ハードディスクメディアの検査装置及び検査方法
【課題】本発明は、分光反射強度に含まれる迷光成分を低減し、パターンドディスク表面のパターン形状を精度よくまたはパターン欠陥を確実に検出できるハードディスクメディアの検査装置または検査方法を提供することである。
【解決手段】本発明は、パターンが形成されたハードディスクメディアの表面に複数の波長を含む光を照射し、波長毎に検出される反射光の強度を前記ハードディスクメディアからの反射光を検出する検出器に発生する迷光成分の強度で補正し、前記補正された反射光の強度から分光反射率を算出することを第1の特徴とする。前記補正は、前記ハードディスクメディアからの反射光の強度を前記反射光の短波長領域をカットした状態とカットしない状態で波長毎に検出し、両者の前記反射光の強度との差に基づいて行なうことを第2の特徴とする
【解決手段】本発明は、パターンが形成されたハードディスクメディアの表面に複数の波長を含む光を照射し、波長毎に検出される反射光の強度を前記ハードディスクメディアからの反射光を検出する検出器に発生する迷光成分の強度で補正し、前記補正された反射光の強度から分光反射率を算出することを第1の特徴とする。前記補正は、前記ハードディスクメディアからの反射光の強度を前記反射光の短波長領域をカットした状態とカットしない状態で波長毎に検出し、両者の前記反射光の強度との差に基づいて行なうことを第2の特徴とする
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ハードディスクメディアの検査装置及び検査方法に関する関わり、特に検出器の迷光の影響を低減し、ハードディスクメディアのパターンを精度よくあるいは確実に検査する検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ハードディスクドライブはサーバやコンピュータ向けの利用が増大するだけでなく、家庭用ハードディスクレコーダやカーナビゲーション,ポータブルAV再生機器等様々な用途への利用が拡大しており、またその容量も種々の用途のデジタル化に伴い増大する傾向にある。
【0003】
容量を増大することは、すなわちメディアディスクの記録密度を増大させることである。メディアディスクの記録密度を増大させる技術の一つとして、将来導入が期待されているのがパターンドメディアである。パターンドメディアには、図2に示すディスクリートトラックメディアとビットパターンドメディアの2つがある。ディスクリートトラックメディアとは同図左に示すようにメディアディスク10上に同心円状のトラックパターン14を形成する方式で、ビットパターンドメディアとは同図右に示すように無数のビットパターン16を形成する方式である。
パターンの形成には、ナノインプリント技術を用いる方法が有力視されている。ナノインプリント技術とは、図3に示すように、光を透過するモールド(型)20を、磁性膜を形成したディスク基板12の表面に塗布したレジスト22に押し当て、この状態でレジスト22を露光し、モールド20を取り除いた後にエッチングでビットパターンを形成するという方法である。このとき、モールド20自体に欠陥がある場合や、異物が付着している場合には、転写されるパターンにも欠陥が生じることになる。そのため、ナノインプリント技術の導入により、ビットパターンが適切に形成されているかを検査する必要が新たに生じることとなる。
【0004】
現在、パターンドディスク表面のパターン欠陥を検出する方法として、特許文献1に記載されている方法がある(図4)。この方法は、磁性体のパターンが形成されたハードディスクメディア表面に複数の波長を含む光を照射し、ハードディスクメディアからの反射光の強度を波長毎に検出する(S112)。次に、検出した反射光の強度から分光反射率を算出し(S114)、算出した分光反射率に基づいてハードディスクメディア上に形成されたパターンの形状を検出し(S110)、検査するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2009−150832 号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1の提案するパターンドディスク表面のパターン欠陥を検出する方法は、被検査対象物からの反射光(以下0次光と記載)の分光反射強度を正確に測定できない課題がある。
【0007】
その原因として、0次光が受光器に入射することで、分光器内部に0次光の分光反射強度に依存した迷光が生じてしまい、その迷光によって、分光器から出力される信号には、被検査対象からの0次光成分の他に、分光器内部で生じる迷光成分も含まれてしまうことが解った。
よって、特許文献1で提案されている方法は、測定した分光反射強度に迷光成分が含まれ、その影響によってパターンの形状判定に誤差を多く含んでしまう。
【0008】
本発明の目的は、分光反射強度に含まれる迷光成分を低減し、パターンドディスク表面のパターン形状を精度よくまたはパターン欠陥を確実に検出できるハードディスクメディアの検査装置または検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、上記目的を達成するために、パターンが形成されたハードディスクメディアの表面に複数の波長を含む光を照射し、波長毎に検出される反射光の強度を前記ハードディスクメディアからの反射光を検出する検出器に発生する迷光成分の強度で補正し、前記補正された反射光の強度から補正分光反射率を算出することを第1の特徴とする。
【0010】
また、前記補正は、前記ハードディスクメディアからの反射光の強度を前記反射光の短波長領域をカットした状態とカットしない状態で波長毎に検出し、両者の前記反射光の強度との差に基づいて行なうことを第2の特徴とする
また、上記目的を達成するために、第2の特徴に加え、前記反射光の強度の差は、前記カットして検出した前記反射光の強度と前記カットしないで検出した前記反射光の強度のそれぞれの平均値、最大値、最小値、もしくは特定値のいずれかの差であることを第3の特徴とする。
さらに、上記目的を達成するために、第2の特徴に加え、前記短波長カット領域とは200nmから300nmであることを第4の特徴とする。
【0011】
また、上記目的を達成するために、第2の特徴に加え、前記補正分光反射率に基づいて前記ハードディスクメディア表面に形成されたパターン形状またはパターン形状の良否の少なくとも一方を検出することを第5の特徴とする。
【0012】
さらに、上記目的を達成するために、第5の特徴に加え、前記パターンの形状を検出は、前記補正分光反射率と、特徴1に記載した方法に基づいて予め検出しておいた良品の分光反射率とを比較して行なうことを第6の特徴とする。
【0013】
また、上記目的を達成するために、第5の特徴に加え、パターン形状の良否を検出は、前記補正分光反射率と、特徴1に記載の方法に基づいて予め検出しておいた良品の分光反射率とを比較して行なうことを第7の特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、分光反射強度に含まれる迷光成分を低減し、パターンドディスク表面のパターン波形を精度よくまたはパターン欠陥を確実に検出できるハードディスクメディアの検査装置または検査方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施形態の分光波形強度の補正処理を含む反射率算出処理及びパターン欠陥・形状検出処理を示す図である。
【図2】パターンドメディアの一例を示す概略図である。
【図3】ナノインプリントプロセスを示す工程図である。
【図4】特許文献1の実施例によるパターンの形状検出、欠陥検出におけるデータ処理を示す図である。
【図5】本発明の実施形態におけるハードディスク検査装置の構成例を示す図である。
【図6】図5に示すステージ部の一例を示す概要図である。
【図7】本発明の実施形態における分光反射強度(分光分布)補正法を実現する分光検出光学系の具体例を示す図である。
【図8】図5に示すデータ処理部のうち分光反射強度(分光分布)補正法に必要なデータ処理部を示す図である。
【図9】本発明の実施形態による分光反射強度測定結果を示す図である。
【図10】本発明の実施形態による分光反射率測定結果を示す図である。
【図11】本発明の実施例による形状検出結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。まず、後述する図1に示す本発明の一実施形態である分光反射強度検出法および補正法を実現できるハードディスク検査装置を説明する。図5は本実施形態におけるハードディスク検査装置の構成例を示す図である。本実施形態による検査装置は、検査対象であるハードディスクメディア10に検出光を照射しハードディスクメディアからの反射光を分光検出する分光検出光学系1201と、検査対象であるハードディスクメディア10を保持しメディア上の任意の位置で分光検出できるように光学系との位置を相対的に移動できるステージ部1202、分光検出光学系やステージ部の動作を制御する制御部1203及び分光検出データに基づいて対象表面に形成されたパターンの形状または形状異常を検出するデータ処理部1204で構成される。データ処理部1204には表示部1205が備えられている。
【0017】
図6は図5に示すステージ部1202の一例を示す概要図で、同図に示すとおりステージ部はディスク面と平行に移動するXステージ1301と、ディスク面に垂直な方向に移動するZステージ1302およびディスクを回転させるθステージ1303によって構成される。
【0018】
Zステージ1302は、光学系のフォーカス位置に検査対象ディスク10を移動させるためのものであり、Xステージ1301とθステージ1303とは検査対象ディスク表面の任意の位置に分光検出光学系1201を移動させるためのものである。検査対象ディスク表面の任意の位置に分光検出光学系1201を移動させる方法としては、XYステージを用いる方法も考えられるが、検査対象がディスクであり検査対象となるパターンも同心円状または同心円上に形成されていることからXθステージの方が適している。また、例えばディスク表面全面を高速に検査することを目的とした場合には、XYステージよりもXθステージの方が単純な動作となるためにより適している。
【0019】
次に、上述した分光検出光学系について説明する。図7は本実施形態における分光反射強度(分光分布)補正法を実現する分光検出光学系1201の具体例を示す図である。
分光検出光学系は、遠紫外(DUV)光を含む広帯域の光源1401と、前記照明光を集光する集光レンズ1402と、前記照明光を被検査対象10に導くハーフミラー1402と、偏光方向を制限する偏光子1404と、前記照明光を被検査対象の表面に集光させると共に被検査対象からの反射光(0次反射光)を受光器の受光面に結像させる対物レンズ1405と、被検査対象からの反射光の短波長領域(約200-300nm)をカットする短波長カットフィルタ1406と、被検査対象の検出視野を決める視野絞り1407と、反射光を分光し、分光波形を検出する分光器1408とを具備する光学系と、前記短波長カットフィルタの挿入を駆動する挿入駆動部1412と、分光器1408で検出された分光波形が入力されA/D変換するA/D変換器1413とを有する。
なお、上記した分光検出光学系以では検出光を垂直に照射し、その正反射光を検出する方式を示したが、例えば、斜めから光を照射しその正反射光を検出する方式でも同様の効果を得ることができる。対象の形状や構造・材料によるが、斜め入射するほうがパターン形状・欠陥検出精度が向上する。
【0020】
図8は、図5に示すデータ処理部1204のうち分光反射強度(分光分布)補正法に必要なデータ処理部を示し、前記データ処理部は分光器1408で検出されA/D変換器1413でデジタル化された分光反射波形を得る分光波形処理部1409と、前記分光波形処理部で得られた分光波形を補正する分光波形補正部1410と前記分光波形補正部で得られた分光波形をもとにパターン形状を検査する形状検査処理部1411とを有する。
【0021】
次に、本発明に係る分光反射強度検出法および補正法について図1、図5乃至図11を用いて説明する。図1は本発明の分光波形強度の補正処理を含む反射率算出処理S100及びパターン欠陥・形状検出処理S200を示す図である。また実際の測定例として、あるパターン形状を有する被検査対象サンプルの測定をあげる。被検査対象サンプルの形状は図8(a)とする。このときの高さはA1、ピッチはB1、幅はC1とする。
【0022】
まず検査は、あるパターン形状を有する被検査対象サンプルを図5、図6に示すステージ部1202を駆動して測定ポイントに移動する。そこで短波長カットフィルタ1406を0次光の光路中に挿入した状態で、サンプルの分光反射強度IS1を測定する(S101)。次に、前記測定でのサンプルの位置等の状態を変えずに、短波長カットフィルタを0次光の光路から外した状態で再度分光反射強度IS2測定を行なう(S102)。
【0023】
同様の手順でリファレンスの分光反射強度IR1、IR2、バックグランドノイズIB1、IB2の各測定を行ない、そのデータを分光波形処理部に格納する(S103,S104)。このリファレンス及びバックグランドノイズのデータ測定および更新は、サンプル測定毎および或る一定の間隔で行なうこととする。仮に或る一定の間隔でリファレンス、バックグランドノイズ測定を行なう場合、リファレンス及びバックグランドノイズの値データはその測定間は共通として使用する。
【0024】
次に、測定した分光反射強度結果の例を図9に示す。ここでは、短波長カットフィルタ1406を光路中に挿入した状態の測定(S101)結果である図9(a)に示す短波長領域に着目する。本来、短波長カットフィルタを挿入しているため、波長カット領域の光量は零となるのが理想である。しかし、図9(a)のように、波長カット領域において、サンプル、リファレンス及び分バックグランドノイズのそれぞれの光反射強度IS2,IR2,IB2を検出している。これが分光器内部で発生する分光反射強度の積分値に依存する迷光成分である。この迷光は、被検査対象物の分光反射強度の積分値に対して、比例関係にあると考えられる。
【0025】
上記理由より、短波長カットフィルタ非挿入時の分光反射強度測定(S102)においても、同様の分光器内部の迷光が含まれている。よって、それらを除去補正処理する必要がある。そのため、サンプル、リファレンス、バックグランドノイズの短波長カットフィルタ挿入時の測定(S100)データのカット領域の平均値、最大、最小値もしく特定値を受光器内部で生じる迷光量と同定(IS2,IR2,IB2)し、その迷光量データを図8に示す分光波形処理部1409に格納する。なお、以上説明したS101乃至S104は分光波形処理部1409で処理される。
【0026】
次に、図8に示す分光波形補正部1410にて前記形状波形処理部1409に格納された分光反射強度データの補正処理を行なう(S105)。
分光補正方法は下記に示す式(1)、式(2)及び式(3)を用いて行なう。即ち、格納されている各分光反射強度データに対して、格納されている迷光量データを減算する。それにより分光器内部の迷光が除去された0次光を提供することが可能となる。
サンプルの分光反射強度 ISt=IS2−IS1 (1)
リファレンスの分光反射強度 IRt=IR2−IR1 (2)
バックグランドノイズ IBt=IB2−IB1 (3)
以上が本発明である分光反射強度補正法である。
【0027】
次に、本発明である分光反射強度補正法により補正された補正分光反射強度データを用いた形状判定について示す。前記補正分光反射強度データを図8に示す形状検査処理部1411にて、式(4)を用いて補正分光反射率に換算する(S106)。
補正分光反射率 R=(ISt−IBt)/(IRt−IBt) (4)
その結果を図10に示す。図10は補正処理前後の結果とRCWA(Rigorous coupled−wave analysis)にて被検査物のパターン形状から分光反射率をシミュレーションした結果を示した図である。
【0028】
図10に示す通り、前記補正処理を行なう前では、短波長領域(約200-300nm)でシミュレーション値と大きく異なる。この状態では後述する形状判定を正確に行なうことが出来ない。それに対して、前記補正処理後の場合ではシミュレーション値に近い分光反射率となる。即ち、本実施形態である分光反射強度補正処理は分光器内部の迷光除去に対して有効である。
【0029】
以上のことから、本実施形態の補正法を用いて分光反射強度を補正することで、真に近い分光反射強度を得ることができ、より正確な分光反射率を得ることができる。
【0030】
次に、図1に示すパターン形状・欠陥検出処理S200について説明する。
まず、形状判定方式について説明する。ディスクリートトラックメディアは図2に示すように周期的で微細なパターンを有する。このようパターンの形状を検出する方法として有効な、例えば前述したRCWA等の電磁波解析手法を用いて、様々な形状で検出対象表面の分光反射率または分光反射強度をシミュレーションすることでライブラリーを作成しておく(S200)。実際に検出し迷光成分を補正した分光反射率または分光反射強度と、上記RCWA等を用いて算出した分光反射率または分光反射強度とを比較し、パターンの高さや幅などのパターン形状を表す値をパラメータとして合わせ込む(フィッティング:S202)ことにより形状検出(S203)を行なう。上記パラメータによるフィッティングのほか、前記ライブラリーから実際に検出した分光反射率または分光反射強度と比較し最も近いものを抽出(マッチング)してもよい。なお、その他の電磁波形解析手法としては、例えば有効媒質近似法がある。
【0031】
図11に形状検出結果を示す。上記に示した通り、図8(a)が実際のパターン形状であり、その各値は高さA1、ピッチ幅B1、幅C1である。それに対して迷光成分補正前、補正後の分光反射強度データを用いた形状検出結果はそれぞれA2、B2、C2及びA3、B3、C3である。式(5)に形状検出結果を示す
高さ: A1≒A3≠A2、ピッチ: B1≒B3≠B2、幅: C1≒C3≠C2 (5)
補正処理前の分光反射強度データを用いて形状検出した結果は、実際のパターン形状に対して誤差が大きい結果となる。しかし補正処理後の分光反射強度データを用いた形状検出結果は実際のパターン形状に対して非常に近い結果となる。
【0032】
以上の形状検出に関する本実施形態によれば、迷光成分を補正した分光反射強度または分光反射率を用いることによりパターン形状判定の精度を向上させることができる。
【0033】
最後に、パターン欠陥検出処理について説明する。
【0034】
パターン欠陥を検出する方法として、式6で示す判定指標値Deltaを用いる。Deltaは基準となる分光反射率と迷光成分を補正された検査対象の分光反射強度データにより求めた補正分光反射率の差を各波長に対し積分した値である。そこで、まず、反射率算出処理(S100)で求めた各波長に対する補正分光反射率から判定指標値Deltaを求める(S204)。この判定指標値と予め設定したしきい値とを比較することにより、パターンの形状が異常であるかを判定することができる。すなわち判定指標値がしきい値以上であれば不良と判定し、以下であれば良品と判定する(S205)。
【0035】
【数6】
【0036】
上記で説明したように、補正された分光反射強度データによりDeltaを求め、判定指標とすることでより正確にパターン欠陥を検出できる。
以上の説明では、欠陥検出と形状検出の両方を説明したが必要に応じて何れか一方を実施すればよい。
【0037】
以上の説明のように、本発明である分光反射強度補正法を実施することにより、被測定対象であるパターンドメディアやビットパターンドメディア等からなる磁気記録媒体や前記磁気記録媒体のパターンをナノインプリントで整形する際のスタンパのパターン形状の分光器内部で生じる迷光成分が除去された、0次反射光の測定が可能である。
【0038】
以上説明したパターン形状・欠陥検出処理において、比較対象として電磁波形解析手法により作成したライブラリーや正常パターンの分光反射率を用いたが、実際に様々な形状を有する良品のサンプルに対しても迷光を補正する本実施形態を用いて作成したものを用いてもよい。
【0039】
また、以上説明した実施形態では、反射光を分光器で検出したが、受光器で検出し検出したデータを周波数分析し分光反射強度データを得てもよい。
上記説明した実施形態によれば、検査対象のパターン形状検出の精度をより向上させることができ、また、検査対象のパターンの欠陥検出をより正確にできる。
【符号の説明】
【0040】
10…メディアディスク(被検査対象) 14…トラックパターン
16…ビットパターン 12…ディスク基板
22…レジスト 20…モールド
1201…分光検出光学系 1202…ステージ部
1203…制御部 1204…データ処理部
1401…光源 1402…集光レンズ
1402…ハーフミラー 1405…対物レンズ
1406…短波長カットフィルタ 1407…絞り
1408…分光器 1409…分光波形処理部
1410…分光波形補正部 1411…形状検査処理部
1412…短波長カットフィルタの挿入駆動部。
【技術分野】
【0001】
本発明は、ハードディスクメディアの検査装置及び検査方法に関する関わり、特に検出器の迷光の影響を低減し、ハードディスクメディアのパターンを精度よくあるいは確実に検査する検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ハードディスクドライブはサーバやコンピュータ向けの利用が増大するだけでなく、家庭用ハードディスクレコーダやカーナビゲーション,ポータブルAV再生機器等様々な用途への利用が拡大しており、またその容量も種々の用途のデジタル化に伴い増大する傾向にある。
【0003】
容量を増大することは、すなわちメディアディスクの記録密度を増大させることである。メディアディスクの記録密度を増大させる技術の一つとして、将来導入が期待されているのがパターンドメディアである。パターンドメディアには、図2に示すディスクリートトラックメディアとビットパターンドメディアの2つがある。ディスクリートトラックメディアとは同図左に示すようにメディアディスク10上に同心円状のトラックパターン14を形成する方式で、ビットパターンドメディアとは同図右に示すように無数のビットパターン16を形成する方式である。
パターンの形成には、ナノインプリント技術を用いる方法が有力視されている。ナノインプリント技術とは、図3に示すように、光を透過するモールド(型)20を、磁性膜を形成したディスク基板12の表面に塗布したレジスト22に押し当て、この状態でレジスト22を露光し、モールド20を取り除いた後にエッチングでビットパターンを形成するという方法である。このとき、モールド20自体に欠陥がある場合や、異物が付着している場合には、転写されるパターンにも欠陥が生じることになる。そのため、ナノインプリント技術の導入により、ビットパターンが適切に形成されているかを検査する必要が新たに生じることとなる。
【0004】
現在、パターンドディスク表面のパターン欠陥を検出する方法として、特許文献1に記載されている方法がある(図4)。この方法は、磁性体のパターンが形成されたハードディスクメディア表面に複数の波長を含む光を照射し、ハードディスクメディアからの反射光の強度を波長毎に検出する(S112)。次に、検出した反射光の強度から分光反射率を算出し(S114)、算出した分光反射率に基づいてハードディスクメディア上に形成されたパターンの形状を検出し(S110)、検査するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2009−150832 号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1の提案するパターンドディスク表面のパターン欠陥を検出する方法は、被検査対象物からの反射光(以下0次光と記載)の分光反射強度を正確に測定できない課題がある。
【0007】
その原因として、0次光が受光器に入射することで、分光器内部に0次光の分光反射強度に依存した迷光が生じてしまい、その迷光によって、分光器から出力される信号には、被検査対象からの0次光成分の他に、分光器内部で生じる迷光成分も含まれてしまうことが解った。
よって、特許文献1で提案されている方法は、測定した分光反射強度に迷光成分が含まれ、その影響によってパターンの形状判定に誤差を多く含んでしまう。
【0008】
本発明の目的は、分光反射強度に含まれる迷光成分を低減し、パターンドディスク表面のパターン形状を精度よくまたはパターン欠陥を確実に検出できるハードディスクメディアの検査装置または検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、上記目的を達成するために、パターンが形成されたハードディスクメディアの表面に複数の波長を含む光を照射し、波長毎に検出される反射光の強度を前記ハードディスクメディアからの反射光を検出する検出器に発生する迷光成分の強度で補正し、前記補正された反射光の強度から補正分光反射率を算出することを第1の特徴とする。
【0010】
また、前記補正は、前記ハードディスクメディアからの反射光の強度を前記反射光の短波長領域をカットした状態とカットしない状態で波長毎に検出し、両者の前記反射光の強度との差に基づいて行なうことを第2の特徴とする
また、上記目的を達成するために、第2の特徴に加え、前記反射光の強度の差は、前記カットして検出した前記反射光の強度と前記カットしないで検出した前記反射光の強度のそれぞれの平均値、最大値、最小値、もしくは特定値のいずれかの差であることを第3の特徴とする。
さらに、上記目的を達成するために、第2の特徴に加え、前記短波長カット領域とは200nmから300nmであることを第4の特徴とする。
【0011】
また、上記目的を達成するために、第2の特徴に加え、前記補正分光反射率に基づいて前記ハードディスクメディア表面に形成されたパターン形状またはパターン形状の良否の少なくとも一方を検出することを第5の特徴とする。
【0012】
さらに、上記目的を達成するために、第5の特徴に加え、前記パターンの形状を検出は、前記補正分光反射率と、特徴1に記載した方法に基づいて予め検出しておいた良品の分光反射率とを比較して行なうことを第6の特徴とする。
【0013】
また、上記目的を達成するために、第5の特徴に加え、パターン形状の良否を検出は、前記補正分光反射率と、特徴1に記載の方法に基づいて予め検出しておいた良品の分光反射率とを比較して行なうことを第7の特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、分光反射強度に含まれる迷光成分を低減し、パターンドディスク表面のパターン波形を精度よくまたはパターン欠陥を確実に検出できるハードディスクメディアの検査装置または検査方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施形態の分光波形強度の補正処理を含む反射率算出処理及びパターン欠陥・形状検出処理を示す図である。
【図2】パターンドメディアの一例を示す概略図である。
【図3】ナノインプリントプロセスを示す工程図である。
【図4】特許文献1の実施例によるパターンの形状検出、欠陥検出におけるデータ処理を示す図である。
【図5】本発明の実施形態におけるハードディスク検査装置の構成例を示す図である。
【図6】図5に示すステージ部の一例を示す概要図である。
【図7】本発明の実施形態における分光反射強度(分光分布)補正法を実現する分光検出光学系の具体例を示す図である。
【図8】図5に示すデータ処理部のうち分光反射強度(分光分布)補正法に必要なデータ処理部を示す図である。
【図9】本発明の実施形態による分光反射強度測定結果を示す図である。
【図10】本発明の実施形態による分光反射率測定結果を示す図である。
【図11】本発明の実施例による形状検出結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。まず、後述する図1に示す本発明の一実施形態である分光反射強度検出法および補正法を実現できるハードディスク検査装置を説明する。図5は本実施形態におけるハードディスク検査装置の構成例を示す図である。本実施形態による検査装置は、検査対象であるハードディスクメディア10に検出光を照射しハードディスクメディアからの反射光を分光検出する分光検出光学系1201と、検査対象であるハードディスクメディア10を保持しメディア上の任意の位置で分光検出できるように光学系との位置を相対的に移動できるステージ部1202、分光検出光学系やステージ部の動作を制御する制御部1203及び分光検出データに基づいて対象表面に形成されたパターンの形状または形状異常を検出するデータ処理部1204で構成される。データ処理部1204には表示部1205が備えられている。
【0017】
図6は図5に示すステージ部1202の一例を示す概要図で、同図に示すとおりステージ部はディスク面と平行に移動するXステージ1301と、ディスク面に垂直な方向に移動するZステージ1302およびディスクを回転させるθステージ1303によって構成される。
【0018】
Zステージ1302は、光学系のフォーカス位置に検査対象ディスク10を移動させるためのものであり、Xステージ1301とθステージ1303とは検査対象ディスク表面の任意の位置に分光検出光学系1201を移動させるためのものである。検査対象ディスク表面の任意の位置に分光検出光学系1201を移動させる方法としては、XYステージを用いる方法も考えられるが、検査対象がディスクであり検査対象となるパターンも同心円状または同心円上に形成されていることからXθステージの方が適している。また、例えばディスク表面全面を高速に検査することを目的とした場合には、XYステージよりもXθステージの方が単純な動作となるためにより適している。
【0019】
次に、上述した分光検出光学系について説明する。図7は本実施形態における分光反射強度(分光分布)補正法を実現する分光検出光学系1201の具体例を示す図である。
分光検出光学系は、遠紫外(DUV)光を含む広帯域の光源1401と、前記照明光を集光する集光レンズ1402と、前記照明光を被検査対象10に導くハーフミラー1402と、偏光方向を制限する偏光子1404と、前記照明光を被検査対象の表面に集光させると共に被検査対象からの反射光(0次反射光)を受光器の受光面に結像させる対物レンズ1405と、被検査対象からの反射光の短波長領域(約200-300nm)をカットする短波長カットフィルタ1406と、被検査対象の検出視野を決める視野絞り1407と、反射光を分光し、分光波形を検出する分光器1408とを具備する光学系と、前記短波長カットフィルタの挿入を駆動する挿入駆動部1412と、分光器1408で検出された分光波形が入力されA/D変換するA/D変換器1413とを有する。
なお、上記した分光検出光学系以では検出光を垂直に照射し、その正反射光を検出する方式を示したが、例えば、斜めから光を照射しその正反射光を検出する方式でも同様の効果を得ることができる。対象の形状や構造・材料によるが、斜め入射するほうがパターン形状・欠陥検出精度が向上する。
【0020】
図8は、図5に示すデータ処理部1204のうち分光反射強度(分光分布)補正法に必要なデータ処理部を示し、前記データ処理部は分光器1408で検出されA/D変換器1413でデジタル化された分光反射波形を得る分光波形処理部1409と、前記分光波形処理部で得られた分光波形を補正する分光波形補正部1410と前記分光波形補正部で得られた分光波形をもとにパターン形状を検査する形状検査処理部1411とを有する。
【0021】
次に、本発明に係る分光反射強度検出法および補正法について図1、図5乃至図11を用いて説明する。図1は本発明の分光波形強度の補正処理を含む反射率算出処理S100及びパターン欠陥・形状検出処理S200を示す図である。また実際の測定例として、あるパターン形状を有する被検査対象サンプルの測定をあげる。被検査対象サンプルの形状は図8(a)とする。このときの高さはA1、ピッチはB1、幅はC1とする。
【0022】
まず検査は、あるパターン形状を有する被検査対象サンプルを図5、図6に示すステージ部1202を駆動して測定ポイントに移動する。そこで短波長カットフィルタ1406を0次光の光路中に挿入した状態で、サンプルの分光反射強度IS1を測定する(S101)。次に、前記測定でのサンプルの位置等の状態を変えずに、短波長カットフィルタを0次光の光路から外した状態で再度分光反射強度IS2測定を行なう(S102)。
【0023】
同様の手順でリファレンスの分光反射強度IR1、IR2、バックグランドノイズIB1、IB2の各測定を行ない、そのデータを分光波形処理部に格納する(S103,S104)。このリファレンス及びバックグランドノイズのデータ測定および更新は、サンプル測定毎および或る一定の間隔で行なうこととする。仮に或る一定の間隔でリファレンス、バックグランドノイズ測定を行なう場合、リファレンス及びバックグランドノイズの値データはその測定間は共通として使用する。
【0024】
次に、測定した分光反射強度結果の例を図9に示す。ここでは、短波長カットフィルタ1406を光路中に挿入した状態の測定(S101)結果である図9(a)に示す短波長領域に着目する。本来、短波長カットフィルタを挿入しているため、波長カット領域の光量は零となるのが理想である。しかし、図9(a)のように、波長カット領域において、サンプル、リファレンス及び分バックグランドノイズのそれぞれの光反射強度IS2,IR2,IB2を検出している。これが分光器内部で発生する分光反射強度の積分値に依存する迷光成分である。この迷光は、被検査対象物の分光反射強度の積分値に対して、比例関係にあると考えられる。
【0025】
上記理由より、短波長カットフィルタ非挿入時の分光反射強度測定(S102)においても、同様の分光器内部の迷光が含まれている。よって、それらを除去補正処理する必要がある。そのため、サンプル、リファレンス、バックグランドノイズの短波長カットフィルタ挿入時の測定(S100)データのカット領域の平均値、最大、最小値もしく特定値を受光器内部で生じる迷光量と同定(IS2,IR2,IB2)し、その迷光量データを図8に示す分光波形処理部1409に格納する。なお、以上説明したS101乃至S104は分光波形処理部1409で処理される。
【0026】
次に、図8に示す分光波形補正部1410にて前記形状波形処理部1409に格納された分光反射強度データの補正処理を行なう(S105)。
分光補正方法は下記に示す式(1)、式(2)及び式(3)を用いて行なう。即ち、格納されている各分光反射強度データに対して、格納されている迷光量データを減算する。それにより分光器内部の迷光が除去された0次光を提供することが可能となる。
サンプルの分光反射強度 ISt=IS2−IS1 (1)
リファレンスの分光反射強度 IRt=IR2−IR1 (2)
バックグランドノイズ IBt=IB2−IB1 (3)
以上が本発明である分光反射強度補正法である。
【0027】
次に、本発明である分光反射強度補正法により補正された補正分光反射強度データを用いた形状判定について示す。前記補正分光反射強度データを図8に示す形状検査処理部1411にて、式(4)を用いて補正分光反射率に換算する(S106)。
補正分光反射率 R=(ISt−IBt)/(IRt−IBt) (4)
その結果を図10に示す。図10は補正処理前後の結果とRCWA(Rigorous coupled−wave analysis)にて被検査物のパターン形状から分光反射率をシミュレーションした結果を示した図である。
【0028】
図10に示す通り、前記補正処理を行なう前では、短波長領域(約200-300nm)でシミュレーション値と大きく異なる。この状態では後述する形状判定を正確に行なうことが出来ない。それに対して、前記補正処理後の場合ではシミュレーション値に近い分光反射率となる。即ち、本実施形態である分光反射強度補正処理は分光器内部の迷光除去に対して有効である。
【0029】
以上のことから、本実施形態の補正法を用いて分光反射強度を補正することで、真に近い分光反射強度を得ることができ、より正確な分光反射率を得ることができる。
【0030】
次に、図1に示すパターン形状・欠陥検出処理S200について説明する。
まず、形状判定方式について説明する。ディスクリートトラックメディアは図2に示すように周期的で微細なパターンを有する。このようパターンの形状を検出する方法として有効な、例えば前述したRCWA等の電磁波解析手法を用いて、様々な形状で検出対象表面の分光反射率または分光反射強度をシミュレーションすることでライブラリーを作成しておく(S200)。実際に検出し迷光成分を補正した分光反射率または分光反射強度と、上記RCWA等を用いて算出した分光反射率または分光反射強度とを比較し、パターンの高さや幅などのパターン形状を表す値をパラメータとして合わせ込む(フィッティング:S202)ことにより形状検出(S203)を行なう。上記パラメータによるフィッティングのほか、前記ライブラリーから実際に検出した分光反射率または分光反射強度と比較し最も近いものを抽出(マッチング)してもよい。なお、その他の電磁波形解析手法としては、例えば有効媒質近似法がある。
【0031】
図11に形状検出結果を示す。上記に示した通り、図8(a)が実際のパターン形状であり、その各値は高さA1、ピッチ幅B1、幅C1である。それに対して迷光成分補正前、補正後の分光反射強度データを用いた形状検出結果はそれぞれA2、B2、C2及びA3、B3、C3である。式(5)に形状検出結果を示す
高さ: A1≒A3≠A2、ピッチ: B1≒B3≠B2、幅: C1≒C3≠C2 (5)
補正処理前の分光反射強度データを用いて形状検出した結果は、実際のパターン形状に対して誤差が大きい結果となる。しかし補正処理後の分光反射強度データを用いた形状検出結果は実際のパターン形状に対して非常に近い結果となる。
【0032】
以上の形状検出に関する本実施形態によれば、迷光成分を補正した分光反射強度または分光反射率を用いることによりパターン形状判定の精度を向上させることができる。
【0033】
最後に、パターン欠陥検出処理について説明する。
【0034】
パターン欠陥を検出する方法として、式6で示す判定指標値Deltaを用いる。Deltaは基準となる分光反射率と迷光成分を補正された検査対象の分光反射強度データにより求めた補正分光反射率の差を各波長に対し積分した値である。そこで、まず、反射率算出処理(S100)で求めた各波長に対する補正分光反射率から判定指標値Deltaを求める(S204)。この判定指標値と予め設定したしきい値とを比較することにより、パターンの形状が異常であるかを判定することができる。すなわち判定指標値がしきい値以上であれば不良と判定し、以下であれば良品と判定する(S205)。
【0035】
【数6】
【0036】
上記で説明したように、補正された分光反射強度データによりDeltaを求め、判定指標とすることでより正確にパターン欠陥を検出できる。
以上の説明では、欠陥検出と形状検出の両方を説明したが必要に応じて何れか一方を実施すればよい。
【0037】
以上の説明のように、本発明である分光反射強度補正法を実施することにより、被測定対象であるパターンドメディアやビットパターンドメディア等からなる磁気記録媒体や前記磁気記録媒体のパターンをナノインプリントで整形する際のスタンパのパターン形状の分光器内部で生じる迷光成分が除去された、0次反射光の測定が可能である。
【0038】
以上説明したパターン形状・欠陥検出処理において、比較対象として電磁波形解析手法により作成したライブラリーや正常パターンの分光反射率を用いたが、実際に様々な形状を有する良品のサンプルに対しても迷光を補正する本実施形態を用いて作成したものを用いてもよい。
【0039】
また、以上説明した実施形態では、反射光を分光器で検出したが、受光器で検出し検出したデータを周波数分析し分光反射強度データを得てもよい。
上記説明した実施形態によれば、検査対象のパターン形状検出の精度をより向上させることができ、また、検査対象のパターンの欠陥検出をより正確にできる。
【符号の説明】
【0040】
10…メディアディスク(被検査対象) 14…トラックパターン
16…ビットパターン 12…ディスク基板
22…レジスト 20…モールド
1201…分光検出光学系 1202…ステージ部
1203…制御部 1204…データ処理部
1401…光源 1402…集光レンズ
1402…ハーフミラー 1405…対物レンズ
1406…短波長カットフィルタ 1407…絞り
1408…分光器 1409…分光波形処理部
1410…分光波形補正部 1411…形状検査処理部
1412…短波長カットフィルタの挿入駆動部。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
パターンが形成されたハードディスクメディアを保持する保持手段と、前記ハードディスクメディアの表面に複数の波長を含む光を照射する照射手段と、前記照射手段による前記ハードディスクメディアの表面への照射位置を制御する位置制御手段と、前記ハードディスクメディアの表面からの反射光を受光する受光器を具備する反射光検出手段と、波長毎の前記反射光の強度を検出する分光反射強度検出手段と、前記検出器内に生じる迷光による前記反射光の強度への影響を補正する迷光補正手段と、前記反射光の強度から補正された分光反射率を算出する補正分光反射率算出手段と、前記補正された分光反射率に基づいて前記ハードディスクメディアの表面に形成されたパターンを検査するパターン検査手段とを有することを特徴とするハードディスクメディアの検査装置。
【請求項2】
前記迷光補正手段は、前記受光器の受光面の手前に短波長カットフィルタを挿入する挿入手段と、前記短波長カットフィルタの短波長カット領域における前記短波長カットフィルタの挿入状態及び非挿入状態との前記反射光の強度の差に基づいて前記補正を行なうデータ処理部とを有することを特徴とする請求項1に記載のハードディスクメディアの検査装置。
【請求項3】
前記検出器は前記反射光の強度を波長毎に検出する分光器であって、前記分光反射強度検出手段は前記分光器を有することを特徴とする請求項1または2に記載のハードディスクメディアの検査装置。
【請求項4】
前記分光反射強度検出手段は前記反射光検出手段の出力を周波数分析する手段であることを特徴とする請求項1または2記載のハードディスクメディアの検査装置。
【請求項5】
前記反射光の強度の差は、前記短波長カットフィルタの挿入状態及び非挿入状態のそれぞれの前記反射光の強度の平均値、最大値、最小値、もしくは特定値のいずれかの差であることを特徴とする請求項2に記載のハードディスクメディアの検査装置。
【請求項6】
前記短波長カット領域とは200nmから300nmであることを特徴とする請求項2に記載のハードディスクメディアの検査装置。
【請求項7】
前記パターン検査手段はパターン形状またはパターン形状の良否の少なくとも一方を検出する手段であることを特徴とする請求項1または2に記載のハードディスクメディアの検査装置。
【請求項8】
前記照射手段は、前記ハードディスクメディアの表面に対して垂直又は斜めに照射することを特徴とする請求項1また2に記載のハードディスクメディアの検査装置。
【請求項9】
前記位置制御手段は前記保持手段または前記反射光検出手段を移動させる手段であることを特徴とする請求項1または2に記載のハードディスクメディアの検査装置。
【請求項10】
パターンが形成されたハードディスクメディアの表面に複数の波長を含む光を照射する照射ステップと、前記ハードディスクメディアからの反射光の強度を前記反射光の短波長領域をカットした状態で波長毎に検出するカット検出ステップと、前記ハードディスクメディアからの反射光の強度を前記反射光の短波長領域をカットしない状態で波長毎に検出する非カット検出ステップと、前記カット検出ステップと前記非カット検出ステップとで検出された前記反射光の強度の差に基づいて前記反射光の強度を補正する補正ステップと、前記補正された反射光の強度から補正分光反射率を算出する補正分光反射率算出ステップとを有することを特徴とするハードディスクメディアの検査方法。
【請求項11】
前記反射光の強度の差は、前記カット検出ステップと前記非カット検出ステップにおけるそれぞれの前記反射光の強度の平均値、最大値、最小値、もしくは特定値のいずれかの差であることを特徴とする請求項10に記載のハードディスクメディアの検査方法。
【請求項12】
前記短波長カット領域とは200nmから300nmであることを特徴とする請求項10に記載のハードディスクメディアの検査方法。
【請求項13】
前記補正分光反射率に基づいて前記ハードディスクメディア表面に形成されたパターン形状またはパターン形状の良否の少なくとも一方を検出する検出ステップを含むことを特徴とする請求項10に記載のハードディスクメディアの検査方法。
【請求項14】
前記パターンの形状を検出するステップは、前記補正分光反射率と請求項1に記載のハードディスクメディアの検査方法に基づいて予め検出しておいた良品の分光反射率とを比較するステップを含むことを特徴とする請求項13記載のハードディスクメディアの検査方法。
【請求項15】
パターン形状の良否を検出するステップは、前記補正分光反射率と請求項1に記載のハードディスクメディアの検査方法に基づいて予め検出しておいた良品の分光反射率とを比較するステップを含むことを特徴とする請求項13記載のハードディスクメディアの検査方法。
【請求項1】
パターンが形成されたハードディスクメディアを保持する保持手段と、前記ハードディスクメディアの表面に複数の波長を含む光を照射する照射手段と、前記照射手段による前記ハードディスクメディアの表面への照射位置を制御する位置制御手段と、前記ハードディスクメディアの表面からの反射光を受光する受光器を具備する反射光検出手段と、波長毎の前記反射光の強度を検出する分光反射強度検出手段と、前記検出器内に生じる迷光による前記反射光の強度への影響を補正する迷光補正手段と、前記反射光の強度から補正された分光反射率を算出する補正分光反射率算出手段と、前記補正された分光反射率に基づいて前記ハードディスクメディアの表面に形成されたパターンを検査するパターン検査手段とを有することを特徴とするハードディスクメディアの検査装置。
【請求項2】
前記迷光補正手段は、前記受光器の受光面の手前に短波長カットフィルタを挿入する挿入手段と、前記短波長カットフィルタの短波長カット領域における前記短波長カットフィルタの挿入状態及び非挿入状態との前記反射光の強度の差に基づいて前記補正を行なうデータ処理部とを有することを特徴とする請求項1に記載のハードディスクメディアの検査装置。
【請求項3】
前記検出器は前記反射光の強度を波長毎に検出する分光器であって、前記分光反射強度検出手段は前記分光器を有することを特徴とする請求項1または2に記載のハードディスクメディアの検査装置。
【請求項4】
前記分光反射強度検出手段は前記反射光検出手段の出力を周波数分析する手段であることを特徴とする請求項1または2記載のハードディスクメディアの検査装置。
【請求項5】
前記反射光の強度の差は、前記短波長カットフィルタの挿入状態及び非挿入状態のそれぞれの前記反射光の強度の平均値、最大値、最小値、もしくは特定値のいずれかの差であることを特徴とする請求項2に記載のハードディスクメディアの検査装置。
【請求項6】
前記短波長カット領域とは200nmから300nmであることを特徴とする請求項2に記載のハードディスクメディアの検査装置。
【請求項7】
前記パターン検査手段はパターン形状またはパターン形状の良否の少なくとも一方を検出する手段であることを特徴とする請求項1または2に記載のハードディスクメディアの検査装置。
【請求項8】
前記照射手段は、前記ハードディスクメディアの表面に対して垂直又は斜めに照射することを特徴とする請求項1また2に記載のハードディスクメディアの検査装置。
【請求項9】
前記位置制御手段は前記保持手段または前記反射光検出手段を移動させる手段であることを特徴とする請求項1または2に記載のハードディスクメディアの検査装置。
【請求項10】
パターンが形成されたハードディスクメディアの表面に複数の波長を含む光を照射する照射ステップと、前記ハードディスクメディアからの反射光の強度を前記反射光の短波長領域をカットした状態で波長毎に検出するカット検出ステップと、前記ハードディスクメディアからの反射光の強度を前記反射光の短波長領域をカットしない状態で波長毎に検出する非カット検出ステップと、前記カット検出ステップと前記非カット検出ステップとで検出された前記反射光の強度の差に基づいて前記反射光の強度を補正する補正ステップと、前記補正された反射光の強度から補正分光反射率を算出する補正分光反射率算出ステップとを有することを特徴とするハードディスクメディアの検査方法。
【請求項11】
前記反射光の強度の差は、前記カット検出ステップと前記非カット検出ステップにおけるそれぞれの前記反射光の強度の平均値、最大値、最小値、もしくは特定値のいずれかの差であることを特徴とする請求項10に記載のハードディスクメディアの検査方法。
【請求項12】
前記短波長カット領域とは200nmから300nmであることを特徴とする請求項10に記載のハードディスクメディアの検査方法。
【請求項13】
前記補正分光反射率に基づいて前記ハードディスクメディア表面に形成されたパターン形状またはパターン形状の良否の少なくとも一方を検出する検出ステップを含むことを特徴とする請求項10に記載のハードディスクメディアの検査方法。
【請求項14】
前記パターンの形状を検出するステップは、前記補正分光反射率と請求項1に記載のハードディスクメディアの検査方法に基づいて予め検出しておいた良品の分光反射率とを比較するステップを含むことを特徴とする請求項13記載のハードディスクメディアの検査方法。
【請求項15】
パターン形状の良否を検出するステップは、前記補正分光反射率と請求項1に記載のハードディスクメディアの検査方法に基づいて予め検出しておいた良品の分光反射率とを比較するステップを含むことを特徴とする請求項13記載のハードディスクメディアの検査方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2011−180070(P2011−180070A)
【公開日】平成23年9月15日(2011.9.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−46556(P2010−46556)
【出願日】平成22年3月3日(2010.3.3)
【出願人】(501387839)株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年9月15日(2011.9.15)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年3月3日(2010.3.3)
【出願人】(501387839)株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Fターム(参考)】
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