(57)【要約】【課題】光透過性材料からなり、円盤状記録媒体となる円盤状基板の表面及び断面内の欠陥を同一の光学系により判別して検出する欠陥検出方法、その装置及び光ディスクの製造方法。【解決手段】欠陥検出装置１０は、円盤状基板１２を回転させつつ、その表面１２Ａから内部に、照射装置１８により、表面１２Ａの垂線に対して、回転方向の一方から斜めに照射光を入射させ、円盤状基板１２の裏面１２Ｂで反射された反射光をラインカメラ２０に順次入射させ、入射光の光路上での欠陥による異常部（実像）と反射光の光路上での異常部（シャドウ）の距離を検出して、距離に応じて、表面欠陥か内部欠陥かを判別し、表面欠陥のみのある円盤状基板を取り除く。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性材料からなる円盤状基板を回転させながらその表面に、該表面における垂線に対して回転方向の一方に傾斜して照射光を入射する過程と、前記表面から円盤状基板内に入射した照射光の、裏面での反射光を、前記垂線に対して前記照射光と反対側に傾斜した方向から、順次時間をずらして受光し、受光した反射光量が設定値よりも小さいとき又は大きいときに異常部として判定する過程と、前記異常部が時間がずれて２つあるとき、これら２つの異常部が相似形であるか否かを判定し、相似形であるときのこれら２つの異常部の、円盤状基板の回転方向の距離を、画像処理により測定する過程と、前記距離が設定値であるか否かを判定する過程と、前記距離が設定値の場合に表面欠陥ありと判定する過程と、を有してなる円盤状基板の欠陥検出方法。
【請求項２】
光透過性材料からなる円盤状基板を回転させながらその表面に、該表面における垂線に対して回転方向の一方に傾斜して照射光を入射する過程と、前記表面から円盤状基板内に入射した照射光の、裏面での反射光を、前記垂線に対して前記照射光と反対側に傾斜した方向から、順次時間をずらして受光し、受光した反射光量が設定値よりも小さいとき又は大きいときに異常部として判定する過程と、前記異常部が時間がずれて２つあるとき、これら２つの異常部が相似形であるか否かを判定し、相似形であるときのこれら２つの異常部の、円盤状基板の回転方向の距離を、画像処理により測定して、欠陥の円盤状基板内の厚さ方向の位置を測定する過程と、を有してなる円盤状基板の欠陥検出方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記異常部として判定する過程は、受光した反射光量が設定値よりも小さいとき又は大きいときに生じる異常点を検出する過程と、この異常点を円盤状基板の表面上位置に対応したマップに表示し、表示された異常点の集合が異常部としての形状を有するか否かを判定する過程と、を含んでなることを特徴とする円盤状基板の欠陥検出方法。
【請求項４】
請求項１、２又は３において、
前記円盤状基板の中心から外周まで、円盤状基板の半径方向に多数の画素を並べたラインカメラにより前記反射光を受光し、このラインカメラにより取り込まれた情報を画像処理して前記２つの異常部間の距離を測定することを特徴とする円盤状基板の欠陥検出方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記２つの異常部間の距離の判定基準となる設定値Ｌ（ｍｍ）は、前記光透過性材料の屈折率がｎ、厚さがｔ（ｍｍ）、前記照射光の円盤状基板表面への入射角θ2、ｎ＝Sinθ2／Sinθ1であるとき、Ｌ＝２ｔTanθ1としたことを特徴とする円盤状基板の欠陥検出方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記照射光の波長を６００〜７００ｎｍとしたことを特徴とする円盤状基板の欠陥検出方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記照射光の、前記光透過性材料層表面の法線に対する角度である入射角を１５°〜８５°、好ましくは３０°〜４５°としたことを特徴とする円盤状基板の欠陥検出方法。
【請求項８】
光透過性材料により形成されている円盤状基板を載置し、且つ、これを回転させる回転支持装置と、前記円盤状基板の表面に、該表面における垂線に対して回転方向の一方に傾斜して照射光を入射する照射装置と、前記円盤状基板を回転させながら円盤状基板の中心から外周までを半径方向に同時又は順次に測定し、前記照射光が前記円盤状基板の表面から内部に入射して、その裏面において生じた反射光を時間をずらして順次受光する光検出装置と、この光検出装置により受光した反射光量が設定値よりも小さい又は大きいときに異常部として判定すると共に、前記異常部が、時間がずれて少なくとも２つあるとき、これらの異常部が相似形であるか否かを判定し、相似形の場合、２つの異常部間の円盤状基板回転方向の距離を測定する画像処理装置と、前記測定した距離が設定値の場合に表面欠陥ありと判定する判定装置と、を有してなる円盤状基板の欠陥検出装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記画像処理装置は、前記光検出装置により受光した反射光量が設定値よりも小さい又は大きいときに異常点として検出し、且つ、この異常点を円盤状基板の表面上位置に対応したマップに表示し、表示された異常点の集合が異常部としての形状を有するか否かを判定するようにされていることを特徴とする円盤状基板の欠陥検出装置。
【請求項１０】
請求項８又は９において、
前記光検出装置は、前記円盤状基板の中心から外周まで、円盤状基板の半径方向に多数の画素を並べてなるラインカメラであることを特徴とする円盤状基板の欠陥検出装置。
【請求項１１】
請求項８、９又は１０において、
前記判定装置は、前記２つの異常部間の距離の判定基準となる設定値Ｌ（ｍｍ）が、前記光透過性材料の屈折率をｎ、厚さをｔ（ｍｍ）、前記照射光の円盤状基板表面への入射角をθ2、ｎ＝Sinθ2／Sinθ1としたときに、Ｌ＝２ｔTanθ1となるように設定されていることを特徴とする円盤状基板の欠陥検出装置。
【請求項１２】
請求項８乃至１１のいずれかにおいて、
前記照射装置から前記円盤状基板に至る照射光の光路上に、特定波長を中心とする所定幅の波長領域の光のみを透過するバンドパスフィルタを設けたことを特徴とする円盤状基板の欠陥検出装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記バンドパスフィルタを透過した光を、左旋又は右旋円偏光、偏光面が互いに直交する２つの直線偏光の一方のいずれかに偏光させる偏光板を設けると共に、前記円盤状基板から前記光検出装置に至る反射光路中に、反射光が、前記偏光板を通った偏光と位相がπだけシフトされた偏光のみを透過させる受光側偏光板を設けたことを特徴とする円盤状基板の欠陥検出装置。
【請求項１４】
光透過性材料から円盤状基板を連続的に形成する過程と、前記円盤状基板を回転させながらその表面に、該表面における垂線に対して回転方向の一方に傾斜して照射光を入射する過程と、前記表面から円盤状基板内に入射した照射光の、裏面での反射光を、前記垂線に対して前記照射光と反対側に傾斜した方向から、順次時間をずらして受光し、受光した反射光量が設定値よりも小さいとき又は大きいときに異常部として判定する過程と、前記異常部が時間がずれて２つあるとき、これら２つの異常部が相似形であるか否かを判定し、相似形であるときのこれら２つの異常部の、円盤状基板の回転方向の距離を、画像処理により測定する過程と、前記距離が設定値であるか否かを判定する過程と、前記距離が設定値の場合に表面欠陥ありと判定する過程と、前記表面欠陥ありと判定された以外の円盤状基板に、少なくとも記録層及び光透過層をこの順で形成する過程と、
を有してなる光ディスクの製造方法。
【請求項１５】
光透過性材料から円盤状基板を連続的に形成する過程と、前記円盤状基板を回転させながらその表面に、該表面における垂線に対して回転方向の一方に傾斜して照射光を入射する過程と、前記表面から円盤状基板内に入射した照射光の、裏面での反射光を、前記垂線に対して前記照射光と反対側に傾斜した方向から、順次時間をずらして受光し、受光した反射光量が設定値よりも小さいとき又は大きいときに異常部として判定する過程と、前記異常部が時間がずれて２つあるとき、これら２つの異常部が相似形であるか否かを判定し、相似形であるときのこれら２つの異常部の、円盤状基板の回転方向の距離を、画像処理により測定して、欠陥の円盤状基板内の厚さ方向の位置を測定する過程と、前記表面欠陥ありと判定された以外の円盤状基板に、少なくとも記録層及び光透過層をこの順で形成する過程と、
を有してなる光ディスクの製造方法。
【請求項１６】
請求項１４又は１５において、
前記異常部として判定する過程は、受光した反射光量が設定値よりも小さいとき又は大きいときに生じる異常点を検出する過程と、この異常点を円盤状基板の表面上位置に対応したマップに表示し、表示された異常点の集合が異常部としての形状を有するか否かを判定する過程と、を含んでなることを特徴とする光ディスクの製造方法。
【請求項１７】
請求項１４乃至１６のいずれかにおいて、
前記円盤状基板の中心から外周まで、円盤状基板の半径方向に多数の画素を並べたラインカメラにより前記反射光を受光し、このラインカメラにより取り込まれた情報を画像処理して前記２つの異常部間の距離を測定することを特徴とする光ディスクの製造方法。
【請求項１８】
請求項１４乃至１７のいずれかにおいて、
前記２つの異常部間の距離の判定基準となる設定値Ｌ（ｍｍ）は、前記光透過性材料の屈折率がｎ、厚さがｔ（ｍｍ）、前記照射光の円盤状基板表面への入射角θ2、ｎ＝Sinθ2／Sinθ1であるとき、Ｌ＝２ｔTanθ1としたことを特徴とする光ディスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＣＤ（コンパクト・ディスク）、ＤＶＤ（ディジタル・バーサタイル・ディスク）等の円盤状光記録媒体（光ディスク）となる円盤状基板の欠陥を検出する方法、その装置及び光ディスク用基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
データや映像を記録するための記録媒体として、ＣＤやＤＶＤなどに代表される光ディスクが広く用いられているが、近年、さらに大容量のデータや長時間の映像を記録・再生可能な光記録媒体の開発が求められており、光ディスクの記録密度の向上が図られている。
【０００３】
光ディスクの記録密度を高くするために、光ディスクに照射される記録・再生用のレーザ光のビームスポット径を小さくすることが必要であり、さらにレーザ光のビームスポット径は、レーザ光の波長とレンズの開口数との比に比例するため、波長の短いレーザ光と、開口数の大きいレンズを使用して、光ディスクにデータを記録・再生することが必要となる。
【０００４】
しかしながら、開口数の大きいレンズを用いると、レーザ光の焦点距離が短くなるため、ＣＤやＤＶＤのような１．２ｍｍ程度の厚みを持つ基板では、基板を介してレーザ光を記録層に照射することができない。このため、記録層上に、０．１ｍｍ程度の薄い光透過層を形成し、この光透過層を介して、レーザ光を記録層に照射することが提案されている。
【０００５】
このようにＣＤやＤＶＤなどは、記録・再生用のレーザ光が基板を介して照射されるため、基板の表面と内部にある両方の異物や基板材料の凝集物等による欠陥が記録・再生時に悪影響を与える。このため、光ディスクの生産時の基板の検査時には、欠陥が基板の表面もしくは内部のどちらに存在するかにかかわらず、欠陥がある基板を取り除くことを行ってきた。
【０００６】
光ディスクの製造過程における円盤状基板の表面の欠陥検査装置及び検査方法としては、円盤状基板の被検査面に光線を照射し、その光線の反射光又は透過光を前記円盤状基板の中心より外周に向けてライン状に多数の画素を並べた受光手段により受光し、前記円盤状基板を回転させながら前記受光手段から情報を取り込み、前記情報に基づいて正常部と欠陥部とを判別することにより前記円盤状体の欠陥を検査する検査方法及び装置がある（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
ここでは、前記受光手段はラインカメラであり、円盤状基板を回転させながらラインカメラによって１周分スキャンし、そのビデオ出力信号を画像処理装置で画像処理し、その処理情報に基づいてＣＰＵにより欠陥の解析を行なうようにしている。
【０００８】
例えば、円盤状記録媒体における基板の内部欠陥は、表面欠陥を反射光により検出するのとは別に、透過光により検出するようにしている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２４１９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、光透過層を介して記録・再生用のレーザ光を照射する光ディスクに関しては、記録・再生用のレーザ光は基板には入射しないために、基板の内部の欠陥は、記録・再生時に悪影響を与えないことになる。ただし、基板の記録層を設ける側の表面に存在する欠陥は、その上に設ける記録層に悪影響を与える。このため、この光ディスクの生産時における、基板の検査工程においては、基板の記録層を設ける側の表面のみに欠陥を持つ基板を取り除くだけで事足りるようになる。
【００１１】
しかしながら、従来の検査方法では、簡単に、欠陥を基板の表面のものか内部のものか判別する方法がなかったので、内部のみに欠陥を有する基板も取り除いてしまい、製造の歩留りを低下させる原因となっていた。
【００１２】
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、円盤状基板の表面と内部の欠陥を弁別して検出して、製造の歩留りを向上させることができる円盤状基板の欠陥検出方法、その装置及び光ディスクの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、鋭意研究の結果、光透過性材料からなる円盤状基板を回転させながらその表面から斜めに光を入射させ、裏面での反射光を受光したとき、欠陥が入射光の光路上にあるときと反射光の光路上にあるときの２回検出され、且つこの２回の検出タイミングのズレが表面欠陥と内部欠陥では異なることを見出した。更に、この２回の検出の、円盤状基板回転方向の距離が一定値のときは表面欠陥であり、一定値以下の場合は内部欠陥であることを見出し、これにより表面欠陥のみのある円盤状基板を取り除き、歩留りを向上できることが分った。
【００１４】
即ち、次の本発明により上記目的は解決される。
【００１５】
（１）光透過性材料からなる円盤状基板を回転させながらその表面に、該表面における垂線に対して回転方向の一方に傾斜して照射光を入射する過程と、前記表面から円盤状基板内に入射した照射光の、裏面での反射光を、前記垂線に対して前記照射光と反対側に傾斜した方向から、順次時間をずらして受光し、受光した反射光量が設定値よりも小さいとき又は大きいときに異常部として判定する過程と、前記異常部が時間がずれて２つあるとき、これら２つの異常部が相似形であるか否かを判定し、相似形であるときのこれら２つの異常部の、円盤状基板の回転方向の距離を、画像処理により測定する過程と、前記距離が設定値であるか否かを判定する過程と、前記距離が設定値の場合に表面欠陥ありと判定する過程と、を有してなる円盤状基板の欠陥検出方法。
【００１６】
（２）光透過性材料からなる円盤状基板を回転させながらその表面に、該表面における垂線に対して回転方向の一方に傾斜して照射光を入射する過程と、前記表面から円盤状基板内に入射した照射光の、裏面での反射光を、前記垂線に対して前記照射光と反対側に傾斜した方向から、順次時間をずらして受光し、受光した反射光量が設定値よりも小さいとき又は大きいときに異常部として判定する過程と、前記異常部が時間がずれて２つあるとき、これら２つの異常部が相似形であるか否かを判定し、相似形であるときのこれら２つの異常部の、円盤状基板の回転方向の距離を、画像処理により測定して、欠陥の円盤状基板内の厚さ方向の位置を測定する過程と、を有してなる円盤状基板の欠陥検出方法。
【００１７】
（３）前記異常部として判定する過程は、受光した反射光量が設定値よりも小さいとき又は大きいときに生じる異常点を検出する過程と、この異常点を円盤状基板の表面上位置に対応したマップに表示し、表示された異常点の集合が異常部としての形状を有するか否かを判定する過程と、を含んでなることを特徴とする（１）又は（２）の円盤状基板の欠陥検出方法。
【００１８】
（４）前記円盤状基板の中心から外周まで、円盤状基板の半径方向に多数の画素を並べたラインカメラにより前記反射光を受光し、このラインカメラにより取り込まれた情報を画像処理して前記２つの異常部間の距離を測定することを特徴とする（１）、（２）又は（３）の円盤状基板の欠陥検出方法。
【００１９】
（５）前記２つの異常部間の距離の判定基準となる設定値Ｌ（ｍｍ）は、前記光透過性材料の屈折率がｎ、厚さがｔ（ｍｍ）、前記照射光の円盤状基板表面への入射角θ2、ｎ＝Sinθ2／Sinθ1であるとき、Ｌ＝２ｔTanθ1としたことを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかの円盤状基板の欠陥検出方法。
【００２０】
（６）前記照射光の波長を６００〜７００ｎｍとしたことを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかの円盤状基板の欠陥検出方法。
【００２１】
（７）前記照射光の、前記光透過性材料層表面の法線に対する角度である入射角を１５°〜８５°、好ましくは３０°〜４５°としたことを特徴とする（１）乃至（６）のいずれかの円盤状基板の欠陥検出方法。
【００２２】
（８）光透過性材料により形成されている円盤状基板を載置し、且つ、これを回転させる回転支持装置と、前記円盤状基板の表面に、該表面における垂線に対して回転方向の一方に傾斜して照射光を入射する照射装置と、前記円盤状基板を回転させながら円盤状基板の中心から外周までを半径方向に同時又は順次に測定し、前記照射光が前記円盤状基板の表面から内部に入射して、その裏面において生じた反射光を時間をずらして順次受光する光検出装置と、この光検出装置により受光した反射光量が設定値よりも小さい又は大きいときに異常部として判定すると共に、前記異常部が、時間がずれて少なくとも２つあるとき、これらの異常部が相似形であるか否かを判定し、相似形の場合、２つの異常部間の円盤状基板回転方向の距離を測定する画像処理装置と、前記測定した距離が設定値の場合に表面欠陥ありと判定する判定装置と、を有してなる円盤状基板の欠陥検出装置。
【００２３】
（９）前記画像処理装置は、前記光検出装置により受光した反射光量が設定値よりも小さい又は大きいときに異常点として検出し、且つ、この異常点を円盤状基板の表面上位置に対応したマップに表示し、表示された異常点の集合が異常部としての形状を有するか否かを判定するようにされていることを特徴とする（８）の円盤状基板の欠陥検出装置。
【００２４】
（１０）前記光検出装置は、前記円盤状基板の中心から外周まで、円盤状基板の半径方向に多数の画素を並べてなるラインカメラであることを特徴とする（８）又は（９）の円盤状基板の欠陥検出装置。
【００２５】
（１１）前記判定装置は、前記２つの異常部間の距離の判定基準となる設定値Ｌ（ｍｍ）が、前記光透過性材料の屈折率をｎ、厚さをｔ（ｍｍ）、前記照射光の円盤状基板表面への入射角をθ2、ｎ＝Sinθ2／Sinθ1としたときに、Ｌ＝２ｔTanθ1となるように設定されていることを特徴とする（８）、（９）又は（１０）の円盤状基板の欠陥検出装置。
【００２６】
（１２）前記照射装置から前記円盤状基板に至る照射光の光路上に、特定波長を中心とする所定幅の波長領域の光のみを透過するバンドパスフィルタを設けたことを特徴とする（８）乃至（１１）のいずれかの円盤状基板の欠陥検出装置。
【００２７】
（１３）前記バンドパスフィルタを透過した光を、左旋又は右旋円偏光、偏光面が互いに直交する２つの直線偏光の一方のいずれかに偏光させる偏光板を設けると共に、前記円盤状基板から前記光検出装置に至る反射光路中に、反射光が、前記偏光板を通った偏光と位相がπだけシフトされた偏光のみを透過させる受光側偏光板を設けたことを特徴とする（１２）の円盤状基板の欠陥検出装置。
【００２８】
（１４）光透過性材料から円盤状基板を連続的に形成する過程と、前記円盤状基板を回転させながらその表面に、該表面における垂線に対して回転方向の一方に傾斜して照射光を入射する過程と、前記表面から円盤状基板内に入射した照射光の、裏面での反射光を、前記垂線に対して前記照射光と反対側に傾斜した方向から、順次時間をずらして受光し、受光した反射光量が設定値よりも小さいとき又は大きいときに異常部として判定する過程と、前記異常部が時間がずれて２つあるとき、これら２つの異常部が相似形であるか否かを判定し、相似形であるときのこれら２つの異常部の、円盤状基板の回転方向の距離を、画像処理により測定する過程と、前記距離が設定値であるか否かを判定する過程と、前記距離が設定値の場合に表面欠陥ありと判定する過程と、前記表面欠陥ありと判定された以外の円盤状基板に、少なくとも記録層及び光透過層をこの順で形成する過程と、を有してなる光ディスクの製造方法。
【００２９】
（１５）光透過性材料から円盤状基板を連続的に形成する過程と、前記円盤状基板を回転させながらその表面に、該表面における垂線に対して回転方向の一方に傾斜して照射光を入射する過程と、前記表面から円盤状基板内に入射した照射光の、裏面での反射光を、前記垂線に対して前記照射光と反対側に傾斜した方向から、順次時間をずらして受光し、受光した反射光量が設定値よりも小さいとき又は大きいときに異常部として判定する過程と、前記異常部が時間がずれて２つあるとき、これら２つの異常部が相似形であるか否かを判定し、相似形であるときのこれら２つの異常部の、円盤状基板の回転方向の距離を、画像処理により測定して、欠陥の円盤状基板内の厚さ方向の位置を測定する過程と、前記表面欠陥ありと判定された以外の円盤状基板に、少なくとも記録層及び光透過層をこの順で形成する過程と、を有してなる光ディスクの製造方法。
【００３０】
（１６）前記異常部として判定する過程は、受光した反射光量が設定値よりも小さいとき又は大きいときに生じる異常点を検出する過程と、この異常点を円盤状基板の表面上位置に対応したマップに表示し、表示された異常点の集合が異常部としての形状を有するか否かを判定する過程と、を含んでなることを特徴とする（１４）又は（１５）の光ディスクの製造方法。
【００３１】
（１７）前記円盤状基板の中心から外周まで、円盤状基板の半径方向に多数の画素を並べたラインカメラにより前記反射光を受光し、このラインカメラにより取り込まれた情報を画像処理して前記２つの異常部間の距離を測定することを特徴とする（１４）乃至（１６）のいずれかの光ディスクの製造方法。
【００３２】
（１８）前記２つの異常部間の距離の判定基準となる設定値Ｌ（ｍｍ）は、前記光透過性材料の屈折率がｎ、厚さがｔ（ｍｍ）、前記照射光の円盤状基板表面への入射角θ2、ｎ＝Sinθ2／Sinθ1であるとき、Ｌ＝２ｔTanθ1としたことを特徴とする（１４）乃至（１７）のいずれかの光ディスクの製造方法。
【発明の効果】
【００３３】
本発明は上記のように構成したので、円盤状基板の表面の欠陥と内部の欠陥とを、同一の光学系により確実に判別して検出することができ、又、光ディスクの製造歩留りを向上させることができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１に示されるように、本発明の実施の最良の形態に係る円盤状基板の欠陥検出装置１０は、光ディスク製造装置５０（図８参照）の一部を構成し、基板製造装置６０で製造され、光透過性材料から形成されている円盤状基板（次工程で各種の膜が形成されて光ディスクとなる）１２を、膜形成側を露出して載置し、且つ、これを回転させる回転支持装置１６と、前記膜形成側に対して、図１において、上方から斜めに照射光を入射させる照射装置１８と、前記円盤状基板１２を回転させながら該円盤状基板１２の中心から外周までを半径方向に同時に測定し、前記照射装置１８からの照射光の、前記円盤状基板１２の表面及び裏面（詳細後述）における反射光を受光するラインカメラ２０と、このラインカメラ２０により受光した反射光量が、円盤状基板１２の表面や内部にある欠陥により設定値よりも小さいときに生じる暗点又は大きいときに生じる明点を異常点として検出し、この異常点を基板表面に並べたときに、異常点によって形成される集合を異常部とする。従って、この異常部の形状が欠陥の大きさや形状を示すことになる。
【００３５】
この異常部を検出すると共に、異常部が時間をずらして２回検出されたとき、これら２つの異常部の形状が相似形であるか否かを判定し、相似形の場合、２つの異常部の円盤状基板回転方向の距離を測定する画像処理装置２２と、前記測定した距離が設定値の場合に表面欠陥ありと判定する判定装置であるＣＰＵ２４と、を有して構成されている。
【００３６】
図１の符号２６は回転支持装置１６の一部を構成するモータ、２８はこのモータ２６の回転速度を制御するためのモータ制御装置、３０は前記ＣＰＵ２４における判定結果を表示するためのディスプレイ、３２は同判定結果を出力するプリンタ、３４はＣＰＵ２４の判定結果に応じて検査した円盤状基板を次工程に搬送又は欠陥品として排出する搬送装置、３６はＣＰＵ２４からの判定結果信号を搬送装置３４に送るシーケンサをそれぞれ示す。前記回転支持装置１６は、後述の検査台４０上に設けられている。
【００３７】
前記円盤状基板１２は、図２にその一部の断面が拡大して模式的に示されるように、ポリカーボネイト（ＰＣ）基板であり、該ＰＣ基板１２の膜形成側の表面１２Ａに、順に、反射膜１４Ａ、耐熱保護膜１４Ｂ、記録膜１４Ｃ、界面層１４Ｄ、耐熱保護膜１４Ｅ、光透過層１４Ｆが形成されて、更に、最も外側のハードコート層１４Ｇが形成されて光ディスク１４となる。
【００３８】
前記欠陥検出装置１０によって円盤状基板１２を検査した後の工程（成膜ライン７０：図８参照）で、前記反射膜１４Ａ〜ハードコート層１４Ｇが形成される。
【００３９】
前記照射装置１８は、図３に示されるように、円盤状基板１２の内周から外周に半径方向の直線状に横断する帯状の照射領域１９を照射するようにされている。この照射装置１８は、図４に示されるように、ハロゲンランプ等からなる光源１８Ａと、この光源１８Ａから前記円盤状基板１２に至る照射光の光路上に順に配置されたバンドパスフィルタ１８Ｂ、ＳＣ（シャープカット）フィルタ１８Ｃ、直線偏光板１８Ｄ、λ／４位相差板１８Ｅを含んで構成され、前記円盤状基板１２の表面に右旋又は左旋円偏光を照射光として入射するようにされている。
【００４０】
ここで、前記バンドパスフィルタ１８Ｂは波長６５０ｎｍをピークとして一定帯域幅の波長光を透過するようにされ、又ＳＣフィルタ１８Ｃは６１０ｎｍ未満の波長光をカットするようにされている。
【００４１】
前記ラインカメラ２０は、前記円盤状基板１２の中心から外周に向けてライン状に多数の画素（例えば４０９６ピクセル）を並べてなり、各画素毎に受光した反射光の光量に応じて、ビデオ出力信号を画像処理装置２２に出力するようにされている。
【００４２】
前記ラインカメラ２０と前記円盤状基板１２との間の反射光の光路上には、円偏光板２０Ａが配置されている。この円偏光板２０Ａは、前記照射装置１８から照射された左旋又は右旋円偏光が円盤状基板１２の裏面において反射され、位相がπだけ転換して右旋又は左旋円偏光となった反射光のみが透過できるようにされている。
【００４３】
前記照射装置１８及びラインカメラ２０の配置は、図５に示されるように、照射装置１８による照射光Ｉが、円盤状基板１２の表面１２Ａから内部に入射し、且つ裏面１２Ｂで反射された反射光Ｒが、ラインカメラ２０に入射するようにされている。
【００４４】
ここで、前記照射光Ｉは、表面１２Ａの垂線に対して、円盤状基板１２の回転方向すなわち接線方向の一方に傾斜して、且つ、円盤状基板１２の表面１２Ａの垂線に対する角度、即ち入射角θ2が１５°〜８５°となるようにされている。この角度の範囲であれば、照射光が全反射されたりすることなく、円盤状基板１２の表面１２Ａから断面内に入射し、且つ、裏面１２Ｂで反射される。反射光は、前記表面１２Ａの垂線に対して、前記照射光とは反対に傾斜した位置でラインカメラ２０に受光される。
【００４５】
特に、測定される実像とシャドウ（後述参照）との距離が大きい欠陥でも重ならず測定できるように、θ2を大きくする必要があり、又、θ2を大きくしすぎると、実像とシャドウの距離が大きくなるため、これら相似形と判断するためのデータ処理量が大きくなるので、θ2は３０°〜４５°が好ましい。
【００４６】
前記画像処理装置２２は、例えば図６に示されるように、ラインカメラ２０の各ピクセル番号を円盤状基板１２の中心側から外周側に横軸にとり、且つ縦軸に受光量（反射光量）をとったときの、反射光量の低い設定値（ｌｏｗスレッシュレベル）と高い設定値（ｈｉｇｈスレッシュレベル）を基準として、ｌｏｗスレッシュレベルよりも小さいとき、これを暗点として検出する。図７は、ラインカメラの１〜４０９６ピクセル番号の画素が受光量を検出することで、得られた判定の結果を横に並べて表示し、このラインカメラが順次時間をずらし（スキャンして）受光量を検出することで得られた判定の結果を縦に並べてマップとして表示してある。１つのピクセルの１スキャン分の判定結果は、図７において１マス（１ドット）で表示されている。４０９６×２４０００ドットで円盤状基板の全表面上位置を表わす。図６のように検出された暗点の集合体を、例えば図７に示されるように、径方向３ドット、スキャン方向４ドットの異常部として記録し、且つ該異常部と他の異常部との相似関係及び両者間の、円盤状基板円周方向の距離を算出するようにされている。なお、欠陥の光透過率が円盤状基板１２の材料よりも大きいときなどで、反射光量が高い設定値（ｈｉｇｈスレッシュレベル）よりも大きいときは明点として検出され、その集合体も異常部となる。
【００４７】
後述のように、図７における先行する（上側）異常部（暗点の集合体又は明点の集合体；以下同じ）Ｄ1は実像、後行する（下側）異常部Ｄ2はシャドウと認識される。
【００４８】
前記ＣＰＵ２４は、前記２つの異常部Ｄ1とＤ2間の距離Ｌを、予め設定されている設定基準値と比較して、これとほぼ一致すれば表面欠陥、小さければ内部欠陥と判定して判定結果をシーケンサ３６を介して搬送装置３４に送り、搬送装置３４は入力した結果情報に基づいて、検査した円盤状基板１２を後工程に送ったり、又はＮＧとしてラインから排出したりするようにされている。
【００４９】
ここで、前記２つの異常部間の距離の判定基準となる設定値Ｌ（ｍｍ）は、前記円盤状基板１２の屈折率がｎ、厚さがｔ（ｍｍ）、前記照射光の、円盤状基板の表面１２Ａへの入射角がθ2、ｎ＝Sinθ2／Sinθ1であるとき、Ｌ＝２ｔTanθ1としてある。
【００５０】
前記搬送装置３４は、図８に示されるように、基板製造装置６０において製造された円盤状基板１２を、前工程搬送ラインの端末３８から検査台４０に移載する第１の移載装置４２と、検査を終了した円盤状基板１２を検査台４０から後工程搬送ライン４４又は排出ライン４６に選択的に振り分ける第２の移載装置４８とから構成されている。前記後工程搬送ライン４４は、検査に合格した円盤状基板１２を、反射膜１４Ａ、耐熱保護膜１４Ｂ、記録膜１４Ｃ、界面層１４Ｄ、耐熱保護膜１４Ｅ、光透過層１４Ｆ、及びハードコート層１４Ｇを形成する成膜ライン７０に搬送するようにされている。
【００５１】
次に、図９を参照して、基板製造装置６０から搬送された円盤状基板１２を、前記欠陥検出装置１０により、表面の欠陥又は内部欠陥を検出し、且つ、光ディスク１４として完成させる過程について説明する。
【００５２】
基板製造装置６０により連続的に円盤状基板１２を製造し、第１の移載装置４２によって、前記製造された円盤状基板１２を、その表面１２Ａを上向きにして、搬送端末３８から検査台４０上の回転支持装置１６上に移載する。
【００５３】
次に、モータ制御装置２８を介してモータ２６を所定回転速度で回転させつつ、照射装置１８から、被検査対象である円盤状基板１２の上側にある表面１２Ａに対して照射光を投射する。その反射光は、前記ラインカメラ２０の各画素に入力される。このとき、ラインカメラ２０は、１回の撮影（１スキャン）で光量を測定し、連続してスキャンしていく。この際、円盤状基板１２は回転し、光の入射及び反射する位置が順次ずれることにより、順次時間をずらして反射光が受光される。
【００５４】
このとき、照射光である入射光Ｉは、図５に示されるように、円盤状基板１２の表面１２Ａから屈折して裏面１２Ｂに至り、ここで反射されて表面１２Ａから反射光Ｒとして出射する。
【００５５】
この入射光Ｉ又は反射光Ｒの光路上に欠陥があると、その部分での反射光量が低下（又は増大）するので、正常光とのコントラストの差が一定以上あれば、ラインカメラ２０における各画素の受光量が、図６に示されるようにｌｏｗスレッシュレベルを下回る（又はｈｉｇｈスレッシュレベルを上回る）ことになる。
【００５６】
従って、これが、図１０のステップ１０１における欠陥検出となる。ステップ１０１において欠陥検出があった場合は、次のステップ１０２において、例えば図７に示されるように異常部Ｄ1の大きさが円盤状基板半径方向に３ドット、スキャン方向に４ドットというようにして測定される。
【００５７】
円盤状基板１２の表面１２Ａに欠陥Ｆがあったとき、この欠陥Ｆが図１０（Ａ）に示されるように入射光Ｉの光路を横切った後に、更に円盤状基板１２が回転することによってわずかの時間後に、図１０（Ｂ）に示されるように、欠陥Ｆが反射光Ｒの光路を横切る。
【００５８】
従って、この欠陥Ｆは、図７に示されるように、円盤状基板１２の半径方向には同一位置で、且つスキャン方向にずれて、異常部Ｄ1（実像）及び異常部Ｄ2（シャドウ）として画像処理装置２２により検出される。
【００５９】
欠陥Ｇが円盤状基板１２の断面内にある場合、図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、入射光Ｉの、円盤状基板１２断面内での光路及び反射光Ｒの円盤状基板１２断面内での光路を順次横切る。この場合も、実像及びシャドウがずれて検出される。
【００６０】
次に、ステップ１０３において、検出された２つの異常部Ｄ1、Ｄ2が相似形であるか否か、即ち実像とシャドウとの関係にあるか否かを認識すると共に、両者間の距離Ｌ（図７参照）を測定する。
【００６１】
相似形であると認識された場合は次のステップ１０４に進み、ＣＰＵ２４において前記２つの異常部Ｄ1、Ｄ2間の距離が設定値Ｌとほぼ等しいか、あるいは設定値以下であるか否かを判別する。
【００６２】
ここで、図１２に示されるように、欠陥Ｇが円盤状基板１２の断面内にあるとき、入射光Ｉの光路上での検出位置と反射光の光路上での検出位置での異常部間の距離ｌは、前記設定値Ｌ（ｍｍ）よりも当然小さくなる。
【００６３】
従って、検出された２つの異常部が相似形であるとき、両者間の距離がＬにほぼ等しいとき、該異常部は表面欠陥を示すものであり、Ｌよりも小さい場合は内部欠陥を示すものであると判別される。
【００６４】
判別の結果、２つの異常部Ｄ1、Ｄ2間の距離がほぼ設定値Ｌと等しい場合は表面欠陥と判断され（ステップ１０５）、ステップ１０６及びステップ１０７に進む。
【００６５】
ステップ１０６では、ＣＰＵ２４において、表面欠陥（暗点又は明点の集合体からなる異常部）の大きさを、予め入力されている設定値と比較して判別する。
【００６６】
大きさが設定値以下の場合は小欠陥であり、ステップ１０７においてＯＫとなって、第２の移載装置４８により、検査台４０上の円盤状基板１２は後工程搬送ライン４４に移載される。
【００６７】
又、大きさが設定値以上であれば、これはステップ１０９においてＮＧとされ、第２の移載装置４８は検査台４０上の円盤状基板１２を排出ライン４６に移載する。
【００６８】
前記ステップ１０７では、表面欠陥が、個々が小さくても塊になっている場合に大きな１つの欠陥とする、即ち集合判別を行なう。
【００６９】
この集合判別は、例えば図７における一定範囲の面積内におけるドット（個々の異常点）の数の割合によってこれが設定値を超えるか否かを判別する。
【００７０】
設定値以下であればステップ１１０においてＯＫとされ、円盤状基板１２は成膜ライン７０に送られ、記録膜１４Ｃ、光透過層１４Ｆ等が成膜される（ステップ１２０参照）。又、設定値以上であれば大きな欠陥であり、ステップ１１１においてＮＧとされ、円盤状基板１２は排出ライン４６に移載される。
【００７１】
前述のステップ１０３において検出された欠陥が相似形でない場合、及び相似形であっても両者間の距離が設定値以下である場合は、ステップ１１２において内部欠陥と判断され、次のステップ１１３及びステップ１１４に進む。
【００７２】
ステップ１１３においては、内部欠陥の大きさが設定値よりも大きいか否かを判別され、設定値以下であればＯＫであり、ステップ１１５において検査台４０上の円盤状基板１２は後工程搬送ライン４４に移載され、ステップ１２０で、成膜ライン６０において、反射膜１４Ａ、耐熱保護膜１４Ｂ、記録膜１４Ｃ、界面層１４Ｄ、耐熱保護膜１４Ｅ、光透過層１４Ｆ及びハードコート層１４Ｇが形成され、光ディスク１４として完成する。
【００７３】
又、設定値以上であれば、ステップ１１６に進み警告が発せられるが、検査台４０上の円盤状基板１２は後工程搬送ライン４４に送られる。但し、この場合ステップ１１７において、小さな内部欠陥が大量に発生し、その集合により、大きな内部欠陥が生じていたことを生産工程にフィードバックさせる。
【００７４】
ステップ１１４においては、前述のステップ１０７におけると同様に、集合判別がなされ、その結果、小さな異常部の集合が設定値以下であればステップ１１８に進みＯＫとなって、円盤状基板１２は検査台４０から後工程搬送ライン４４に移載され、前述と同様に、ステップ１２１で成膜ライン７０を経て完成品となる。
【００７５】
又、設定値以上の場合は、前述のステップ１１６に進み、警告及びステップ１１７の生産工程へのフィードバックがなされる。
【００７６】
ここで、前記照射装置１８における、λ／４位相差板１８Ｅからの出射光（照射光）の波長は、バンドパスフィルタ１８Ｂ及びＳＣフィルタ１８Ｃを透過させることによって６００〜７００ｎｍの波長光とされているが、これは、ＰＣからなる円盤状基板１２の反射率の分光特性から、反射率が最も低い領域の波長としたものである。このようにすれば、円盤状基板１２内の透過率が最大となり、欠陥があった場合の異常部とのコントラストが強調される。波長選択は光透過性材料の種類によりラインカメラ２０により受光可能な波長域で、且つ、可視光、近紫外線又は近赤外線（３５０〜１１００ｎｍ）の中の任意の波長が可能であるが、特にコントラストが強調されるため６００〜７００ｎｍが好ましい。
【００７７】
又、前述のように、照射装置１８は直線偏光板１８Ｄ及びλ／４位相差板１８Ｅを用いて、円盤状基板１２への照射光が右旋又は左旋円偏光とされ、且つ、ラインカメラ２０の入射光軸上にも円偏光板２０Ａが設けられていて、照射装置１８からの円偏光が反射し、旋回方向が逆方向になった円偏光のみがラインカメラ２０に入射するようにしている。
【００７８】
これは、周囲のノイズ光がラインカメラ２０に入射することを防止して、異常部の無い部分と異常部とのコントラストを強調するためである。
【００７９】
従って、ラインカメラ２０において受光された反射光中の異常部とそうでない部分とのコントラストが十分であれば、照射光の波長を特定の領域に限定したり、円偏光としたりする必要はない。
【００８０】
更に、上記実施の形態の例において、ラインカメラ２０は、複数の画素、例えばピクセル番号１から４０９６までを円盤状基板１２の内周側から外周に向かって半径方向に直線状に並べて構成されているが、円盤状基板１２の回転方向には、各ピクセルが単位時間にスキャンする距離は、半径方向内側、即ちピクセルＮｏが小さいほど短かく、半径方向外側、即ちピクセルＮｏが大きいほど多くなり、検出ドット数に違いが生じる。これは、例えば表１に示されるように、各ピクセルの単位時間にスキャンする距離に重み付けをして、全てのピクセルの大きさを実質的に同一にすると良い。
【００８１】
【表１】
2004233338.tif 000003
【００８２】
更に又、本発明は、ラインカメラ以外の光検出器を用いる場合にも適用される。例えば、ラインカメラにおける１〜数個に相当する受光器を円盤状基板を回転させつつ、半径方向に走査させてもよい。
【００８３】
又、円盤状基板１２はＰＣからなり全体が光透過性材料から形成されているように、本発明は入射光が円盤状基板の裏面で反射し、その反射光が検出できるよう、光透過性の円盤状基板に適用される。
【００８４】
又、図３における円盤状基板の回転方向とは逆の回転方向でも測定は可能であり、この場合、欠陥は、まず反射光Ｒにより検出され（実像）、続いて照射光Ｉにより検出（シャドウ）される。
【００８５】
なお、前記検査に合格した円盤状基板１２は、成膜ライン７０において、反射膜１４Ａ、耐熱保護膜１４Ｂ、記録膜１４Ｃ、界面層１４Ｄ、耐熱保護膜１４Ｅ、光透過層１４Ｆ及びハードコート層１４Ｇが形成されて光ディスク１４となるが、本発明はこれに限定されず、少なくとも記録膜及び光透過層が形成される光ディスクの製造方法に適用されるものである。
【実施例】
【００８６】
円盤状基板１２を厚さｔ＝１．１ｍｍのポリカーボネイト（屈折率ｎ＝１．５８）として、入射角θ2＝４５°として、波長６５０ｎｍの照射光（円偏光）を円盤状基板１２の表面１２Ａに入射させ、反射光を４０９６ピクセルのラインカメラで受光した。
【００８７】
この場合、ｎ＝Sinθ2／Sinθ1＝１．５８であるので、θ1＝２６．５°となり、Ｌ＝２ｔTanθ1＝１．１ｍｍとなり、Ｌ＝１．１ｍｍの場合は表面欠陥、０≦Ｌ＜１．１ｍｍの場合は内部欠陥となる。
【００８８】
極表面に存在する内部欠陥は、その表面の凹凸となっている可能性があるため除去することが望ましく、又、測定誤差も考慮して、距離がＬ±αの場合も除去することが望ましい。αは例えば５％にできる。測定結果が＞Ｌ＋αの場合は、その実像とシャドウは同一の欠陥ではないと判定される。
【００８９】
実際の判定では、前述の誤差等を考慮し、１．０５≦Ｌ≦１．１５を表面欠陥とし、０≦Ｌ＜１．０５を内部欠陥とする表面欠陥の例として、油性インクで円盤状基板の表面に大きさが０．６ｍｍ程度の欠陥を形成し、又他の円盤状基板では、内部欠陥の例として円盤状基板１２の裏面１２Ｂ側に油性インクでマーキングして欠陥を形成したもの、及び、光透過性材料層内に欠陥のあるものを選択して、図１に示されるような構成で欠陥を測定したところ、表２のように、表面欠陥と内部欠陥及び円盤状基板裏面の欠陥とは、実像とシャドウとの間の距離Ｌが明確に異なり、表面欠陥と内部欠陥の判別をすることができた。
【００９０】
【表２】
2004233338.tif 000004
【００９１】
表２において、
欠陥半径位置Ｒ：検出した欠陥の半径方向位置を表示
欠陥径方向：検出した欠陥の半径方向の検出ドット数を表示
欠陥周方向：検出した欠陥の周方向の検出ドット数を表示
実像／シャドウ間スキャンＳ：実像とシャドウ間のスキャン数を表示
実像／シャドウ間距離Ｌ：欠陥の半径位置と実像とシャドウ間のスキャン数
より計算された距離Ｌを表示
Ｌ（ｍｍ）＝[Ｒ×２×π／２４０００(ディスク一周のスキャン数)]×Ｓ
欠陥種：Ｌ（ｍｍ）により判別された欠陥種
欠陥ディスクＮｏ．１−３は１．０５≦Ｌ≦１．１５であることより「表面」欠陥と判定（αを０．０５とした。１．１５＜は同一欠陥ではなし）
欠陥ディスクＮｏ．４−６はＬ（ｍｍ）＝０（シャドウなし）は、円盤状基板の裏面の欠陥であることより「内部」欠陥と判定
欠陥ディスクＮｏ．７−９はＬ（ｍｍ）＜１．１であることより「内部」欠陥と判定、
としている。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施の最良の形態に係る欠陥検出装置を示すブロック図
【図２】本発明の欠陥検出装置及び方法による被検体である円盤状基板に反射膜、記録膜等を形成した状態の一部を拡大して模式的に示す断面図
【図３】図１の欠陥検出装置における照射装置、ラインカメラ及び円盤状基板との関係を示す斜視図
【図４】同照射装置及びラインカメラの照射光及び反射光の光学系を示す略示断面図
【図５】円盤状基板に光を入射した場合の入射光及び反射光の状態を拡大して示す光路図
【図６】前記欠陥検出装置のラインカメラにおける各ピクセルでの反射光量の状態を示す線図
【図７】同欠陥検出装置の画像処理装置における検出された欠陥をマップ表示した線図
【図８】同欠陥検出装置に被検体である円盤状基板を搬入、搬出する搬送装置を含む光ディスクの製造方法を示す一部ブロック図を含む略示平面図
【図９】同欠陥検出装置により円盤状基板の欠陥検出を行なう過程を示すフローチャート
【図１０】同欠陥検出装置によって光透過性材料からなる円盤状基板の表面の欠陥を検出する過程を示す光路図
【図１１】同欠陥検出装置によって光透過性材料からなる円盤状基板の断面内の欠陥を検出する過程を示す光路図
【図１２】光透過性材料からなる円盤状基板の断面内に欠陥がある場合の該欠陥入射光路上及び反射光路上での位置との関係を示す光路図
【符号の説明】
【００９３】
１０…欠陥検出装置
１２…円盤状基板
１２Ａ…表面
１２Ｂ…裏面
１４…光ディスク
１４Ｃ…記録膜
１４Ｆ…光透過層
１６…回転支持装置
１８…照射装置
１８Ａ…光源
１８Ｂ…バンドパスフィルタ
１８Ｃ…ＳＣフィルタ
１８Ｄ…直線偏光板
１８Ｅ…λ／４位相差偏光板
２０…ラインカメラ
２０Ａ…円偏光板
２２…画像処理装置
２４…ＣＰＵ
３４…搬送装置
４０…検査台
４２…第１の移載装置
４８…第２の移載装置
５０…光ディスク製造装置
６０…基板製造装置
７０…成膜ライン
Ｉ…照射光
Ｒ…反射光
【図１】
2004233338.tif 000005
【図２】
2004233338.tif 000006
【図３】
2004233338.tif 000007
【図４】
2004233338.tif 000008
【図５】
2004233338.tif 000009
【図６】
2004233338.tif 000010
【図７】
2004233338.tif 000011
【図８】
2004233338.tif 000012
【図９】
2004233338.tif 000013
【図１０】
2004233338.tif 000014
【図１１】
2004233338.tif 000015
【図１２】
2004233338.tif 000016