(57)【要約】  【課題】  ＣＤ、ＤＶＤ等の情報記録媒体の欠陥の有無だけではなく形状まで検査でき、大容量にも対応できる検査装置を提供する。  【解決手段】  電子銃１２は、電子線を該情報記録媒体の所望の位置に照射する。ステージ１８は、情報記録媒体を回転方向及び径方向に移動可能に保持する。検出器２２は、情報記録媒体への電子線の照射により情報記録媒体の表面の情報を取得した電子を検出する。画像生成器２４は、検出器２２により検出された電子から情報記録媒体の表面の画像を取得する。【選択図】  図３
2006114113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報記録媒体の外観を検査する情報記録媒体検査装置において、
電子線を該情報記録媒体の所望の位置に照射する電子銃と、
該情報記録媒体を回転方向及び径方向に移動可能に保持するステージと、
該情報記録媒体への電子線の照射により、該情報記録媒体の表面の情報を取得した電子を検出する検出器と、
該検出器により検出された電子に応じた該情報記録媒体の表面の画像を取得する画像生成部と、
を備えたことを特徴とする情報記録媒体検査装置。
【請求項２】
画像同士を比較する比較部を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体検査装置。
【請求項３】
前記情報記録媒体上のピットの形状に関する値が所定の範囲内にあるか否かによって異常の有無を判定する判定演算部を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体検査装置。
【請求項４】
前記検出器は、複数の画素の配列を検出面に有し、該検出面上に前記情報記録媒体表面の像を投影するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の情報記録媒体検査装置。
【請求項５】
前記検出器は、２次元の画素配列を検出面に有し、前記検出面上に投影された前記情報記録媒体表面の像の信号を、前記ステージの移動に伴って、該２次元の画素配列のライン単位で積算していく機能を有するものであることを特徴とする請求項４に記載の情報記録媒体検査装置。
【請求項６】
前記電子銃は、前記検出器の撮像領域に対応する試料上の領域を含む領域に照射可能な面積を有する電子線を放出するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の情報記録媒体検査装置。
【請求項７】
前記情報記録媒体に光を照射したときの反射光から前記情報記録媒体上のピットの欠陥を求め、該欠陥の位置を示す欠陥位置データを生成する欠陥検出部を備え、
前記電子銃は、前記欠陥検出部により生成された欠陥位置データに示される欠陥位置に電子線を照射することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の情報記録媒体検査装置。
【請求項８】
情報を記録するために該情報記録媒体に電子線を照射する記録用電子銃と共に設けられ、前記記録用電子銃による記録用の電子線の照射位置の後段に検査用の電子線の照射位置が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の情報記録媒体検査装置。
【請求項９】
情報記録媒体を検査する情報記録媒体検査装置であって、
該情報記録媒体に光を照射する光源と、該情報記録媒体を回転させるステージと、該情報記録媒体からの反射光を受光する受光器と、受光した反射光の情報と設計データとの比較により、該情報記録媒体上のピットの欠陥の有無を判断し、該ピットの欠陥位置データを生成する演算装置と、を有する情報記録媒体欠陥検出部と、
前記欠陥位置データに示される欠陥位置を含む領域に電子ビームを照射する電子銃と、該情報記録媒体に電子ビームを照射した領域から発生した電子を検出する検出器と、該検出器で検出した電子に応じた情報記録媒体表面の画像を生成する画像生成部と、を有する情報記録媒体欠陥観察部と、
を備えたことを特徴とする情報記録媒体検査装置。
【請求項１０】
情報記録媒体の表面に、電子ビームの照射により情報を記録し、記録した情報の異常を検査する情報記録媒体記録及び検査装置であって、
該情報記録媒体に電子ビームを照射し、情報を記録する第１の電子銃と、
該情報記録媒体が回転方向及び径方向に移動可能に載せられるステージと、
該情報記録媒体上に記録された情報を読み出すために、該情報記録媒体上に電子ビームを照射する第２の電子銃と、
該情報記録媒体から放出された電子を検出する検出器と、
該検出器により検出された電子から、該情報記録媒体に記録された情報を読み取り、該情報記録媒体の異常の有無を判定する欠陥算出演算部と、
を備えたことを特徴とする情報記録媒体記録及び検査装置。
【請求項１１】
情報記録媒体の外観を検査する情報記録媒体検査方法において、
電子線を該情報記録媒体の所望の位置に照射し、該情報記録媒体への電子線の照射により該情報記録媒体の表面の情報を取得した電子を検出し、検出された電子から該情報記録媒体の表面の画像を取得することを特徴とする情報記録媒体検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報記録媒体の外観を検査する装置に関する。情報記録媒体は典型的には光ディスクなどのディスクである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤやＤＶＤなどの光ディスクにおいては、ディスク表面に形成されたピットと呼ばれる小さな窪みが情報を持っている。このピットが光ピックアップで読み取られ、音や映像が再生される。光ディスクは、金型である光ディスク原盤を用いて作られるので、光ディスク原盤にもピットに対応する構造物が存在する。
【０００３】
このような光ディスク原盤や射出成型後の光ディスクの検査では、検査装置がディスクにレーザー光等の光を照射し、反射光の信号を実際に読み取り、読み取った信号から記録の完全性、信号強度、ノイズなどを測定し、エラーピットの有無を検査している。従来の検査装置は例えば特許文献１、２に開示されている。
【特許文献１】特開平９−５４９５２号公報（第３、４ページ、図１）
【特許文献２】特開２００４−５５１１９号公報（第５ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の検査装置は、光ディスク原盤や光ディスクからの光信号を読み取るだけであり、エラーピットがどのような形状をしているのかを検査することはできない。これに対し、ピット形状と記録には密接な関係があるので、ピットの形状も検査可能な技術の提供が望まれる。
【０００５】
また、ディスクの大容量化が進んでいる中、例えば１００ＧＢ容量の光ディスクでは、ピットの凹凸の大きさは数１０ｎｍに達しており、ピットの大きさを１ｎｍレベルの精度で作製することが求められる。したがって、光ディスク原盤や作製された光ディスクの形状検査を行う場合、１ｎｍレベルの検査が要求される。
【０００６】
本発明は上記背景の下でなされたものであり、その目的は、欠陥の有無だけではなく、ピット形状等の表面構造についてまで検査でき、大容量にも対応できる検査装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の情報記録媒体検査装置は、電子線を該情報記録媒体の所望の位置に照射する電子銃と、該情報記録媒体を回転方向及び径方向に移動可能に保持するステージと、該情報記録媒体への電子線の照射により、該情報記録媒体の表面の情報を取得した電子を検出する検出器と、該検出器により検出された電子に応じた該情報記録媒体の表面の画像を取得する画像生成部と、を備えている。
【０００８】
このように、本発明によれば、電子線を情報記録媒体に照射して、情報記録媒体の表面の情報を取得した電子を検出し、情報記録媒体の表面の画像を取得するので、情報記録媒体の表面構造についての検査ができる。また、電子線を用いるので、微細な形状を検査でき、大容量化に伴う微細化にも対応できる。
【０００９】
好ましくは、本発明の情報記録媒体検査装置は、画像同士を比較する比較部を更に備えており、画像同士を比較することで欠陥を検出できる。
【００１０】
また、好ましくは、本発明の情報記録媒体検査装置は、前記情報記録媒体上のピットの形状に関する値が所定の範囲内にあるか否かによって異常の有無を判定する判定演算部を更に備えており、これにより異常の有無を機械的に判定できる。
【００１１】
また、好ましくは、前記検出器は、複数の画素の配列を検出面に有し、該検出面上に前記情報記録媒体表面の像を投影するものであり、これにより、情報記録媒体の投影像の情報が好適に得られる。
【００１２】
また、好ましくは、前記検出器は、２次元の画素配列を検出面に有し、前記検出面上に投影された前記情報記録媒体表面の像の信号を、前記ステージの移動に伴って、該２次元の画素配列のライン単位で積算していく機能を有するものであり、これにより、Ｓ／Ｎ比の大きい好適な検査データが得られる。
【００１３】
また、好ましくは、前記電子銃は、前記検出器の撮像領域に対応する試料上の領域を含む領域に照射可能な面積を有する電子線を放出するものであり、これにより写像投影を行って情報記録媒体の表面の好適な画像を得られる。
【００１４】
また、好ましくは、本発明の情報記録媒体検査装置は、前記情報記録媒体に光を照射したときの反射光から前記情報記録媒体上のピットの欠陥を求め、該欠陥の位置を示す欠陥位置データを生成する欠陥検出部を備え、前記電子銃は、前記欠陥検出部により生成された欠陥位置データに示される欠陥位置に電子線を照射する。これにより、欠陥検出部にて光を用いて欠陥が迅速に発見され、そして、発見された欠陥の画像が電子線の照射により高解像度で得られるので、欠陥の形状観察を迅速に高解像度で行える。
【００１５】
また、好ましくは、本発明の情報記録媒体検査装置は、情報を記録するために該情報記録媒体に電子線を照射する記録用電子銃と共に設けられ、前記記録用電子銃による記録用の電子線の照射位置の後段に検査用の電子線の照射位置が設けられている。これにより、記録用の電子銃を用いてステージ上の情報記録媒体に情報が記録され、検査用の電子銃を用いて電子ビームを照射することで情報記録媒体が検査されるので、記録のすぐ後に欠陥の有無を検査でき、これにより生産性を向上できる。
【００１６】
また、本発明の別態様の情報記録媒体検査装置は、情報記録媒体欠陥検出部と、情報記録媒体欠陥観察部とを備える。情報記録媒体欠陥検出部は、該情報記録媒体に光を照射する光源と、該情報記録媒体を回転させる回転ステージと、該情報記録媒体からの反射光を受光する受光器と、受光した反射光の情報と設計データとの比較により、該情報記録媒体上のピットの欠陥の有無を判断し、該ピットの欠陥位置データを生成する演算装置と、を有する。情報記録媒体欠陥観察部は、前記欠陥位置データに示される欠陥位置を含む領域に電子ビームを照射する電子銃と、該情報記録媒体に電子ビームを照射した領域から発生した電子を検出する検出器と、該検出器で検出した電子に応じた情報記録媒体表面の画像を生成する画像生成部と、を有する。欠陥位置への電子線の照射のために、照射位置制御部が好適に設けられ、照射位置制御部は、該情報記録媒体欠陥検出部により生成された前記欠陥位置データに基づいて、該情報記録媒体の位置合わせを行うアライメント制御部でもよく、また、照射位置制御部は、電子線の向きを変える偏向制御部でもよい。本発明によれば、これにより、欠陥検出部にて光を用いて欠陥が迅速に発見され、そして、発見された欠陥の画像が電子線の照射により高解像度で得られるので、欠陥の形状観察を迅速に高解像度で行える。
【００１７】
また、本発明の別態様は、情報記録媒体の表面に、電子ビームの照射により情報を記録し、記録した情報の異常を検査する情報記録媒体記録及び検査装置である。この装置は、該情報記録媒体に電子ビームを照射し、情報を記録する第１の電子銃と、該情報記録媒体が回転方向及び径方向に移動可能に載せられるステージと、該情報記録媒体上に記録された情報を読み出すために、該情報記録媒体上に電子ビームを照射する第２の電子銃と、該情報記録媒体から放出された電子を検出する検出器と、該検出器により検出された電子から、該情報記録媒体に記録された情報を読み取り、該情報記録媒体の異常の有無を判定する欠陥算出演算部と、を備えている。本発明によれば、第１の電子銃を用いてステージ上の情報記録媒体に情報が記録され、第２の電子銃を用いて電子ビームを照射することで情報記録媒体が検査されるので、記録の後に欠陥の有無を検査でき、検査を早期に行うことができ、これにより生産性を向上できる。
【００１８】
また、本発明の別態様は情報記録媒体検査方法であり、この方法は、電子線を該情報記録媒体の所望の位置に照射し、該情報記録媒体への電子線の照射により該情報記録媒体の表面の情報を取得した電子を検出し、検出された電子から該情報記録媒体の表面の画像を取得する。この態様によっても上述した本発明の利点が得られる。
【発明の効果】
【００１９】
上述のように、本発明によれば、ピット形状等の表面構造を対象として観察及び検査を行うことができ、大容量に伴う微細化にも好適に対応できる。
【００２０】
さらに、写像投影型の電子線検査を行うことで、観察および検査の時間を著しく短縮でき、情報記録媒体の生産ライン中に検査装置および検査工程を組み込むことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態では、情報記録媒体検査装置がディスク検査装置であり、情報記録媒体が光ディスクである。なお、本発明は、本実施の形態に限定されないことは言うまでもない。
【００２２】
まず、本発明に係る第１の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態のディスク検査装置全体の平面図を示している。ディスク検査装置１は、カセットホルダ２、ミニエンバイロメント装置３、ロードロックチャンバ４および検査室５で構成されている。
【００２３】
カセットホルダ２は、ディスクが載置されるカセットを保持している。ディスクは搬送ロボットによりカセットから取り出され、ミニエンバイロメント装置３のミニエンバイロメント室へと搬送される。
【００２４】
ミニエンバイロメント装置３は、ディスクを清浄な空気内に保つ役割を果たしており、ミニエンバイロメント装置３では、ＨＥＰＡやＵＬＰＡを用いて清浄にされた空気が供給される。そして、ミニエンバイロメント装置３は、図２に示されるように空気をダウンフローさせるように構成されており、またはミニエンバイロメント室内で空気を循環させるように構成されている。その他、不活性ガス等の清浄なガスを供給するように構成されてもよい。検査対象のディスクは、ミニエンバイロメント室から搬送ロボットによりロードロックチャンバ４に搬送され、ロードロックチャンバ４内の載置台に置かれる。
【００２５】
ロードロックチャンバ４は、検査室５の圧力を適切に保つために設けられている。検査室５内が高真空であり、検査室５外の検査装置内は大気圧であるが、検査室５のドアを開けた瞬間に大気が検査室５内に入り込んでしまうのは望ましくない。そこで、ロードロックチャンバ４が、クッション的役割を果たす部屋として設けられている。被検査対象である光ディスクは、一旦ロードロックチャンバ４に運ばれ、ロードロック室のドアを閉められる。それから、検査室５とロードロック室の間にあるドアが開かれ、光ディスクが検査室５に運ばれる。このようにすることにより、被検査対象であるディスクを検査室５に搬入する際に、検査室５内の圧力が急激に増加するのを防ぐことができる。
【００２６】
検査室５には、以下に説明するように、電子線を利用する本実施の形態の検査装置１０が備えられている。そして、上記構成において、被検査物である光ディスクは、カセットホルダ２から、ミニエンバイロメント装置３、ロードロックチャンバ４および検査室５へと順次搬送されて、検査室５で検査される。
【００２７】
図３は、図１の検査室５内に設けられた検査装置１０の構成を示している。検査装置１０は、電子銃１２、１次系レンズ１４、ウィーンフィルタ１６、ステージ１８、２次系レンズ２０、検出器２２および画像生成器２４を備えている。
【００２８】
次に、これらの構造及び機能について説明する。電子銃１２は、電子を所定方向に向けて発射する。電子銃１２は、電界放出型であってもよく、熱電子放出型であってもよい。発射される電子ビームは、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で用いられるように、ビーム径が１画素分の大きさになるように細く絞られたビームでもよい。また、電子銃１２は、写像投影型の構成で用いられるように、一定面積を有するビームであって、ビーム径の中に複数画素分を含んだビームを生成してもよい。
【００２９】
１次系レンズ１４は、電子線の焦点合せのためのレンズである。電子線の焦点合せは、一次系レンズ１４に印加している電圧の設定を変更し調整することで行われる。
【００３０】
ウィーンフィルタ１６は、電界と磁界を平面内で垂直に発生させ、電子線にローレンツ力を与え、入射の一次電子線と反射の二次電子線を異なる角度で偏向させ、一次電子線と二次電子線の分離を可能とする。一般的なウィーンフィルタは、一次電子線を直進させて、二次電子線の軌道を曲げるか、もしくは、対象物に向けて斜め方向に発射された一次電子線の軌道を曲げて試料に向かわせ、反射してくる二次電子線を直進させるように設定される。図３の例では、後者の構成が採用されており、すなわち、ウィーンフィルタ１６は、一次電子線を偏向させて、二次電子線を直進させるように構成されている。
【００３１】
ステージ１８は、試料である光ディスクを載置する載置台を備えており、光ディスクを回転方向及び径方向に移動可能に構成されている。光ディスクの情報は、図４に模式的に示されるように、回転方向に沿って順次配列されている。そこで、本実施の形態の検査装置１０では、光ディスク上のデータに沿って、すなわち、ディスク回転方向にステージ１８を移動させながら、電子ビームが照射され、画像が取り込まれていく。このとき、ステージ１８は光ディスクの中心を軸として回転する。また、ステージ１８は光ディスクの径方向に移動し、これにより径方向の異なる位置の検査が可能になる。
【００３２】
ステージ１８を駆動するために、駆動回路３０および制御回路３２が設けられている。駆動回路３０は、ステージ１８に備えられたアクチュエータを駆動し、光ディスクが載せられたステージ１８を回転させ、また、ステージ１８を光ディスクの径方向に移動させる。制御回路３２は、駆動回路３０に制御信号を送ることで、ステージ１８の動作を制御しており、これによりディスクの回転数および位置等を制御する。制御回路３２は、駆動回路３０とともに、ステージ１８および光ディスクを所望の位置に位置合せするためのアライメント制御器として機能する。
【００３３】
検出器２２は、電子ビームの照射によって光ディスクから放出された電子を検出する。１次ビームが、ＳＥＭ（走査）に用いられるような細く絞ったビームである場合には、検出器２２は、ダイオード検出器等で構成され、検出した電子量に応じた電気信号を出力する。
【００３４】
一方、１次ビームとして一定の領域を有した面ビームを用いる場合には、検出器２２としては、図５および図６に示されるように、ＣＣＤ又はＴＤＩ−ＣＣＤ等の撮像素子が好適に用いられる。この場合、２次光学系のレンズ２０または偏向器によりその経路が調整され、検出器２２上にディスク表面の画像が結像するように焦点合せが行われる。撮像素子を用いた検出器２２には、光を検出面で受光し、受光した光を電気信号に変換するタイプ（従来からよく用いられている）と、電子を検出面で直接受けて、それに応じて電気信号を出力するタイプ（いわゆるＥＢ−ＣＣＤまたはＥＢ−ＴＤＩ−ＣＣＤ等）というように、２種類のタイプがある。図７には、ＥＢ−ＴＤＩの構成例が示されている。本実施の形態では、両方のタイプの検出器が適用可能である。光を受光面で受けるタイプ（ＣＣＤまたはＴＤＩ−ＣＣＤ等）を用いる場合には、ディスクから放出した電子をＭＣＰで増幅し、さらにシンチレータにより電子を光に変換する。こうして光に変換された信号が、撮像素子を用いた検出器の検出面上に結像される。
【００３５】
なお、ＴＤＩ（time delay integration）は、積算型のラインセンサであり、２次元の画素配列を検出面に有している。試料がセンサに対して相対的に移動されると、試料の投影像も検出面上で移動する。このとき、ＴＤＩは、２次元の画素配列のライン単位で像の信号を積算して行く機能を有する。すなわち、試料上の１ラインに相当する像が、検出面上を移動していくとき、ＴＤＩは、像の移動に伴って順次隣の画素列の信号を取得し、積算していく。これにより、試料の同じ部分（ライン状の部分）の像が検出面を横切る間、同部分の像が捕捉され、そして、同部分の像の信号が継続的に得られ、積算される。
【００３６】
画像生成器２４には、検出器２２から出力された電気信号が供給される。この点は、上記の走査型の検出を行う場合も、写像投影型の検出を行う場合も同様である。検出器２２からの電気信号は、検出結果を示す信号であり、光ディスクの表面の像を表す情報をもっている。画像生成器２４は、ディスプレイを備えており、検出器２２から供給された信号から光ディスクの表面の画像を生成し、ディスプレイに表示する。また、画像生成器２４は、光ディスク表面の画像のデータを制御コンピュータ４０に供給する。
【００３７】
制御コンピュータ４０は、検査装置１０を制御するコンピュータであり、また、光ディスクの画像情報を処理して、異常の有無を判定する処理を行う。異常の判定に関する処理は、判定用のプログラムを実行することで実現される。また、判定処理を実現する回路が設けられてもよい。制御コンピュータ４０は制御回路３２と一体化されてもよい。
【００３８】
ここで、本実施の形態では、前出したように、検査の際に光ディスクがステージ１８により回転されるので、ディスク上の信号方向に沿って（つまり回転方向に沿って）、同心円状または渦巻き状に画像が取り込まれる。画像信号の変化に異常があれば、データ列の変化に異常があることが分かり、ディスクの異常を迅速に発見することができる。この点に関し、ディスク上の情報は、例えば音声および／または画像を表現するための情報であるから、その変化の幅も、一定の範囲内に収まるのが一般的である。そこで、特定のパラメータについて、変化幅の閾値を設けておき、その閾値を超えるものを異常と判断することができる。この閾値としては、データソースの性質により、適切な範囲を定めることができる。また、パラメータの対象は、例えばピットの溝の長さや幅等の大きさである。また、判定対象のパラメータとしては濃度を用いることもできる。この場合、溝の深さと画像の濃淡との関係を経験値から求め、濃度の幅に閾値を設定するようにしてもよい。
【００３９】
制御コンピュータ４０は、上記の判定処理を実現するように構成されている。例えば、判定対象のパラメータが溝幅の場合、制御コンピュータ４０は、光ディスクの画像から、画像処理によってディスク上の溝幅を求める。また、制御コンピュータ４０は、正常な溝幅の範囲を閾値として記憶している。そして、制御コンピュータ４０は、画像から得られた溝幅と閾値を比較して、異常の有無を判定する。
【００４０】
また、制御コンピュータ４０は、設計データと画像を比較する比較部として機能し、比較によって異常の有無を判定してもよい。この場合、制御コンピュータ４０は、設計データに対応する情報を記憶している。そして、記憶されている情報が、検査対象のディスクの画像と比較されて、両者の差分に基づいて異常の有無が判定される。
【００４１】
また、制御コンピュータ４０は、画像同士の比較を行う比較部として機能し、画像同士の比較によって異常の有無を判定してもよい。この場合、制御コンピュータ４０は、例えば、正常なディスクの画像を記憶している。そして、記憶されている画像と、検査対象のディスクの画像が比較され、両者の差分から異常の有無が判定されてもよい。差分が所定レベル以上である場合に、異常が有ると判定される。
【００４２】
上記の判定処理における比較、演算等の処理は、比較用の回路で実現されてもよく、そして、必要に応じてプロセッサを用いた演算器を構成することで実現されてもよい。また、上記の比較演算は、既述の通り、制御コンピュータ４０内でソフトウエアの演算処理で実現されてよい。
【００４３】
以上に、本実施の形態の検査装置１０の各部構成について説明した。検査装置１０の動作としては、ステージ１８により光ディスクが位置合わせされ、回転した状態で、電子銃１２から電子ビームが発射される。電子ビームは、ウィーンフィルタ１６で曲がり、光ディスクの所望の位置に照射される。電子ビームが照射されると、光ディスクから反射電子等の電子が放出される。この放出された電子は、光ディスクの表面の情報を持っている。この電子がウィーンフィルタ１６および２次レンズ系２０を通って検出器２２に検知される。そして、検出器２２から電気信号が画像生成器２４に出力され、画像生成器２４で光ディスクの表面の画像が生成される。生成された画像はディスプレイに表示される。ディスク表面の画像が表示されるので、ディスク上のピット等の形状を見ることができる。また、光ディスクの表面の画像は制御コンピュータ４０に供給され、制御コンピュータ４０では、画像情報を処理して、上述のようにして画像情報から異常の有無を機械的に判定する。判定結果は、ディスク表面の画像とともにモニタ等から出力される。
【００４４】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明した。本実施の形態によれば、電子線を情報記録媒体に照射して、情報記録媒体の表面の情報を取得した電子を検出し、情報記録媒体の表面の画像を取得するので、情報記録媒体の表面構造についての検査ができる。また、電子線を用いるので、微細な形状を検査でき、大容量化に伴う微細化にも対応できる。
【００４５】
また、本実施の形態では、上述のように、画像同士を比較する比較部を更に備えており、画像同士を比較することで欠陥を機械的に検出できる。
【００４６】
また、本実施の形態では、上述のように、ピットの形状に関する値が所定の範囲内にあるか否かによって異常の有無を判定する判定演算部が設けられており、これにより異常の有無を機械的に判定できる。
【００４７】
また、本実施の形態では、上述のように、検出器として、複数の画素の配列を検出面に有し、検出面上に情報記録媒体表面の像を投影する検出器が設けられ、これにより、情報記録媒体の投影像の情報が好適に得られる。さらに、写像投影を行うことで、観察および検査の時間を短縮でき、このことを利用して、生産ライン中に検査装置および検査工程が組み込まれてもよく、これにより生産性を向上できる。
【００４８】
また、本実施の形態では、上述のように、検出器として、２次元の画素配列を検出面に有する検出器が設けられ、この検出器が、検出面上に投影された像の信号を、ステージの移動に伴って、２次元の画素配列のライン単位で積算して行く機能を有している。この検出器には上記のＴＤＩセンサが相当する。このような検出器を設けたので、Ｓ／Ｎ比の大きい好適な検査データが得られ、検査精度を向上できる。
【００４９】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図８に本実施の形態の検査装置を示す。図８において、検査装置５０は、全体構成としては、欠陥検出部５２と欠陥観察部５４とを備える。欠陥検出部５２は、光を用いて光ディスク上の欠陥を観察する構成であり、本実施の形態ではレーザ光が用いられる。欠陥観察部５４は、欠陥観察用の電子線を用いて欠陥を観察する構成であり、上述の第１の実施の形態における検査装置の構成を備えている。欠陥観察部５４は、欠陥検出部５２で検出された欠陥を観察するように構成されている。以下、図８の各部構成について説明する。
【００５０】
図８においては、光ディスク保持用のステージ５６が、スピンドル５８上に支持されており、スピンドル５８がスライダ６０上に支持されている。スピンドル５８は、第１の実施の形態で説明したように、ステージ５８を回転させる。また、ステージ５８は、ディスクと共に径方向に移動可能に構成されている。スライダ６０は、ステージ５６をスライドさせ、欠陥検出部５２と欠陥観察部５４との間で移動させる機構を備えている。スピンドル５８およびスライダ６０は、スピンドル・スライダ駆動回路６２によって駆動される。
【００５１】
次に、欠陥検出部５２の構成を説明する。欠陥検出部５２は、検査の対象となる光ディスクにレーザー光を照射するためのレーザ光源７０と、レーザー光の向きを変えるためのハーフミラー７２と、光ディスクから反射してくる光を検出するように受光器で構成された検出器７４と、検出器７４から検出結果が供給される制御コンピュータ７６とを備えている。制御コンピュータ７６は、検出器７４で得られた情報から欠陥箇所を特定するための演算部として機能し、また、特定された欠陥箇所のデータを記憶するメモリとして機能し、さらに、欠陥箇所のデータを欠陥観察部５４に送る出力部として機能する。
【００５２】
レーザー光源７０は、光ディスクとほぼ平行にビーム発射を行う。ハーフミラー７２は、レーザ光源７０が発射したレーザ光を受け、レーザ光の向きを約９０度変えて、レーザ光を光ディスクに垂直に入射させるように配置されている。検出器７４は、光ディスクの真上に位置しており、光ディスクで反射してハーフミラー７２を透過した光を受光して検出するように配置されている。
【００５３】
なお、本発明の範囲内で、レーザ光の送受光の構成は上記に限定されない。検出器がレーザ光を受光できる範囲で、他の構成が採用されてもよい。例えば、レーザ光が光ディスクに対して斜めから入射し、斜めに反射するように構成されてもよい。また、例えば、レーザ光源が光ディスクの真上に設けられ、検出器の位置が横にずらされ、ミラーを使って反射光が検出器に導かれてもよい。
【００５４】
レーザ光の照射は、光ディスクを回転しながら行われる。光ディスクの回転速度および位置の調整は、制御コンピュータ７６によって行われる。制御コンピュータ７６は、スピンドル・スライダ駆動回路６２に制御信号を送って、スライダ６０およびスピンドル５８を制御し、これにより、ステージ５６と光ディスクの位置および回転を制御する。上記の回転およびディスク位置制御により、光ディスク上のデータ記録順序に従い、円形あるいは螺旋状に光が当てられ、情報が読み取られていく。
【００５５】
また、検出器７４は受光素子で構成されており、受光素子としては、光の強度を測定できるものであれば、種々のものが適用可能であり、例えば、フォトディテクターを組み込んだ素子を用いることが好適である。
【００５６】
制御コンピュータ７６は、上述のように、検出器７４で得られた反射光の情報から欠陥位置を求める機能をもつ。制御用コンピュータ７６には、設計データに対応する信号パターンが予めストアーされている。このストアーされた信号パターンが、検出器７４で検出された信号と比較され、エラー（欠陥）が検出される。ここでは、設計データと検出値の差分が所定レベル以上の場合にエラーが有ると判定される。エラーが発見されたときは、エラーピットの位置が求められ、記憶される。
【００５７】
このように、制御コンピュータ７６は、反射光の情報と設計データとを比較して、ピットの欠陥の有無を判断し、欠陥ピットの位置を求め、欠陥位置データをメモリに記憶する。なお、上記の比較演算を行うために、比較演算回路が別に設けられてもよい。
【００５８】
さらに、制御コンピュータ７６は、欠陥位置データ（エラーピット位置情報）を用いて、スピンドル・スライダー駆動回路６２に指令を送り、スライダー６０およびスピンドル５８を制御して、ステージ５６を移動させるように構成されている。この際、制御コンピュータ７６は、欠陥観察部５４でエラーピットに電子ビームが照射されるようにステージ５６を光ディスクと共に移動させる。ここでは、制御コンピュータ７６は、欠陥位置データに基づいて光ディスクの位置合わせを行うアライメント制御器として機能しており、欠陥観察部の一部として機能している。なお、変形例としては、欠陥観察部側の電子線光学系に偏光器が設けられ、欠陥箇所に照射されるように電子ビームが偏向されてもよい。
【００５９】
このように、本実施の形態では、被検査対象となる光ディスクが、レーザー光と電子ビームの双方の照射を受けられるように、双方の照射源の間を移動可能なステージ５６が備えられている。照射位置間の移動は、図示のように、スライダー６０を用いて行われる。このように、２種の照射に共通のステージ５６を用いており、これにより、欠陥検査部５２で検知した欠陥の位置に欠陥観察部５４で電子線を照射する際にも、ディスクを別々のステージ上で位置決めするような作業が不要であり、迅速かつ正確に欠陥箇所に電子ビームを照射することができる。
【００６０】
次に、欠陥観察部５４について説明する。欠陥観察部５４は、電子線を用いて、欠陥形状を観察するための画像を生成する。欠陥観察部５４は、電子ビームを照射し、発生した電子を検出器で検出するように構成されており、第１の実施の形態で説明した検査装置の構成を有する。
【００６１】
ただし、欠陥観察部５４は、欠陥検出部５２で特定された欠陥箇所に電子ビームを照射するように構成されている。電子ビーム源は、所定の領域を持つビームを発射するように好適に構成される。また、検出器には、ＣＣＤまたはＴＤＩ−ＣＣＤ等を用いることが好適である。
【００６２】
本実施の形態では、特に、欠陥箇所が既に特定されていることから、欠陥観察部５４については、視野の広さよりも、解像度の高い画像を得ることを主目的として装置構成、仕様を定めることが好適である。このような観点から、写像投影型の観察装置が設けられ、高倍率のモードが好適に使われる。また、顕微鏡自体の形式に、走査型顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてもよい。画像生成器８０は、検出器から供給される信号から、光ディスクの表面形状情報を表すディスク表面画像を生成する。モニタ８２は、画像生成器８０で生成された画像を表示する。欠陥観察部５４には、さらに、第１の実施の形態で説明したような異常判定演算部が設けられてもよい。そして、異常判定演算部の機能は図８の制御コンピュータ７６に組み込まれてもよく、このときは制御コンピュータ７６が欠陥観察部５４としても機能する。
【００６３】
以上に本実施の形態に係る検査装置５０の各部構成について説明した。検査装置５０の動作としては、まず、スライダ６０およびスピンドル５８が、制御コンピュータ７６の制御の下で、スピンドル・スライダ駆動回路６２により駆動される。これにより、ステージ５６が欠陥検出部５２に位置し、光ディスクが回転する。この状態で、レーザ光源７０からレーザ光が光ディスクに照射され、反射光が検出器７４で検出される。そして、制御コンピュータ７６が、検出器７４で検出された情報を基に、欠陥を検出し、欠陥の位置を特定する。欠陥位置のデータは制御コンピュータ７６に記憶されるとともに、欠陥観察部５４に供給される。
【００６４】
制御コンピュータ７６は、さらに、欠陥位置データに基づいて、スライダ６０およびスピンドル５８を制御する。これにより、光ディスクの欠陥が電子ビームの照射箇所に位置するように、光ディスクがステージ５６とともに欠陥観察部５４に移動される。そして、欠陥位置に電子ビームが照射され、欠陥部位の画像が生成され、モニタ８２に表示される。モニタ８０を見ることで、光ディスクの表面形状を観察することができる。
【００６５】
以上に説明したように、本実施の形態によれば、欠陥検出部５２にて光を用いて欠陥が発見され、欠陥観察部５４にて電子線を用いて欠陥部の像が得られており、これにより欠陥の形状分析を迅速に高解像度で行える。すなわち、欠陥の発見は光を用いて行うことが好適であり、迅速に欠陥を発見できる。一方、微小な形状観察には電子線を用いることが好適である。これら欠陥発見に適した装置と、形状観察に適した装置とを組み合わせ、分業させることで、発見と観察という２つの役割を高い水準で果たすことができる。そして、欠陥部位を迅速に見つけて、見つかった欠陥部位について高解像度の観察を行うことができ、これにより、欠陥部位の高解像での観察が可能となる。
【００６６】
また、本実施の形態によれば、光を用いた欠陥検出装置と、電子線を用いる欠陥観察装置とで、ステージが共通である。これにより、光ディスクが同じステージに載せられた状態で、検出された欠陥位置データに基づいて、電子線が光ディスクに照射されるように装置が制御される。光ディスクの載せ替えとそれに伴う位置合せが不要であり、欠陥観察のための準備時間を節約できる。これにより、光ディスクの生産ラインへと、インラインで本実施の形態の検査装置を導入することも可能となる。
【００６７】
（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態について図９を用いて説明する。本実施の形態は、情報記録媒体への記録と検査を続けて行う装置である。そして、検査装置はいわゆるリード・アフター・ライトと呼ばれるタイプに属し、情報記録後に検査を行うように構成されている。
【００６８】
図９において、本実施の形態の装置９０は、全体構成としては、記録部９２と検査部９４で構成されており、記録部９２は左側に示され、検査部９４は右側に示されている。情報記録媒体は円板状であり、ステージの上に載せられて回転する。記録部９２は、ステージ回転方向の上流側にて情報記録媒体に情報を記録するように設けられており、検査部９４は、ステージ回転方向の下流側にて情報記録媒体を検査するように設けられている。
【００６９】
記録部９２は、露光用の電子ビーム源９６を備えている。電子ビーム源９６は、第１の電子銃であり、パターンを描くために電子ビームを照射するように構成されており、電子ビームの照射により情報が媒体上に記録される。
【００７０】
検査部９４は、上述の実施の形態で示された検査装置の構成を有している。図示のように、検査部９４は、検査用の電子ビーム源９８と、情報記録媒体から放出される電子を検出する検出器１００を備えており、その他、上述の実施の形態で説明された構成を備えている。また、上述の実施の形態と同様に制御コンピュータが設けられており、制御コンピュータは、欠陥算出演算部として機能し、これにより、検出器１００により検出された電子から、情報記録媒体に記録された情報が読み取られ、情報記録媒体の異常の有無が判定される。ここで情報記録媒体に記録された情報は、前述のように画像として得られる。
【００７１】
検査用の電子ビーム源９８は第２の電子銃に相当し、本実施の形態では、検査用の電子ビームとしては、照射面積の広い、照射面積内に複数ピクセル分が含まれる面ビームを使用することが好適である。そして、検出器１００は、複数画素の同時撮像が可能であることが好適であり、例えば、ＣＣＤまたは前出のＴＤＩ−ＣＣＤが適している。
【００７２】
検査用の電子ビームの照射位置は、記録用の電子ビームの照射位置に対して、回転方向に沿って下流側に設定されている。本実施の形態では、露光用ビームと検査用ビームの照射位置が、情報記録媒体の回転中心または外周から同一距離に設けられている。すなわち、両ビームの照射位置が、同一円周上で離れた地点である。しかし、両ビームの照射位置が径方向にずれていてもよく、これにより、描画から検査までの間により大きなタイムラグを設けられる。例えば、描画してから１〜数回転した後に検査用ビームが照射されるよう、露光用ビームよりも径方向にやや内側に検査用ビームの照射位置が設定されてもよい。
【００７３】
次に、本実施の形態に係る記録及び検査装置９０の動作を説明すると、情報記録媒体はステージに載せられ、ステージと共に回転する。この状態で、露光用電子ビームが電子ビーム源９６から照射され、パターン溝が媒体表面に形成される。パターンが形成された情報記録媒体に、回転方向に沿って露光位置のすぐ下流側にて検査用の電子ビームが照射される。そして、情報記録媒体から放出された電子が検出器１００で検出され、検出信号を用いてパターンに欠陥がないかが検査される。
【００７４】
ここで、通常、パターンを情報記録媒体に形成する場合、パターン形成後に現像工程が入り、その後に検査が行われる。しかし、シリコン基板のような一部の基板は、現像工程なしにパターンを形成することが可能であることが知られている。そして、このような基板を用いる場合に、本実施の形態に係るリード・アフター・ライトタイプの検査装置が好適に適用される。そして、描画のあとすぐに信号欠陥の有無を検査できるので、製造工程上、非常に効率的である。
【００７５】
以上に説明したように、本実施の形態によれば、記録用の第１の電子ビーム源を用いてステージ上の情報記録媒体に情報が記録され、検査用の第２の電子ビーム源を用いて情報記録媒体が検査されるので、記録のすぐ後に欠陥の有無を検査でき、これにより生産性を向上できる。
【００７６】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明した。しかし、本発明は上述の実施の形態に限定されず、当業者が本発明の範囲内で上述の実施の形態を変形可能なことはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、情報記録媒体を検査する装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施の形態の全体構成図である。
【図２】図１の一部構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る検査装置を示す図である。
【図４】情報記録媒体の平面図である。
【図５】検出器の構成例を示す図である。
【図６】検出器の構成例を示す図である。
【図７】検出器の構成例を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る検査装置を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る記録及び検査装置を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０  検査装置
１２  電子銃
１４  １次系レンズ
１６  ウィーンフィルタ
１８  ステージ
２０  ２次系レンズ
２２  検出器
２４  画像生成器
３０  駆動回路
３２  制御回路
４０  コントロールコンピュータ
【図１】
2006114113.tif 000003
【図２】
2006114113.tif 000004
【図３】
2006114113.tif 000005
【図４】
2006114113.tif 000006
【図５】
2006114113.tif 000007
【図６】
2006114113.tif 000008
【図７】
2006114113.tif 000009
【図８】
2006114113.tif 000010
【図９】
2006114113.tif 000011