(57)【要約】【課題】光ディスク基板のクラウドを定量的かつ短時間に、しかも非破壊で評価する方法の提供を目的とする。【解決手段】光ディスク基板の回折光を検出し、その強度の面分布を形状的な特徴を利用して調整することにより抽出されるクラウド領域と、正常領域との回折光強度の差及びクラウドの面積率により算出されるクラウド強度によりクラウドを定量的に評価することによるクラウドの検査方法。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスク基板の回折光を検出し、その強度の面分布からクラウドを定量的に評価する光ディスク基板におけるクラウドの検査方法。
【請求項２】
光ディスク基板にレーザー光を入射し、透過した特定の回折光を検出し、その強度の面分布からクラウドを定量的に評価する請求項１記載のクラウドの検査方法。
【請求項３】
反射膜を設けた光ディスク基板にレーザー光を入射し、その際に反射される特定の回折光を検出し、その強度の面分布からクラウドを定量的に評価する請求項１記載のクラウドの検査方法。
【請求項４】
回折光の強度の面分布を、各画素が回折光の強度に比例した画像濃度を持つ画像に変換し、その画像からクラウド領域の判定基準とするしきい値を定め、下記ＡまたはＢのいずれかの方法によりクラウド領域を判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のクラウドの検査方法。
Ａ．０次回折光を使用した場合、しきい値より画像濃度が低い領域をクラウド領域と判定する。
Ｂ．１次以上の高次回折光を使用した場合、しきい値より画像濃度が高い領域をクラウド領域と判定する。
【請求項５】
クラウド領域の画像濃度と正常領域の画像濃度の差（クラウド濃度）及びクラウド領域の全領域に対する割合（クラウド面積率）によりクラウドを定量的に評価することを特徴とする請求項４記載のクラウドの検査方法。
【請求項６】
クラウド領域の形状的な特徴を利用して、下記▲１▼または▲２▼の方法でクラウド領域の判定結果を調整することを特徴とする請求項４記載のクラウドの検査方法。
▲１▼削除：面積率０．０１以下のクラウド領域はノイズ（回折光強度の変動）と考え、正常領域とする。
▲２▼穴埋め：クラウド領域内の穴抜けもまた同様にノイズによるものと考え、クラウド領域とする。
【請求項７】
クラウド領域の判定基準とするしきい値を下記（１）〜（３）の方法で算出することを特徴とする請求項４記載のクラウドの検査方法。
（１）ディスクの径方向の画像濃度の変化量が一定の値以上になる部分をしきい値を算出するための境界領域とする。
（２）（１）で検出した境界領域の両側の画像濃度のそれぞれの平均値を算出する。
（３）（２）で算出した値の平均値を算出し、しきい値とする。
【請求項８】
下記（ａ）〜（ｄ）の手段
（ａ）光ディスク基板にレーザー光を入射し、その際反射するかまたは透過した特定の回折光を検出し（検出手段）、
（ｂ）検出された回折光の強度の面分布を画像に変換し（画像化手段）、
（ｃ）その画像からクラウド領域を判別し（判別手段）、および
（ｄ）クラウド領域の面積率および濃度から算出されるクラウド強度の値から、予め設定された値に基づいて、光ディスク基板の良品もしくは不良品を識別する（識別手段）
よりなることを特徴とする光ディスク基板の検査システム。
【請求項９】
請求項８記載のクラウドの検査システムを組み込んだ光ディスクの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＤＶＤ（デジタルビデオディスク）等の光ディスク基板におけるクラウドの検査方法に関する。さらに詳しくは、光ディスク基板におけるクラウドの発生の程度を検出し、基板の良品もしくは不良品の識別を行うためのクラウドの検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスク基板（以下基板）の製造においては一般に射出圧縮成形法が用いられている。これはピットもしくはグルーブの型となる凹凸が刻まれた原盤、いわゆるスタンパーが設置された金型内に溶融樹脂を射出することで原盤の凹凸形状を樹脂表面に転写し、保圧、冷却工程を経たのちに金型を開いて基板を取り出す製造方法である。しかしながら時として図１に示すように転写された凹凸の断面形状が崩れる不良が発生することがある。これは金型から基板を剥離する離型工程において、スタンパーの凹凸と基板の凹凸が接触して発生するもので、この凹凸の変形部分が目視で白く曇ったように見えることから、クラウドと呼ばれている。
【０００３】
クラウドが発生するとエラー率などのディスク特性が悪化することから、従来、目視によりその有無を判定し、発生が確認された際には成形条件の修正やスタンパーの交換などの改善対策が実施されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら目視による評価では観察者の熟練度などの要因によって、クラウドの程度の定量的な評価が難しく、そのため改善対策と改善効果の因果関係を的確に把握することが困難であり、必ずしも効果的な対策が実施されているとは言い難い状況であった。
【０００４】
また定量的なクラウドの評価方法として、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）によってピットやグルーブの形状を測定し、その変形の程度を、例えば盛り上がりの高さや幅により評価する方法があるが、ＡＦＭでは基板の極一部しか観察できず、必ずしも基板全体の不良状況を反映したものとはならない上に、一種の破壊試験であるため製品の識別を目的とした検査には不適切であった。またさらにディスクのトラッキングエラー信号から評価する方法もあるが（例えば、特許文献２参照）、ＤＶＤ−ＲＯＭ基板であれば１枚の測定にその記録時間である６０分程度は必要であり、１枚当たり数秒のサイクルで成形される基板の評価としては時間がかかりすぎ、オンラインで使用できない問題があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１５６８０号公報
【特許文献２】
特開２００１−５４９２２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこれらの状況を鑑みて、クラウドを定量的かつ短時間に、しかも非破壊により評価する方法の提供を目的とする。
【０００７】
さらに本発明は、光ディスク基板の生産工程において、クラウドが発生した場合、その改善のために、製造条件の変更に対応できるように、クラウドの発生を定量的かつ短時間に判定しうる方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため鋭意検討した結果、本発明者は光ディスク基板の回折光を検出し、その強度の面分布を形状的な特徴を利用して調整することにより抽出されるクラウド領域と、正常領域との回折光強度の差及びクラウドの面積率により算出されるクラウド強度によりクラウドを定量的に評価することにより課題の解決が可能であることを見出した。
【０００９】
本発明によれば、下記の光ディスク基板におけるクラウドの検査方法が提供される。
【００１０】
（１）光ディスク基板の回折光を検出し、その強度の面分布からクラウドを定量的に評価する光ディスク基板におけるクラウドの検査方法。
【００１１】
（２）光ディスク基板にレーザー光を入射し、透過した特定の回折光を検出し、その強度の面分布からクラウドを定量的に評価する前記（１）記載のクラウドの検査方法。
【００１２】
（３）反射膜を設けた光ディスク基板にレーザー光を入射し、その際に反射される特定の回折光を検出し、その強度の面分布からクラウドを定量的に評価する前記（１）記載のクラウドの検査方法。
【００１３】
（４）回折光の強度の面分布を、各画素が回折光の強度に比例した画像濃度を持つ画像に変換し、その画像からクラウド領域の判定基準とするしきい値を定め、下記ＡまたはＢのいずれかの方法によりクラウド領域を判定することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載のクラウドの検査方法。
Ａ．０次回折光を使用した場合、しきい値より画像濃度が低い領域をクラウド領域と判定する。
Ｂ．１次以上の高次回折光を使用した場合、しきい値より画像濃度が高い領域をクラウド領域と判定する。
【００１４】
（５）クラウド領域の画像濃度と正常領域の画像濃度の差（クラウド濃度）及びクラウド領域の全領域に対する割合（クラウド面積率）によりクラウドを定量的に評価することを特徴とする前記（４）記載のクラウドの検査方法。
【００１５】
（６）クラウド領域の形状的な特徴を利用して、下記▲１▼または▲２▼の方法でクラウド領域の判定結果を調整することを特徴とする前記（４）記載のクラウドの検査方法。
▲１▼削除：面積率０．０１以下のクラウド領域はノイズ（回折光強度の変動）と考え、正常領域とする。
▲２▼穴埋め：クラウド領域内の穴抜けもまた同様にノイズによるものと考え、クラウド領域とする。
【００１６】
（７）クラウド領域の判定基準とするしきい値を下記（１）〜（３）の方法で算出することを特徴とする前記（４）記載のクラウドの検査方法。
（１）ディスクの径方向の画像濃度の変化量が一定の値以上になる部分をしきい値を算出するための境界領域とする。
（２）（１）で検出した境界領域の両側の画像濃度のそれぞれの平均値を算出する。
（３）（２）で算出した値の平均値を算出し、しきい値とする。
【００１７】
（８）下記（ａ）〜（ｄ）の手段
（ａ）光ディスク基板にレーザー光を入射し、その際反射するかまたは透過した特定の回折光を検出し（検出手段）、
（ｂ）検出された回折光の強度の面分布を画像に変換し（画像化手段）、
（ｃ）その画像からクラウド領域を判別し（判別手段）、および
（ｄ）クラウド領域の面積率および濃度から算出されるクラウド強度の値から、予め設定された値に基づいて、光ディスク基板の良品もしくは不良品を識別する（識別手段）
よりなることを特徴とする光ディスク基板の検査システム。
【００１８】
（９）前記（８）記載のクラウドの検査システムを組み込んだ光ディスクの製造装置。
【００１９】
以下、本発明の光ディスク基板におけるクラウドの検査方法についてさらに詳細に説明する。
【００２０】
本発明によれば、まず対象となる被検査光ディスク基板の任意の次数の回折光強度の面分布が任意の方法で測定される。これには例えば図２に示すようなレーザーとフォトディテクタを備える回折光測定装置が用いられる。以下同装置を一例に回折光強度の面分布の測定方法について説明するが、本発明における回折光強度の面分布の測定方法はこれに限定されるものではない。
【００２１】
同装置においてレーザー光が基板に照射されると、周期的に配列したピットやグルーブが回折格子として働き、下記式（１）で表される角度で回折光が生じる。このときの回折光強度がフォトダイオードで測定される。同時に基板を円周方向に回転させつつ径方向に移動させることにより、基板全面の回折光強度の面分布が測定される。
【００２２】
【数１】
2004259388.tif 000002
【００２３】
［式中Ｐはトラックピッチ、θｉは入射角度、θｒは回折角度、ｍは回折次数、λは入射光の波長を示す。］
【００２４】
このようにして得られた回折光強度の面分布はピットやグルーブの形状に関する情報を含んでいる。例えばグルーブの形状と回折光強度の関係は下記式（２）で与えられる。
【００２５】
【数２】
2004259388.tif 000003
【００２６】
［式中Ｉｍはｍ次回折光強度、Ｉｉは入射光強度、Ｗはグルーブの幅、Ｐはトラックピッチ、λは入射光の波長、ｎ０は入射側の媒質の屈折率、ｎ１は基板側の屈折率、ｄはグルーブの深さを示す。］
【００２７】
ここでクラウドの発生、すなわちピットやグループの形状の変形があると、変形部分の回折効果が元のグルーブの回折効果に重畳されることになり、変形の度合いが大きくなるほど０次回折光量が減少し、１次以上の回折光量が増加する効果が生じる。したがって回折光強度の変化量はクラウドによるピットやグルーブの変形量に比例すると考えられる。
【００２８】
次に前述の方法により得られた回折光強度の面分布データを画像解析プログラムに入力し、回折光強度を画像濃度に変換し、回折光強度の面分布を画像データとして扱う（図３）。以下回折光強度を画像濃度と称するが両者は比例関係にあり、本質的に同じ量を指している。またこの段階で必要に応じて０次回折光強度から高次回折光強度を差し引くなどのデータの加工を行い、クラウドのコントラストを改善することが出来る。
【００２９】
次に画像解析プログラムの機能を利用して、ディスクの径方向の画像濃度の変化量が一定の値以上になる部分をしきい値を算出するための境界領域として検出する（図４）。次にその境界領域の両側の画像濃度差に応じて動的にしきい値を決定し、画像をクラウド領域と正常部の２つの領域に分割する。しきい値の決定方法としては例えば領域の両側の画像濃度の平均値を算出し、その値の平均値をしきい値とする方法がある。ここで０次回折光を利用する場合はしきい値よりも画像濃度が低い画素をクラウド領域と判定する。１以上の高次回折光を利用する場合は、しきい値よりも画像濃度が高い部分をクラウド領域と判定する。
【００３０】
この段階ではまだ回折光強度の変動成分の影響を受けてクラウド領域の分離が不完全なので、クラウド領域の形状的な特徴を利用して、クラウド領域の分離を行う。その方法としては例えば下記の条件により画像を処理する（図５、図６）。
【００３１】
条件１  削除・・・面積率０．０１以下のクラウド領域はノイズ（回折光強度の変動）と考え、正常領域とする。
条件２  穴埋め・・・クラウド領域内の穴抜けもまた同様にノイズによるものと考え、クラウド領域とする。
【００３２】
なおここで面積率とは該当する領域の面積をピットやグルーブの存在するデータ領域の総面積で除した値である。
【００３３】
こうして得られたクラウド領域（図７）と正常領域（図８）の平均画像濃度と面積を算出し、下記式（３）によってクラウド濃度を下記式（４）によってクラウド面積率を算出する。次にそれらの値を下記式（５）に挿入し、クラウド強度を算出する。このクラウド強度によりその基板に発生しているクラウドを定量的に評価する事ができる。
【００３４】
クラウド濃度＝｜正常部の平均画像濃度−クラウド領域の平均画像濃度｜    （３）
クラウド面積率＝クラウド領域の面積／データ領域の面積                    （４）
クラウド強度＝クラウド濃度×クラウド面積率                                （５）
【００３５】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３６】
実施例１〜３
回折光測定装置としてａｅｃｏ社ＤＶＤ−ＤＯＭＳを用いて、Ａｌ反射膜付きのＤＶＤ−ＲＯＭ基板の０次回折光強度の面分布を測定した。次に測定データを画像解析ソフト（三谷商事ＷｉｎＲＯＯＦ）へインポートし、エッジ強調処理を施し、クラウド領域と正常部の境界を検出した。さらに境界の両側の濃度平均値の中間値をしきい値として、しきい値よりも濃度の低い画素をクラウド領域として抽出した後に、クラウド領域に対して前述の条件（条件１：削除、条件２：穴埋め）による画像処理を施し、クラウド領域を調整した。以上の方法で得られたクラウド領域と正常部の平均画像濃度を算出し、後者の値から前者の値を差し引くことで、クラウド濃度を求めた。
【００３７】
またクラウド領域の画素数をデータ領域の画素数で除算し、クラウド面積率を求め、クラウド濃度とクラウド面積率を乗算し、クラウド強度を求めた。この結果とクラウドを目視判定した結果を表１に示す。なお、目視判定は以下の基準に従い、○、△、×で行った。
○：クラウド無し
△：クラウド有り（薄い）
×：クラウド有り（濃い）
【００３８】
【表１】
2004259388.tif 000004
【００３９】
実施例４〜６
サンプルとしてＤＶＤ−ＲＡＭ基板を用い、１次回折光強度の面分布を透過モードで測定した。次に実施例１と同様にクラウド濃度、クラウド面積率、クラウド強度を求めた。この結果とクラウドを目視判定した結果を表２に示す。
【００４０】
【表２】
2004259388.tif 000005
【００４１】
実施例７
ＤＶＤ−ＲＯＭ基板を３，０００枚成形し、実施例１と同様の方法でクラウド濃度を求め、クラウド濃度２００以上を不良品と判定し、不良品率を求めた。その結果と目視判定結果から求めた不良率を表３に示す。
【００４２】
【表３】
2004259388.tif 000006
【００４３】
【発明の効果】
クラウドの迅速かつ定量的な評価が可能になることにより、従来目視で行われていた不良品の判定が自動化され検査効率が大きく向上する。またクラウドの程度をクラウド濃度として定量的に評価しつつ成形条件を調整することにより、成形条件の調整に要する時間が短縮される。さらに従来困難であった成形材料間の離型性の差異の定量的な比較が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】クラウド部のグルーブの変形を示す断面図である。
【図２】回折光測定装置の一例を示す図である。
【図３】画像化された回折光強度の面分布を示す図である。
【図４】エッジ強調処理により検出されたクラウド領域と正常領域の境界を示す図である。
【図５】ノイズと考えられる微小クラウド領域を示す図である。
【図６】ノイズと考えられるクラウド領域の穴抜けを示す図である。
【図７】画像処理によって分離されたクラウド領域を示す図である。
【図８】画像処理によって分離された正常領域を示す図である。
【符号の説明】
１    光ディスク基板
２    グルーブ
３    グルーブの変形部
４    光ディスク基板
５    レーザー光源
６    ０次回折光測定用フォトダイオード
７    １次回折光測定用フォトダイオード
８    ２次回折光測定用フォトダイオード
９    正常部とクラウド領域の境界
１０  微小クラウド領域
１１  クラウド領域の穴抜け
１２  クラウド領域
１３  正常領域
【図１】
2004259388.tif 000007
【図２】
2004259388.tif 000008
【図３】
2004259388.tif 000009
【図４】
2004259388.tif 000010
【図５】
2004259388.tif 000011
【図６】
2004259388.tif 000012
【図７】
2004259388.tif 000013
【図８】
2004259388.tif 000014