(57)【要約】鏡面基板のエッジ近傍の異物を誤認識や検出もれもなく確実に検出する異物検査方法を提供する。被検査基板の画像データステップ（ＳＴ１）、エッジ強調処理ステップ（ＳＴ２）、２値化処理ステップ（ＳＴ３）、外周輪郭円推定処理ステップ（ＳＴ４）、内周輪郭円推定処理ステップ（ＳＴ５）、マスク処理ステップ（ＳＴ６）、異物検出処理ステップ（ＳＴ７）、マップ表示処理ステップ（ＳＴ８）を備える。被検査基板の検査領域の輪郭が写し込まれた画像データステップ（ＳＴ１）に対しエッジ強調処理、２値化処理を行い、さらに検査領域の輪郭を示す複数箇所の標本点を検出する。さらに、複数の標本点の座標から縮尺可能に定義された輪郭線のサイズ、位置、回転角を決定することによって推定検査領域を求め、２値化された画像データにおいて推定検査領域以外をマスクした後、異物検出処理ステップ（ＳＴ７）を行う。【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査基板に照射光を照射し、前記被検査基板から乱反射された乱反射光に基づき画像データを作成し、前記被検査基板の検査領域の輪郭が写し込まれた前記画像データから、前記検査領域の輪郭を示す複数箇所の輪郭標本点の座標を検出し、前記複数の輪郭標本点の座標から前記検査領域を推定し、前記画像データにおいて前記検査領域以外をマスクしたマスク画像データを作成した後、前記マスク画像データを用いて、前記画像データの異物検出処理を行うことを特徴とする鏡面基板の異物検査方法。
【請求項２】
前記被検査基板の検査領域の輪郭が写し込まれた前記画像データが２値化処理された２値化画像であることを特徴とする請求項１に記載の鏡面基板の異物検査方法。
【請求項３】
前記複数の輪郭標本点の座標と前記被検査基板における前記検査領域の輪郭線との距離の二乗和が最小となるように、前記輪郭線を推定することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の鏡面基板の異物検査方法。
【請求項４】
前記被検査基板の近傍に光を乱反射する反射部材、または自発光する発光部材を設け、
前記被検査基板の前記検査領域より広い範囲が写し込まれた前記画像データにおいて、前記被検査基板の背景に前記反射部材または前記発光部材の像が写るようにした前記画像データを作成することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の鏡面基板の異物検査方法。
【請求項５】
前記被検査基板からの乱反射光からなる画像データを暗部データ値と明部データ値の２値からなる２値化画像に変換するステップと、
前記２値化画像において設定された中心から放射状に延びる傾きの異なる複数の位置の直線上の画像データ列を抽出し、それぞれの前記直線上における前記画像データ列に対して、前記被検査基板の内周部から外周部、または外周部から内周部のいずれかの方向に向かって順次データを検査し、データ値が変化する前記データの座標を、複数の前記直線上における外周輪郭標本点座標としてそれぞれ求めるステップと、
複数箇所における前記外周輪郭標本点座標から前記被検査基板の検査領域の外周側輪郭を表す外周輪郭円の中心と半径を求めるステップと、
前記２値化画像において設定された中心から放射状に延びるさらに傾きの異なる複数の位置の直線上の画像データ列を抽出し、それぞれの前記直線上における前記画像データ列に対して、前記被検査基板の外周部から内周部、または内周部から外周部のいずれかの方向に向かって順次データを検査し、データ値が変化する前記データの座標を、複数の前記直線上における内周輪郭標本点座標としてそれぞれ求めるステップと、
複数箇所における前記内周輪郭標本点座標から前記被検査基板の前記検査領域の内周側輪郭を表す内周輪郭円の中心と半径を求めるステップと、
前記２値化画像に対して、前記外周輪郭円の外側と前記内周輪郭円の内側の画像データ値を暗部データ値に変更したマスク画像を生成するステップと、
前記２値化画像と前記マスク画像から、明部データ値を持つ画像データを検出するステップとを有することを特徴とする鏡面基板の異物検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、物体表面に光を照射し、その反射光を検出して物体表面上の突起や異物を検査する異物検査方法に関し、特にハードディスク基板や半導体用シリコンウエハ等の鏡面基板の異物検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、代表的な磁気ディスク装置であるハードディスクドライブは、小型で、かつ、大容量を実現するため高記録密度化の傾向が著しく、トラック幅は１μｍ以下となっている。ヘッドがこのような狭トラックを正確に走査するためには、ヘッドのトラッキングサーボ技術が重要な役割を果たしている。このようなトラッキングサーボ技術を用いた現在のハードディスクドライブでは、一定の角度間隔でトラッキング用のサーボ信号やアドレス情報信号、再生クロック信号等がディスクを一周する間に記録されている。ドライブ装置は、ヘッドから一定時間の間隔で再生されるこれらの信号によりヘッドの位置を検出して修正し、ヘッドが正確にトラック上を走査することを可能にしている。【０００３】  サーボ信号やアドレス情報信号，再生クロック信号等はヘッドが正確にトラック上を走査するための基準信号となるものであるから、その書き込み（以下、フォーマティングと記す）には高い位置決め精度が必要である。現在のハードディスクドライブでは、光干渉を利用した高精度位置検出装置を組み込んだ専用のサーボ装置（以下、サーボライタとよぶ）を用いて記録ヘッドを位置決めしてフォーマティングが行われている。【０００４】  しかしながら、上述のサーボライタによるフォーマティングには、次の不具合が存在する。第１に、ヘッドを高精度に位置決めしながら、多数のトラックにわたって信号を書き込むには多大の時間を必要とする。このため、生産性を向上させるために、多くのサーボライタを同時に稼働させなければならない。第２に、多くのサーボライタの導入、維持管理には多額のコストがかかる。これらの不具合はトラック密度が向上し、トラック数が多くなるほど深刻である。【０００５】  そこで、フォーマティングをサーボライタではなく、予め全てのサーボ情報が書き込まれたマスタとよばれるディスクとフォーマティングすべき磁気ディスクとを重ね合わせ、外部から転写用のエネルギーを与えることにより、マスタの情報を磁気ディスクに一括転写する方式および磁気転写装置が提案されている（例えば、日本特許公開特開平１０−４０５４４号公報）。【０００６】  この提案は、基体の表面に、情報信号に対するパターン形状で強磁性材料からなる磁性部を形成して磁気転写用マスタとしている。そして、この磁気転写用マスタの表面を、強磁性薄膜あるいは強磁性粉塗布層が形成されたシート状もしくはディスク状磁気記録媒体の表面に接触させ、所定の磁界をかける。これにより、磁気転写用マスタ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記録媒体に記録する方法である。【０００７】  上述の磁気転写方法によるフォーマティングに用いられる磁気転写装置では、フォーマティングが瞬時に可能である。しかし、良好な磁気転写信号品質を得るためには、磁気転写用マスタと磁気ディスクとを全面にわたり隙間なく密着させることが必要である。そのためには、磁気転写用マスタ表面や磁気ディスク表面に存在する異物や突起の管理がきわめて重要である。特に、磁気転写を行う磁気ディスクにおいては、磁気転写を行う直前に、磁気ディスクの平面部全域にわたってもれなく異物検査を行うことが重要である。【０００８】  磁気��ィスクの平面部における異物検査に用いられる異物検査装置として、磁気ディスク表面にレーザースポットを走査させ、その反射光を検出することによって磁気ディスク上の異物や突起を検査する異物検査装置が知られている（例えば、日本特許公開特開２００３−４４２８号公報）。【０００９】  図１４は、従来の異物検査装置を示す。第１のステップで、検査インデックス１０１を１２０度回転させて検査対象の磁気ディスク１０２を検査位置へ搬送し、検査位置の磁気ディスク１０２を検査ステージ１０３により吸着保持する。【００１０】  第２のステップで、コンピュータ１０９内のＡＤ変換ボードにサンプリング開始を通知する。【００１１】  第３のステップで、回転駆動装置１０４により検査ステージ１０３を介して磁気ディスク１０２を回転させる。【００１２】  第４のステップで、レーザー光源１０５に所定の電圧を印加して検査ステージ１０３上の磁気ディスク１０２にレーザー光Ｌ１を照射する。その反射光，散乱光を受光カメラ１０６で受光し、受光カメラ１０６から出力される画像をコンピュータ１０９内のＡＤ変換ボードに取り込む。取り込んだ画像から画像認識処理により異物を検出する。この操作を、レーザー光照射位置をディスク半径方向に変位させて数回行う。【００１３】  第５のステップで、寸法測定器照射部１０７からレーザー光Ｌ２を照射し、磁気ディスク１０２のエッジ部の側方を通過させる。あるいはエッジ部で散乱したレーザー光Ｌ２を寸法測定器受光部１０８で受光し、エッジ部の位置に対応するその受光量に基づく電圧値をコンピュータ１０９内のＡＤ変換ボードに入力させる。【００１４】  第６のステップで、磁気ディスク１０２が３６０度回転する間の電圧値のサンプリング（すなわちエッジ部の位置測定）を終了した後、ＡＤ変換ボードに入力された電圧値のサンプリング結果を取り出し、磁気ディスク１０２の回転中心の設定値（０，０）からの偏芯量（Ｘ，Ｙ）を算出する。６番目のシーケンスで、磁気ディスク１０２の最外側あるいは最内側まで全領域にわたって異物を検出し終えた後、得られた異物検出データのそれぞれに、５番目のシーケンスで得た偏芯量（Ｘ，Ｙ）を加算する。【００１５】  次いで、偏芯量加算後の各異物の座標が検査領域の内側にあるか外側にあるかをチェックし、外側にある異物の検出データを、磁気ディスク１０２のエッジ部に相応するものとして異物検出データより除外する。このようにして、磁気ディスク１０２の外周エッジ部の位置を正確に測定しながら検査するため、外周エッジでの乱反射による誤認識を除外することができ、外周エッジまでレーザー光Ｌ１を走査させ外周エッジまで隙間なく異物検査ができる。【００１６】  しかしながら上記従来の異物検査方法および異物検査装置では、ディスクの外周エッジの位置を正確に測定するために、レーザー寸法測定機のような高価な測定機を用いなければならず、装置の価格が高くなるという不具合が生じる。さらに、ディスクのエッジは通常、面取りされており、検査すべき平面部は外周エッジから面取り寸法分だけ内側に存在する。一般的に、面取りは加工精度が低く面取り寸法の公差は大きい。したがって、ディスクの外周端の位置をいくら正確に測定し���も、検査すべき平面部の輪郭を正確に求めることは容易ではない。このため、ディスクの面取り部で乱反射された光を異物から反射された光と誤認識する可能性が高くなるという不具合を有する。
【発明の開示】
【００１７】  本発明の鏡面基板の異物検査方法は、上記の不具合を克服し、高価な測定機を用いることなく、被検査の鏡面基板の検査すべき平面部の輪郭を明瞭に検出するものである。被検査基板の平面部上にある異物あるいは突起、特に、検査すべき平面部の輪郭に非常に接近あるいは接触した異物あるいは突起を確実に検出することができる鏡面基板の異物検査方法を提供する。
【００１８】  本発明の具体的な鏡面基板の異物検査方法は、照明光が照射された被検査基板から乱反射された乱反射光の画像データを作成する。被検査基板の検査領域の輪郭が写し込まれた画像データから検査領域の輪郭を示す複数箇所の輪郭標本点の座標を検出する。複数の輪郭標本点の座標から検査領域を推定し、画像データにおいて検査領域以外をマスクしたマスク画像データを作成した後、マスク画像データを用いて、画像データの異物検出処理を行う。
【００１９】  この方法によって、レーザー寸法測定機のような高価な測定機を用いることなく、被検査基板である鏡面基板の検査領域を明確に検出することができる。併せて、検査領域となっている鏡面上に存在する異物あるいは突起を検査領域全面にわたって隙間なく確実に抽出することができる。特に、被検査基板の検査領域の輪郭に接近していたり、接触していたりする異物あるいは突起の画像を明確に切り出すことができ、比較的簡便な処理で鏡面基板上にある異物あるいは突起を検出することができる。
【００２０】  また、上記方法において、画像データが２値化処理された２値化画像であるようにしてもよい。この方法によって、照明光が照射された被検査基板に対して、迷光等によるハローが消え、また鏡面である被検査基板における検査領域の輪郭の境界や検査領域上にある異物あるいは突起を明瞭に検知することができる。
【００２１】  また、上記方法において、複数の輪郭標本点の座標と被検査基板における検査領域の輪郭線との距離の二乗和が最小となるように、輪郭線を推定するようにしてもよい。この方法によって、鏡面である被検査基板の検査領域の輪郭線を設定することができ、その輪郭線を用いて２値のマスク画像を生成して検査領域を明瞭にすることができる。
【００２２】  また、上記方法において、光を乱反射する反射部材、または、自発光する発光部材を被検査基板の近傍に設け、被検査基板の検査領域より広い範囲が写し込まれた画像データにおいて被検査基板の背景に反射部材または発光部材の像が写るようにした画像データを作成するようにしてもよい。
【００２３】  この方法によって、被検査基板のエッジに面取り面が存在しない場合、あるいは面取り面が非常に小さい場合でも、被検査基板の検査領域である鏡面の輪郭が明確に写し出され、検査面である鏡面のみの画像データを切り出して検査することができ、簡便な処理で鏡面基板上にある異物あるいは突起を検出することができる。
【００２４】  また、本発明の鏡面基板の検査方法は、被検査基板に照明光を照射し、被検査基板から乱反射された乱反射光の画像データを暗部データ値と明部データ値の２値からなる２値化画像に変換するステップを有する。また、２値化画像において設定された中心から放射状に延びる傾きの異なる複数の位置の直線上の画像データ列を抽出し、それぞれの直線上における画像データ列に対して被検査基板内周部から外周部、または外周部から内周部のいずれかの方向に向かって順次データを検査する。また、データ値が変化するデータの座標を、複数の直線上における外周輪郭標本点座標としてそれぞれ求めるステップと、複数箇所における外周輪郭標本点座標から被検査基板の検査領域の外周側輪郭を表す外周輪郭円の中心と半径を求めるステップを有する。また、２値化画像において設定された中心から放射状に延びるさらに傾きの異なる複数の位置の直線上の画像データ列を抽出し、それぞれの直線上における画像データ列に対して被検査基板の外周部から内周部、または内周部から外周部のいずれかの方向に向かって順次データを検査する。また、データ値が変化するデータの座標を、複数の直線上における内周輪郭標本点座標としてそれぞれ求めるステップを有する。また、複数箇所における内周輪郭標本点座標から被検査基板の検査領域の内周側輪郭を表す内周輪郭円の中心と半径を求めるステップを有する。また、２値化画像に対して外周輪郭円の外側と内周輪郭円の内側の画像データ値を暗部データ値に変更したマスク画像を生成するステップと、２値化画像とマスク画像から明部データ値を持つ画像データを検出するステップとを有する。
【００２５】  こうした鏡面基板の異物検査方法によれば、被検査基板である鏡面基板の検査領域を明確に検出するとともに、その検査領域となっている鏡面上に存在する異物あるいは突起を検査領域全面にわたって隙間なく確実に抽出することができる。特に、被検査基板の検査領域の輪郭に近接していたり、接触していたりする異物が存在する場合は、突起の画像を明確に切り出すことができる。これにより、レーザー寸法測定機のような高価な測定機を用いることなく、鏡面基板上にある異物あるいは突起を検出することができる。
【００２６】  また、本発明の異物検査方法によれば、被検査基板の検査領域の輪郭が写し込まれた画像データを用いて、検査領域を推定し、画像データの検査領域以外をマスクした後、異物検出処理を行うので、検査領域全面にわたって隙間なく検査が行える。さらに、検査領域の輪郭に接近していたり、接触していたりする異物の画像も検査領域の輪郭の画像と分離することができる。したがって、輪郭近傍の異物を確実に検出することができ、レーザー寸法測定機のような高価な測定機を用いることなく、磁気ディスク表面上に存在する異物あるいは突起を検査することができるという大きな効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法のフローチャートである。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法において、画像データを取得するための検査装置の概要図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法において、図２に示した検査装置における画像データの生成を説明するための断面斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法において、図２で説明した検査装置を使って取得された磁気ディスクの画像データを示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法において、図４に示した画像データに対して、エッジ強調処理を施した画像データを表示した図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法において、図５で示したエッジ強調が処理された画像データを２値化処理し、明部データ（白部）と暗部データ（黒部）の２値データに変換して表示した図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法において、図６に示された２値化画像から、検査すべき領域の外周輪郭を推定する処理を説明する図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法において、外周輪郭円を推定する処理と同様に、２値化処理によって得られた２値化画像から検査すべき領域の内周輪郭円を推定する処理を説明する図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法において、外周輪郭推定処理および内周輪郭推定処理において推定された外周輪郭円と内周輪郭円を用いて生成した２値のマスク画像を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法において、マスク処理によって得られ、図９に示すマスク画像データと、２値化処理によって得られ、図６に示す２値化された画像データとを掛け合わせた画像データを示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法において、異物検出処理で抽出された異物の座標をマップ上にマークした図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態２にかかる鏡面基板の異物検査方法に用いる検査装置の概要図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態２にかかる鏡面基板の異物検査方法に用いる検査装置によって取得される画像データを示す図である。
【図１４】図１４は、従来の異物検査装置の鏡面基板の異物検査方法に用いる検査装置の概要図である。
【符号の説明】
【００２８】９  撮像素子
１０  レンズ
１１  ＬＥＤ照明装置
１２  鏡筒
１３  鏡面
１４  面取り部
１５  異物
１６  乱反射板
１０１  検査インデックス
１０２  磁気ディスク
１０３  検査ステージ
１０４  回転駆動装置
１０５  レーザー光源
１０６  受光カメラ
１０７  寸法測定器照射部
１０８  寸法測定器受光部
１０９  コンピュータ
Ｃ１  外周輪郭円
Ｃ２  内周輪郭円
ＤＬ１〜ＤＬ８  外周標本検査方向
ＤＬ９〜ＤＬ１６  内周標本検査方向
Ｅ１  外周輪郭
Ｅ２  内周輪郭
Ｌ１，Ｌ２  レーザー光
Ｌ３  照明光
Ｌ４  正反射光
Ｌ５  乱反射光
Ｏ１  中心
ＰＡ１〜ＰＡ８  外周輪郭標本点
ＰＡ９〜ＰＡ１６  内周輪郭標本点
Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３  異物画像
Ｚ４，Ｚ５  面取り部反射画像
Ｚ６，Ｚ７  乱反射板画像
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】  以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、検査すべき被検査基板として磁気ディスクを例にとって記述する。また、以下の図面においては、同じ要素については同じ符号を付す。【００３０】  （実施の形態１）
図１から図１１は、本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法を説明するための図である。図１は、実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法のフローチャートである。図２は、ステップＳＴ１に用いる検査装置の概要図である。図３は、照明光と反射光との関係を示すための磁気ディスクの断面斜視図である。図４は、画像データを示す図である。図５は、エッジ強調処理した画像データを示す図である。図６は、２値化処理した画像データを示す図である。図７は、外周輪郭標本点の検出方法を示す平面図である。図８は、内周輪郭標本点の検出方法を示す平面図である。図９は、マスク画像データを示す図である。図１０は、マスク処理された画像データを示す図であり、図１１は、異物の座標を示すマップ図である。【００３１】  図１を用いて異物検査方法の手順を説明する。ステップＳＴ１において、被検査基板である磁気ディスク１０２の輪郭が写し込まれたグレースケールの２次元画像データが準備される。【００３２】  ステップＳＴ２において、２次元画像データが、エッジ強調処理される。すなわち、画像データのデータ値が急激に変化する部分を強調するエッジ強調処理が施される。【００３３】  さらに、ステップＳＴ３において、所定のしきい値を設定した２値化処理によって、しきい値を越える画像データ値を明部データ値（例えば、１）、しきい値以下の画像データ値を暗部データ値（例えば、０）に変換する。【００３４】  ステップＳＴ４において、外周輪郭推定処理では、２値化処理された画像データから異物を検査する領域の外周輪郭を推定処理する。【００３５】  さらに、ステップＳＴ５において、内周輪郭推定処理では、２値化処理された画像データから異物を検査する領域の内周輪郭を推定処理する。【００３６】  ステップＳＴ６において、マスク処理では、外周輪郭推定処理と内周輪郭推定処理のそれぞれにおいて推定された輪郭でマスク画像を生成し、２値化処理された画像データにマスクをかけ、異物検査領域を切り出す。【００３７】  そして、ステップＳＴ７において、異物検出処理では、マスク処理された画像データから異物に対応するデータを検出する。さらに、ステップＳＴ８において、マップ表示処理では、検出された異物の場所をマップ表示する。【００３８】  以下、それぞれのステップにおける処理の手順について説明する。【００３９】  図２は、図１に示すステップＳＴ１で画像データを取得するための検査装置の斜視図である。撮像素子９は、磁気ディスク１０２の画像データを得るための２次元の構成からなる。撮像素子９にはレンズ１０が配設されている。撮像素子９は、被検査基板である磁気ディスク１０２の検査領域より広い範囲を撮像することができる。ＬＥＤ照明装置１１は撮像素子９およびレンズ１０とともに鏡筒１２に取り付けられ、磁気ディスク１０２を照明する。ＬＥＤ照明装置１１には、ＬＥＤがリング状に多数配列されており、磁気ディスク１０２をとり囲むように照明することができる。また、レンズ１０は、検査ステージ１０３に設置された磁気ディスク１０２の像を撮像素子９に結像するように調整されている。撮像素子９によって電気信号に変換された画像信号はコンピュータ１０９に取り込まれて画像データとしてコンピュータ１０９のメモリに格納される。【００４０】  図３は、図２に示した検査装置における画像データの生成を説明するための断面斜視図である。磁気ディスク１０２は、データを記録するために非常に平滑に研磨された鏡面１３と、エッジを欠けにくくするために設けられた面取り部１４を備えている。面取り部１４は磁気ディスク１０２の外周エッジと内周エッジの両側エッジに設けられる。【００４１】  図３において、照明光Ｌ３は図２で示したＬＥＤ照明装置１１から磁気ディスク１０２に照射される光である。正反射光Ｌ４は、鏡面１３で反射される反射光である。また、乱反射光Ｌ５は、照明光Ｌ３が磁気ディスク１０２の鏡面１３上にある異物１５によって乱反射される場合あるいは面取り部１４で乱反射される場合に生じる。【００４２】  図２で示した検査装置では、正反射光Ｌ４は撮像素子９に導かれないようにしており、乱反射光Ｌ５が撮像素子９に導かれるように、撮像素子９やＬＥＤ照明装置１１の位置が調整されている。もし、磁気ディスク１０２の鏡面１３に異物が全く存在しない場合は、撮像素子９で得られる画像には磁気ディスク１０２の面取り部１４の像が写る。【００４３】  もし、磁気ディスク１０２の鏡面１３上に異物１５がある場合は、そこから出る乱反射光Ｌ５が撮像素子９に導かれて異物１５の像が撮像素子９に写る。このようにして、磁気ディスク１０２の鏡面１３上の異物１５を検出することができる。【００４４】  図４は、図２で説明した検査装置を使って取得された磁気ディスク１０２の画像データ（ステップＳＴ１）を示す図である。【００４５】  図４に示す画像データには複数の異物画像が写っているが、それらは３つに分類することができる。それぞれの分類の代表画像としての異物画像Ｚ１からＺ３を示す。また、面取り部反射画像Ｚ４は図３で示した磁気ディスク１０２の外周側の面取り部１４によって乱反射された光が撮影された面取り部の反射画像である。また、面取り部反射画像Ｚ５は同じく図３で示した磁気ディスク１０２の内周側の面取り部１４によって乱反射された光が撮影された反射画像である。【００４６】  異物画像Ｚ１で代表される画像は独立した輝点として観察されている。異物画像Ｚ２で代表される画像は外周部の面取り部反射画像Ｚ４に繋がって見える。また、異物画像Ｚ３に代表される画像は内周部の面取り部反射画像Ｚ５に繋がって見える。異物画像Ｚ２，Ｚ３で代表される異物画像が面取り部画像に繋がって見えるのは、異物が磁気ディスク１０２のエッジに非常に接近しているかあるいは接触しているためである。あるいは、異物の乱反射光と面取り部の乱反射光が重なってしまうからである（図１、ステップＳＴ１）。【００４７】  図５は、図４に示した画像データに対して、ステップＳＴ２に示すエッジ強調処理を施した画像データを表示した図である。図４で示した画像にくらべて、迷光等によるハローが消え、磁気ディスク１０２の面取り部１４（画像Ｚ４，Ｚ５）の境界や異物１５（画像Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３）が明瞭になっている。ステップＳＴ２でのエッジ強調処理の代表的な演算式を（数１），（数２）および（数３）に示す。【００４８】
【数１】
2006112466.tif 000002
【００４９】
【数２】
2006112466.tif 000003
【００５０】
【数３】
2006112466.tif 000004
【００５１】  （数１），（数２）および（数３）において、記号ｉは２次元画像データの画素のＸ方向の並び順を、記号ｊは同様にＹ方向の並び順をそれぞれ表す。また、記号Ｐは輝度値を表す。したがって輝度値Ｐ（ｉ，ｊ）は２次元画像データのＸ方向ｉ番目、Ｙ方向ｊ番目の画素の輝度値を表す。【００５２】  また、（数１），（数２）および（数３）の式は、左辺に示す画像処理後の２次元画像データの任意の１画素の輝度値Ｐ（ｉ，ｊ）を、右辺に示す演算式によって、同じ記号ｉおよび記号ｊで関連付けられた元の（画像処理前の）２次元画像データの複数画素の輝度値Ｐ（ｉ，ｊ）やＰ（ｉ＋１、ｊ）等を用いて演算して求めることを表している。【００５３】  以下各数式における演算について簡単に説明する。（数１）と（数２）の右辺の演算は、かぎ括弧の中のカンマで区切られた２つの数式の値（絶対値）、すなわち上段および下段の数式の中から大きいほうの値を採用することを表している。【００５４】  （数３）において、Ｍ（ｉ，ｊ）は並び順（ｉ，ｊ）で表される画像処理前の２次元画像データの任意の画素とその周辺の画素の平均値を示す。また、Ｓ（ｉ，ｊ）は並び順（ｉ，ｊ）で表される画像処理前の２次元画像データの任意の画素とその周辺の画素の偏差値である。【００５５】  （数３）では、画像処理前の２次元画像データの任意画素の輝度値Ｐ（ｉ，ｊ）とその周辺の輝度値の平均値Ｍ（ｉ，ｊ）との差の絶対値が偏差値Ｓ（ｉ，ｊ）より大きい場合は画像処理後の輝度値Ｐ（ｉ，ｊ）は画像処理前の輝度値Ｐ（ｉ，ｊ）と等しくする。また、画像処理前の２次元画像データの任意画素の輝度値Ｐ（ｉ，ｊ）とその周辺の輝度値の平均値Ｍ（ｉ，ｊ）との差の絶対値が偏差値Ｓ（ｉ，ｊ）と等しいか、より小さい場合は画像処理後の輝度値Ｐ（ｉ，ｊ）は画像処理前のその周辺の輝度値の平均値Ｍ（ｉ，ｊ）とすることを示している。【００５６】  これらの演算はいずれも、画像の輝度変化の低域成分をカットするハイパスフィルタとして作用する。ハロー等の比較的緩やかな輝度変動成分を除去して、異物１５や面取り部１４の急激な輝度変化を強調することができる（図１、ステップＳＴ２）。【００５７】  図６は、図５で示したエッジ強調が処理された画像データを２値化処理し、明部データ（白部）と暗部データ（黒部）の２値データに変換して表示した図である（図１、ステップＳＴ３）。【００５８】  図６において、磁気ディスク１０２の鏡面１３の外周輪郭Ｅ１と内周輪郭Ｅ２とに囲まれた領域が、検査すべき領域すなわち検査領域である。この検査領域において異物画像の検出を行う（図１、ステップＳＴ３）。【００５９】  図７は、図６に示された２値化画像から、検査すべき領域の外周輪郭を推定する処理を説明するための図である（図１、ステップＳＴ４を参照）。図７において方向線ＤＬ１で示すように、磁気ディスク１０２の外周部から内周部へ向かって外周エッジを横切るようにデータを順次検査する外周標本検査方向を定め、画像データを検査する。この画像データを検査するとき、データ値が暗部データ値から明部データ値へ変化する点が２ヶ所現れるが、２番目の点が鏡面１３と外周エッジ側の面取り部１４の境界であるから、その点を外周輪郭標本点ＰＡ１として登録する。同様にして、外周標本検査方向を方向線ＤＬ２から方向線ＤＬ８のように設定して外周輪郭標本点ＰＡ２からＰＡ８を検出し登録する。被検査基板が磁気ディスク１０２であることから、外周輪郭は円であり、登録された外周輪郭標本点ＰＡ１からＰＡ８により、その外周輪郭円Ｃ１を推定することができる。登録された外周輪郭標本点ＰＡ１からＰＡ８を基に外周輪郭円Ｃ１を推定するには、最小二乗誤差法を用いる。最小二乗誤差法とは、それぞれの外周輪郭標本点の座標を（Ｘｎ，Ｙｎ）とし、推定する円の中心を（Ｘｃ，Ｙｃ）、その半径をＲとしたとき、（数４）に示す二乗誤差Δを最小にするように、Ｘｃ、Ｙｃ、Ｒを推定する方法である（図１におけるステップＳＴ４）。【００６０】
【数４】
2006112466.tif 000005
【００６１】  このとき、被検査基板の形状に応じて、その形状における、例えば重心近傍の点を仮の中心Ｏ１として設定し、その中心Ｏ１を座標の原点としたＸ−Ｙ座標を設定し、それぞれの外周輪郭標本点をその中心Ｏ１から放射状に延びる直線上の点としてそれぞれの点の座標（Ｘｎ，Ｙｎ）（本実施の形態においては、ｎ＝１〜８）を検出する。【００６２】  実施の形態１においては、被検査基板は中心孔を有する磁気ディスク１０２であるため、その形状はリング形状であることは既知であり、外周輪郭は円形状である。したがって、外周輪郭標本点ＰＡ１から外周輪郭標本点ＰＡ８のそれぞれの座標（Ｘｎ，Ｙｎ）は、磁気ディスク１０２の仮想した中心Ｏ１点を原点として設定されたＸ−Ｙ座標上の座標として検出することができる。このように検出されたそれぞれの座標（Ｘｎ，Ｙｎ）から、（数４）によって外周輪郭円Ｃ１の中心（Ｘｃ，Ｙｃ）および半径Ｒを求めることができる。【００６３】  図８は、上述の外周輪郭円を推定する処理と同様に、ステップＳＴ３の２値化処理によって得られた２値化画像から検査すべき領域の内周輪郭円を推定する処理を説明するための図である（ステップＳＴ５）。図８において、方向線ＤＬ９で示すように磁気ディスク１０２の内周部から外周部へ向かって内周エッジを横切るようにデータを順次検査する内周標本検査方向を定め、画像データを検査する。【００６４】  データ値が暗部データから明部データ値へ変化する点が２ヶ所現れるが、２番目の点が鏡面１３と内周エッジ側の面取り部１４の境界であるから、その点を内周輪郭標本点ＰＡ９として登録する。同様にして、外周標本検査方向を方向線ＤＬ１０から方向線ＤＬ１６のように設定して外周輪郭標本点ＰＡ１０からＰＡ１６を検出し登録する。登録された内周輪郭標本点ＰＡ９からＰＡ１６の座標を基に、上述の外周輪郭円Ｃ１の推定と同様に最小二乗誤差法を用いて内周輪郭円Ｃ２を推定する（図１、ステップＳＴ５）。内周輪郭円Ｃ２の推定については、上述の外周輪郭円Ｃ１の推定と同じであるので説明を省略する。【００６５】  図９は、上述の外周輪郭推定処理および内周輪郭推定処理において推定された外周輪郭円Ｃ１と内周輪郭円Ｃ２を用いて生成した２値のマスク画像を示す図である。外周輪郭円Ｃ１の内側、かつ内周輪郭円Ｃ２の外側を明部データ値（白部）、それ以外を暗部データ値（黒部）としており、明部データ値で示される部分が検査領域となる（図１、ステップＳＴ６）。【００６６】  図１０は、マスク処理６によって得られ、図９に示すマスク画像データと、２値化処理ステップＳＴ３によって得られ、図６に示す２値化された画像データとを掛け合わせた画像データを示す図である。すなわち、マスク画像データにおける明部データと２値化画像データにおける明部データが重なった部分のみが明部データとなる。図１０における画像データでは、図６における外周輪郭Ｅ１や内周輪郭Ｅ２等、磁気ディスク１０２の鏡面１３以外の領域の画像が消去されていると同時に、磁気ディスク１０２の鏡面１３上の検査領域に存在する異物あるいは突起の部分が明部データ値（白部）とした画像部分として残る。また、異物画像Ｚ２、Ｚ３のように外周輪郭Ｅ１や内周輪郭Ｅ２に接触していた異物画像は、異物の画像部分が独立した画像となっている（図１、ステップＳＴ７）。【００６７】  異物検出処理ステップＳＴ７は、図１０に示すように処理された画像から明部データ値を持つ画像の塊（例えばＺ１〜Ｚ３）を抽出する処理である。【００６８】  図１１は、異物検出処理７で抽出された異物の座標をマップ上にマークした図である（図１、ステップＳＴ８）。すなわち、図４で示した異物画像Ｚ１，Ｚ２およびＺ３に対応する異物の座標がそれぞれ点ＣＺ１，ＣＺ２およびＣＺ３として表示されている。また、符号を付与しない他の異物画像の座標も点として表示されている。【００６９】  上述のように、実施の形態１では、磁気ディスク１０２の全体が写し込まれた２値化画像データから、検査すべき鏡面１３の領域を外周輪郭円Ｃ１と内周輪郭円Ｃ２として推定し、外周輪郭円Ｃ１の外側と内周輪郭円Ｃ２の内側をマスクすることにより、鏡面１３上の異物のみを切り出して異物検出を行う方法である。したがって、前述した従来例のように、ディスクの外周エッジの位置を正確に測定するために、レーザー寸法測定機のような高価な測定機を必要としない。また、実施の形態１の方法を用いることにより、磁気ディスク１０２の面取り部１４に非常に接近、あるいは接触している異物画像も、面取り部１４の画像から明確に切り出すことができ、簡単な処理で異物として検出することができる。【００７０】  なお、実施の形態１において、画像の周辺部から中心部へ向かう方向に画像データを順次検査し、外周輪郭標本点ＰＡ１〜ＰＡ８を検出したが、逆に画像の中心部から周辺部へ向かう方向に画像データを順次検査してもよい。このときは、暗部データから明部データ値へ変化する点のうち、１番目の点が鏡面１３と外周エッジ側の面取り部１４の境界となる。【００７１】  また同様に、画像の中心部から周辺部へ向かう方向に画像データを順次検査し、内周輪郭標本点ＰＡ９〜ＰＡ１６を検出したが、逆に画像の周辺部から中心部へ向かう方向に画像データを順次検査してもよい。このときは、上述の外周輪郭標本点ＰＡ１〜ＰＡ８の検出のときと同様に、暗部データから明部データ値へ変化する点のうち、１番目の点が鏡面１３と内周エッジ側の面取り部１４の境界となる。【００７２】  また、実施の形態１において、外周輪郭標本点も内周輪郭標本点も共に８点としたが、円の場合は標本点数は最低３点でもよく、また２０点程度でもよい。標本点数が少なすぎると形状の推定誤差が大きくなる。一方、標本点数が多すぎると、演算時間がかかる割には推定精度は向上しない。したがって、推定する形状によって適切な標本点数を選ぶことが重要である。実施の形態１で示したように、推定する形状が円の場合は６点から２０点程度が望ましい。【００７３】  また、実施の形態１では、検査対象基板を中心孔のある磁気ディスクとしたが、半導体製造に使用されるシリコン基板のように中心孔のない鏡面基板でもよい。中心孔のない鏡面基板の場合には、当然外周輪郭標本点の座標のみを検出すればよく、内周輪郭標本点は存在しない。【００７４】  また、本発明は外形が円形の基板に限らず、三角形、四角形等でもよく、輪郭線の形状が縮尺可能に定義できる幾何��状であれば、どのような形状でも適用することができる。被検査基板の形状が、例えば多角形の場合、その形状における重心近傍の点を仮想中心として設定し、その中心を座標の原点としてＸ−Ｙ座標を設定する。そして、それぞれの外周輪郭標本点をその中心（座標の原点）から放射状に延びる直線上の点として、それぞれの外周輪郭標本点の座標を検出する。【００７５】  被検査基板の形状が、三角形、四角形あるいはその他の多角形であるかを、被検査基板を観察することによって認識することができる。このため、検出された各外周輪郭標本点が外周輪郭である多角形を構成するそれぞれの辺のうち、どの辺上に存在しているのかということを認識することができる。したがって、被検査基板の外周輪郭線である一辺上にある複数個の外周輪郭標本点から、その一辺を構成する直線に対して、上述のＸ−Ｙ座標における方程式を推定することができる。この輪郭線を構成する一辺を示す直線に対する方程式の推定においては、その直線とそれぞれの外周輪郭標本点との距離の二乗の和が最小となるように、最小二乗誤差法を用いればよい。このようにして被検査基板の外周輪郭を構成する各辺に対し、それぞれ最小二乗誤差法を用いて、それぞれの辺の直線に対応する方程式を求め、それらの直線によって囲まれた領域を検査領域とすればよい。したがって、それぞれの外周輪郭標本点の座標を検出することによって、被検査基板の検査領域を推定することができる。また、図１に示すそれぞれの処理によって、検査領域における異物あるいは突起の座標をマップ上にマークすることができる。【００７６】  以上のように実施の形態１によれば、被検査基板の検査領域の輪郭が写し込まれた画像データを用いて、検査領域を推定し、画像データの検査領域以外をマスクした後、２値化処理された画像データとマスク処理されたマスク画像データとを掛け合わせることによって、異物検出処理を行う。このため、検査領域全面にわたって隙間なく検査が行えるとともに、検査領域の輪郭に接近していたり、接触している異物あるいは突起の画像も検査領域の輪郭の画像と明確に分離できるため、輪郭近傍の異物あるいは突起を確実に検出することができる。【００７７】  （実施の形態２）
図１２は、本発明の実施の形態２にかかる鏡面基板の異物検査方法を説明するための検査装置の概要図である。図１３は、この検査装置によって得られる画像データを示す図である。【００７８】  図１２において、乱反射板１６はＬＥＤ照明装置１１からの照明光を乱反射させる。実施の形態２にかかる検査装置においては、磁気ディスク１０２が乱反射板１６の上に載せられている点が、実施の形態１とは異なる。その他については、実施の形態１における検査装置と同じであるので説明を省略する。【００７９】  図１３は、図１２に示す検査装置によって取得される画像データを示す図である。乱反射板画像Ｚ６，Ｚ７は、乱反射板１６の反射光が撮像素子９に導かれることによって写し込まれる。このように、乱反射板１６を設けることにより、磁気ディスク１０２の面取り部１４が存在しない場合、あるいは、非常に小さい場合であっても、磁気ディスク１０２の鏡面１３の輪郭が明確に写し出され、検査面である鏡面１３のみの画像データを切り出して検査することができる。【００８０】  このような検査装置を用いて得られた画像データを、実施の形態１における図１に示すフローチャートの画像データとして、それぞれの処理を施すことによって、被検査基板の検査領域全面にわたって隙間なく検査することができ、検査領域における異物あるいは突起を確実に検出することができる。それぞれのステップでの処理については、実施の形態１と同じであるので説明を省略する。なお、検査領域の外周輪郭および内周輪郭を推定するそれぞれのステップでの処理において、それぞれのデータ値が暗部データから明部データ値へ変化する点はそれぞれ１ヶ所しか現れない。したがって、実施の形態２においては、外周輪郭推定処理および内周輪郭推定処理のそれぞれの処理で得られる１ヶ所の暗部データから明部データ値へ変化するそれぞれの点が鏡面１３と外周エッジ側の面取り部１４および内周エッジ側の面取り部１４の境界となる。【００８１】  なお、乱反射板１６の代わりに、ランプやＬＥＤが埋め込まれて自ら光を発光する発光板を設けても同じ効果が得られる。【００８２】  以上のように実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果が得られ、被検査基板の外周エッジおよび内周エッジに面取り部が存在しない場合、あるいは非常に小さい場合であっても、被検査基板の検査領域である鏡面の輪郭が明確に写し出され、検査面である鏡面のみの画像データを切り出して検査することができ、非常に精度の高い異物検査をすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】  本発明にかかる鏡面基板の異物検査方法は、ハードディスクドライブに用いられる磁気ディスクに付着しているゴミや突起の検査方法として有用である。特に磁気ディスクの鏡面部全域にわたって隙間なく検査ができるので、磁気ディスクにマスターディスクを接触させ、磁気転写によって信号を転写する場合の磁気転写前の磁気ディスクの異物検査に有効である。また、半導体製造に用いられるシリコンウエハやフォトマスク基板等、その表面が鏡面である基板上に付着しているゴミや欠陥の有無を検査する異物検査方法としても有用であるのでその産業上の利用可能性は高い。
【図１】
2006112466.tif 000006
【図２】
2006112466.tif 000007
【図３】
2006112466.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年5月2日(2007.5.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査基板に照射光を照射し、前記被検査基板から乱反射された乱反射光に基づき画像データを作成し、前記被検査基板の検査領域の輪郭が写し込まれた前記画像データから、前記検査領域の輪郭を示す複数箇所の輪郭標本点の座標を検出し、前記複数の輪郭標本点の座標から前記検査領域を推定し、前記画像データにおいて前記検査領域以外をマスクしたマスク画像データを作成した後、前記マスク画像データを用いて、前記画像データの異物検出処理を行うことを特徴とする鏡面基板の異物検査方法。
【請求項２】
前記被検査基板の検査領域の輪郭が写し込まれた前記画像データが２値化処理された２値化画像であることを特徴とする請求項１に記載の鏡面基板の異物検査方法。
【請求項３】
前記複数の輪郭標本点の座標と前記被検査基板における前記検査領域の輪郭線との距離の二乗和が最小となるように、前記輪郭線を推定することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の鏡面基板の異物検査方法。
【請求項４】
前記被検査基板の近傍に光を乱反射する反射部材、または自発光する発光部材を設け、
前記被検査基板の前記検査領域より広い範囲が写し込まれた前記画像データにおいて、前記被検査基板の背景に前記反射部材または前記発光部材の像が写るようにした前記画像データを作成することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の鏡面基板の異物検査方法。
【請求項５】
前記被検査基板からの乱反射光からなる画像データを暗部データ値と明部データ値の２値からなる２値化画像に変換するステップと、
前記２値化画像において設定された中心から放射状に延びる傾きの異なる複数の位置の直線上の画像データ列を抽出し、それぞれの前記直線上における前記画像データ列に対して、前記被検査基板の内周部から外周部、または外周部から内周部のいずれかの方向に向かって順次データを検査し、データ値が変化する前記データの座標を、複数の前記直線上における外周輪郭標本点座標としてそれぞれ求めるステップと、
複数箇所における前記外周輪郭標本点座標から前記被検査基板の検査領域の外周側輪郭を表す外周輪郭円の中心と半径を求めるステップと、
前記２値化画像において設定された中心から放射状に延びるさらに傾きの異なる複数の位置の直線上の画像データ列を抽出し、それぞれの前記直線上における前記画像データ列に対して、前記被検査基板の外周部から内周部、または内周部から外周部のいずれかの方向に向かって順次データを検査し、データ値が変化する前記データの座標を、複数の前記直線上における内周輪郭標本点座標としてそれぞれ求めるステップと、
複数箇所における前記内周輪郭標本点座標から前記被検査基板の前記検査領域の内周側輪郭を表す内周輪郭円の中心と半径を求めるステップと、
前記２値化画像に対して、前記外周輪郭円の外側と前記内周輪郭円の内側の画像データ値を暗部データ値に変更したマスク画像を生成するステップと、
前記２値化画像と前記マスク画像から、明部データ値を持つ画像データを検出するステップとを有することを特徴とする鏡面基板の異物検査方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体表面に光を照射し、その反射光を検出して物体表面上の突起や異物を検査する異物検査方法に関し、特にハードディスク基板や半導体用シリコンウエハ等の鏡面基板の異物検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、代表的な磁気ディスク装置であるハードディスクドライブは、小型で、かつ、大容量を実現するため高記録密度化の傾向が著しく、トラック幅は１μｍ以下となっている。ヘッドがこのような狭トラックを正確に走査するためには、ヘッドのトラッキングサーボ技術が重要な役割を果たしている。このようなトラッキングサーボ技術を用いた現在のハードディスクドライブでは、一定の角度間隔でトラッキング用のサーボ信号やアドレス情報信号、再生クロック信号等がディスクを一周する間に記録されている。ドライブ装置は、ヘッドから一定時間の間隔で再生されるこれらの信号によりヘッドの位置を検出して修正し、ヘッドが正確にトラック上を走査することを可能にしている。
【０００３】
サーボ信号やアドレス情報信号，再生クロック信号等はヘッドが正確にトラック上を走査するための基準信号となるものであるから、その書き込み（以下、フォーマティングと記す）には高い位置決め精度が必要である。現在のハードディスクドライブでは、光干渉を利用した高精度位置検出装置を組み込んだ専用のサーボ装置（以下、サーボライタとよぶ）を用いて記録ヘッドを位置決めしてフォーマティングが行われている。
【０００４】
しかしながら、上述のサーボライタによるフォーマティングには、次の不具合が存在する。第１に、ヘッドを高精度に位置決めしながら、多数のトラックにわたって信号を書き込むには多大の時間を必要とする。このため、生産性を向上させるために、多くのサーボライタを同時に稼働させなければならない。第２に、多くのサーボライタの導入、維持管理には多額のコストがかかる。これらの不具合はトラック密度が向上し、トラック数が多くなるほど深刻である。
【０００５】
そこで、フォーマティングをサーボライタではなく、予め全てのサーボ情報が書き込まれたマスタとよばれるディスクとフォーマティングすべき磁気ディスクとを重ね合わせ、外部から転写用のエネルギーを与えることにより、マスタの情報を磁気ディスクに一括転写する方式および磁気転写装置が提案されている（例えば、日本特許公開特開平１０−４０５４４号公報）。
【０００６】
この提案は、基体の表面に、情報信号に対するパターン形状で強磁性材料からなる磁性部を形成して磁気転写用マスタとしている。そして、この磁気転写用マスタの表面を、強磁性薄膜あるいは強磁性粉塗布層が形成されたシート状もしくはディスク状磁気記録媒体の表面に接触させ、所定の磁界をかける。これにより、磁気転写用マスタ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記録媒体に記録する方法である。
【０００７】
上述の磁気転写方法によるフォーマティングに用いられる磁気転写装置では、フォーマティングが瞬時に可能である。しかし、良好な磁気転写信号品質を得るためには、磁気転写用マスタと磁気ディスクとを全面にわたり隙間なく密着させることが必要である。そのためには、磁気転写用マスタ表面や磁気ディスク表面に存在する異物や突起の管理がきわめて重要である。特に、磁気転写を行う磁気ディスクにおいては、磁気転写を行う直前に、磁気ディスクの平面部全域にわたってもれなく異物検査を行うことが重要である。
【０００８】
磁気ディスクの平面部における異物検査に用いられる異物検査装置として、磁気ディスク表面にレーザースポットを走査させ、その反射光を検出することによって磁気ディスク上の異物や突起を検査する異物検査装置が知られている（例えば、日本特許公開特開２００３−４４２８号公報）。
【０００９】
図１４は、従来の異物検査装置を示す。第１のステップで、検査インデックス１０１を１２０度回転させて検査対象の磁気ディスク１０２を検査位置へ搬送し、検査位置の磁気ディスク１０２を検査ステージ１０３により吸着保持する。
【００１０】
第２のステップで、コンピュータ１０９内のＡＤ変換ボードにサンプリング開始を通知する。
【００１１】
第３のステップで、回転駆動装置１０４により検査ステージ１０３を介して磁気ディスク１０２を回転させる。
【００１２】
第４のステップで、レーザー光源１０５に所定の電圧を印加して検査ステージ１０３上の磁気ディスク１０２にレーザー光Ｌ１を照射する。その反射光，散乱光を受光カメラ１０６で受光し、受光カメラ１０６から出力される画像をコンピュータ１０９内のＡＤ変換ボードに取り込む。取り込んだ画像から画像認識処理により異物を検出する。この操作を、レーザー光照射位置をディスク半径方向に変位させて数回行う。
【００１３】
第５のステップで、寸法測定器照射部１０７からレーザー光Ｌ２を照射し、磁気ディスク１０２のエッジ部の側方を通過させる。あるいはエッジ部で散乱したレーザー光Ｌ２を寸法測定器受光部１０８で受光し、エッジ部の位置に対応するその受光量に基づく電圧値をコンピュータ１０９内のＡＤ変換ボードに入力させる。
【００１４】
第６のステップで、磁気ディスク１０２が３６０度回転する間の電圧値のサンプリング（すなわちエッジ部の位置測定）を終了した後、ＡＤ変換ボードに入力された電圧値のサンプリング結果を取り出し、磁気ディスク１０２の回転中心の設定値（０，０）からの偏芯量（Ｘ，Ｙ）を算出する。６番目のシーケンスで、磁気ディスク１０２の最外側あるいは最内側まで全領域にわたって異物を検出し終えた後、得られた異物検出データのそれぞれに、５番目のシーケンスで得た偏芯量（Ｘ，Ｙ）を加算する。
【００１５】
次いで、偏芯量加算後の各異物の座標が検査領域の内側にあるか外側にあるかをチェックし、外側にある異物の検出データを、磁気ディスク１０２のエッジ部に相応するものとして異物検出データより除外する。このようにして、磁気ディスク１０２の外周エッジ部の位置を正確に測定しながら検査するため、外周エッジでの乱反射による誤認識を除外することができ、外周エッジまでレーザー光Ｌ１を走査させ外周エッジまで隙間なく異物検査ができる。
【００１６】
しかしながら上記従来の異物検査方法および異物検査装置では、ディスクの外周エッジの位置を正確に測定するために、レーザー寸法測定機のような高価な測定機を用いなければならず、装置の価格が高くなるという不具合が生じる。さらに、ディスクのエッジは通常、面取りされており、検査すべき平面部は外周エッジから面取り寸法分だけ内側に存在する。一般的に、面取りは加工精度が低く面取り寸法の公差は大きい。したがって、ディスクの外周端の位置をいくら正確に測定しても、検査すべき平面部の輪郭を正確に求めることは容易ではない。このため、ディスクの面取り部で乱反射された光を異物から反射された光と誤認識する可能性が高くなるという不具合を有する。
【発明の開示】
【００１７】
本発明の鏡面基板の異物検査方法は、上記の不具合を克服し、高価な測定機を用いることなく、被検査の鏡面基板の検査すべき平面部の輪郭を明瞭に検出するものである。被検査基板の平面部上にある異物あるいは突起、特に、検査すべき平面部の輪郭に非常に接近あるいは接触した異物あるいは突起を確実に検出することができる鏡面基板の異物検査方法を提供する。
【００１８】
本発明の具体的な鏡面基板の異物検査方法は、照明光が照射された被検査基板から乱反射された乱反射光の画像データを作成する。被検査基板の検査領域の輪郭が写し込まれた画像データから検査領域の輪郭を示す複数箇所の輪郭標本点の座標を検出する。複数の輪郭標本点の座標から検査領域を推定し、画像データにおいて検査領域以外をマスクしたマスク画像データを作成した後、マスク画像データを用いて、画像データの異物検出処理を行う。
【００１９】
この方法によって、レーザー寸法測定機のような高価な測定機を用いることなく、被検査基板である鏡面基板の検査領域を明確に検出することができる。併せて、検査領域となっている鏡面上に存在する異物あるいは突起を検査領域全面にわたって隙間なく確実に抽出することができる。特に、被検査基板の検査領域の輪郭に接近していたり、接触していたりする異物あるいは突起の画像を明確に切り出すことができ、比較的簡便な処理で鏡面基板上にある異物あるいは突起を検出することができる。
【００２０】
また、上記方法において、画像データが２値化処理された２値化画像であるようにしてもよい。この方法によって、照明光が照射された被検査基板に対して、迷光等によるハローが消え、また鏡面である被検査基板における検査領域の輪郭の境界や検査領域上にある異物あるいは突起を明瞭に検知することができる。
【００２１】
また、上記方法において、複数の輪郭標本点の座標と被検査基板における検査領域の輪郭線との距離の二乗和が最小となるように、輪郭線を推定するようにしてもよい。この方法によって、鏡面である被検査基板の検査領域の輪郭線を設定することができ、その輪郭線を用いて２値のマスク画像を生成して検査領域を明瞭にすることができる。
【００２２】
また、上記方法において、光を乱反射する反射部材、または、自発光する発光部材を被検査基板の近傍に設け、被検査基板の検査領域より広い範囲が写し込まれた画像データにおいて被検査基板の背景に反射部材または発光部材の像が写るようにした画像データを作成するようにしてもよい。
【００２３】
この方法によって、被検査基板のエッジに面取り面が存在しない場合、あるいは面取り面が非常に小さい場合でも、被検査基板の検査領域である鏡面の輪郭が明確に写し出され、検査面である鏡面のみの画像データを切り出して検査することができ、簡便な処理で鏡面基板上にある異物あるいは突起を検出することができる。
【００２４】
また、本発明の鏡面基板の検査方法は、被検査基板に照明光を照射し、被検査基板から乱反射された乱反射光の画像データを暗部データ値と明部データ値の２値からなる２値化画像に変換するステップを有する。また、２値化画像において設定された中心から放射状に延びる傾きの異なる複数の位置の直線上の画像データ列を抽出し、それぞれの直線上における画像データ列に対して被検査基板内周部から外周部、または外周部から内周部のいずれかの方向に向かって順次データを検査する。また、データ値が変化するデータの座標を、複数の直線上における外周輪郭標本点座標としてそれぞれ求めるステップと、複数箇所における外周輪郭標本点座標から被検査基板の検査領域の外周側輪郭を表す外周輪郭円の中心と半径を求めるステップを有する。また、２値化画像において設定された中心から放射状に延びるさらに傾きの異なる複数の位置の直線上の画像データ列を抽出し、それぞれの直線上における画像データ列に対して被検査基板の外周部から内周部、または内周部から外周部のいずれかの方向に向かって順次データを検査する。また、データ値が変化するデータの座標を、複数の直線上における内周輪郭標本点座標としてそれぞれ求めるステップを有する。また、複数箇所における内周輪郭標本点座標から被検査基板の検査領域の内周側輪郭を表す内周輪郭円の中心と半径を求めるステップを有する。また、２値化画像に対して外周輪郭円の外側と内周輪郭円の内側の画像データ値を暗部データ値に変更したマスク画像を生成するステップと、２値化画像とマスク画像から明部データ値を持つ画像データを検出するステップとを有する。
【００２５】
こうした鏡面基板の異物検査方法によれば、被検査基板である鏡面基板の検査領域を明確に検出するとともに、その検査領域となっている鏡面上に存在する異物あるいは突起を検査領域全面にわたって隙間なく確実に抽出することができる。特に、被検査基板の検査領域の輪郭に近接していたり、接触していたりする異物が存在する場合は、突起の画像を明確に切り出すことができる。これにより、レーザー寸法測定機のような高価な測定機を用いることなく、鏡面基板上にある異物あるいは突起を検出することができる。
【００２６】
また、本発明の異物検査方法によれば、被検査基板の検査領域の輪郭が写し込まれた画像データを用いて、検査領域を推定し、画像データの検査領域以外をマスクした後、異物検出処理を行うので、検査領域全面にわたって隙間なく検査が行える。さらに、検査領域の輪郭に接近していたり、接触していたりする異物の画像も検査領域の輪郭の画像と分離することができる。したがって、輪郭近傍の異物を確実に検出することができ、レーザー寸法測定機のような高価な測定機を用いることなく、磁気ディスク表面上に存在する異物あるいは突起を検査することができるという大きな効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、検査すべき被検査基板として磁気ディスクを例にとって記述する。また、以下の図面においては、同じ要素については同じ符号を付す。
【００２８】
（実施の形態１）
図１から図１１は、本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法を説明するための図である。図１は、実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法のフローチャートである。図２は、ステップＳＴ１に用いる検査装置の概要図である。図３は、照明光と反射光との関係を示すための磁気ディスクの断面斜視図である。図４は、画像データを示す図である。図５は、エッジ強調処理した画像データを示す図である。図６は、２値化処理した画像データを示す図である。図７は、外周輪郭標本点の検出方法を示す平面図である。図８は、内周輪郭標本点の検出方法を示す平面図である。図９は、マスク画像データを示す図である。図１０は、マスク処理された画像データを示す図であり、図１１は、異物の座標を示すマップ図である。
【００２９】
図１を用いて異物検査方法の手順を説明する。ステップＳＴ１において、被検査基板である磁気ディスク１０２の輪郭が写し込まれたグレースケールの２次元画像データが準備される。
【００３０】
ステップＳＴ２において、２次元画像データが、エッジ強調処理される。すなわち、画像データのデータ値が急激に変化する部分を強調するエッジ強調処理が施される。
【００３１】
さらに、ステップＳＴ３において、所定のしきい値を設定した２値化処理によって、しきい値を越える画像データ値を明部データ値（例えば、１）、しきい値以下の画像データ値を暗部データ値（例えば、０）に変換する。
【００３２】
ステップＳＴ４において、外周輪郭推定処理では、２値化処理された画像データから異物を検査する領域の外周輪郭を推定処理する。
【００３３】
さらに、ステップＳＴ５において、内周輪郭推定処理では、２値化処理された画像データから異物を検査する領域の内周輪郭を推定処理する。
【００３４】
ステップＳＴ６において、マスク処理では、外周輪郭推定処理と内周輪郭推定処理のそれぞれにおいて推定された輪郭でマスク画像を生成し、２値化処理された画像データにマスクをかけ、異物検査領域を切り出す。
【００３５】
そして、ステップＳＴ７において、異物検出処理では、マスク処理された画像データから異物に対応するデータを検出する。さらに、ステップＳＴ８において、マップ表示処理では、検出された異物の場所をマップ表示する。
【００３６】
以下、それぞれのステップにおける処理の手順について説明する。
【００３７】
図２は、図１に示すステップＳＴ１で画像データを取得するための検査装置の斜視図である。撮像素子９は、磁気ディスク１０２の画像データを得るための２次元の構成からなる。撮像素子９にはレンズ１０が配設されている。撮像素子９は、被検査基板である磁気ディスク１０２の検査領域より広い範囲を撮像することができる。ＬＥＤ照明装置１１は撮像素子９およびレンズ１０とともに鏡筒１２に取り付けられ、磁気ディスク１０２を照明する。ＬＥＤ照明装置１１には、ＬＥＤがリング状に多数配列されており、磁気ディスク１０２をとり囲むように照明することができる。また、レンズ１０は、検査ステージ１０３に設置された磁気ディスク１０２の像を撮像素子９に結像するように調整されている。撮像素子９によって電気信号に変換された画像信号はコンピュータ１０９に取り込まれて画像データとしてコンピュータ１０９のメモリに格納される。
【００３８】
図３は、図２に示した検査装置における画像データの生成を説明するための断面斜視図である。磁気ディスク１０２は、データを記録するために非常に平滑に研磨された鏡面１３と、エッジを欠けにくくするために設けられた面取り部１４を備えている。面取り部１４は磁気ディスク１０２の外周エッジと内周エッジの両側エッジに設けられる。
【００３９】
図３において、照明光Ｌ３は図２で示したＬＥＤ照明装置１１から磁気ディスク１０２に照射される光である。正反射光Ｌ４は、鏡面１３で反射される反射光である。また、乱反射光Ｌ５は、照明光Ｌ３が磁気ディスク１０２の鏡面１３上にある異物１５によって乱反射される場合あるいは面取り部１４で乱反射される場合に生じる。
【００４０】
図２で示した検査装置では、正反射光Ｌ４は撮像素子９に導かれないようにしており、乱反射光Ｌ５が撮像素子９に導かれるように、撮像素子９やＬＥＤ照明装置１１の位置が調整されている。もし、磁気ディスク１０２の鏡面１３に異物が全く存在しない場合は、撮像素子９で得られる画像には磁気ディスク１０２の面取り部１４の像が写る。
【００４１】
もし、磁気ディスク１０２の鏡面１３上に異物１５がある場合は、そこから出る乱反射光Ｌ５が撮像素子９に導かれて異物１５の像が撮像素子９に写る。このようにして、磁気ディスク１０２の鏡面１３上の異物１５を検出することができる。
【００４２】
図４は、図２で説明した検査装置を使って取得された磁気ディスク１０２の画像データ（ステップＳＴ１）を示す図である。
【００４３】
図４に示す画像データには複数の異物画像が写っているが、それらは３つに分類することができる。それぞれの分類の代表画像としての異物画像Ｚ１からＺ３を示す。また、面取り部反射画像Ｚ４は図３で示した磁気ディスク１０２の外周側の面取り部１４によって乱反射された光が撮影された面取り部の反射画像である。また、面取り部反射画像Ｚ５は同じく図３で示した磁気ディスク１０２の内周側の面取り部１４によって乱反射された光が撮影された反射画像である。
【００４４】
異物画像Ｚ１で代表される画像は独立した輝点として観察されている。異物画像Ｚ２で代表される画像は外周部の面取り部反射画像Ｚ４に繋がって見える。また、異物画像Ｚ３に代表される画像は内周部の面取り部反射画像Ｚ５に繋がって見える。異物画像Ｚ２，Ｚ３で代表される異物画像が面取り部画像に繋がって見えるのは、異物が磁気ディスク１０２のエッジに非常に接近しているかあるいは接触しているためである。あるいは、異物の乱反射光と面取り部の乱反射光が重なってしまうからである（図１、ステップＳＴ１）。
【００４５】
図５は、図４に示した画像データに対して、ステップＳＴ２に示すエッジ強調処理を施した画像データを表示した図である。図４で示した画像にくらべて、迷光等によるハローが消え、磁気ディスク１０２の面取り部１４（画像Ｚ４，Ｚ５）の境界や異物１５（画像Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３）が明瞭になっている。ステップＳＴ２でのエッジ強調処理の代表的な演算式を（数１），（数２）および（数３）に示す。
【００４６】
【数１】
2006112466.tif 000020
【００４７】
【数２】
2006112466.tif 000021
【００４８】
【数３】
2006112466.tif 000022
【００４９】
（数１），（数２）および（数３）において、記号ｉは２次元画像データの画素のＸ方向の並び順を、記号ｊは同様にＹ方向の並び順をそれぞれ表す。また、記号Ｐは輝度値を表す。したがって輝度値Ｐ（ｉ，ｊ）は２次元画像データのＸ方向ｉ番目、Ｙ方向ｊ番目の画素の輝度値を表す。
【００５０】
また、（数１），（数２）および（数３）の式は、左辺に示す画像処理後の２次元画像データの任意の１画素の輝度値Ｐ（ｉ，ｊ）を、右辺に示す演算式によって、同じ記号ｉおよび記号ｊで関連付けられた元の（画像処理前の）２次元画像データの複数画素の輝度値Ｐ（ｉ，ｊ）やＰ（ｉ＋１、ｊ）等を用いて演算して求めることを表している。
【００５１】
以下各数式における演算について簡単に説明する。（数１）と（数２）の右辺の演算は、かぎ括弧の中のカンマで区切られた２つの数式の値（絶対値）、すなわち上段および下段の数式の中から大きいほうの値を採用することを表している。
【００５２】
（数３）において、Ｍ（ｉ，ｊ）は並び順（ｉ，ｊ）で表される画像処理前の２次元画像データの任意の画素とその周辺の画素の平均値を示す。また、Ｓ（ｉ，ｊ）は並び順（ｉ，ｊ）で表される画像処理前の２次元画像データの任意の画素とその周辺の画素の偏差値である。
【００５３】
（数３）では、画像処理前の２次元画像データの任意画素の輝度値Ｐ（ｉ，ｊ）とその周辺の輝度値の平均値Ｍ（ｉ，ｊ）との差の絶対値が偏差値Ｓ（ｉ，ｊ）より大きい場合は画像処理後の輝度値Ｐ（ｉ，ｊ）は画像処理前の輝度値Ｐ（ｉ，ｊ）と等しくする。また、画像処理前の２次元画像データの任意画素の輝度値Ｐ（ｉ，ｊ）とその周辺の輝度値の平均値Ｍ（ｉ，ｊ）との差の絶対値が偏差値Ｓ（ｉ，ｊ）と等しいか、より小さい場合は画像処理後の輝度値Ｐ（ｉ，ｊ）は画像処理前のその周辺の輝度値の平均値Ｍ（ｉ，ｊ）とすることを示している。
【００５４】
これらの演算はいずれも、画像の輝度変化の低域成分をカットするハイパスフィルタとして作用する。ハロー等の比較的緩やかな輝度変動成分を除去して、異物１５や面取り部１４の急激な輝度変化を強調することができる（図１、ステップＳＴ２）。
【００５５】
図６は、図５で示したエッジ強調が処理された画像データを２値化処理し、明部データ（白部）と暗部データ（黒部）の２値データに変換して表示した図である（図１、ステップＳＴ３）。
【００５６】
図６において、磁気ディスク１０２の鏡面１３の外周輪郭Ｅ１と内周輪郭Ｅ２とに囲まれた領域が、検査すべき領域すなわち検査領域である。この検査領域において異物画像の検出を行う（図１、ステップＳＴ３）。
【００５７】
図７は、図６に示された２値化画像から、検査すべき領域の外周輪郭を推定する処理を説明するための図である（図１、ステップＳＴ４を参照）。図７において方向線ＤＬ１で示すように、磁気ディスク１０２の外周部から内周部へ向かって外周エッジを横切るようにデータを順次検査する外周標本検査方向を定め、画像データを検査する。この画像データを検査するとき、データ値が暗部データ値から明部データ値へ変化する点が２ヶ所現れるが、２番目の点が鏡面１３と外周エッジ側の面取り部１４の境界であるから、その点を外周輪郭標本点ＰＡ１として登録する。同様にして、外周標本検査方向を方向線ＤＬ２から方向線ＤＬ８のように設定して外周輪郭標本点ＰＡ２からＰＡ８を検出し登録する。被検査基板が磁気ディスク１０２であることから、外周輪郭は円であり、登録された外周輪郭標本点ＰＡ１からＰＡ８により、その外周輪郭円Ｃ１を推定することができる。登録された外周輪郭標本点ＰＡ１からＰＡ８を基に外周輪郭円Ｃ１を推定するには、最小二乗誤差法を用いる。最小二乗誤差法とは、それぞれの外周輪郭標本点の座標を（Ｘｎ，Ｙｎ）とし、推定する円の中心を（Ｘｃ，Ｙｃ）、その半径をＲとしたとき、（数４）に示す二乗誤差Δを最小にするように、Ｘｃ、Ｙｃ、Ｒを推定する方法である（図１におけるステップＳＴ４）。
【００５８】
【数４】
2006112466.tif 000023
【００５９】
このとき、被検査基板の形状に応じて、その形状における、例えば重心近傍の点を仮の中心Ｏ１として設定し、その中心Ｏ１を座標の原点としたＸ−Ｙ座標を設定し、それぞれの外周輪郭標本点をその中心Ｏ１から放射状に延びる直線上の点としてそれぞれの点の座標（Ｘｎ，Ｙｎ）（本実施の形態においては、ｎ＝１〜８）を検出する。
【００６０】
実施の形態１においては、被検査基板は中心孔を有する磁気ディスク１０２であるため、その形状はリング形状であることは既知であり、外周輪郭は円形状である。したがって、外周輪郭標本点ＰＡ１から外周輪郭標本点ＰＡ８のそれぞれの座標（Ｘｎ，Ｙｎ）は、磁気ディスク１０２の仮想した中心Ｏ１点を原点として設定されたＸ−Ｙ座標上の座標として検出することができる。このように検出されたそれぞれの座標（Ｘｎ，Ｙｎ）から、（数４）によって外周輪郭円Ｃ１の中心（Ｘｃ，Ｙｃ）および半径Ｒを求めることができる。
【００６１】
図８は、上述の外周輪郭円を推定する処理と同様に、ステップＳＴ３の２値化処理によって得られた２値化画像から検査すべき領域の内周輪郭円を推定する処理を説明するための図である（ステップＳＴ５）。図８において、方向線ＤＬ９で示すように磁気ディスク１０２の内周部から外周部へ向かって内周エッジを横切るようにデータを順次検査する内周標本検査方向を定め、画像データを検査する。
【００６２】
データ値が暗部データから明部データ値へ変化する点が２ヶ所現れるが、２番目の点が鏡面１３と内周エッジ側の面取り部１４の境界であるから、その点を内周輪郭標本点ＰＡ９として登録する。同様にして、外周標本検査方向を方向線ＤＬ１０から方向線ＤＬ１６のように設定して外周輪郭標本点ＰＡ１０からＰＡ１６を検出し登録する。登録された内周輪郭標本点ＰＡ９からＰＡ１６の座標を基に、上述の外周輪郭円Ｃ１の推定と同様に最小二乗誤差法を用いて内周輪郭円Ｃ２を推定する（図１、ステップＳＴ５）。内周輪郭円Ｃ２の推定については、上述の外周輪郭円Ｃ１の推定と同じであるので説明を省略する。
【００６３】
図９は、上述の外周輪郭推定処理および内周輪郭推定処理において推定された外周輪郭円Ｃ１と内周輪郭円Ｃ２を用いて生成した２値のマスク画像を示す図である。外周輪郭円Ｃ１の内側、かつ内周輪郭円Ｃ２の外側を明部データ値（白部）、それ以外を暗部データ値（黒部）としており、明部データ値で示される部分が検査領域となる（図１、ステップＳＴ６）。
【００６４】
図１０は、マスク処理６によって得られ、図９に示すマスク画像データと、２値化処理ステップＳＴ３によって得られ、図６に示す２値化された画像データとを掛け合わせた画像データを示す図である。すなわち、マスク画像データにおける明部データと２値化画像データにおける明部データが重なった部分のみが明部データとなる。図１０における画像データでは、図６における外周輪郭Ｅ１や内周輪郭Ｅ２等、磁気ディスク１０２の鏡面１３以外の領域の画像が消去されていると同時に、磁気ディスク１０２の鏡面１３上の検査領域に存在する異物あるいは突起の部分が明部データ値（白部）とした画像部分として残る。また、異物画像Ｚ２、Ｚ３のように外周輪郭Ｅ１や内周輪郭Ｅ２に接触していた異物画像は、異物の画像部分が独立した画像となっている（図１、ステップＳＴ７）。
【００６５】
異物検出処理ステップＳＴ７は、図１０に示すように処理された画像から明部データ値を持つ画像の塊（例えばＺ１〜Ｚ３）を抽出する処理である。
【００６６】
図１１は、異物検出処理７で抽出された異物の座標をマップ上にマークした図である（図１、ステップＳＴ８）。すなわち、図４で示した異物画像Ｚ１，Ｚ２およびＺ３に対応する異物の座標がそれぞれ点ＣＺ1，ＣＺ２およびＣＺ３として表示されている。また、符号を付与しない他の異物画像の座標も点として表示されている。
【００６７】
上述のように、実施の形態１では、磁気ディスク１０２の全体が写し込まれた２値化画像データから、検査すべき鏡面１３の領域を外周輪郭円Ｃ１と内周輪郭円Ｃ２として推定し、外周輪郭円Ｃ１の外側と内周輪郭円Ｃ２の内側をマスクすることにより、鏡面１３上の異物のみを切り出して異物検出を行う方法である。したがって、前述した従来例のように、ディスクの外周エッジの位置を正確に測定するために、レーザー寸法測定機のような高価な測定機を必要としない。また、実施の形態１の方法を用いることにより、磁気ディスク１０２の面取り部１４に非常に接近、あるいは接触している異物画像も、面取り部１４の画像から明確に切り出すことができ、簡単な処理で異物として検出することができる。
【００６８】
なお、実施の形態１において、画像の周辺部から中心部へ向かう方向に画像データを順次検査し、外周輪郭標本点ＰＡ１〜ＰＡ８を検出したが、逆に画像の中心部から周辺部へ向かう方向に画像データを順次検査してもよい。このときは、暗部データから明部データ値へ変化する点のうち、１番目の点が鏡面１３と外周エッジ側の面取り部１４の境界となる。
【００６９】
また同様に、画像の中心部から周辺部へ向かう方向に画像データを順次検査し、内周輪郭標本点ＰＡ９〜ＰＡ１６を検出したが、逆に画像の周辺部から中心部へ向かう方向に画像データを順次検査してもよい。このときは、上述の外周輪郭標本点ＰＡ１〜ＰＡ８の検出のときと同様に、暗部データから明部データ値へ変化する点のうち、１番目の点が鏡面１３と内周エッジ側の面取り部１４の境界となる。
【００７０】
また、実施の形態１において、外周輪郭標本点も内周輪郭標本点も共に８点としたが、円の場合は標本点数は最低３点でもよく、また２０点程度でもよい。標本点数が少なすぎると形状の推定誤差が大きくなる。一方、標本点数が多すぎると、演算時間がかかる割には推定精度は向上しない。したがって、推定する形状によって適切な標本点数を選ぶことが重要である。実施の形態１で示したように、推定する形状が円の場合は６点から２０点程度が望ましい。
【００７１】
また、実施の形態１では、検査対象基板を中心孔のある磁気ディスクとしたが、半導体製造に使用されるシリコン基板のように中心孔のない鏡面基板でもよい。中心孔のない鏡面基板の場合には、当然外周輪郭標本点の座標のみを検出すればよく、内周輪郭標本点は存在しない。
【００７２】
また、本発明は外形が円形の基板に限らず、三角形、四角形等でもよく、輪郭線の形状が縮尺可能に定義できる幾何形状であれば、どのような形状でも適用することができる。被検査基板の形状が、例えば多角形の場合、その形状における重心近傍の点を仮想中心として設定し、その中心を座標の原点としてＸ−Ｙ座標を設定する。そして、それぞれの外周輪郭標本点をその中心（座標の原点）から放射状に延びる直線上の点として、それぞれの外周輪郭標本点の座標を検出する。
【００７３】
被検査基板の形状が、三角形、四角形あるいはその他の多角形であるかを、被検査基板を観察することによって認識することができる。このため、検出された各外周輪郭標本点が外周輪郭である多角形を構成するそれぞれの辺のうち、どの辺上に存在しているのかということを認識することができる。したがって、被検査基板の外周輪郭線である一辺上にある複数個の外周輪郭標本点から、その一辺を構成する直線に対して、上述のＸ−Ｙ座標における方程式を推定することができる。この輪郭線を構成する一辺を示す直線に対する方程式の推定においては、その直線とそれぞれの外周輪郭標本点との距離の二乗の和が最小となるように、最小二乗誤差法を用いればよい。このようにして被検査基板の外周輪郭を構成する各辺に対し、それぞれ最小二乗誤差法を用いて、それぞれの辺の直線に対応する方程式を求め、それらの直線によって囲まれた領域を検査領域とすればよい。したがって、それぞれの外周輪郭標本点の座標を検出することによって、被検査基板の検査領域を推定することができる。また、図１に示すそれぞれの処理によって、検査領域における異物あるいは突起の座標をマップ上にマークすることができる。
【００７４】
以上のように実施の形態１によれば、被検査基板の検査領域の輪郭が写し込まれた画像データを用いて、検査領域を推定し、画像データの検査領域以外をマスクした後、２値化処理された画像データとマスク処理されたマスク画像データとを掛け合わせることによって、異物検出処理を行う。このため、検査領域全面にわたって隙間なく検査が行えるとともに、検査領域の輪郭に接近していたり、接触している異物あるいは突起の画像も検査領域の輪郭の画像と明確に分離できるため、輪郭近傍の異物あるいは突起を確実に検出することができる。
【００７５】
（実施の形態２）
図１２は、本発明の実施の形態２にかかる鏡面基板の異物検査方法を説明するための検査装置の概要図である。図１３は、この検査装置によって得られる画像データを示す図である。
【００７６】
図１２において、乱反射板１６はＬＥＤ照明装置１１からの照明光を乱反射させる。実施の形態２にかかる検査装置においては、磁気ディスク１０２が乱反射板１６の上に載せられている点が、実施の形態１とは異なる。その他については、実施の形態１における検査装置と同じであるので説明を省略する。
【００７７】
図１３は、図１２に示す検査装置によって取得される画像データを示す図である。乱反射板画像Ｚ６，Ｚ７は、乱反射板１６の反射光が撮像素子９に導かれることによって写し込まれる。このように、乱反射板１６を設けることにより、磁気ディスク１０２の面取り部１４が存在しない場合、あるいは、非常に小さい場合であっても、磁気ディスク１０２の鏡面１３の輪郭が明確に写し出され、検査面である鏡面１３のみの画像データを切り出して検査することができる。
【００７８】
このような検査装置を用いて得られた画像データを、実施の形態１における図１に示すフローチャートの画像データとして、それぞれの処理を施すことによって、被検査基板の検査領域全面にわたって隙間なく検査することができ、検査領域における異物あるいは突起を確実に検出することができる。それぞれのステップでの処理については、実施の形態１と同じであるので説明を省略する。なお、検査領域の外周輪郭および内周輪郭を推定するそれぞれのステップでの処理において、それぞれのデータ値が暗部データから明部データ値へ変化する点はそれぞれ１ヶ所しか現れない。したがって、実施の形態２においては、外周輪郭推定処理および内周輪郭推定処理のそれぞれの処理で得られる１ヶ所の暗部データから明部データ値へ変化するそれぞれの点が鏡面１３と外周エッジ側の面取り部１４および内周エッジ側の面取り部１４の境界となる。
【００７９】
なお、乱反射板１６の代わりに、ランプやＬＥＤが埋め込まれて自ら光を発光する発光板を設けても同じ効果が得られる。
【００８０】
以上のように実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果が得られ、被検査基板の外周エッジおよび内周エッジに面取り部が存在しない場合、あるいは非常に小さい場合であっても、被検査基板の検査領域である鏡面の輪郭が明確に写し出され、検査面である鏡面のみの画像データを切り出して検査することができ、非常に精度の高い異物検査をすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明にかかる鏡面基板の異物検査方法は、ハードディスクドライブに用いられる磁気ディスクに付着しているゴミや突起の検査方法として有用である。特に磁気ディスクの鏡面部全域にわたって隙間なく検査ができるので、磁気ディスクにマスターディスクを接触させ、磁気転写によって信号を転写する場合の磁気転写前の磁気ディスクの異物検査に有効である。また、半導体製造に用いられるシリコンウエハやフォトマスク基板等、その表面が鏡面である基板上に付着しているゴミや欠陥の有無を検査する異物検査方法としても有用であるのでその産業上の利用可能性は高い。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法のフローチャート
【図２】本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法において、画像データを取得するための検査装置の概要図
【図３】本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法において、図２に示した検査装置における画像データの生成を説明するための断面斜視図
【図４】本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法において、図２で説明した検査装置を使って取得された磁気ディスクの画像データを示す図
【図５】本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法において、図４に示した画像データに対して、エッジ強調処理を施した画像データを表示した図
【図６】本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法において、図５で示したエッジ強調が処理された画像データを２値化処理し、明部データ（白部）と暗部データ（黒部）の２値データに変換して表示した図
【図７】本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法において、図６に示された２値化画像から、検査すべき領域の外周輪郭を推定する処理を説明する図
【図８】本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法において、外周輪郭円を推定する処理と同様に、２値化処理によって得られた２値化画像から検査すべき領域の内周輪郭円を推定する処理を説明する図
【図９】本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法において、外周輪郭推定処理および内周輪郭推定処理において推定された外周輪郭円と内周輪郭円を用いて生成した２値のマスク画像を示す図
【図１０】本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法において、マスク処理によって得られ、図９に示すマスク画像データと、２値化処理によって得られ、図６に示す２値化された画像データとを掛け合わせた画像データを示す図
【図１１】本発明の実施の形態１にかかる鏡面基板の異物検査方法において、異物検出処理で抽出された異物の座標をマップ上にマークした図
【図１２】本発明の実施の形態２にかかる鏡面基板の異物検査方法に用いる検査装置の概要図
【図１３】本発明の実施の形態２にかかる鏡面基板の異物検査方法に用いる検査装置によって取得される画像データを示す図
【図１４】従来の異物検査装置の鏡面基板の異物検査方法に用いる検査装置の概要図
【符号の説明】
【００８３】
９    撮像素子
１０    レンズ
１１    ＬＥＤ照明装置
１２    鏡筒
１３    鏡面
１４    面取り部
１５    異物
１６    乱反射板
１０１    検査インデックス
１０２    磁気ディスク
１０３    検査ステージ
１０４    回転駆動装置
１０５    レーザー光源
１０６    受光カメラ
１０７    寸法測定器照射部
１０８    寸法測定器受光部
１０９    コンピュータ
Ｃ１    外周輪郭円
Ｃ２    内周輪郭円
ＤＬ１〜ＤＬ８    外周標本検査方向
ＤＬ９〜ＤＬ１６    内周標本検査方向
Ｅ１    外周輪郭
Ｅ２    内周輪郭
Ｌ１，Ｌ２    レーザー光
Ｌ３    照明光
Ｌ４    正反射光
Ｌ５    乱反射光
Ｏ１    中心
ＰＡ１〜ＰＡ８    外周輪郭標本点
ＰＡ９〜ＰＡ１６    内周輪郭標本点
Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３    異物画像
Ｚ４，Ｚ５    面取り部反射画像
Ｚ６，Ｚ７    乱反射板画像
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006112466.tif 000024
【図２】
2006112466.tif 000025
【図３】
2006112466.tif 000026
【図４】
2006112466.tif 000027
【図５】
2006112466.tif 000028
【図６】
2006112466.tif 000029
【図７】
2006112466.tif 000030
【図８】
2006112466.tif 000031
【図９】
2006112466.tif 000032
【図１０】
2006112466.tif 000033
【図１１】
2006112466.tif 000034
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2006112466.tif 000037
【国際調査報告】
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2006112466.tif 000039
2006112466.tif 000040
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