(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
面板の表面を光ビームにより走査し、前記光ビームによる前記表面からの反射光を受光器により受光してこの受光器が欠陥検出のための信号を発生する表面欠陥検査装置において、
主走査方向に対して直角な方向に幅のある前記光ビームを照射して前記面板を相対的に走査する投光系と、前記受光器が配列されたｎ個（ただしｎは２以上の整数）の受光素子を有し前記面板の走査位置の映像を前記ｎ個の受光素子に結像しかつ前記直角な方向に沿った結像が前記配列方向となる受光系とを備え、前記走査方向の前記結像の幅が前記受光素子の幅か、これより小さく、凹部欠陥あるいは凸部欠陥の傾斜部分から得られる反射光を前記ｎ個のうちのいずれか１つの受光素子が受けたときにその前記結像が前記配列方向に対して直角方向となる前記１つの受光素子の幅方向に振れてその受光量が減少しあるいは受光しなくなることで前記１つの受光素子がピークの信号を発生するものであって、
前記凹部欠陥あるいは凸部欠陥が走査されたときの前記ピークの信号をｎ個の各前記受光素子対応に前記受光器からそれぞれ得て各前記受光素子における前後２つの前記ピークの信号の間の距離に基づいて前記凹部欠陥あるいは凸部欠陥の前後側面の前記傾斜部分に対応する２つの前記ピーク信号を検出することにより前記凹部欠陥あるいは凸部欠陥を検出することを特徴とする表面欠陥検査装置。
【請求項２】
前記面板はディスクである請求項１記載の表面欠陥検査装置。
【請求項３】
さらに、前記ピークの信号を増幅して検出信号を発生する検出回路を有し、前記ディスクはサブストレートであり、前記走査は螺旋走査であり、前記結像は長楕円形であって、その長径が前記受光素子の配列方向に対応している請求項２記載の表面欠陥検査装置。
【請求項４】
さらに、前記ディスクの走査位置の情報を発生する位置座標発生回路と、前記検出信号のピーク値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路と、このＡ／Ｄ変換回路から前記ピーク値のデジタル値を受けそして前記位置座標発生回路から前記走査位置の情報を受けて前記走査位置の情報から前後２つの前記検出信号の間の距離を得てこの距離が所定値以下にあるときに１個の欠陥として検出する請求項３記載の表面欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、表面欠陥検査装置に関し、詳しくは、磁気ディスクあるいはそのガラス基板（ガラスサブストレート）等の面板の表面欠陥検査装置において、面板表面の凹凸欠陥の大きさを精度よく検出することができ、さらには面板表面の凹凸欠陥の大きさと深さあるいは大きさと高さの検出が精度よく検出できるような表面欠陥検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータシステムの記録媒体に使用されるハード磁気ディスクは、素材としての基板ディスク（サブストレート）、または磁気膜が塗布された磁気ディスク（便宜上これらを総称して磁気ディスクまたは単にディスクという）の段階で、表面に存在する欠陥とその大きさとがそれぞれ検査される。
近年、ディスクの大きさは、３．３インチか、これ以下のものが主流となり、その記録密度もＧＭＲヘッドの採用により飛躍的に伸びている。この種のディスクでは、アルミサブストレートから、より熱膨張率の小さなガラスディスクが使用され、その厚さも、０．６ｍｍ〜０．８ｍｍ程度と薄いものである。
【０００３】
図５は、従来の磁気ディスクの表面欠陥検査装置１０の要部の構成を示している。
図５（ａ）に示す表面欠陥検査装置１０は、回転機構２と検出光学系３および表面欠陥検出処理部４とにより構成される。検査対象となるディスク１は、回転機構２のスピンドル２１に装着されてモータ（Ｍ）２２の駆動により回転する。これに対して検出光学系３は、その投光系３１のレーザ光源３１１よりのレーザビームＬＴを集束レンズ３１２により集束させて、ディスク１の表面にスポットＳＰを形成してディスク１の表面を照射する。
例えば、ディスク１のＸ軸方向の移動によりスポットＳＰは、ディスク１の半径方向（Ｒの方向）に移動し、これによりディスク１の表面がスパイラル状に走査される。この場合、走査時間をできるだけ短くするために、スポットＳＰは、下側に図（ｂ）として示すように短径φ１と長径φ２を有する楕円形とされ、長径φ２を走査方向に対して直角に設定して走査幅を広くする方法が採られる。
【０００４】
表面に存在する欠陥Ｆは、スポットＳＰの光を散乱する。その反射光ＳＲは、受光系３２の集光レンズ３２１により集光されて、光電変換素子、例えば、アバランシェホトダイオード（ＡＰＤ）あるいは光電子増倍管（ＰＭＴ）よりなる受光器３２２に受光される。受光器３２２の出力信号は、表面欠陥検出処理部４の信号処理回路４１に入力される。ここで、欠陥Ｆが検出され、さらに、この出力信号の振幅より、欠陥の大きさが大小分類され、あるいは算出される。欠陥を検出し、大きさを分類あるいは算出のために信号処理回路４１は、いわゆるサンプリングにより欠陥を検出する回路であって、受光器３２２からの出力信号を増幅するアンプと、ロータリエンコーダ２３からのパルスを受けて増幅された出力信号のうちノイズを越える欠陥についての出力信号についてピーク値をサンプリングして欠陥のピーク値を検出するサンプリング回路と、さらにサンプリングされたピーク値をデジタル値にするためのＡ／Ｄコンバータ、そしてロータリエンコーダ２３からのパルスを受けてディスク上の位置データを生成する位置データ生成回路等からなる。
【０００５】
各欠陥の大きさのデータとディスク上の位置のデータは、信号処理回路４１の内部でＡ／Ｄ変換され、ＭＰＵ４２とメモリ４３等とからなるデータ処理装置４４に入力される。そしてここで、大きさ別の欠陥の個数がカウントされ、その結果がディスク１における欠陥の位置とともにプリンタ（ＰＲ）４５によりプリントアウトされる。あるいはまた、その大きさがディスプレイ（ＣＲＴ）４６等にディスク上の位置とともに表示され、カウント値も別途表示される。
なお、ロータリエンコーダ２３は、モータ２２の回転軸に隣接してあるいはこれに係合して設けられ、ディスクの基準回転位置と回転量とを検出し、それぞれのパルス信号を信号処理回路４１に送出する。
【０００６】
凹部欠陥と凸部欠陥のサイズを良好に検出するために、上記の表面欠陥検査装置１０は、投光系３１のレーザビームＬＴの投射角度θＴや、受光系３２の受光角度θＲ、受光器３２２（ＡＰＤ）に加圧する電圧Ｖ、または信号処理回路４１に内蔵されたアンプのゲイン、ノイズ除去用の閾値電圧Ｅ、レーザ光源３１１のレーザ出力など、検出感度に関係する要素についてコントロールパネル４７を介してそれぞれ最適に設定する。なお、感度調整は、大きさが既知の皿状欠陥や、ピット欠陥、スクラッチ欠陥などサンプルとしての欠陥を持つ実際のディスクあるいは特定の高さの突起を持つ実際のディスクをサンプルとして使用することで行われている。
この種の発明として出願人による特開平１０−３２５７１３号「表面欠陥検査方法および検査装置」の出願がある。これは、各模擬欠陥列の凸部あるいは凹部のサイズが段階的に相違する放射状の感度較正用のディスクを使用して欠陥検査をして段階的にサイズが増加あるいは減少している模擬欠陥列を放射線状に検査結果として表示し、その検査結果に応じて検出感度の調整をするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記の従来のような欠陥検出系では、受光器により検出された反射光あるいは散乱光のレベルと基準レベルとを比較することにより凹部欠陥あるいは凸部欠陥（異物を含め）等を検出しているため、検出する凹凸欠陥の大きさの検出が受光レベルで代用され、正確なものとならない。特に、凹部欠陥や凸部欠陥では、高さや深さが受光レベルに影響を与えて平面に展開した面積としての大きさの検出精度が低い。
さて、最近では、凹凸の形状測定や分類精度の向上が要求されている。しかし、前記のような技術では、精度の高い分類ができない問題が生じる。
【０００８】
この種の問題を解決するものとして、受光器３２２をＡＰＤ多素子からなる配列センサとして設けて、これの手前に千鳥状の縞パターンを素子対応に設けて隣接受光素子の受光量の差から凹部欠陥と凸部欠陥とを検出する技術を特願平１１−３５８７６９号「欠陥検出光学系および表面欠陥検査装置」としてこの出願人が出願済みである。
しかし、これは、千鳥の縞パターンが必要であり、隣接素子同士の差を検出する回路が多数必要となる欠点がある。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、面板表面の凹凸欠陥の大きさを精度よく検出することができる表面欠陥検査装置を提供することにある。
この発明の他の目的は、面板表面の凹凸欠陥の大きさと深さあるいは大きさと高さの検出が精度よく検出でき、欠陥の分類が容易な表面欠陥検査装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するためのこの発明の表面欠陥検査装置の特徴は、面板の表面を光ビームにより走査し、光ビームによる表面からの反射光を受光器により受光してこの受光器が欠陥検出のための信号を発生する表面欠陥検査装置において、主走査方向に対して直角な方向に幅のある光ビームを照射して面板を相対的に走査する投光系と、受光器が、配列されたｎ個（ただしｎは２以上の整数）の受光素子を有し面板の走査位置の映像をｎ個の受光素子に結像しかつ主走査方向に対して直角な方向に沿った結像が配列方向となる受光系とを備えていて、主走査方向の結像の幅が受光素子の幅か、これより小さく、凹部欠陥あるいは凸部欠陥の傾斜部分から得られる反射光をｎ個のうちのいずれか１つの受光素子が受けたときにその結像が配列方向に対して直角方向となる１つの受光素子の幅方向に振れてその受光量が減少しあるいは受光しなくなることで１つの受光素子がピークの信号を発生するものであって、
凹部欠陥あるいは凸部欠陥が走査されたときのピークの信号をｎ個の各受光素子対応に受光器からそれぞれ得て各受光素子における前後２つのピークの信号の間の距離に基づいて凹部欠陥あるいは凸部欠陥の前後側面の傾斜部分に対応する２つのピーク信号を検出することにより凹部欠陥あるいは凸部欠陥を検出するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
前記の構成のように、配列されたｎ個の受光素子を有し主走査方向に対して直角な方向に沿った結像が受光素子の配列方向となる受光系を設け、かつ、走査方向の結像の幅が受光素子の幅か、これより小さく、凹部欠陥あるいは凸部欠陥の反射光が受光素子の幅方向に振れる構成とすることで、凹部欠陥あるいは凸部欠陥の反射光が欠陥の側面傾斜部分で左右いずれかに振れ、この振れたたときに、受光素子の受光量が低減し、あるいは受光素子が受光しなくなって、欠陥のないときより低下する検出信号を得ることができる。
凹部欠陥あるいは凸部欠陥は、主走査方向においては側面傾斜部分が通常左右一対あるので、１つの欠陥について２つの検出信号を得ることができる。そこで、この２つの検出信号の距離関係からその位置での欠陥の大きさを容易に検出することができる。特に、ｎ個の受光素子が半径Ｒ方向に配列されているときには、半径方向の欠陥の大きさに応じて配列された複数の受光素子が同時に欠陥を検出することができる。そこで、欠陥の大きさに応じた面積が容易に算出できる。
【００１１】
さらに、走査に応じて決定されるｎ個の受光素子がそれぞれ割り当てられる欠陥検出座標とそれぞれの受光素子の検出信号との関係から欠陥の連続性を容易に判定でき、この判定をすれば、凹部欠陥や凸部欠陥のうち多少変形した状態の欠陥についても面積を算出することができる。さらに、２つの検出信号のレベルの平均値を採ることで、凹部欠陥の深さあるいは凸部欠陥の高さを精度よく検出することができる。
その結果、面板表面の凹凸欠陥の大きさを精度よく検出することができ、さらには、面板表面の凹凸欠陥の大きさと深さあるいは大きさと高さが精度よく検出できあるいは欠陥の分類が容易な表面欠陥検査装置を実現できる。
【００１２】
【実施例】
図１において、１００は、表面欠陥検査装置であり、５０は、その検出光学系である。５１は、検出光学系５０の投光系であり、投光系５１は、レーザ光源５１１よりのレーザビームＬＴをビームエキスパンダ５１２で受け、図面において紙面に垂直な一方向（Ｒ方向）にレーザビームを拡大することで、焦点位置を手前にずらせる。ここで拡大されたビームは、シリンドリカルレンズ５１３、フォーカスシングレンズ５１４を経て、半径Ｒ方向のビームウエストにオフセットΔｄ（図２（ａ）参照）だけ焦点位置を手前にずらされてディスク１の表面に集束する。これにより楕円形にビームスポットＳｐが拡大する（図２（ｂ）参照）
【００１３】
図１において、図面の紙面に平行な方向（ディスク回転方向、すなわちθ方向）では、シリンドリカルレンズ５１３を経た光ビームは、図示するようにフォーカスシングレンズ５１４を経てディスク１の表面の検査点Ｓに点状に集束される（図２（ｂ）の◆点参照）。その投射角は、図２（ｂ）に示すように、θ方向ではディスク１上の法線に対して約３０゜である。そして、検査点Ｓは、紙面に垂直な方向（Ｒ方向）では、一定の幅Ｗ（例えば、約１５０μｍ〜約２００μｍ）の光となり、この幅Ｗが結像面での受光素子の配列範囲をカバーする長さになっている。この点で、図５のビームスポットＳｐとは相違している。
受光系５２は、対物レンズ５２１を有していて、このレンズによりディスク１の検査点Ｓからの正反射光を受光して、それを平行光にして結像レンズ５２２へと導く。結像レンズ５２２は、ＡＰＤアレーセンサ５２３の受光面に検査点Ｓの映像を結像させる。ＡＰＤアレーセンサ５２３は、図３に示すように、受光素子がディスク１の半径Ｒ方向（図面１の紙面に垂直な方向）の結像に沿ってｎ個（例えば、２３個）配列されたものである。このＡＰＤアレーセンサ５２３には、前記した幅Ｗ（約１５０μｍ〜約２００μｍ）が受光素子の配列長約１２０μｍの範囲をカバーするように検査点Ｓの映像が結像する。このとき、各素子の配列方向の各受光素子の幅としては、例えば、受光素子上で０．５ｍｍであり、ディスク１の表面上では、５μｍ程度である。
【００１４】
図２（ａ）は、紙面に平行な方向（θ方向）と紙面に垂直な一方向（Ｒ方向）とを説明する投受光系の展開説明図であり、上側が紙面に平行なθ方向であり、下側が紙面に垂直なＲ方向である。
図２（ａ）に図示するように、θ方向では、レーザ光源５１１よりのレーザビームＬＴは、ビームエキスパンダ５１２，フォーカスシングレンズ５１４を経てフォーカスシングレンズ５１４によりディスク１の表面を焦点として検査点Ｓにスポット（図２（ｂ）の◆点参照）として集束される。検査点Ｓからの正反射光は、対物レンズ５２１、結像レンズ５２２を経てＡＰＤアレーセンサ５２３の各受光素子により受光される。
一方、図２（ａ）の下側に図示するように、半径Ｒ方向では、レーザ光源５１１よりのレーザビームＬＴは、ビームエキスパンダ５１２，フォーカスシングレンズ５１４を経てフォーカスシングレンズ５１４によりディスク１の表面からオフセットΔｄだけ手前の位置を焦点として検査点Ｓに楕円形に幅Ｗをもって集束させる（図２（ｂ）参照）。検査点Ｓからの正反射光は、対物レンズ５２１、結像レンズ５２２を経て結像レンズ５２２によりＡＰＤアレーセンサ５２３の各受光素子５２３ａ，５２３ｂ，５２３ｃ，〜，５２３ｎの配列方向に沿って検査点Ｓの映像が受光される。
【００１５】
図１に示すように、Ｒ方向にｎ個配列されたＡＰＤアレーセンサ５２３の各受光素子５２３ａ〜５２３ｎのそれぞれから得られる検出信号（出力信号）は、図５の表面欠陥検出処理部４の信号処理回路４１に対応する欠陥検出部４００に入力される。ここで欠陥Ｆとその深さあるいは高さのデータが生成される。それらの欠陥データがＭＰＵ４１１とメモリ４１２等とからなるデータ処理装置４１０に入力される。そして、データ処理装置４１０において、欠陥Ｆの面積が算出され、深さあるいは高さとともに算出された面積に応じて大きさが分類される。そして、それらの結果がディスク１における欠陥の位置とともにプリンタ（ＰＲ）４５によりプリントアウトされる。また、それらは、ディスプレイ（ＣＲＴ）４１３等にディスク上の位置とともに表示され、カウント値も別途表示される。
【００１６】
ここで、ｎ個の各受光素子５２３ａ〜５２３ｎが出力する検出信号の特徴について説明する。それぞれの受光素子５２３ａ〜５２３ｎには、図３のように、Ｒ方向において検査領域Ｓの結像映像が各素子の受光領域の内側でその中心が中央部になり、受光領域からはみ出さないように結像される。すなわち、検査領域Ｓの結像映像の幅が各受光素子の幅Ｄか、これよりも小さい。そこで、欠陥が検出されていないときには、このような受光状態となり、検出信号は、最大レベルにある。欠陥が検出されたときには、検査領域Ｓの結像映像が図３において右側あるいは左側に振れる。振れたときには、各受光素子の検出信号は、振れの状態に応じてそのレベルが低下する。また、検査領域Ｓの結像映像が受光領域から外れたときには検出信号のレベルが実質的にゼロになる。
【００１７】
次に、欠陥を検出したときに凹部欠陥と凸部欠陥の正反射光の結像が左右に振れることについて図４により説明する。
レーザビームＬＴがディスク１を走査しているときに凹部欠陥に出会うと、レーザビームＬＴが凹部欠陥に入るときの傾斜部分の角度をδとすれば、θ方向では図４（ａ）に示すように、正反射光が２δだけ時計方向に回転することになる。それによりθ方向において検査点Ｓからの正反射光が２δだけずれる。これに伴って図３におけるある凹部欠陥に対応した正反射光を受ける受光素子の結像映像は、中央位置から右側に移動する。その後、欠陥の底面部の走査に入り、受光素子の結像映像は中央位置に戻る。そして、逆に、凹部欠陥からレーザビームＬＴが出るときには、傾斜部分の角度δが逆方向になって、中央位置から左側に移動して、その後、また中央位置に戻る。
一方、凸部欠陥では、左右の傾斜部分が前記と逆に現れるので、凹部欠陥とは逆に、受光素子の結像映像は、左側に先に移動して中央に戻り、後に右側に移動して中央部に戻る。
さらに、深い穴あるいは高い突起の場合には、左右いずれかに振れたときには、受光素子の受光領域から外れる量がより多くなり、さらに深さ、高さが大きくなると完全に外れてから元に戻る。
その結果、凹部欠陥あるいは突起欠陥の深さに応じて図４（ｂ）に示すような検出信号が得られ、深い穴や高い突起のときには、そのレベル低下が大きくなる。
【００１８】
さて、図１に戻り、ｎ個の受光素子５２３ａ，５２３ｂ，…５２３ｎのそれぞれの前記のような検出信号は、それぞれに対応して設けられた反転アンプ４０１ａ，４０１ｂ，…４０１ｎで反転増幅されて正極性のピーク信号となり、ピーク検出サンプルホールド回路４０２ａ，４０２ｂ，…４０２ｎにそれぞれ入力される。ここで、２つの山の検出信号（図４（ｂ）の信号を反転した信号）のピークがそれぞれ各受光素子（各検出チャネル）対応に検出される。検出されたピーク値は、Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）４０３ａ，４０３ｂ，…４０３ｎでそれぞれにＡ／Ｄ変換されてそれぞれの変換値が欠陥メモリ４０４に記憶される。
なお、ピーク検出・サンプルホールド回路４０２ａ〜４０２ｎは、クロック発生回路４０６からクロックＣＬＫを受けてこれに応じてピーク値をサンプル値としてホールドする。
また、各反転アンプ４０１ａ〜４０１ｎの出力は、欠陥検出回路４０５に入力される。欠陥検出回路４０５は、ヒステリシスコンパレータを有していて、反転アンプ４０１ａ〜４０１ｎの出力をＯＲ条件で所定値Ｖthと比較していずれかの反転アンプの出力のレベルが所定値以上に立上がったときに欠陥検出信号ＤＥＴを発生して、そのアンプの出力のレベルが一定値以下に立下がったときに（ピーク値近傍に対応）欠陥検出信号ＤＥＴが停止する。このＤＥＴの停止時の立下がり（後縁）を書込み制御信号ＷＲとして欠陥メモリ４０４に送出する。また、この書込み制御信号ＷＲは、少し遅延されてリセット信号ＲＳとして各ピーク検出・サンプルホールド回路４０２ａ〜４０２ｎへと入力されて、それまでの値がリセットされる。
【００１９】
その結果、欠陥検出信号ＤＥＴが発生してこれが終了する時点までの期間におけるピーク値が各Ａ／Ｄ４０３ａ〜４０３ｎから欠陥メモリ４０４へと送出されて欠陥データとして記憶される。このときのレベルは、凹部欠陥についてはその深さを表し、凸部欠陥については、その高さを表すことになる。また、ピーク間の距離は、欠陥の大きさに対応している。
このような欠陥データは、Ｒ，θの位置データともに欠陥メモリ４０４の更新されたアドレスに記憶される。このアドレスは書込みの都度更新される。Ｒ，θの位置座標データは走査位置座標生成回路４０７により生成される。
なお、書込み制御信号ＷＲは、欠陥検出信号ＤＥＴの立下がりではなく、ピーク検出のタイミングでピーク検出・サンプルホールド回路４０２（ピーク検出・サンプルホールド回路４０２ａ〜４０２ｎの代表として）から発生するようにしてもよい。
【００２０】
走査位置座標生成回路４０７は、ロータリエンコーダ２３（図５に示すもの参照）からディスク１の回転基準位置を示すインデックス信号と回転に応じた角度信号θとを受け、さらにデータ処理装置４１０から現在の半径Ｒ方向の座標位置Ｒとを受けて前記のＲ，θの位置座標データを生成して欠陥メモリ４０４に位置データとして送出する。
その結果、欠陥メモリ４０４は、欠陥の深さあるいは高さに応じた検出信号のレベル値と１つの凹部欠陥あるいは凸部欠陥について２つの検出信号が発生したそれぞれの位置とを欠陥検出の都度それぞれに記憶する。
なお、クロック発生回路４０６は、Ａ／Ｄ４０３ａ〜４０３ｎ、ピーク検出・サンプルホールド回路４０２ａ〜４０２ｎ、データ処理装置４１０等にクロックＣＬＫを送出する。
【００２１】
次に、データ処理装置４１０の欠陥の面積算出と大きさ分類について説明する。
図１において、データ処理装置４１０は、ＭＰＵ４１１とメモリ４１２、ＣＲＴディスプレイ４１３、インタフェース４１４等により構成され、これらがバス４１５により相互に接続されている。そして、ディスク１の螺旋走査が終了した時点で、ＭＰＵ４１１により欠陥メモリ４０４から得られる欠陥データがインタフェース４１４、バス４１５を介してメモり４１２に読込まれ記憶される。
そして、メモリ４１２には、検出信号間距離算出プログラム４１２ａと、連続性判定処理プログラム４１２ｂ、欠陥面積算出プログラム４１２ｃ、欠陥大きさ分類プログラム４１２ｄ、そして高さ／深さ分類プログラム４１２ｅ等が格納されている。また、インタフェース４１４を介して接続されたＨＤＤ（ハードディスク装置）等の外部記憶装置４１６には分類のための各種のデータファイルが格納されている。
【００２２】
検出信号間距離算出プログラム４１２ａは、ＭＰＵ４１１により実行されて、これの実行によりＭＰＵ４１１は、欠陥メモリ４０４の欠陥データをメモリ４１２に読込み、隣接する２つのピーク値の検出座標から距離Ｌを算出して、その距離Ｌが基準値Ｓ以内のときには、１つの欠陥についてのデータと判定する。さらに、２つのピーク値について検出された座標値から、さらにその中心座標を算出して、算出した距離Ｌ（欠陥の長さに対応）とその中心座標値とを順次記憶する。そして、次の欠陥データについて隣接するピーク値について同様な処理を行い、この処理が終了した時点で、連続性判定処理プログラム４１２ｂをコールする。なお、基準値Ｓを超えているときには、その１つを欠陥データとして長さゼロでその座標値を中心座標として記憶する。
【００２３】
連続性判定処理プログラム４１２ｂは、ＭＰＵ４１１により実行されて、これの実行によりＭＰＵ４１１は、欠陥データすべてについて距離Ｌが算出された時点で、連続性判定処理として、中心座標と長さ（距離Ｌ）と受光素子１つの検出幅（この実施例では５μｍ程度）とにより上下左右の５μｍ幅で距離Ｌが重なるか否かの判定を行い、隣接する欠陥データとの間で欠陥の連続性の判定をする。そして、連続するものをグルーピングして１つの欠陥データとしてディスクの最内周あるいは最外周から順次検出された欠陥順に番号を付して記憶し、欠陥面積算出プログラム４１２ｃをコールする。
なお、ここでの欠陥検出は、欠陥の大きさに応じてＲ方向に配列した受光素子の検出が同じθ方向の座標で１個あるいは複数個発生するので、前記の欠陥の連続性は、θ方向の検出座標が前記の欠陥の距離Ｌの範囲内に入り、かつ、Ｒ方向の座標が隣接する欠陥を連続するものと判定することで可能である。そこで、Ｒ方向に沿って、前記Ｌの幅でθ方向で同じ検出座標のある欠陥を辿ることで連続性の判定をしてもよい。このようにすれば連続性の判定はより簡単になる。
【００２４】
ところで、ここでは、ｎ個の受光素子に対応して欠陥を検出するので、欠陥のＲ方向の検出座標は、欠陥検出メモリ４０４に記憶されている欠陥検出位置のＲ方向の座標を、さらにｎ個の受光素子の位置に対応して細分化して捉えることができる。そこで、Ｒ方向の検出座標としてｎ個の受光素子の検出位置を加えてｎ倍の位置精度にする。これによりＲ方向の欠陥検出の分解能を各受光素子対応にまで向上させることができる。なお、Ｒ方向においてｎ個のうち隣接する複数の受光素子が１つの欠陥を検出しているときには、複数の受光素子の中央にある受光素子の位置をその欠陥のＲ方向の検出座標とする。
【００２５】
欠陥面積算出プログラム４１２ｃは、ＭＰＵ４１１により実行されて、これの実行によりＭＰＵ４１１は、面積算出処理として、グルーピングされた１つの欠陥についてその面積を算出する。なお、２つの検出信号にはならない、１つのピークの欠陥は、面積を５μｍとして孤立欠陥とし、Ｒ方向に連続性のないものは、長さＬ×５μｍにより面積を算出する。そして、欠陥大きさ分類プログラム４１２ｄをコールする。
欠陥大きさ分類プログラム４１２ｄは、ＭＰＵ４１１により実行されて、これの実行によりＭＰＵ４１１は、前記のようにして算出された面積について大きさ分類の判定処理として、分類基準に従って、特大、大、中、小、極小の５段階に分類して欠陥番号に対応させて分類結果を記憶する。その後に、高さ／深さ分類プログラム４１２ｅをコールする。
【００２６】
高さ／深さ分類プログラム４１２ｅは、ＭＰＵ４１１により実行されて、ＭＰＵ４１１は、欠陥番号順にメモリ４１２に記憶された欠陥メモリ４０４の欠陥データの値（グルーピングされた１つの欠陥における検出信号のピーク値の絶対値からなる値）の平均値を算出して、この平均値を高さあるいは深さとして大、中、小に分類して欠陥番号に対応してメモリ４１２に記憶する。なお、１つの欠陥に複数の欠陥データがないときには、平均値は採らない。ほとんどの欠陥データは、１つの凹部欠陥、凸部欠陥について２つか、それ以上のピーク値を持つ欠陥データとなるので、各欠陥は、平均値により深さ、高さを算出することができ、これらの検出精度は向上する。
なお、以上の処理は、順次各プログラムが実行されていく単純なものであるので、フローチャートでの説明は割愛する。
【００２７】
以上説明してきたが、実施例では、ディスクの検査面に照射する照射光としてレーザビームの例を挙げているが、レーザビームを用いる場合には、特に、Ｓ偏光レーザビームを用いるとよい。しかし、この発明は、このレーザビームに限定されるものではなく、照射光としては白色光であってもよいことはもちろんである。
また、実施例では、ディスクの表面欠陥検査装置を中心に説明しているが、この発明は、ディスクに限定されるものではなく、ＬＣＤ基板等の検査にも適用できることはもちろんである。さらに、実施例では、Ｒθ方向の走査で説明しているが、走査は、ＸＹの二次元走査であってもよいことはもちろんである。
実施例では、凹部欠陥と凸部欠陥とを区別なく、検出しているが、これらを別個に検出するようにしてもよい。この場合には、凹部欠陥と凸部欠陥とは受光素子に対して左右の振れの順序が逆になるので、例えば、実施例の受光素子を幅方向の中心で２分割して２列分、Ｒ方向に配列して、分割したいずれかの受光素子が先に受光信号を発生したかにより、凹部欠陥と凸部欠陥とを判定することで可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、この発明にあっては、配列されたｎ個の受光素子を有し主走査方向に対して直角な方向に沿った結像が受光素子の配列方向となる受光系を設け、かつ、走査方向の結像の幅が受光素子の幅か、これより小さく、凹部欠陥あるいは凸部欠陥の反射光が受光素子の幅方向に振れて受光領域が減少するようにすることで、凹部欠陥あるいは凸部欠陥の反射光が欠陥の側面傾斜部分で左右いずれかに振れたときに、受光量が低減して、欠陥のないときより低下する検出信号を得ることができる。
そこで、この２つの検出信号の距離関係からその位置での欠陥の大きさを容易に検出することができる。また、２つの検出信号のレベルから欠陥の深さあるいは高さも容易に検出することができる。
その結果、面板表面の凹凸欠陥の大きさを精度よく検出することができ、さらに、面板表面の凹凸欠陥の大きさと深さあるいは大きさと高さの検出が精度よく検出できあるいは欠陥の分類が容易な表面欠陥検査装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明を適用した表面欠陥検査装置の一実施例のブロック図である。
【図２】図２は、検出光学系における図面において紙面に平行な方向（θ方向）と図面において紙面に垂直な一方向（Ｒ方向）との投受光系の展開説明図である。
【図３】図３は、検査領域の受光面での結像映像とＡＰＤアレーセンサの関係との説明図である。
【図４】図４は、凹部欠陥の正反射光の発生とその検出波形の説明図である。
【図５】図５は、従来の磁気ディスク表面欠陥検査装置の要部の構成の説明図である。
【符号の説明】
１…ディスク、
２…回転機構、１０…表面欠陥検査装置、
２１…スピンドル、２２…モータ、
３，５０…検出光学系、
３１，５１…投光系、３１１，５１１…レーザ光源、
５１２…ビームエキスパンダ、
５１３…シリンドリカルレンズ、
５１４…フォーカスシングレンズ、
５２１…対物レンズ、５２２…結像レンズ、
５２３…ＡＰＤアレーセンサ、
３２，５２…受光系、４００…欠陥検出部、
４０１ａ，４０１ｂ，４０１ｎ…反転アンプ、
４０２ａ，４０２ｂ，４０２ｎ…ピーク検出サンプルホールド回路、
４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｎ…Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）、
４０４…欠陥メモリ、４０５…欠陥検出回路、
４０６…クロック発生回路、４０７…走査位置座標生成回路、
４１０…データ処理装置、４２，４１１…ＭＰＵ、４５…プリンタ（ＰＲ）、
４３，４１２…メモリ、
４１２ａ…検出信号間距離算出プログラム、
４１２ｂ…連続性判定処理プログラム、
４１２ｃ…欠陥面積算出プログラム、
４１２ｄ…欠陥大きさ分類プログラム、
４１２ｅ…高さ／深さ分類プログラム、
４１３…ＣＲＴディスプレイ、
４１４…インタフェース、４１５…バス、
４１６…外部記憶装置、１００…表面欠陥検査装置、
ＬＴ…レーザビーム、ＳＰ…ビームスポット、φ１…スポットの短径、
φ２…スポットの長径、Ｆ…欠陥。
【図１】
0003881530.tif 000002
【図２】
0003881530.tif 000003
【図３】
0003881530.tif 000004
【図４】
0003881530.tif 000005
【図５】
0003881530.tif 000006