(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを発生する光源と、
前記光源が発生した光ビームを偏光面が異なる２つの光に分岐する分岐手段と、
前記分岐手段で分岐された光ビームをそれぞれ異なる周波数で変調する第１及び第２の変調手段と、
前記第１の変調手段で変調された光ビームが被測定面で反射した反射光及び前記第２の変調手段で変調された光ビームが基準面で反射した反射光を偏光面が異なる２つの光に分割すると共に、当該２つの反射光の偏光面を４５度傾ける偏光器を有する分割手段と、
前記分割手段で分割された一方から、被測定面で反射した反射光と基準面で反射した反射光との干渉成分を検出する干渉検出手段と、
前記分割手段で分割された他方から、散乱光を検出する散乱光検出手段とを備え、
前記分割手段の偏光器は、前記２つの反射光を、当該偏光器を透過する偏光面を有する光と当該偏光器を透過しない偏光面を有する光に分割することを特徴とする表面欠陥検査装置。
【請求項２】
前記散乱光検出手段は、
前記分割手段で分割された他方に含まれる正反射光を集束する集束手段と、
前記集束手段により集束された正反射光の集束点付近に設けられた第１の遮断手段と、
前記第１の遮断手段の周辺を通過した正反射光の回折光を遮断する第２の遮断手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の表面欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク又はその基板（サブストレート）等の表面に欠陥がないどうかを検査する表面欠陥検査装置に係り、特に干渉位相測定系と散乱光検出系とを備えた表面欠陥検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、磁気ディスク又はその基板等の表面の欠陥を光学的に検査する表面欠陥検査装置は、欠陥の形状、大きさ、光学的性質等の違いを考慮して、複数の検出系を備えている。その一つとしては、例えば特許文献１に記載のような、基準面からの反射光と被測定面からの正反射光との干渉を利用した干渉位相測定系がある。干渉位相測定系は、被測定面の突起物等の高さを検出するのに適している。これとは別に、被測定面の欠陥で散乱された散乱光を利用した散乱光検出系がある。散乱光検出系は、干渉位相測定系では検出が困難な微小欠陥を検出するのに適している。
【特許文献１】特開２０００−１２１３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、干渉位相測定系と散乱光検出系とを備えた表面欠陥検査装置は、各検出系用にそれぞれ別の投光系が必要であり、装置の構成が複雑となっていた。また、干渉位相測定系による検査と散乱光検出系による検査を別々に行うため、検査時間が長くなるという問題があった。
【０００４】
本発明は、干渉位相測定系及び散乱光検出系による検査を行う表面欠陥検査装置の構成を簡略化することを目的とする。
【０００５】
本発明はまた、干渉位相測定系及び散乱光検出系による検査時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の表面欠陥検査装置は、光ビームを発生する光源と、光源が発生した光ビームを偏光面が異なる２つの光に分岐する分岐手段と、分岐手段で分岐された光ビームをそれぞれ異なる周波数で変調する第１及び第２の変調手段と、第１の変調手段で変調された光ビームが被測定面で反射した反射光及び第２の変調手段で変調された光ビームが基準面で反射した反射光を偏光面が異なる２つの光に分割すると共に、当該２つの反射光の偏光面を４５度傾ける偏光器を有する分割手段と、分割手段で分割された一方から、被測定面で反射した反射光と基準面で反射した反射光との干渉成分を検出する干渉検出手段と、分割手段で分割された他方から、散乱光を検出する散乱光検出手段とを備え、分割手段の偏光器が、前記２つの反射光を、当該偏光器を透過する偏光面を有する光と当該偏光器を透過しない偏光面を有する光に分割するものである。
【０００７】
被測定面に欠陥が存在する場合、被測定面で反射した反射光には、正反射光と被測定面の欠陥で散乱された散乱光とが含まれる。分割手段により被測定面で反射した反射光を分割し、一方を干渉検出手段で利用し、他方を散乱光検出手段で利用することによって、同じ光源が発生した光ビームで同時に干渉位相測定系及び散乱光検出系の検査を行うことができる。そして、分割手段が被測定面で反射した反射光と基準面で反射した反射光とを干渉させるための偏光機能を備えることにより、分割手段から透過光と垂直方向へ放出される光を散乱光検出系で利用することができるので、偏光手段を分割手段と別に設ける場合に比べ、干渉位相測定系で利用できる光量が多くなる。
【０００８】
さらに、本発明の表面欠陥検査装置は、散乱光検出手段が、分割手段で分割された他方に含まれる正反射光を集束する集束手段と、集束手段により集束された正反射光の集束点付近に設けられた第１の遮断手段と、第１の遮断手段の周辺を通過した正反射光の回折光を遮断する第２の遮断手段とを備えたものである。
【０００９】
集束手段により集束された正反射光は、集束点付近に設けられた第１の遮断手段によりそのほとんどが遮断される。第１の遮断手段の周辺を通過した正反射光の回折光は、第２の遮断手段により遮断される。従って、散乱光検出手段は、第１及び第２の遮断手段により正反射光を効率よく遮断することができる。一方、散乱光は、その方向がばらばらであり、集束手段により集束されず、第１の遮断手段及び第２の遮断手段で遮断されることなく検出される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、同じ投光系を用いて干渉位相測定系による検査と散乱光検出系による検査を行うことができるので、表面欠陥検査装置の構成を簡略化することができる。そして、分割手段が被測定面で反射した反射光と基準面で反射した反射光とを干渉させるための偏光機能を備えることにより、分割手段から透過光と垂直方向へ放出される光を散乱光検出系で利用することができるので、偏光手段を分割手段と別に設ける場合に比べ、干渉位相測定系で利用できる光量が多くなる。
【００１１】
また、本発明の表面欠陥検査装置によれば、干渉位相測定系による検査と散乱光検出系による検査を同時に行うことができるので、検査時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、表面欠陥検査装置の概略構成を示す図である。表面欠陥検査装置は、レーザー光源１０と、干渉位相測定系と、散乱光検出系４０とを含んで構成されている。干渉位相測定系は、反射鏡２０，２３Ａ，２３Ｂ、偏光ビームスプリッタ２１，２４，２５、音響光学素子（ＡＯＭ：Ａｃｏｕｓｔｏ−Ｏｐｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）２２Ａ，２２Ｂ、４分の１波長板２６Ａ，２６Ｂ、対物レンズ２７Ａ，２７Ｂ、偏光板２８、ラインセンサ３０、及び検出回路３１を含んで構成されている。散乱光検出系４０は、ビームスプリッタ４１、集光レンズ４２、マスク４３，４５、レンズ４４、結像レンズ４６、及び受光素子４７を含んで構成されている。
【００１３】
レーザー光源１０は、光ビームとして所定の波長のレーザー光を発生する。偏光ビームスプリッタ２１は、レーザー光源１０が発生したレーザー光を偏光面が９０度異なる２つの光（Ｐ偏光，Ｓ偏光）に分岐し、一方を音響光学素子２２Ａへ、他方を音響光学素子２２Ｂへ射出する。
【００１４】
音響光学素子２２Ａは、偏光ビームスプリッタ２１で分岐されたレーザー光を所定の周波数ｆａで変調する。音響光学素子２２Ａで変調されたレーザー光は、反射鏡２３Ａで反射し、偏光ビームスプリッタ２４，２５を透過して、４分の１波長板２６Ａ及び対物レンズ２７Ａを介して反射鏡２０へ照射される。基準面となる反射鏡２０の反射面は、被測定面となる磁気ディスク１の表面と光学的距離が等しい位置に置かれている。照射されたレーザー光が反射鏡２０で反射した反射光は、対物レンズ２７Ａ及び４分の１波長板２６Ａを介して、偏光ビームスプリッタ２５へ達する。偏光ビームスプリッタ２５へ達した反射光は、４分の１波長板２６Ａにより直線偏光から円偏光に変換されているので、偏光ビームスプリッタ２５で反射され、ビームスプリッタ４１へ射出される。
【００１５】
一方、音響光学素子２２Ｂは、偏光ビームスプリッタ２１で分岐されたレーザー光を周波数ｆａとは異なる所定の周波数ｆｂで変調する。音響光学素子２２Ｂで変調されたレーザー光は、反射鏡２３Ｂで反射し、偏光ビームスプリッタ２４，２５で反射して、４分の１波長板２６Ｂ及び対物レンズ２７Ｂを介して磁気ディスク１の表面へ照射される。磁気ディスク１の表面に欠陥が存在すると、照射されたレーザー光の一部は正反射し、一部は欠陥で散乱される。従って、磁気ディスク１の表面からの反射光には、正反射光と散乱光とが含まれる。磁気ディスク１の表面からの反射光は、対物レンズ２７Ｂ及び４分の１波長板２６Ｂを介して、偏光ビームスプリッタ２５へ達する。偏光ビームスプリッタ２５へ達した反射光は、４分の１波長板２６Ｂにより直線偏光から円偏光に変換されているので、偏光ビームスプリッタ２５を透過し、ビームスプリッタ４１へ射出される。
【００１６】
ビームスプリッタ４１は、反射鏡２０からの反射光及び磁気ディスク１の表面からの反射光をそれぞれ２つに分割し、一方を偏光板２８へ、他方を集光レンズ４２へ射出する。偏光板２８は、ビームスプリッタ４１から入射した光の偏光面を４５度傾けて、透過光をラインセンサ３０へ射出する。偏光板２８の透過光は、反射鏡２０からの反射光と磁気ディスク１の表面からの反射光とが干渉し、ラインセンサ３０は、その強度を電気信号に変換して検出回路３１へ出力する。検出回路３１は、ラインセンサ３０からの電気信号により、反射鏡２０からの反射光と磁気ディスク１の表面からの反射光との位相差を検出する。
【００１７】
集光レンズ４２は、ビームスプリッタ４１で分割された他方の光を集光して、そのうちの正反射光を集束させる。磁気ディスク１の表面の欠陥で散乱された散乱光は、その方向がばらばらであり、集光レンズ４２により集束されない。マスク４３は、集光レンズ４２で集束された正反射光の集束点付近に設けられ、集光レンズ４２で集束された正反射光を遮断する。
【００１８】
図２（ａ）はマスク４３の上面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ部分の断面図である。また、図３は散乱光検出系の動作を説明する図である。マスク４３は円板状で、その直径は、散乱光を遮断しないように小さくしてある。そのため、図３に実線で示した正反射光Ｃの一部は、集光レンズ４２で集束された後、マスク４３の周辺を回折して通過し、図３に二点鎖線で示した回折光Ｄとなる。この回折光Ｄは、レンズ４４を透過して平行光線となり、マスク４５へ照射される。
【００１９】
図２（ｃ）はマスク４５の上面図、図２（ｄ）は図２（ｃ）のＢ−Ｂ部分の断面図である。マスク４５は円板状でその中央に穴が設けられている。マスク４５は、レンズ４４によって平行光線となった回折光Ｄを遮断する。なお、図３の点線は、以上の動作の理解を助けるために、マスク４３，４５がない場合の正反射光Ｃの経路を示したものである。マスク４３，４５を設けることによって、点線で示した経路が遮断される。
【００２０】
一方、散乱光のほとんどは、マスク４３で遮断されず、マスク４５に設けられた穴を通過する。マスク４５の穴を通過した散乱光は、結像レンズ４６を介して受光素子４７へ照射される。受光素子４７は、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）又はピンフォトダイオード等で構成され、散乱光を検出してその強度を電気信号に変換する。
【００２１】
図４は、本発明の一実施の形態による表面欠陥検査装置の概略構成を示す図である。図１に示した表面欠陥検査装置との相違は、ビームスプリッタ４１を設けず、偏光板２８の代わりに偏光器２９を設けた点である。その他の構成は、図１に示した表面欠陥検査装置と同様である。偏光器２９は、偏光ビームスプリッタ２５から入射した光の偏光面を４５度傾けて、偏光器２９を透過する偏光面を有する光をラインセンサ３０へ、偏光器２９を透過しない偏光面を有する光を集光レンズ４２へ射出する。
【００２２】
図１に示した表面欠陥検査装置では、偏光板２８に入射したレーザー光のうち半分は、偏光板２８を透過しない偏光面を有し、透過光と垂直方向へ放出されていた。これに対し、図４に示した実施の形態によれば、透過光と垂直方向へ放出されていた光を散乱光検出系４０で利用することができるので、干渉位相測定系で利用できる光量が多くなる。
【００２３】
以上説明した実施の形態によれば、散乱光検出系４０は、マスク４３，４５により正反射光を効率よく遮断し、散乱光だけを検出することができる。
【００２４】
本発明の表面欠陥検査装置は、磁気ディスク又はその基板に限らず、様々な物体表面の欠陥の検査に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】表面欠陥検査装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２（ａ）はマスク４３の上面図、図２（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ部分の断面図、図２（ｃ）はマスク４５の上面図、図２（ｄ）は（ｃ）のＢ−Ｂ部分の断面図である。
【図３】散乱光検出系の動作を説明する図である。
【図４】本発明の一実施の形態による表面欠陥検査装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  磁気ディスク
１０  レーザー光源
２０，２３Ａ，２３Ｂ  反射鏡
２１，２４，２５  偏光ビームスプリッタ
２２Ａ，２２Ｂ  音響光学素子
２６Ａ，２６Ｂ  ４分の１波長板
２７Ａ，２７Ｂ  対物レンズ
２８  偏光板
２９  偏光器
３０  ラインセンサ
３１  検出回路
４０  散乱光検出系
４１  ビームスプリッタ
４２  集光レンズ
４３，４５  マスク
４４  レンズ
４６  結像レンズ
４７  受光素子
【図１】
0004684215.tif 000002
【図２】
0004684215.tif 000003
【図３】
0004684215.tif 000004
【図４】
0004684215.tif 000005