 | 주식회사 새 미 | 비접촉식 휴대용 표면거칠기 측정장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0422443B2 (ja) | 1992-04-17 |
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