(57)【要約】【課題】既に実用化されているレーザー光を用いた異物検査装置は、検出精度は優れるが高コストのみならず省スペース化や検査タクトなどの課題を有している。  また、ハロゲンランプを光源とする異物検査装置では、光源に起因する認識上の課題が少なくない。【解決手段】検出する異物サイズを実用サイズとし、一視野で被検査面全体を捉え磁気ディスクの下方にディスク状の鏡面体を配置し、複数のＬＥＤを組み合わせた光源を用いた異物検査装置と検査方法を提供する。これにより、安価で小型の異物検査装置が実現できるため、例えば磁気転写装置への内蔵も可能となるばかりか、一視野で検査するため検査タクト短縮にも有利である。【選択図】図１
2005156233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物を真空吸着し固定する機構と上下に可動する機構を備えた検査ステージと、前記被検査物と前記検査ステージの吸着面との間に載置する鏡面体と、前記被検査物の被検査面に検査光を照射する光源と、所定倍率のレンズを装着したＣＣＤカメラと、
前記ＣＣＤカメラの画像信号を処理する画像処理部を備える事を特徴とする異物検査装置。
【請求項２】
前記鏡面体の表面粗さが、Ｒａ≦１００ｎｍを満足する粗さを有している事を特徴とする請求項１記載の異物検査装置。
【請求項３】
前記鏡面体の直径は、前記被検査物より大きくＣＣＤカメラの画像フィールド全面を満たす直径を最低限有している事を特徴とする請求項１記載の異物検査装置。
【請求項４】
被検査物を、予め鏡面体を載置した検査ステージの所定位置に真空吸着し固定する工程と、検査ステージを所定の検査位置に調整する工程と、前記被検査物の被検査面に光源からの検査光を標準被写体照度を基準に調整し最適な光量調整を行う工程と、前記被検査物の被検査面をＣＣＤカメラに装着したレンズを操作し焦点調整する工程と、前記ＣＣＤカメラで撮像する工程と、前記ＣＣＤカメラの画像信号に基づき異物に特定する画像処理を行う工程とからなる事を特徴とする異物検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスクドライブなどに供する磁気ディスクの欠陥検出装置であり、磁気ディスクに所定のトラッキングサーボ情報を記録する際の異物検査装置および検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気記録再生装置においては、情報量の増大とともに高記録密度化への要求が急速に高まり、且つ小型化へと進む傾向にある。
【０００３】
代表的な磁気記録再生装置であるハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤと記す）の分野においては、100Gbit/in2の装置の実用化が予測されるほどの急峻な技術の進歩が認められている。
【０００４】
このような背景の中で、ＨＤＤにおいて磁気ディスク上の磁気ヘッドを制御するヘッドトラッキングサーボ技術は、専用のサーボ記録装置で磁気ディスクに一定間隔でトラッキングサーボ用のサーボ信号やアドレス信号、再生クロック信号などを磁気ディスクの定められた位置に正確に磁気ヘッドで記録する方式や、基体の表面に情報信号に対応するパターン形状で強磁性薄膜あるいは磁性部を形成してマスター情報担体とし、このマスター情報担体を磁気ディスクに接触させ、所定の磁界をかけることにより、マスター情報担体に形成した情報信号に対応するパターン形状の磁化パターンを磁気ディスクに記録する方式（以下、磁気転写方式と記す）が知られている。
【０００５】
中でも、前記磁気転写方式においては、マスター情報担体と磁気ディスクを接触させ情報信号を転写する関係上、マスター情報担体と磁気ディスクの転写面は異物などが存在しないクリーンな面を維持する必要があるため、異物を正確に検査し判断する装置が必須となっている。
【０００６】
特に、前記磁気転写方式では基準となる１枚のマスター情報担体で複数枚の磁気ディスクへトラッキングサーボ信号を転写するため、磁気ディスク毎の異物を正確に把握しなければ、基準となるマスター情報担体の汚染を招き不良を累積する事にもなりかねない。
【０００７】
このマスタ−情報担体の従来の異物検査装置としては、被検査光にレーザーを用いた装置があり、磁気ディスクやマスター情報担体の欠陥検出器として、既に実用化されている。
【０００８】
レーザー光を用いた異物検査装置は、レーザー光をレンズで集束したスポットプローブを被検査面に照射させ、異物が集束スポットの位置に存在する場合に、異物による散乱反射強度が最大になる事を利用したものであり、磁気ディスクなどの測定においては、磁気ディスクを一定速度で回転させるとともに、レーザー光を磁気ディスクの外周から内周方向など定められた位置を走査させることによって異物の存在を評価するものである。
【０００９】
また、特開平１０−３５３０８３の異物検査装置は、ワークを載置するために設けられた検査ステージとワークの横方向および斜め上方向から光を当てるための照明（本特許ではハロゲンランプを用いている）と、ワークを撮像するためのエリアセンサーカメラとからなり、それらを収納し外部から遮断する筐体内にクリーンエアーを対流させフォトマスクやシリコンウエハの表面異物を特定する装置などが報告されている。
【特許文献１】特開平１０−３５３０８３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、従来のレーザーを用いた異物検査装置は、確かに異物を特定する検出サイズもサブミクロンを判別できるなど高い検出精度を有するが、目的によってはオーバースペックともなり、検出する最小の異物サイズを効率よく検査できるコストパフォーマンスに優れた検査装置が望まれている。
【００１１】
また、検査を自動化するための検査機構と搬送機構を含めた装置では、装置自体が大きくなり設置スペース上の課題も少なくなく、特に、設置頻度の高いクリーンルームなど限られたスペースを効率よく使う場合の障害となっている。
【００１２】
さらに、レーザーで異物を検出する場合、レーザースポットの位置に異物が存在する事が前提となるため、被検査面全体を検査するには、被検査物を回転させたりレーザースポットを走査させるなど高精度の制御機構が必要である。
【００１３】
一例として、磁気ディスクの表面を検査する場合などでは、被検査物である磁気ディスクを所定速度で回転させ、レーザースポットを磁気ディスクの外周から内周方向に緻密に走査させる事で異物検査を行っている。
【００１４】
そのため、検査には所定の走査時間を考慮しなくてはならないため、検査タクトに関わる課題も発生している。
【００１５】
一方、特開平１０−３５３０８３に報告された異物検査装置は、光源にハロゲンランプを用い、高解像度のエリアセンサーカメラで画像を捉え、その画像情報を処理し異物を特定する装置であるが、磁気ディスクなど外周および内周に面取りの如きチャンファー部が形成された被検査物では、そのチャンファー部で形状および面粗さに依存した乱反射が顕著となり、そのチャンファー部において輝度の高い発光面となる事から、光の帯と言われるスミアを誘発する恐れがあり、そのスミアの範囲にある微小な異物を隠してしまう危険性を有しており、異物検出上の大きな障害となる。
【００１６】
また、スミアは、光量を絞る事で影響を小さくできるが、被検査面全体の光量も不足するため、異物の存在が確認しにくくなり結果的に検出精度が低下する。
【００１７】
よって、スミアなどの検出上の障害が発生しない照明系が、特に鏡面の被検査物には望まれるが、ハロゲンランプでは本課題を完全に回避することは難しい。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を開悦するため、本発明の異物検査装置は、再現なく微小な異物の検出精度を追及するのではなく、磁気転写工程で問題となる異物サイズに的を絞り、その実用サイズを精度良く検出し、且つ低コストで省スペースな異物検査装置と検査方法を提供する。
【００１９】
以下、具体的な解決手段について説明する。
【００２０】
まず、上記課題の解決手段として、被検査面を部分的に高倍率で拡大し、分割した画像情報を繋ぎ合わせて処理する方式に対し、本発明では、被検査物の大きさに合わせた倍率で、且つ一視野で被検査面全体を捉え画像処理する方式とした。
【００２１】
また、通常磁気ディスクなどにおいては、その被検査面は高精度の鏡面を有したものであり、鏡面観察ゆえの最適化を図る手段として、被検査物と検査ステージの間に表面を所定粗さに制御した鏡面体を載置する。
【００２２】
尚、本鏡面体は可能な限り表面粗さの小さいものが望ましく、大きさも被検査物より直径が大きな物を用いる。
【００２３】
さらに、光源には、局部からのスポット照射を避けるため、複数の発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記す）を組み合わせた物を用い、被検査面の円周方向より所定間隔で配置した複数のＬＥＤで光源全体を形成し被検査面に照射する。
【００２４】
また、被検査面にＬＥＤ自身の写り込みが激しい場合などにおいては、ＬＥＤ前面に光を拡散する不透明の拡散板を用いる場合もあり、状況に応じて適時選択するものとする。
【００２５】
次に、画像情報は、高解像度エリアセンサーカメラ（以下、ＣＣＤカメラと記す）で行い、別体の画像情報処理部を併設している。
【００２６】
一方、本異物検査装置における検査方法は、前記した通り一視野で被検査面全体を取り込み検査する事を基本としており、その方法は、予め鏡面体を載置した検査ステージへ被検査物を載置し真空吸着する工程と、前記検査ステージをＣＣＤカメラの最適焦点位置まで上下に移動させ調整する工程と、ＬＥＤからの検査光を被検査物に照射する工程と、ＣＣＤカメラで画像を取り込む工程と、画像情報に基ずき異物に変換する工程とからなる異物検査装置および検査方法を提供する事を目的としている。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように本発明の異物検査装置は、被検査物の下方に載置する鏡面体の作用により、ＣＣＤカメラで画像を取り込む際には、被検査面以外の余白部に粗面が存在した際の不用な乱反射を防止できるため、ノイズの少ない被検査画像が得られ、検出精度が向上する。
【００２８】
また、限りなく微小な異物を見るため被検査面を高倍率で拡大し部分的な情報を結合させる事で全体を検査する従来の考え方に対し、検出し得る異物のサイズを実用サイズに定め、一視野で被検査面全体を捉え検査する本発明の異物検査装置では、画像の結合処理が不要となる事から検査時間の短縮が図れる。
【００２９】
尚、装置の主たる構成部材は、検査ステージと鏡面体およびＣＣＤカメラと画像信号処理部であるため用いる部材が少なく被検査物の搬送系を含めたとしても価格的には安価な装置が実現できるのみならず、省スペース化にも有効である。
【００３０】
さらに、製造工程におけるインライン設備として導入した場合においては、製造設備に内蔵する事も容易であり、異物に起因する不良要因を未然に防止する事が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
尚、説明に際しては、本発明の異物検査装置を主として用いた磁気ディスク表面の異物検査を事例に説明するものとする。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の請求項１に記載した異物検査装置の構成を示す図である。
【００３４】
本発明の異物検査装置は、予め鏡面体１を載置した検査ステージ２と複数のＬＥＤ３を組み合わせ形成した光源４と所定倍率のレンズ５を備え被検査面を撮像するＣＣＤカメラ６と画像信号を処理し異物の可否を表示する画像処理部７からなり、磁気ディスク８は検査ステージ２に真空吸着し保持固定するものである。
【００３５】
また、検査ステージ２は、磁気ディスクの保持固定のみならず上下に可動する機構（図中に示す）を備えたものであり、磁気ディスク８の装着や検査位置への移動を容易にならしめるとともに、ＣＣＤカメラ６で撮像する際の磁気ディスク表面との焦点微調整を行う機構をも有している。
【００３６】
（実施の形態２）
図２は、本発明の請求項２に記載した鏡面体を示す図である。
【００３７】
本異物検査装置における鏡面体１は、磁気ディスク８の下方に配置し検査ステージ２上の吸着面に載置するものであり、その表面は、Ｒａ≦１００ｎｍを満たす表面粗さを有し、撮像する際に発生するノイズ障害を低減し画質の向上を図るものである。
【００３８】
（実施の形態３）
図３は、本発明の請求項３に記載した鏡面体の形状を示す図である。
【００３９】
本異物検査装置における鏡面体１の形状は、磁気ディスクと同様の円板であり、その中心には検査ステージへの装着を容易にする所定サイズの貫通穴９を形成している。
【００４０】
また、その直径１０は、磁気ディスクより大きくＣＣＤカメラの画像フィールド１１を十分に満たす面積を有したものである。
【００４１】
よって、それらの関係は、磁気ディスク＜画像フィールド≦鏡面体の関係式が成立する大きさとしている。
【００４２】
尚、本実施の形態では、鏡面体の形状を円板としているが限定するものではなく、画像フィールドを満たす直径を有した大きさであれば形は問わない。
【００４３】
（実施の形態４）
図４および図５は、本発明の請求項４に記載した検査方法の工程を示す図である。
【００４４】
本異物検査装置における検査方法は、まず第１に被検査物である磁気ディスク８を予め鏡面体１を載置した検査ステージ２上に真空吸着（図中に示す）し保持固定する（図４ａ）。
【００４５】
次に、検査ステージ２をＣＣＤカメラ６との検査位置まで移動させる（図４ｂ）。
【００４６】
尚、本工程の前工程として、磁気ディスク８とＣＣＤカメラ６の位置関係は、ＣＣＤカメラ６に装着したレンズ５を調整し焦点が合致する距離１２を決定し検査位置を設定しておくものとする。
【００４７】
次に、複数のＬＥＤ３で形成した光源４より、検査光１３を磁気ディスク表面に照射させる（図５ａ）。
【００４８】
次に、ＣＣＤカメラで磁気ディスク表面を撮像する。
【００４９】
尚、撮像時点で画像の焦点が合っていないようであれば、ＣＣＤカメラに装着したレンズか検査ステージを上下に微動させ焦点誤差を修正する。
【００５０】
また、ＣＣＤカメラの画像フィールドに対して、磁気ディスク表面の全体像が収まる範囲で焦点調整を行う。
【００５１】
次に、撮像した画像信号を画像処理部７で解析し異物数および位置などの情報を表示させ良否の判定を行う(図５ｂ)。
【００５２】
本発明のより具体的な実施の形態について、その詳細を説明する。
【００５３】
また、本実施例は、本発明の異物検査装置および検査方法を、ディスク状の基体に所定の情報信号に対応した配列パターンを強磁性薄膜からなる磁性部で形成したマスター情報担体と、そのマスター情報担体の磁性部形成面と磁気ディスクの記録再生面を接触させ、前記マスター情報担体の非接触面から外部磁界を印加し、前記マスター情報担体の情報信号を前記磁気ディスクの記録再生面に転写する磁気転写工程において、前記磁気ディスクの異物検査に展開した実施例について説明するものである。
【００５４】
（実施例１）
請求項１に記載した発明は、被検査物である磁気ディスクの表面（磁気転写工程においては、マスター情報担体との接触面）を対象とする際の、異物検査装置を提供するものである。
【００５５】
その装置構成は、筐体に固定したＣＣＤカメラを最上部に配置し、複数のＬＥＤ（本実施例では約３０個のＬＥＤを円周方向に等間隔で配置した物を用いた）からなる光源を被検査物とＣＣＤカメラの中間に配置し、最下部に検査ステージを配する構成の異物検査装置であり、検査ステージには磁気ディスクより大きな鏡面体（本実施例では、中心に所定サイズの貫通穴を形成したディスク状の鏡面体を用いた）を磁気ディスクの下方に載置したものである。
【００５６】
また、検査ステージと磁気ディスクは真空吸着で所定位置に固定する。
【００５７】
さらに、ＣＣＤカメラの焦点は、その前面に取り付けたレンズ（被検査面全体を一視野で捉えられる倍率としている）を操作し焦点を調整するが、検査ステージを上下に動作させる事によっても、同様の焦点調整が可能である。
【００５８】
尚、ＣＣＤカメラからの画像信号はパソコンで処理し異物情報に変換するが、被検査面全体を対象とした結果が一度に確認できる。
【００５９】
ただし、本発明の異物検査装置で目標とする異物の検出サイズは実用レベルとしており、ミクロンサイズの検出感度を有したものである。
【００６０】
（実施例２）
請求項２に記載した発明は、本異物検査装置で特徴とする鏡面体の表面について規定するものである。
【００６１】
鏡面体の役割は、ＣＣＤカメラで被検査物の被検査面を捉える場合、画像フィールドの被検査面以外の部分に粗面が存在すると光の乱反射によって生じるハレーション現象や画像全体が白濁するなどの検出上の障害を防止するものである。
【００６２】
また、今回対象とした磁気ディスクの異物検査装置においては、Ｒａ値で１００ｎｍ以下の表面を有した鏡面体を用いた。
【００６３】
（実施例３）
請求項３に記載した発明は、請求項２で記載した鏡面体の形状を規定するものである。
【００６４】
今回用いた鏡面体は、ディスク状の円板を用い、その円板の中心には検査ステージへの装着を容易にする貫通穴を形成している。
【００６５】
また、本鏡面体の装着位置は、ＣＣＤカメラからは磁気ディスクより下方に設定するものとし、装着する中心軸は磁気ディスクと同一とした。
【００６６】
さらに、鏡面体の直径は磁気ディスクより大きく、且ＣＣＤカメラの画像フィールドを十分に満たす大きさを有したものである。
【００６７】
（実施例４）
請求項４に記載した発明は、本異物検査装置における異物の検査方法について規定するものである。
【００６８】
本検査方法における第１の工程は、被検査物となる磁気ディスクを真空吸着し検査ステージ上に保持し固定するが、検査ステージには予め鏡面体を載置している。
【００６９】
尚、検査ステージは、上下に可動する機構を有しており、磁気ディスクの装着位置や異物の検査位置などへ移動する。
【００７０】
また、異物検査の際は、画像の焦点を微調する事も可能である。
【００７１】
次に、第２の工程は、上記検査ステージを載置位置より所定の被検査位置まで移動させる。
【００７２】
次に、第３の工程は、上記磁気ディスクの被転写面にＬＥＤからの検査光を光量調整し照射する。
【００７３】
次に、第４の工程は、ＣＣＤカメラに装着されたレンズおよび適時上記検査ステージを移動させピントを調整し撮像する。
【００７４】
次に、第５の工程は、上記ＣＣＤカメラの画像信号を基に異物データに画像処理する工程からなる異物の検査方法である。
【００７５】
尚、本実施例においては、ＬＥＤ前面に装着し光をより広範囲に拡散する不透明の拡散板や、ＣＣＤカメラとＬＥＤの間に装着し表面を艶消し処理した遮光板は、その使用を特に言及するものではないが、必要に応じ適時用いるものとする。
【００７６】
さらに、本実施例においては、被検査物を磁気ディスクとしているが限定するものではなく、シリコンエウハやガラスなど平面状の被検査物の異物検査装置としての適用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の異物検査装置は、磁気ディスクやシリコンウエハなどのように表面が平滑な被検査物の微小な異物を高精度に評価する検査装置などとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す異物検査装置の構成図
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す鏡面体の配置図
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す鏡面体の形状図
【図４】本発明の第４の実施の形態を示す異物検査の工程図
【図５】本発明の第４の実施の形態を示す異物検査の工程図
【符号の説明】
【００７９】
１    鏡面体
２    検査ステージ
３    ＬＥＤ
４    光源
５    レンズ
６    ＣＣＤカメラ
７    画像処理部
８    磁気ディスク
９    貫通穴
１０    直径
１１    画像フィールド
１２    距離
１３    検査光
【図１】
2005156233.tif 000003
【図２】
2005156233.tif 000004
【図３】
2005156233.tif 000005
【図４】
2005156233.tif 000006
【図５】
2005156233.tif 000007