专利名称：盘表面缺陷检查方法以及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及以光学方式检测出盘表面上的缺陷，并进行缺陷种类的判别的盘表面 缺陷检查方法以及装置，尤其涉及辨别lym左右的微小的凹凸缺陷的盘表面缺陷检查方 法以及装置。
背景技术：
在用于硬盘装置的磁记录介质中，使用了在盘基板上蒸镀了磁性体的磁盘。通过 磁头在该磁盘中进行磁信息的记录或者再生。近年来，伴随着硬盘装置中的记录密度的提 高，磁头和磁盘之间的间距(spacing)(浮起量)从数十nm到数nm，变得非常窄。因此，当在盘基板上存在比浮起量大的凸状缺陷时，磁盘和磁头相接触，成为硬盘 装置发生故障的原因。为了提高磁盘的合格率，非常重要的是在蒸镀磁性体之前的状态下 检查有无上述缺陷，不把不良品流到后续工序中。此外，虽然是较大的凸状缺陷以外的缺 陷，但凹状缺陷也成为问题。在专利文献1中公开了如下的表面缺陷检查方法以及装置通过同时检测来自盘 基板的散射光和正反射光，检测出基板表面的异物、伤痕、凸出缺陷、凹坑缺陷，并且通过检 测出正反射光，能够减少基板全体的弯曲度或局部的弯曲度的影响，可靠地检测出缺陷的 信号水平。在专利文献2中公开了以下内容在与从投光系统照射的激光相同的光轴上，以 与预定的散射光的指向性一致的仰角配置只能在预定的狭窄范围内对散射光进行聚光的 立体角小的聚光单元，由此，较小地形成立体角的聚光单元能够只对狭窄范围内的具有尖 锐的指向性的散射光进行受光，能够重点检测出圆形刮痕(circle scratch)缺陷。专利文献1特开2008-268189号公报专利文献2特开2001-066263号公报

发明内容
在上述现有的方法中，基于正反射光的重心偏移来进行凹陷缺陷和异物的辨别， 但其尺寸是5i!m左右，很难判别lym左右的微小缺陷的凹凸。这是由于在受光单元接受 了来自lPm左右的微小缺陷的反射光时，因为现有的检测系统中受光器的灵敏度高，所以 缺陷的峰值超出量程(over range)。如前所述，伴随着硬盘装置中的记录密度的提高，磁头 和磁盘之间的间距(浮起量)从数十nm到数nm变得非常窄，判别并检测出盘基板(简称 为盘)表面的lPm左右的微小缺陷的凹凸，成为重要的解决课题。本发明的目的是，能够辨别在现有的方法中很难辨别的盘表面上的1 y m左右的 微小凹凸缺陷。为了实现上述目的，在本发明的盘表面缺陷检查方法中，包括以下步骤从斜方向对旋转的盘表面照射激光的步骤；检测来自微小的凹凸缺陷的低角度散射光的强度和高角度散射光的强度的步骤；在所述低角度散射光的强度和高角度散射光的强度的比率一定的情况下，判断为 微小的凸状缺陷的步骤；以及在所述低角度散射光的强度和高角度散射光的强度的比率变化的情况下，判断为 微小的凹状缺陷的步骤。所述微小的凹状缺陷的深度为约lym左右，所述微小的凸状缺陷的高度为约 1 u m左右。所述低角度散射光的强度和高角度散射光的强度的比率变化的情况，是所述高角 度散射光的强度相对于所述低角度散射光的强度降低的状态。为了实现上述目的，在本发明的盘表面缺陷检查装置中，包括激光光源，其从斜方向对旋转的盘表面照射激光；第1低角度散射光受光器，其接受来自所述盘表面的散射光；第2低角度散射光受光器，其接受来自所述盘表面的散射光，与所述第1低角度散 射光受光器相比灵敏度低；第1高角度散射光受光器，其接受来自所述盘表面的散射光；第2高角度散射光受光器，其接受来自所述盘表面的散射光，与所述第1高角度散 射光受光器相比灵敏度低；以及控制器，其求出所述第2低角度散射光受光器的输出和所述第2高角度散射光受 光器的输出的比率，在所述第2低角度散射光受光器的输出和所述第2高角度散射光受光 器的输出的比率一定的情况下，判断为微小的凸状缺陷，在所述第2低角度散射光受光器 的输出和所述第2高角度散射光受光器的输出的比率变化的情况下，判断为微小的凹状缺 陷。所述微小的凹状缺陷的深度为约lym左右，所述微小的凸状缺陷的高度为约 1 u m左右。所述第2低角度散射光受光器的输出和所述第2高角度散射光受光器的输出的比 率变化的情况，是所述第2高角度散射光受光器的输出强度相对于所述第2低角度散射光 受光器的输出强度降低的状态。所述第2低角度散射光受光器，对来自所述盘表面的约lym左右的凹凸缺陷的散 射光具有灵敏度特性；所述第2高角度散射光受光器，对来自所述盘表面的约1 P m左右的 凹凸缺陷的散射光具有灵敏度特性。根据本发明，能够辨别并检测出盘表面上的1 y m左右的微小的凹凸缺陷。


图1是表示本发明的盘表面缺陷检查装置的一个实施例的概念图。图2是表示本发明的盘表面缺陷检查方法中的微小凹凸缺陷的辨别方法的图。图3是表示从斜方进行照射时的、来自异物的散射光的发生状态的图。图4是表示从斜方进行照射时的、来自凹陷缺陷的散射光的发生状态的图。图5是表示亮系统和暗系统中的异物和模型化的凹陷的散射光强度的模拟结果 的图。
具体实施例方式首先，说明使用了散射光光学系统的凹凸的散射光强度特性。产生的散射光的图 形，根据对象缺陷的形状而不同。图3和图4是表示从斜方向进行照明时的、来自异物和凹陷缺陷的散射光的发生 状态的图。图3是表示来自存在于盘基板(盘)1的表面上的异物等凸状的缺陷10的散射 光的发生状态的图，其图(a)表示从左侧进行斜方照明的情形，其图(b)表示从相对于其图 (a)所示的照明方向垂直的方向观看时的状态。当照明光20从相对于盘基板1倾斜的方向 进行照明时，从异物10产生如散射光22a、22b的分布。这样，常见的是从异物10那样的突 起物，如图3(b)所示那样左右对称地进行散射的分布。但是，例外地也有基于照明条件、异 物的大小而并不左右对称的情形。图4是表示来自在盘基板1的表面上存在的凹陷缺陷等伤痕缺陷12的散射光的 发生状态的图，其图(a)表示从左侧斜方照射的情形，其图(b)表示从相对于其图(a)所示 的照明方向垂直的方向观看时的状态。当从相对于盘基板1倾斜的方向照射照明光30时， 从缺陷12产生如散射光32a、32b那样的分布。在伤痕12的垂直方向上产生的反射、散射 光32a较多，但如其图(b)所示，在伤痕方向上产生的反射、散射光32a减少。图5表示低角度散射光受光系统(亮(light)系统)和高角度散射系统(暗 (dark)系统)中的异物和模型化的凹陷的散射光强度的模拟结果。可以知道，相对于在异 物的情况下亮系统和暗系统始终表示出相同的比率关系a，在凹陷缺陷的情况下，当达到 某个尺寸以上时，亮系统和暗系统的比率随着缺陷尺寸而逐渐变大。本发明通过利用基于 该缺陷形状的散射光强度的特性，实现凹凸的辨别。在现有的检测系统中，由于受光器的灵 敏度较高而导致缺陷的峰值超出量程，所以无法得到特性，无法进行辨别。因此，在本发明 中追加了将灵敏度降低到能够得到该特性的灵敏度水平为止的亮系统和暗系统的受光器。图1中表示本发明的一个实施方式的盘表面缺陷检查装置的概念图。如图1所示， 对于现有装置的亮系统(检测用)和暗系统(检测用)，通过反射镜来使散射光进行分支， 追加了新的低灵敏度的受光系统，由此进行微小凹凸缺陷的辨别，其结构如下。由以下部分 构成从斜方向对旋转的盘基板1的表面照射激光的激光源(投光器)2 ；经由透镜3a、3b、 反射镜4a，接受来自盘基板1的表面的激光的散射光的亮系统(检测用)受光器(第1低 角度散射光受光器)5a ；经由透镜3a、3b、和反射镜4a，接受来自盘基板1的表面的激光的 散射光的、与所述第1低角度散射光受光器5a相比灵敏度更低的亮系统(辨别用)受光器 (第2低角度散射光受光器)5b ；经由透镜3c、3d、反射镜4b接受来自盘基板1的表面的激 光的散射光的暗系统(检测用)受光器(第1高角度散射光受光器)6a;经由透镜3c、3d、 反射镜4b、4c接受来自盘基板1的表面的激光的散射光的、与所述第1高角度散射光受光 器6a相比灵敏度更低的暗系统(辨别用)受光器(第2高角度散射光受光器)6b。此处， 第2低角度散射光受光器5b和第2高角度散射光受光器6b，使灵敏度降低到能够得到所述 图5中所示的散射光特性的水平。控制器100包含CPUKentralProcossing Unit)等运算 装置或存储器，当接收到来自上述的第2低角度散射光受光器5b和第2高角度散射光受光 器6b的输出信号时，进行用于辨别微小凹凸缺陷的处理。关于该处理的具体的内容，在后 面进行叙述。上述的第1低角度散射光受光器、第2低角度散射光受光器以及第1高角度散射光受光器、第2高角度散射光受光器中的角度，是以盘表面的垂直方向的反射轴为基 准的情况下的角度，在图1中以e 1、e 1来表示。具体地说，配置第1低角度散射光受光器 和第2低角度散射光受光器的角度(e 1)、与配置第1高角度散射光受光器和第2高角度散 射光受光器的角度(9 2)的关系是e 1 < 0 2。根据图1所示的结构，盘基板1上的比lym大的尺寸的凹凸缺陷，能够通过从激 光光源2对旋转的盘基板1的表面照射激光，并且通过第1低角度散射光受光器5a以及第 1高角度散射光受光器6a接受其散射光，并根据其输出进行辨别来检测。并且，1 P m左右 的微小凹凸缺陷，能够通过进行图2所示的处理进行辨别来检测。在图2中，从激光光源2 对旋转的盘基板1的表面照射激光，并且通过第2低角度散射光受光器5b以及第2高角度 散射光受光器6b来接受其散射光，作为第2低角度散射光受光器5b的输出而得到亮信号， 作为第2高角度散射光受光器6b的输出而得到暗信号(步骤200)。然后，将亮信号和暗信 号的比率设定为某个a这样的阈值，并判断亮信号和暗信号的比率是否为a，是否变化了 (是否比a大)(步骤202)。在亮信号和暗信号的比率比a大的情况下，辨别为凹陷缺陷 (步骤204)。此外，在亮信号和暗信号的比率为a的情况下，辨别为异物(步骤206)。由 上述控制器100进行上述的阈值的设定、或者判断亮信号和暗信号的比率是否一定(a )， 或变化等步骤S200 S206的处理。然后，当步骤S204或步骤206的处理结束时，控制器 100将其结果输出到外部(例如未图示的监视器等显示装置)。如以上说明那样，根据本发明的实施例，能够辨别并检测出盘表面上的lym左右 的微小凹凸缺陷。此外，由于其结构为在现有的盘表面缺陷检查装置的受光系统中只增加 了用于辨别lym左右的微小凹凸缺陷的受光系统，所以能够将成本的上升抑制到最小限 度，不需降低现有的检查功能地辨别并检测出微小缺陷。本发明能够辨别并检测出盘表面上的1 P m左右的微小的凹凸缺陷，因此应用到 盘表面缺陷装置而有用。
权利要求
一种盘表面缺陷检查方法，其特征在于，包括以下步骤从斜方向对旋转的盘表面照射激光的步骤；检测来自微小的凹凸缺陷的低角度散射光的强度和高角度散射光的强度的步骤；在所述低角度散射光的强度和高角度散射光的强度的比率一定的情况下，判断为微小的凸状缺陷的步骤；以及在所述低角度散射光的强度和高角度散射光的强度的比率变化的情况下，判断为微小的凹状缺陷的步骤。
2.根据权利要求1所述的盘表面缺陷检查方法，其特征在于，所述微小的凹状缺陷的深度为约1 μ m左右，所述微小的凸状缺陷的高度为约1 μ m左右。
3.根据权利要求1所述的盘表面缺陷检查方法，其特征在于，所述低角度散射光的强度和高角度散射光的强度的比率变化的情况，是所述高角度散 射光的强度相对于所述低角度散射光的强度降低的状态。
4.根据权利要求1所述的盘表面缺陷检查方法，其特征在于， 所述盘是磁盘，是形成磁性层之前的盘。
5.根据权利要求1所述的盘表面缺陷检查方法，其特征在于，所述低角度散射光是以相对于所述盘表面垂直的反射轴为基准，以比所述高角度散射 光小的角度来散射的光。
6.一种盘表面缺陷检查装置，其特征在于，包括 激光光源，其从斜方向对旋转的盘表面照射激光；第1低角度散射光受光器，其接受来自所述盘表面的散射光； 第2低角度散射光受光器，其接受来自所述盘表面的散射光，与所述第1低角度散射光 受光器相比灵敏度低；第1高角度散射光受光器，其接受来自所述盘表面的散射光； 第2高角度散射光受光器，其接受来自所述盘表面的散射光，与所述第1高角度散射光 受光器相比灵敏度低；以及控制器，其求出所述第2低角度散射光受光器的输出和所述第2高角度散射光受光器 的输出的比率，在所述第2低角度散射光受光器的输出和所述第2高角度散射光受光器的 输出的比率一定的情况下，判断为微小的凸状缺陷，在所述第2低角度散射光受光器的输 出和所述第2高角度散射光受光器的输出的比率变化的情况下，判断为微小的凹状缺陷。
7.根据权利要求6所述的盘表面缺陷检查装置，其特征在于，所述微小的凹状缺陷的深度为约1 μ m左右，所述微小的凸状缺陷的高度为约1 μ m左右。
8.根据权利要求6所述的盘表面缺陷检查装置，其特征在于，所述第2低角度散射光受光器的输出和所述第2高角度散射光受光器的输出的比率变 化的情况，是所述第2高角度散射光受光器的输出强度相对于所述第2低角度散射光受光 器的输出强度降低的状态。
9.根据权利要求6所述的盘表面缺陷检查装置，其特征在于，所述第2低角度散射光受光器，对来自所述盘表面的约1 μ m左右的凹凸缺陷的散射光 具有灵敏度特性；所述第2高角度散射光受光器，对来自所述盘表面的约Iym左右的凹凸 缺陷的散射光具有灵敏度特性。
10.根据权利要求6所述的盘表面缺陷检查装置，其特征在于，以相对于所述盘表面垂直的反射轴为基准，在成为比所述高角度散射光受光器小的角 度的位置配置所述低角度散射光受光器。
11.一种盘表面缺陷检查装置，其特征在于，包括激光光源，其从斜方向对旋转的盘表面照射激光；第1光学系统，其对通过所述激光生成的、来自所述盘表面的高角度散射光进行透射 以及反射；第1高角度散射光受光器，其接受所述散射光经过所述第1光学系统后的透射光；第2高角度散射光受光器，其接受所述散射光经过所述第1光学系统后的反射光，与所 述第1高角度散射光受光器相比灵敏度低；第2光学系统，其对通过所述激光生成的、来自所述盘表面的低角度散射光进行透射 以及反射；第1低角度散射光受光器，其接受所述散射光经过所述第2光学系统后的透射光；第2低角度散射光受光器，其接受所述散射光经过所述第2光学系统后的反射光，与所 述第1低角度散射光受光器相比灵敏度低；以及控制器，其求出所述第2低角度散射光受光器的输出和所述第2高角度散射光受光器 的输出的比率，在所述第2低角度散射光受光器的输出和所述第2高角度散射光受光器的 输出的比率一定的情况下，判断为微小的凸状缺陷，在所述第2低角度散射光受光器的输 出和所述第2高角度散射光受光器的输出的比率变化的情况下，判断为微小的凹状缺陷。
12.根据权利要求11所述的盘表面缺陷检查装置，其特征在于，所述第2低角度散射光受光器的输出和所述第2高角度散射光受光器的输出的比率变 化的情况，是所述第2高角度散射光受光器的输出强度相对于所述第2低角度散射光受光 器的输出强度降低的状态。
13.根据权利要求11所述的盘表面缺陷检查装置，其特征在于，所述第2低角度散射光受光器，对来自所述盘表面的约1 μ m左右的凹凸缺陷的散射光 具有灵敏度特性；所述第2高角度散射光受光器，对来自所述盘表面的约Iym左右的凹凸 缺陷的散射光具有灵敏度特性。
14.根据权利要求11所述的盘表面缺陷检查装置，其特征在于，以相对于所述盘表面垂直的反射轴为基准，在成为比所述高角度散射光受光器小的角 度的位置配置所述低角度散射光受光器。
全文摘要
本发明提供一种盘表面缺陷检查方法以及装置。该盘表面缺陷检查方法包括以下步骤从斜方向对旋转的盘基板表面照射激光的步骤；检测来自微小的凹凸缺陷的低角度散射光的强度和高角度散射光的强度的步骤；在所述低角度散射光的强度和高角度散射光的强度的比率一定的情况下，判断为微小的凸状缺陷的步骤；以及在所述低角度散射光的强度和高角度散射光的强度的比率变化(变大)的情况下，判断为微小的凹状缺陷的步骤。
文档编号G01N21/88GK101852742SQ201010145148
公开日2010年10月6日 申请日期2010年3月22日 优先权日2009年3月31日
发明者加藤启仁, 比纳杜尔拉希德·法利斯, 石黑隆之, 芹川滋, 谷中优 申请人:株式会社日立高新技术