JPS6329238A - 板状体の表面欠陥検査方法および装置 - Google Patents

板状体の表面欠陥検査方法および装置

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JPS6329238A
JPS6329238A JP17150586A JP17150586A JPS6329238A JP S6329238 A JPS6329238 A JP S6329238A JP 17150586 A JP17150586 A JP 17150586A JP 17150586 A JP17150586 A JP 17150586A JP S6329238 A JPS6329238 A JP S6329238A
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JP
Japan
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coating film
light
plate
interference
coating
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JP17150586A
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Minoru Tanaka
稔 田中
Mitsuyoshi Koizumi
小泉 光義
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、塗膜面または薄膜面を有する板状体の表面欠
陥検査方法および装置に係り、特に、高密度ディスクの
塗膜表面上に存在する欠陥の自動検出に好適な板状体の
表面欠陥検査方法および装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来の磁気ディスクの表面欠陥検査方法は、特開昭60
−123708号に記載のように、(、)欠陥による凹
面鏡効果と、(b)アルミ面板の表面からの反射光の減
衰効果とに起因して照度分布に変動が生ずるという現象
を利用したものであっ次。すなわち、この方法は、磁気
ディスクの表面にその表面に対して傾斜角度を有する傾
斜平行照明光を照射し、この照明光による前記表面から
の反射光の照度分布を、散乱光を遮光する遮光光学系を
具備した光電変換手段によシ測定することによシ、梨地
状微小凹凸をなした前記表面に分布する、大きさに比べ
て深さが著しく浅い欠陥を検出する。
この方法によれば、光電変換手段に取シ付けた走査ピン
ホールの大きさは、欠陥の大きさと同程度にするのがよ
く、検出しようとする欠陥のうち最小のものに合わせて
ピンホール径を決定することによシ定まる。ピンホール
径を小さくすると、(1)光電変換手段への入射光量の
減少、(2)塗膜正常部の梨地状微小凹凸によるスペッ
クルノイズの影響によシ検出信号中のノイズ成分が増大
してくる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このため、上記従来技術においては、ピンホール径に比
して大きさが比較的大きく、塗膜の膜厚変化が著しく小
さい欠陥については、十分ない比(欠陥部の信号変化S
と正常部の信号変化Nとの比)が得られないという問題
があった。また、上記従来方式では、前述のごとくアル
ミ面板の表面からの反射光の減衰効果を利用しているが
、透過率の高い塗膜や、正常部の膜厚が薄い高密度ディ
スクの塗膜では、アルミ面板の表面からの反射光強度が
強くなり、欠陥部での信号変化が小さくなって、十分な
S/N比が得られないという問題があった。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、走査
ピンホール径に比して大きさが比較的大きく、塗膜の膜
厚変化が著しく小さい欠陥、および塗膜厚が薄く、かつ
、塗膜透過率の高い磁気ディスク表面上に存在する欠陥
を確実に検出する方法および装置を提供することにある
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、被検査板状体表面に平行光を照射し、欠陥
部の塗膜厚変化によって生じる干渉光の強度変化を検出
することによシ達成される。すなわち、本願第1発明は
、被検査板状体表面にその表面に対して傾斜角度を有す
る傾斜平行照明光を照射し、塗膜表面および裏面からの
反射光によって生じる干渉光の強度変化を、光電変換手
段により測定することにより、板状体表面に分布する大
きさに比べて塗膜厚変化が著しく小さい欠陥の検出を可
能とする。
また、本願第2発明は、上記目的達成のための手段とし
て、塗膜面または薄膜面を有する被検査板状体表面に、
その表面に対して傾斜角度をもって可干渉平行照明光を
照射する可干渉平行照明手段と、照射された塗膜または
薄膜の表面および裏面からの反射光の干渉によって生じ
る強度変化を検出する光電変換手段とを備えた板状体の
表面欠陥検査装置を提供する。
本願第1.第2発明は、表面に塗膜面または薄膜面を有
する板状体の表面、すなわち塗膜面または薄膜面に存在
する欠陥を検出する際に適用される。本発明を適用して
顕著な効果を示すものとして、磁気ディスクの塗膜の欠
陥検出がある。
なお、本願第1.第2発明における光電変換手段には、
散乱光を遮光する遮光光学系を設けることが好ましい。
〔作用〕
単波長、同位相の可干渉平行光を磁気ディスク、 4 塗膜面に照射すると、塗膜表面からの反射光と塗膜裏面
、すなわちアルミ面板の表面からの反射光とが干渉を起
こす。干渉光の強度は、塗膜表面と裏面からの反射光の
光路差によって決−!シ、照明光の照射角度が一定であ
れば、塗膜厚さに依存する。本発明は、このような薄膜
の干渉を利用したもので、反射光の強度分布から、膜厚
の変化分布を検出して、欠陥を検出する。
照明光の波長なλ、入射角を1、塗膜の屈折率をnとす
ると、塗膜の厚さがλ/ 2 n oos (sin−
’(sin i/n ) )変わるごとに干渉縞が一本
づつ現われる。たとえば、屈折率が1.6の塗膜表面を
入射角60°、波長α6328μmのHe−Neレーザ
光で照射した場合には膜厚が0,24μm変化するごと
に干渉縞が一本づつ現われる。したがって[11μm程
度の膜厚変化までは、本方式で十分検出が可能である。
明瞭な干渉縞を得るためには、塗膜表面からの反射光と
裏面からの反射光強度とが同等になれば膚い。これは、
照明光の入射角および塗膜面に対する照明光の偏光方向
を適当に選ぶことにより調節することができる。
以上、本発明によれば、塗膜厚の変化を干渉光の強度変
化として検出するため、従来技術では検出が困難であっ
た、走査ピンホール径に比して大きさが比較的大きく、
塗膜の膜厚変化が著しく小さい欠陥、および塗膜厚が薄
く、かつ、透過率が高い塗膜上の欠陥を容易に検出でき
る。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図〜第4図にょシ説明す
る。
第1図は本発明を実施するための基本的な構成を示す概
念図である。同図において、本実施例は、磁気ディスク
1上に配置されて、可干渉平行照明系2.遮光光学系3
および光電変換器4を備えて構成される。
磁気ディスク1は、厚さ2mmで表面を鏡面状に仕上げ
たアルミ面板5と磁性粉、塗膜補強材、樹脂の混合物か
ら成る厚さ1μmの塗膜6で構成されている。塗膜6の
表面には、製造過程の種々の要因によシ僅かな膜厚変化
を伴なう微小凹凸欠陥が発生する。7はこれらの欠陥の
うちクレータ状の欠陥を示したものである。
可干渉平行照明系2は、レーザ源8とビームエキスパン
ダ9よシ構成され、単波長で同位相の可干渉平行光10
を塗膜6の表面に照射する。塗膜60表面に可干渉平行
光10を照射すると、この照明光の一部は塗膜表面で反
射し、残りは塗膜6を透過してアルミ面板5の表面で反
射した後、再び塗膜6を透過して塗膜表面に出てくる。
この塗膜表面からの反射光とアルミ面板からの反射光の
光路差によシ塗膜表面からは干渉光11が発生する。
塗膜6において、正常部では膜厚が一定であり、欠陥部
ンでは膜厚が僅かに変化する。したがって、塗膜正常部
では塗膜表面とアルミ面板表面からの反射光の光路差が
常に一定となり、干渉光11の強度も一定となる。これ
に対し欠陥部7では膜厚変化に応じて干渉光11の強度
が変化する。この欠陥部7の干渉光強度変化を検出する
ことによシフ 。
僅かな膜厚変化を伴なう塗膜上の微小欠陥の検出が可能
となる。なお、12は、欠陥部7の膜厚変化によって生
じた干渉縞である。
干渉光11の強度変化は、遮光光学系3を具備した光電
変換器4によ)検出する。遮光光学系6は波線で示した
散乱光13の影響を除去し、干渉光11の強度変化のみ
を正確に抽出するために配設したもので、2枚のピンホ
ール(またはスリット)14.15によ)構成しである
第2図は光電変換器4から出力される欠陥部7の検出信
号例を示したものである。(a)は本発明による検出信
号例、(b)は従来方式による検出信号例である。
両者を比較した場合、(a)に示した本発明による検出
波形は、従来の(b)で示した波形に干渉による波形が
重ね合わされた形になっている。干渉波形が加算された
分だけ、従来方式に比べて本発明による検出方式の方が
S/N比が高くなり、従来方式では検出が困難であった
欠陥の検出も本発明による検出では可能となる。
つぎ忙、本発明の表面欠陥検査方法を適用して磁気ディ
スク塗膜面等の被検査試料の面の欠陥検出を行々う外観
検査装置の例について、第6図および第4図を参照して
説明する。
第3図において、本発明を適用した外観検査装置は、直
進テーブル16上に、スピンドル17を回転させて磁気
ディスク1を回転させるモータ19と、該モータ19の
回転角を検知するロータリエンコーダ21とが設けて1
Lまた、該直進テーブル16には、直進駆動用のモータ
18と、この直進ストロークを検出するリニアエンコー
ダ2゜とが連結しである。
上記ロータリエンコーダ21は、スピンドル170回転
角に対応するパルス間隔でパルスを出力し、この出力は
、カウンタ259分周回路26およびA/D変換器23
に入力される。また、リニアエン:l−110は、直進
テーブル16の直進ストローク、すなわち、光電変換器
4と磁気ディスク1との半径方向の相対偏位に対応する
パルスを出力し、カウンタ24に送る。これらは、欠陥
の位置を検出するための機能として作用する。
また、この外観検査装置の要部である欠陥検出機能とし
て、磁気ディスク1上に盤面を臨んで光電変換器4が配
置されるとともに、この光電変換器4の出力を増幅する
増幅器22と、k0変換器23と、ディジタル化された
信号を処理する信号処理器29.30と、上記両信号処
理器に対して閾値を設定する閾値設定器31と、処理さ
れた信号を記憶するメモリ33とを有している。
つぎに、上記のように構成される外観検査による欠陥検
査について説明する。
欠陥検出は、磁気ディスク1を直進テーブル16上に設
けたスピンドル17に取シ付け、駆動モータ18および
19によシ光電変換器4に対して螺旋状に走査して行な
う(第4図)。この検出動作により、光電変換器4から
は塗膜面の干渉光強度に応じて第2図(a)のごとき検
出信号が増幅器22に、リニアエンコーダ20からは直
進テーブル16のR座標がカウンタ24に、ロータリエ
ンコーダ21からはスピンドル17(磁気ディスク1)
のθ座標がカウンタ25に出力される。
光電変換器4からの検出信号は、増幅器22で増幅した
後、A/D変換器25に入力する。A/D変換器23に
おいては、ロータリエンコーダ21からの出力信号をク
ロックとして用い、検出信号をVD変換して信号処理器
29および信号処理器30に出力する。
信号処理器29.30ではA/D変換器23からのEO
C信号が入力するごとに検出信号の最大値。
最小値の判定と更新および差の演算を行ない、分周回路
26 、 odd回路27 、 even回路28を介
して創成したゲート信号時間内の検出信号変化量の絶対
値と闇値設定器31によシ設定した閾値を比較し、闇値
よシ大きい場合のみ書き込み命令34によりメモリ33
に信号変化量の絶対値を書き込む。
この時、カウンタ24,25からOR座標を欠陥の位置
情報として用いる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、磁気ディスクの表面にその表面に対し
て傾斜角度を有する可干渉平行照明光を照射し、塗膜表
面および裏面からの反射光によって生じる干渉光の強度
変化を、散乱光を遮光する遮光光学系を具備した光電変
換手段により測定することによシ、磁気ディスク表面に
分布する大きさに比べて塗膜変化が著しく小さい欠陥の
検出が可能となシ、特に従来技術では検出が困雛であっ
た走査ピンホール径に比して大きさが比較的大きく、塗
膜の膜厚変化が著しく小さい欠陥、および塗膜厚が薄く
、かつ透過率の高い磁気ディスク塗膜表面上に存在する
欠陥を容易に検出できるようになった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本構成を示す概念図、第2図は(a
)本発明による検出信号例と、(b)従来方式による検
出信号例を示す波形図、第3図は本発明を適用した検査
装置の一実施例の構成を示すブロック図、第4図は欠陥
検出の際の走査状態を示す説明図である。 1・・・磁気ディスク   2・・・可干渉平行照明系
3・・・遮光光学系    4・・・光電変換器5・・
・アルミ面板    6・・・塗膜7・・・クレータ状
欠陥  8・・・レーザ源9・・・ビームエキスパンダ 10・・・可干渉平行光  11・・・干渉光12・・
・干渉縞     13・・・散乱光14.15・・・
ピンホール 16・・・直進テーブル  17・・・スピンドル18
.19・・・モータ  2o・・・リニアエンコーダ2
1・・・ロータリエンコーダ 22・・・増幅器     23・・・A/D変換器2
4.25・・・カウンタ 26・・・分周回路27−=
 odd回路    28−0.even回路29.5
0・・・信号処理器 31・・・閾値設定器   32・・・OR回路33・
・・7’ % ’)      34−書き込み命令2
 町丁渉子行9腓5 フルミ面扱  11  干渉光3
應光ρ!!G## 4 九電畑券   77L−夕杖欠陥 第 1 図 第 2 口 ((a) <b) 度 ズー一一→−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、塗膜面または薄膜面を有する被検査板状体表面に、
    その表面に対して傾斜角度を有する傾斜平行照明光を照
    射し、当該表面にある塗膜または薄膜の表面および裏面
    からの反射光の干渉によって生じる強度変化を、光電変
    換手段により検出することにより、被検査板状体表面の
    欠陥を検出することを特徴とする板状体の表面欠陥検査
    方法。 2、磁気ディスクを被検査板状体とした特許請求の範囲
    第1項記載の板状体の表面欠陥検査方法。 3、塗膜面または薄膜面を有する被検査板状体表面に、
    その表面に対して傾斜角度をもって可干渉平行照明光を
    照射する可干渉平行照明手段と、照射された塗膜または
    薄膜の表面および裏面からの反射光の干渉によって生じ
    る強度変化を検出する光電変換手段とを備えて構成する
    ことを特徴とする板状体の表面欠陥検査装置。 4、上記光電変換手段に、散乱光を遮光する遮光光学系
    を設けた特許請求の範囲第3項記載の板状体の表面欠陥
    検査装置。
JP17150586A 1986-07-23 1986-07-23 板状体の表面欠陥検査方法および装置 Pending JPS6329238A (ja)

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Cited By (3)

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