光学式欠陥検査方法及びその装置
【課題】
光学式の磁気ディスク欠陥検査装置で、基板表面のより微細な欠陥、例えば浅い傷欠陥（シャロー欠陥）や基板内部の欠陥を他の欠陥と弁別して検出することを可能にする。
【解決手段】
光学式欠陥検査方法において、試料を回転させて一方向に連続的に移動させながら試料の表面に対して傾いた方向から照明光を入射させて試料の表面に照明光を照射し、この照明光が照射された試料の表面からの正反射光と正反射光の光軸の周辺の前方散乱光とを含む反射光のうち正反射光を除いて正反射光の光軸の周辺の前方散乱光の像を検出し、照明光が照射された試料の表面からの散乱光のうち照明光の入射方向に対して側方へ散乱した側方散乱光を集光して検出し、正反射光の光軸の周辺の前方散乱光の像を検出して得た信号と側方散乱光を集光して検出して得た信号とを処理して試料上の任意の方向のスクラッチ欠陥を含む欠陥を抽出するようにした。
光学式の磁気ディスク欠陥検査装置で、基板表面のより微細な欠陥、例えば浅い傷欠陥（シャロー欠陥）や基板内部の欠陥を他の欠陥と弁別して検出することを可能にする。
【解決手段】
光学式欠陥検査方法において、試料を回転させて一方向に連続的に移動させながら試料の表面に対して傾いた方向から照明光を入射させて試料の表面に照明光を照射し、この照明光が照射された試料の表面からの正反射光と正反射光の光軸の周辺の前方散乱光とを含む反射光のうち正反射光を除いて正反射光の光軸の周辺の前方散乱光の像を検出し、照明光が照射された試料の表面からの散乱光のうち照明光の入射方向に対して側方へ散乱した側方散乱光を集光して検出し、正反射光の光軸の周辺の前方散乱光の像を検出して得た信号と側方散乱光を集光して検出して得た信号とを処理して試料上の任意の方向のスクラッチ欠陥を含む欠陥を抽出するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料表面の欠陥を光学的に検査する方法及びその装置に係り、特に、従来の磁気ディスク表面の凹みや傷及び両面に付着した異物を検出するのに適した光学式欠陥検査方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の連続記録磁性媒体の磁気ディスク表面の欠陥を検査する装置は、例えば特許文献１や特許文献２に記載されている。この特許文献１には、回転している磁気ディスクにレーザビームを斜め方向から照射して、ディスク表面からの正反射光を複数の受光素子を備えた検出器上に結像させ、その検出信号を処理して欠陥を検出する構成が開示されている。
一方、特許文献２には、回転している磁気ディスクにレーザビームを斜め方向から照射して、ディスク表面からの正反射光と散乱光とを検出し、正反射光と散乱光とのそれぞれの検出信号を処理することによりディスク表面の欠陥を検出して分類する検査装置が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、基板（ディスク）からの正反射側に設けたレンズに正反射光が入射しないようにマスクを設けて散乱光以外の正反射光を遮断することが記載されている。更に、マスクに替えてハーフミラーを設け、正反射光をハーフミラーで反射させて検出器で検出することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２５７７４２号公報
【特許文献２】特開２００８−２６８１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
磁気ディスクの記録容量の増大化に伴い、磁気ディスク上の記録密度が高くなり、検出すべき欠陥のサイズがより小さくなってきているとともに、検出すべき欠陥の種類も増えてきている。
【０００６】
このような要求に対応して、特許文献１では、レーザビームを斜め方向から照射したディスク表面からの正反射光の像を直列に配列されたｎ個の受光素子で検出して、各受光素子の検出信号レベルに基づいて基板表面の凹凸欠陥の大きさを精度よく検出することについて記載されているが、基板表面のより微細な欠陥、例えば浅い傷欠陥（シャロー欠陥）や基板内部の欠陥を他の欠陥と弁別して検出することまでについては配慮されていない。
【０００７】
また、特許文献２には、基板を多方向から照明し、基板からの正反射光と散乱光とを検出してその検出信号波形から基板そのもののうねりや局所的なうねりの状態を判断してその中から欠陥を検出することについて記載されているが、基板表面のより微細な欠陥、例えば浅い傷欠陥（シャロー欠陥）や基板内部の欠陥を他の欠陥と弁別して検出することまでについては配慮されていない。
【０００８】
また、特許文献２には、基板（ディスク）からの正反射側に設けたレンズに正反射光が入射しないようにマスクを設けて散乱光以外の正反射光を遮断すること、及び、マスクに替えてハーフミラーを設け、正反射光をハーフミラーで反射させて検出器で検出することが記載されているが、これらの正反射光を除いた正反射光近傍の散乱光や、正反射光を検出した信号を用いて基板表面のより微細な欠陥、例えば浅い傷欠陥（シャロー欠陥）や基板内部の欠陥を他の欠陥と弁別して検出することまでについては配慮されていない。
【０００９】
本発明の目的は、上記課題を解決して、基板表面のより微細な欠陥、例えば浅い傷欠陥（シャロー欠陥）や基板内部の欠陥を他の欠陥と弁別して検出することを可能にする磁気ディスクを検査する光学式の欠陥検査装置を提供することに有る。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明では、試料の表面の欠陥を検査する光学式欠陥検査装置を、試料を回転させて一方向に連続的に移動させるステージ手段と、このステージ手段により回転しながら一方向に連続的に移動している試料の表面に対して傾いた方向から照明光を入射させて試料の表面に照明光を照射する光照射手段と、この光照射手段で照明光が照射された試料の表面からの正反射光とこの正反射光の光軸の周辺の散乱光とを含む反射光のうち正反射光を除いて正反射光の光軸の周辺の前方散乱光の像を検出する第１の検出手段と、光照射手段で照明光が照射された試料の表面からの散乱光のうち照明光の入射方向に対して側方へ散乱した側方散乱光を集光して検出する第２の検出手段と、第１の検出手段と第２の検出手段とで検出されたそれぞれの信号を処理して試料上の任意の方向のスクラッチ欠陥を含む欠陥を抽出する欠陥抽出手段とを備えて構成した。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、本発明では、試料の表面の欠陥を検査する光学式欠陥検査装置を、試料を回転させて一方向に連続的に移動させるステージ手段と、このステージ手段により回転しながら一方向に連続的に移動している試料の表面に対して傾いた方向から照明光を入射させて試料の表面に照明光を照射する光照射手段と、この光照射手段で照明光が照射された試料の表面からの正反射光を検出する第１の検出手段と、光照射手段で照明光が照射された試料の表面からの散乱光のうち照明光の入射方向に対して側方へ散乱した側方散乱光を集光して検出する第２の検出手段と、第１の検出手段と第２の検出手段とで検出されたそれぞれの信号を処理して試料上の任意の方向のスクラッチ欠陥を含む欠陥を抽出する欠陥抽出手段とを備えて構成した。
【００１２】
さらに、上記目的を達成するために、本発明では、試料の表面の欠陥を検査する光学式欠陥検査方法において、試料を回転させて一方向に連続的に移動させながら試料の表面に対して傾いた方向から照明光を入射させて試料の表面に照明光を照射し、この照明光が照射された試料の表面からの正反射光と正反射光の光軸の周辺の前方散乱光とを含む反射光のうち正反射光を除いて正反射光の光軸の周辺の前方散乱光の像を検出し、照明光が照射された試料の表面からの散乱光のうち照明光の入射方向に対して側方へ散乱した側方散乱光を集光して検出し、正反射光の光軸の周辺の前方散乱光の像を検出して得た信号と側方散乱光を集光して検出して得た信号とを処理して試料上の任意の方向のスクラッチ欠陥を含む欠陥を抽出するようにした。
【００１３】
更にまた、上記目的を達成するために、試料の表面の欠陥を検査する光学式欠陥検査方法において、試料を回転させて一方向に連続的に移動させながら試料の表面に対して傾いた方向から照明光を入射させて試料の表面に前記照明光を照射し、この照明光が照射された試料の表面からの正反射光を検出し、照明光が照射された試料の表面からの散乱光のうち照明光の入射方向に対して側方へ散乱した側方散乱光を集光して検出し、正反射光を検出して得た信号と側方散乱光を集光して検出して得た信号とを処理して試料上の任意の方向のスクラッチ欠陥を含む欠陥を抽出するようにした。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、試料からの散乱光を検出して抽出した欠陥を分類するに際して正反射光の光軸の周辺の前方散乱光に含まれる欠陥情報も用いることができるようにしたので、試料上の任意の方向の深さの浅いスクラッチ欠陥(シャロー欠陥)を含む欠陥を抽出することを可能にした。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】図1Ａは、実施例1における光学式欠陥検査装置の全体の概略構成を示すブロック図である。
【図１Ｂ】図1Ｂは、実施例1における光学式欠陥検査装置の検出光学系の側面図である。
【図１Ｃ】図1Ｃは、実施例1における光学式欠陥検査装置の検出光学系の平面図である。
【図２】図2は、検査対象の磁気ディスクの欠陥の状態を示す平面図である。
【図３】図3は、検査対象の磁気ディスクの断面であり、（ａ）はスクラッチ欠陥がある断面、（ｂ）は凸状の欠陥が有る断面である。
【図４Ａ】図４Ａは、欠陥が有る磁気ディスクの表面を検査したときの検出信号で、ノイズが乗った状態の信号である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、欠陥が有る磁気ディスクの表面を検査したときの検出信号で、ノイズを除去した状態の信号である。
【図５】図６Ａは、実施例1における欠陥検出・分類を行うときの処理フロー図である。
【図６Ａ】図６Ａは、実施例２における光学式欠陥検査装置の全体の概略構成を示すブロック図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施例２における光学式欠陥検査装置の検出光学系の側面図である。
【図７】図７は、欠陥種ごとに各検出系の検出信号の有無の関係を纏めた表である。
【図８】図８は、実施例２における欠陥検出・分類を行うときの処理フロー図である。
【図９】図９は、実施例３における光学式欠陥検査装置の検出光学系の側面図である。
【図１０】図１０は、磁気ディスクの表面に形成された薄膜の膜上、膜中、膜下に存在する微小な欠陥の例を示す磁気ディスクの断面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、実施例４における光学式欠陥検査装置の全体の概略構成を示すブロック図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、実施例４における光学式欠陥検査装置の検出光学系の側面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｂは、実施例４における光学式欠陥検査装置の１次元センサアレイの正面図である。
【図１２】図１２（ａ）は凹欠陥が有る部分の基板の断面図、（ｂ）は凹欠陥が有る部分からの反射光を１次元センサアレイで検出したときの１次元センサアレイの各フォトダイオード素子（画素）からの出力波形の例を示すグラフである。
【図１３】図１３（ａ）は凸欠陥が有る部分の基板の断面図、（ｂ）は凸欠陥が有る部分からの反射光を１次元センサアレイで検出したときの１次元センサアレイの各フォトダイオード素子（画素）からの出力波形の例を示すグラフである。
【図１４Ａ】図１４Ａは、実施例４の変形例における光学式欠陥検査装置の全体の概略構成を示すブロック図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、実施例４の変形例における光学式欠陥検査装置の検出光学系の側面図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｂは、実施例４の変形例における光学式欠陥検査装置の検出光学系の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、欠陥の分類性能を向上させるために、照明光を照射した基板からの正反射光とこの正反射光の光軸近傍の散乱光とを分離して検出し、この分離して検出した光軸近傍の散乱光の像の検出信号または光軸近傍の散乱光の像の検出信号および正反射光の検出信号と、側方への散乱光を検出した信号とを用いて基板上の欠陥を検出し、その検出した欠陥の種類を分類するものである。
【００１７】
以下に、本発明の実施例を図を用いて説明する。
【実施例１】
【００１８】
実施例１に係る光学式の磁気ディスク欠陥検査装置の構成を、図１Ａ乃至図１Ｃを用いて説明する。
【００１９】
実施例１に係る光学式の磁気ディスク欠陥検査装置１００は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、照明光学系１１０、正反射光側検出光学系１２０と散乱光検出光学系１３０とを含んで構成された検出光学系１４０、ステージ系１５０、全体制御系１７０を備えている。
【００２０】
照明光学系１１０は、レーザ光源１１１、レーザ光源１１１から発射されたレーザビームを拡大するビーム拡大レンズ１１２、ビーム拡大レンズ１１２で拡大されたレーザを平行光にするコリメートレンズ１１３、径が拡大された平行なレーザビームを試料１０の表面に収束させる収束レンズ１１４を備えている。
【００２１】
検出光学系１４０の正反射光側検出光学系１２０は、照明光学系１１０により収束されたレーザビームが照射された試料１０からの正反射光の光軸に沿って配置され、基板１０からの正反射光や散乱光を含む反射光を集光する集光レンズ１２１、集光レンズを透過した光のうち試料１０からの正反射光を遮光するマスク１２２、マスク１２２で遮光されなかった試料１０からの反射光(散乱光)を所定の倍率で結像させる結像レンズ１２３、結像レンズ１２３で結像された試料１０からの反射光(散乱光)の像を検出する検出器１２４を備えている。集光レンズ１２１を非球面レンズで構成することにより、より大きなＮＡ(開口数)の光学系を構成することができ、欠陥検出感度を高めることができる。このとき結像レンズ１２３も非球面レンズで構成しても良い。また、検出器１２４は、複数の検出素子をアレイ状に並べて形成したアレイ状センサである。
【００２２】
一方、検出光学系１４０の散乱光検出光学系１３０は、レーザビームが照射された試料１０からの側方への散乱光を集光する集光レンズ１３１と集光レンズ１３１で集光された散乱光を検出する検出器１３２を備えている。
【００２３】
ステージ系１５０は、試料１０を載置して回転可能なスピンドル軸１５１、スピンドル軸１５１を平面内で１方向に移動させるステージ１５２、スピンドル軸１５１とステージ１５２とを駆動するステージ駆動部１５３を備えている。
【００２４】
全体制御系１７０は、信号処理・制御系１６０と検査データや検査条件のデータを記憶しておくメモリ部１７１、表示画面１７３を有する入出力部１７２を備えている。
【００２５】
信号処理・制御系１６０は、照明光学系１１０のレーザ光源１１１を制御する照明光源制御ユニット１６１、正反射光側検出光学系１２０の検出器１２４と散乱光検出光学系１３０の検出器１３２との出力信号を受けて増幅しＡ/Ｄ変換した後に信号処理を行って欠陥候補を検出する検出信号処理ユニット１６２、検出信号処理ユニット１６２で検出された欠陥候補の情報とスピンドル軸１５１の回転の情報及びステージ１５２の位置の情報を用いて試料１０の連続する欠陥を抽出する欠陥連続性判定ユニット１６３、欠陥連続性判定ユニット１６３で抽出した連続欠陥を含む検出信号処理ユニット１６２で検出された欠陥の特徴量を抽出する欠陥特徴量抽出ユニット１６４、欠陥特徴量抽出ユニット１６４で抽出した欠陥の特徴量の情報を用いて欠陥を分類する欠陥分類ユニット１６５、ステージ駆動部１５３を制御してスピンドル軸１５１及びステージ１５２の動作を制御するステージ制御ユニット１６６、照明光源制御ユニット１６１と検出信号処理ユニット１６２、欠陥連続性判定ユニット１６３、欠陥特徴量抽出ユニット１６４、欠陥分類ユニット１６５及びステージ制御ユニット１６６を制御するＭＵＰ１６７を備えている。
【００２６】
また、照明光学系１１０と正反射光側検出光学系１２０、散乱光検出光学系１３０とは、試料１０に対して図１Ｃにその平面図を示したような関係に配置されている。図１Ｃの矢印は、基板１０の回転の方向と直線移動の方向を示している。
【００２７】
上記した構成を有する光学式の磁気ディスク欠陥検査装置１００で試料１０の欠陥を検出するが、検査対象となる試料１０の欠陥の例を図２に示す。
【００２８】
図２は、検査対象の試料１０である磁気ディスクの平面図である。試料１０である磁気ディスクには、多様な製造工程を経て表面に磁性膜層を含む多層の薄膜が形成されているが、この多様な製造工程を経ることにより、多種多様な欠陥が発生する。これらの欠陥のうち、試料１０の表面に付着した異物２０１−１〜２０１−３は試料１０をハードディスク装置に組み込む前に洗浄を行うことで洗い流されるので問題にならない場合が多い。一方、試料１０の表面が膨らんだバンプ欠陥２０２や表面がへこんだピット欠陥２０３などは、試料１０の表面に大きな面積（１ｍｍ２）で薄く（数ｎｍから数１０ｎｍ程度）広がっているなだらかな欠陥である場合が多く、ハードディスク装置に組み込んで高速回転により磁気ヘッドを浮上させるのには特に問題とはならないが、蒸着工程において形成する記録層の厚さが変化する原因となりうる。
【００２９】
スクラッチ２０４−１，２０４−２は、試料１０の表面を平坦化する研磨工程において、研磨剤が研磨パッドから脱落することにより発生する欠陥であるが、長い筋状や短い傷のような形状となり、へこみと突起とが複合したような欠陥である。このような急激な突起となっている欠陥は、ハードディスク装置に組み込んで高速回転により磁気ヘッドを浮上させたときに磁気ヘッドと緩衝する可能性があり、ハードディスク装置に致命的な故障を発生させうる欠陥である。そのため、試料（磁気ディスク）１０をハードディスク装置に組み込む前に検査してこれらの欠陥を検出し、欠陥が存在する試料１０を不良品として次工程に流さないようにすることが重要である。
【００３０】
図３（ａ）には表面にクラッチ欠陥２０４が存在する領域の試料１０の断面を示す。また、図３（ｂ）には、試料表面が膨らんでいるバンプ欠陥２０３が存在する領域の試料１０の断面を示す。
【００３１】
図３（ａ）に示したクラッチ欠陥２０４に矢印の方向から光を照射した場合、エッジ部分２０４１及び２０４２から比較的強い散乱光が発生する。そして、この散乱光は、クラッチ欠陥２０４の長手方向（図３（ａ）の紙面に垂直な方向）には比較的弱く、長手と直角な方向には比較的強く発生するという特性がある。また、スクラッチ欠陥２０４の長手方向に沿って光を照射すると、長手方向には比較的強い散乱光が発生するがスクラッチ欠陥２０４の長手に直角な方向への散乱光の強度は比較的弱いという特性がある。すなわち、図２に示した試料１０の例では、図１に示した照明光学系１１０で試料１０を照明した場合（図２では、試料１０の半径方向に沿って照明）、半径方向に長いスクラッチ２０４−１及び円周方向に長いスクラッチ２０４−２からは試料１０の半径方向に比較的強い反射光が発生するのに対して、円周方向に発生する散乱光の強度は比較的弱い。即ち、スクラッチ欠陥２０４を散乱光検出光学系１３０で検出する場合には、他の形状の欠陥に比べて指向性が存在する。
【００３２】
一方、照明光学系１１０で試料１０を照明したときの試料から発生する正反射光の方向には、スクラッチ２０４−１および２０４−２の向きに係らずほぼ一定の反射光（正反射光と散乱光を含む）が発生する。試料１０からの正反射光は欠陥のない部分からも発生するが、散乱光は欠陥が有る部分から発生するので、散乱光を正反射光から分離して検出できるようにすれば、スクラッチ欠陥２０４の向きに関係なく常にスクラッチ欠陥２０４を検出することが可能になる。
【００３３】
したがって、正反射光の方向に検出器を、正反射光を遮光してスクラッチ２０４−１または２０４−２から発生する散乱光の像を検出するように配置すれば、スクラッチ２０４−１または２０４−２の向きに係らず検出することが可能になる。これは、特に深さの浅いスクラッチ欠陥(シャロー欠陥)を検出するのに有効である。
【００３４】
図１Ａの正反射光側検出光学系１２０はこのような考えの下に構成したものであり、マスク１２２で試料１０からの正反射光を遮光して、結像レンズ１２３で正反射光の光軸の周辺に発生した散乱光の像を検出器１２４の上に結像させることにより、試料１０上のスクラッチ１２４を見逃すことなく検出できるようにした。
【００３５】
図４Ａに、検出器１２４または１３２からの検出信号の例を示す。検出器１２４または１３２からの検出信号にはノイズ信号に埋もれた状態で欠陥信号が入っている。この検出信号に対してある一定レベル以下の信号をノイズ成分として切ると図４Ｂのような信号になり、これに対してしきい値を設定し、しきい値を超える信号を欠陥信号として抽出し、そのときの試料１０の検査位置の情報をステージ制御ユニット１６６を介してステージ駆動部１５３から取得して欠陥の位置情報として検出信号処理ユニット１６２に入力する。
【００３６】
次に、図１Ａ及びＢに示した検査装置を用いて、上記した考えに基づいて試料１０上の欠陥を検出するために、信号処理・制御系１６０で実行される処理の流れについて、図５を用いて説明する。
【００３７】
まず、試料１０をスピンドル軸１５１に載置した状態でステージ制御ユニット１６６で制御されたステージ駆動部１５３でスピンドル軸１５１とステージ１５２を駆動して、試料１０を回転させながら一方向に連続的に移動させる。この状態で照明光源制御ユニット１６１で照明光学系１１０のレーザ光源１１１を駆動してレーザを発射させ、試料１０にレーザを照射する。このレーザが照射された試料１０で発生した反射光は正反射光側検出光学系１２０と散乱光検出光学系１３０とで検出され、それぞれの検出器１２４及び１３２からの検出信号が信号検出処理ユニット１６２に入力される（Ｓ５０１）。
【００３８】
それぞれの検出器１２４及び１３２からの検出信号が入力された信号検出処理ユニット１６２では、それぞれの入力信号を増幅してＡ/Ｄ変換してデジタル信号とし、このそれぞれのデジタル信号を処理した後に両方の信号をつき合わせて欠陥候補を抽出する（Ｓ５０２）。
【００３９】
この抽出された欠陥候補の情報は欠陥連続性判定ユニット１６３へ送られ、ステージ制御ユニット１６６から得られるスピンドル軸１５１の回転の情報及びステージ１５２の位置の情報を用いて欠陥の連続性が判定され（Ｓ５０３）スクラッチ欠陥が抽出される。
【００４０】
また、それぞれの検出器１２４及び１３２からの信号に基づくデジタル信号は欠陥特徴量抽出ユニット１６４に送られて、欠陥の特徴量（形状、大きさ等）が抽出される（Ｓ５０４）。
【００４１】
次に、この抽出した欠陥の特徴量の情報は欠陥分類ユニットに送られて欠陥の分類処理が行われる。この欠陥分類処理においては、先ず、欠陥特徴量抽出ユニット１６４で特徴量が抽出された欠陥について、正反射光側検出光学系１２０の検出器１２４から得られた信号から大きさが１００μｍ以上の欠陥であるか否かを判定する（Ｓ５０５）。大きさが１００μｍ以上の欠陥である場合にはＳ５０３のステップで処理した結果を用いて線状欠陥で有るか否かを判定し（Ｓ５０６），ＹＥＳの場合には線状欠陥と判定される（Ｓ５０７）。一方、Ｓ５０６で線状の欠陥ではないと判定された場合には、その欠陥を汚染による面状欠陥であると判定する（Ｓ５０８）。
【００４２】
Ｓ５０５で大きさが１００μｍ以上ではないと判定された欠陥については、この欠陥に対応する検出信号が散乱光検出光学系１３０でも検出されているかを検出器１３２の出力信号から判定する（Ｓ５０９）。その結果、散乱光検出光学系１３０では検出されていない信号である場合には、正反射光側検出光学系１２０の検出器１２４から得られた信号の大きさ予め設定したレベルと比較し（Ｓ５１０）、この予め設定したレベルよりも大きい場合にはその欠陥を大きな輝点と判定し（Ｓ５１１）、予め設定したレベルよりも小さい場合にはその欠陥を小さな輝点（微小な欠陥）と判定する（Ｓ５１２）。
【００４３】
また、Ｓ５０９で散乱光検出光学系１３０で検出されている信号であると判断された場合には、正反射光側検出光学系１２０でも検出されている欠陥であるかを判定し（Ｓ５１３），正反射光側検出光学系１２０では検出されていない欠陥である場合にはその欠陥の大きさを予め設定した値と比較し（Ｓ５１４）、この予め設定した値よりも大きい場合には試料１の内部（試料１の表面に形成した薄膜の内部）に存在する欠陥（膜中欠陥）であると判定し（Ｓ５１５）、予め設定した値よりも小さい場合には試料１の表面に形成した薄膜の下層に存在する欠陥（膜下欠陥）と判定する（Ｓ５１６）。
【００４４】
Ｓ５１３で正反射光側検出光学系１２０でも検出されている欠陥である場合にはその欠陥の大きさを予め設定した値と比較し（Ｓ５１７）、予め設定した値よりも大きい場合には異物欠陥と判定し（Ｓ５１８）、予め設定した値よりも小さい場合には正反射光側検出光学系１２０で検出された信号から判定した試料１０上の位置と散乱光検出光学系１３０で検出された信号から判定した試料１０上の位置とを比較し（Ｓ５１９）、両方の位置が同じである場合には試料１０の表面の欠陥であると判定し（Ｓ５２０）、両方の位置がずれている場合には試料１０の表面に形成した薄膜の内部または膜下の欠陥であると判定する（Ｓ５２１）。
以上のようにして分類された各欠陥の情報をメモリ部１７１に記録して保存される。
【００４５】
以上に説明したように、正反射光側検出光学系１２０の検出信号から得られる正反射光の光軸に近い部分の散乱光の情報と散乱光検出光学系１３０の検出信号から得られる速報散乱光の情報とを用いて検出して欠陥を分類することにより、検出した欠陥をより詳細に分類することが可能になる。
【実施例２】
【００４６】
次に、本発明の実施例２を図６を用いて説明する。
この実施例においては、図１に示した検査装置の正反射光側検出光学系１２０でマスク１２２で遮光していた正反射光を、マスク１２２を図６に示すように反射鏡６２２に置き換えて正反射光の光軸を切替え、この正反射光を検出するようにした。即ち、欠陥の検出及び分類に、試料１０からの正反射光の情報も用いるようにした。
【００４７】
図６に示した本実施例における磁気ディスク欠陥検査装置６００は、図１で説明した実施例１における検査装置１００の構成と同様に、照明光学系６１０、正反射光側検出光学系６２０と散乱光検出光学系６３０とを含んで構成された検出光学系６４０、ステージ系６５０、全体制御系６７０を備えている。この構成は、図１の正反射光側検出光学系１２０のマスク１２２を反射鏡６２２に置き換え、集光レンズ６２６と検出器６２７とを備えた正反射光検出系６２５を新たに設けたものであって、それ以外は基本的に同じであるので、その構成の詳細な説明は省略する。
【００４８】
この磁気ディスク欠陥検査装置６００では、欠陥の分類に正反射光の情報も用いることができるので、更に分類の精度を向上させることが可能になる。図７には、側方散乱光検出信号及び正反射光検出信号と欠陥種との関係を表に纏めて示す。正反射光検出信号を用いることにより、シャロー欠陥（スクラッチ欠陥の中でも深さが浅い欠陥）を検出することが可能になった。
【００４９】
次に、この磁気ディスク欠陥検査装置６００における欠陥検出・分類の処理フローを、図８を用いて説明する。
【００５０】
まず、試料１０を回転させながら一方向に移動させた状態でレーザが照射された試料１０で発生した反射光は正反射光側検出光学系６２０と散乱光検出光学系６３０とで検出され、それぞれの検出器６２４及び６３２からの検出信号が信号検出処理ユニット６６２に入力される（Ｓ８０１）。
【００５１】
それぞれの検出器６２４及び６３２からの検出信号が入力された信号検出処理ユニット６６２では、それぞれの入力信号を増幅してＡ/Ｄ変換してデジタル信号とし、このそれぞれのデジタル信号を処理した後に両方の信号をつき合わせて欠陥候補を抽出する（Ｓ８０２）。
【００５２】
この抽出された欠陥候補の情報は欠陥連続性判定ユニット６６３へ送られ、ステージ制御ユニット６６６から得られるスピンドル軸６５１の回転の情報及びステージ６５２の位置の情報を用いて欠陥の連続性が判断され（Ｓ８０３）スクラッチ欠陥が抽出される。
【００５３】
また、それぞれの検出器６２４及び６３２からの信号に基づくデジタル信号は欠陥特徴量抽出ユニット６６４に送られて、欠陥の特徴量（形状、大きさ等）が抽出される（Ｓ８０４）。
【００５４】
次に、この抽出した欠陥の特徴量の情報は欠陥分類ユニットに送られて欠陥の分類処理が行われる。この欠陥分類処理においては、先ず、欠陥特徴量抽出ユニット６６４で特徴量が抽出された欠陥について、正反射光側検出光学系６２０の検出器６２４から得られた信号から大きさが１００μｍ以上の欠陥であるか否かを判定する（Ｓ８０５）。大きさが１００μｍ以上の欠陥である場合にはＳ８０３のステップで処理した結果を用いて線状欠陥で有るか否かを判定し（Ｓ８０６），ＹＥＳの場合には線状欠陥と判定される（Ｓ８０７）。一方、Ｓ８０６で線状の欠陥ではないと判定された場合には、その欠陥を汚染による面状欠陥であると判定する（Ｓ８０８）。
【００５５】
Ｓ８０５で大きさが１００μｍ以上ではないと判定された欠陥については、この欠陥に対応する検出信号が正反射光検出光学系６２５で検出されているかを検出器６２７の出力信号から判定し、かつ、このときに散乱光検出光学系６３０では検出されていないかをチェックする（Ｓ８０９）。チェックした結果、ＹＥＳ，即ち、正反射光検出光学系６２５では検出されていて散乱光検出光学系６３０では検出されていない場合には、この欠陥をシャロー欠陥であると判定する（Ｓ８１０）。
【００５６】
一方、Ｓ８０９でＮＯと判定された場合は、この欠陥に対応する検出信号が散乱光検出光学系６３０でも検出されているかを検出器６３２の出力信号から判定する（Ｓ８１１）。その結果、散乱光検出光学系６３０では検出されていない信号である場合には、正反射光側検出光学系６２０の検出器６２４から得られた信号の大きさを予め設定したレベルと比較し（Ｓ８１２）、この予め設定したレベルよりも大きい場合にはその欠陥を大きな輝点と判定し（Ｓ８１３）、予め設定したレベルよりも小さい場合にはその欠陥を小さな輝点（微小な欠陥）と判定する（Ｓ８１４）。
【００５７】
また、Ｓ８１１で散乱光検出光学系６３０で検出されている信号であると判断された場合には、正反射光側検出光学系６２０でも検出されている欠陥であるかを判定し（Ｓ８１５），正反射光側検出光学系６２０では検出されていない欠陥である場合にはその欠陥の大きさを予め設定した値と比較し（Ｓ８１６）、この予め設定した値よりも大きい場合には試料１の内部（試料１の表面に形成した薄膜の内部）に存在する欠陥（膜中欠陥）であると判定し（Ｓ８１７）、予め設定した値よりも小さい場合には試料１の表面に形成した薄膜の下層に存在する欠陥（膜下欠陥）と判定する（Ｓ８１８）。
【００５８】
Ｓ８１５で正反射光側検出光学系６２０でも検出されている欠陥である場合にはその欠陥の大きさを予め設定した値と比較し（Ｓ８１９）、予め設定した値よりも大きい場合には異物欠陥と判定し（Ｓ８２０）、予め設定した値よりも小さい場合には正反射光側検出光学系１２０で検出された信号から判定した試料１０上の位置と散乱光検出光学系１３０で検出された信号から判定した試料１０上の位置とを比較し（Ｓ８２１）、両方の位置が同じである場合には試料１０の表面の欠陥であると判定し（Ｓ８２２）、両方の位置がずれている場合には試料１０の表面に形成した薄膜の内部または膜下の欠陥であると判定する（Ｓ８２３）。
以上のようにして分類された各欠陥の情報をメモリ部６７１に記録して保存される。
【００５９】
以上に説明したように、正反射光検出光学系６２５、正反射光側検出光学系６２０の検出信号から得られる正反射光の光軸に近い部分の散乱光の情報と散乱光検出光学系６３０の検出信号から得られる速報散乱光の情報とを用いて検出して欠陥を分類することにより、検出した欠陥をより詳細に分類することが可能になる。
【実施例３】
【００６０】
次に、実施例１で説明した磁気ディスク欠陥検査装置１００の散乱光検出光学系１３０を結像光学系で構成した例を実施例３で説明する。
【００６１】
本実施例における磁気ディスク欠陥検査装置の構成は、実施例１で説明した磁気ディスク欠陥検査装置１００の構成と同じであり、散乱光検出光学系１３０を図９に示したような結像光学系で構成した点が異なる。
【００６２】
図９には、本実施例による散乱光検出光学系９３０と実施例１と同じ正反射光側検出光学系１２０とを備えた検出光学系９４０の側面図を示す。
【００６３】
散乱光検出光学系９３０は、レーザが照射された試料１０からの散乱光を集光する集光レンズ９３１と、集光レンズ９３１で集光された試料１０からの散乱光の像を結像する結像レンズ９３２、及び結像レンズ９３２で形成された散乱光の像を検出する検出器９３３を備えている。
【００６４】
本実施例における検出光学系９４０以外の構成は実施例１で説明した構成と実質的に同じであるので、図１で説明した構成を準用して説明する。
【００６５】
本実施例においては、検出器１２４と検出器９３３とが共に光学像を検出するので検出信号処理ユニット１６２ではそれぞれの検出器で検出して得られた画像の各画素間の位置を合わせてから欠陥検出を行う。また、欠陥特徴量抽出ユニット１６４では、位置が合わせられた量画像を用いてそれぞれの画像から欠陥の特徴量を抽出する。さらに、欠陥分類ユニットにおいては、欠陥特徴量抽出ユニット１６４で抽出されたそれぞれの画像の欠陥の特長量の情報を用いて欠陥を分類する。
【００６６】
このように散乱光検出光学系も結像光学系で構成すると、検出した画像から、図１０に示すように、試料１０の基板１１上に形成された薄膜層１２(図１０では単純化して一層で表示してある)の表面に有る欠陥１５と、薄膜層１２の中に存在する欠陥１６、薄膜層１２の下に存在する欠陥１７とを識別して検出することができる。
【００６７】
本実施例によれば、正反射光側検出光学系で得た画像と散乱光検出系で得た画像とを用いて欠陥検出及び分類を行うので、より高精度な欠陥の検出及びより信頼性の高い欠陥の分類を行うことができる。
【実施例４】
【００６８】
上記に説明した実施例１乃至３においては少なくとも正反射光側検出光学系を結像光学系で構成していたが、本実施例では、試料からの正反射光を結像光学系を使わずに検出する構成とした。
【００６９】
図１１Ａ乃至Ｃに本実施例における光学式の磁気ディスク欠陥検査装置１１００の構成を示す。
【００７０】
磁気ディスク欠陥検査装置１１００は、照明光学系１１１０、正反射光側検出系１１２０と散乱光検出光学系１１３０とを含んで構成された検出光学系１１４０、ステージ系１１５０、全体制御系１１７０を備えている。
【００７１】
照明光学系１１１０は、実施例１の場合と同様に、レーザ光源１１１１、レーザ光源１１１１から発射されたレーザビームを拡大するビーム拡大レンズ１１１２、ビーム拡大レンズ１１１２で拡大されたレーザを平行な光束にするコリメートレンズ１１１３、径が拡大された平行なレーザビームを試料１０の表面に収束させる収束レンズ１１１４を備えている。
【００７２】
検出光学系１１４０の正反射光側検出系１１２０は、図１１Ｃに示すように、複数のフォトダイオード素子１１２１をアレイ状に配列して形成した１次元のアレイセンサ１１２２で構成されている。
【００７３】
一方、検出光学系１１４０の散乱光検出光学系１１３０は、レーザビームが照射された試料１０からの側方への散乱光を集光する集光レンズ１１３１と集光レンズ１１３１で集光された散乱光を検出する検出器１１３２を備えている。
【００７４】
ステージ系１１５０は、試料１０を載置して回転可能なスピンドル軸１１５１、スピンドル軸１１５１を平面内で１方向に移動させるステージ１１５２、スピンドル軸１１５１とステージ１１５２とを駆動するステージ駆動部１１５３を備えている。
【００７５】
全体制御系１１７０は、信号処理・制御系１１６０と検査データや検査条件のデータを記憶しておくメモリ部１１７１、表示画面１１７３を有する入出力部１１７２を備えている。
【００７６】
信号処理・制御系１１６０は、照明光学系１１１０のレーザ光源１１１１を制御する照明光源制御ユニット１１６１、正反射光側検出系１１２０のアレイセンサ１１２２と散乱光検出光学系１１３０の検出器１１３２との出力信号を受けて増幅しＡ/Ｄ変換した後に信号処理を行って欠陥候補を検出する検出信号処理ユニット１１６２、検出信号処理ユニット１１６２で検出された欠陥候補の情報とスピンドル軸１１５１の回転の情報及びステージ１１５２の位置の情報を用いて試料１０の連続する欠陥を抽出する欠陥連続性判定ユニット１１６３、欠陥連続性判定ユニット１１６３で抽出した連続欠陥を含む検出信号処理ユニット１１６２で検出された欠陥の特徴量を抽出する欠陥特徴量抽出ユニット１１６４、欠陥特徴量抽出ユニット１１６４で抽出した欠陥の特徴量の情報を用いて欠陥を分類する欠陥分類ユニット１１６５、ステージ駆動部１１５３を制御してスピンドル軸１１５１及びステージ１１５２の動作を制御するステージ制御ユニット１１６６、照明光源制御ユニット１１６１と検出信号処理ユニット１１６２、欠陥連続性判定ユニット１１６３、欠陥特徴量抽出ユニット１１６４、欠陥分類ユニット１１６５及びステージ制御ユニット１１６６を制御するＭＵＰ１１６７を備えている。
【００７７】
検出光学系１１４０の正反射光側検出系１１２０は、図１１Ａに示すように、試料１０からの正反射光をレンズ系を用いることなく、１次元のアレイセンサ１１２２で直接検出する構成となっている。
【００７８】
図１２及び図１３に、この正反射光側検出系１１２０で試料１０からの正反射光を検出したときの１次元のアレイセンサ１１２２を構成する各フォトダイオード素子（画素）１１２１からの出力の例を示す。
【００７９】
図１２は、（ａ）に示す凹状の欠陥に矢印の方向から照明光を照射したときに、矢印の方向に反射した光を１次元のアレイセンサ１１２２で検出したときの各フォトダイオード素子（画素）１１２１からの出力の例を（ｂ）に示す。試料１０の表面の欠陥が無い面(正常な面)からの反射光を受光した場合は１次元のアレイセンサ１１２２の各素子１１２１は反射光の波面強度の一様な分布に応じた波形出力を示すのに対して、凹状の欠陥を含む領域からの反射光を１次元のアレイセンサ１１２２のフォトダイオード素子（画素）１１２１で検出した場合、その検出レベルは周辺のフォトダイオード素子（画素）の反射光検出レベルに対して高いピークが検出されるという特徴がある（図１２（ｂ）の場合は５番目のフォトダイオード素子（画素）１１２１の出力)。
【００８０】
一方、 図１３は、（ａ）に示す凸状の欠陥に矢印の方向から照明光を照射したときに、矢印の方向に反射した光を１次元のアレイセンサ１１２２で検出したときの各フォトダイオード素子（画素）１１２１からの出力の例を（ｂ）に示す。凸状の欠陥部分からの反射光を１次元のアレイセンサ１１２２で検出した場合、凸状の欠陥を含む領域からの正反射光を検出したフォトダイオード素子（画素）１１２１の検出レベルは、周辺のフォトダイオード素子（画素）の反射光検出レベルに対して低くなるという特徴がある(図１３（ｂ）の場合は９番目のフォトダイオード素子（画素）１１２１の出力)。
【００８１】
このように、センサの各フォトダイオード素子（画素）１１２１からの出力信号レベル変化の特徴から、欠陥の位置と種類を特定することができる。また、１次元のアレイセンサ１１２２の各フォトダイオード素子（画素）１１２１で検出した信号のレベルから正反射光を検出した信号と散乱光を検出した信号を二分類することができるので、スクラッチ欠陥のような連続した欠陥については、実施例２で説明したのと同様な方法により分類することができる。
[実施例４の変形例]
実施例４の変形例として、正反射光検出光学系と側方散乱光検出光学系とを分離して構成した光学式の磁気ディスク欠陥検査装置１４００の例を図１４に示す。
【００８２】
本変形例における光学系は、図１４Ｃに示すように、正反射光検出光学系１４８０と散乱光検出光学系１４９０とに分離して構成されており、回転する試料１０の右側部分を正反射光検出光学系１４８０で検査し、左側を散乱光検出光学系１４９０で検査をする。正反射光検出光学系１４８０と散乱光検出光学系１４９０とで検査する試料１０上の位置関係を予め設定しておくことにより、正反射光検出光学系１４８０で検出した欠陥と散乱光検出光学系１４９０で検出した欠陥との試料１０上の位置を対応させることができる。
【００８３】
本変形例による光学式の磁気ディスク欠陥検査装置１４００の構成は、散乱光検出光学系１４９０を備えた点以外は図１１で説明した磁気ディスク欠陥検査装置１１００の構成とほほ同じである。即ち、光学式の磁気ディスク欠陥検査装置１４００は、高角度照明光学系１４１０、正反射光側検出系１４２０とを含んで構成された正反射光検出光学系１４８０と、低角度照明光学系１４３０と側方散乱光検出光学系１４４０とを含んで構成された散乱光検出光学系１４９０、ステージ系１４５０、全体制御系１４７０を備えている。
【００８４】
反正射光検出光学系１４８０の高角度照明光学系１４１０は、実施例４の場合と同様に、レーザ光源１４１１、レーザ光源１４１１から発射されたレーザビームを拡大するビーム拡大レンズ１４１２、ビーム拡大レンズ１４１２で拡大されたレーザを平行な光束にするコリメートレンズ１４１３、径が拡大された平行なレーザビームを試料１０の表面に収束させる収束レンズ１４１４を備えている。正反射光側検出系１４２０は、図１１Ｃで説明したものと同じ、複数のフォトダイオード素子をアレイ状に配列して形成した１次元のアレイセンサ１４２２で構成されている。
【００８５】
一方、散乱光検出光学系１４９０の低角度照明光学系１４３０は、高角度照明光学系１４１０と同様に、レーザ光源１４３１、レーザ光源１４３１から発射されたレーザビームを拡大するビーム拡大レンズ１４３２、ビーム拡大レンズ１４３２で拡大されたレーザを平行な光束にするコリメートレンズ１４３３、径が拡大された平行なレーザビームを試料１０の表面に収束させる収束レンズ１４３４を備えている。側方散乱光検出光学系１４４０は、レーザビームが照射された試料１０からの側方への散乱光を集光する集光レンズ１４４１と集光レンズ１４４１で集光された散乱光を検出する検出器１４４２を備えている。
【００８６】
ステージ系１４５０は、試料１０を載置して回転可能なスピンドル軸１４５１、スピンドル軸１４５１を平面内で１方向に移動させるステージ１４５２、スピンドル軸１４５１とステージ１４５２とを駆動するステージ駆動部１４５３を備えている。
【００８７】
全体制御系１４７０は、信号処理・制御系１４６０と検査データや検査条件のデータを記憶しておくメモリ部１４７１、表示画面１４７３を有する入出力部１４７２を備えている。
【００８８】
信号処理・制御系１４６０は、高角度照明光学系１４１０のレーザ光源１１１１と低角度照明光学系１４３０のレーザ光源１４３１とを制御する照明光源制御ユニット１４６１、正反射光側検出系１４２０のアレイセンサ１４２２と散乱光検出光学系１４４０の検出器１４４２との出力信号を受けて増幅しＡ/Ｄ変換した後に信号処理を行って欠陥候補を検出する検出信号処理ユニット１４６２、検出信号処理ユニット１４６２で検出された欠陥候補の情報とスピンドル軸１４５１の回転の情報及びステージ１４５２の位置の情報を用いて試料１０の連続する欠陥を抽出する欠陥連続性判定ユニット１４６３、欠陥連続性判定ユニット１４６３で抽出した連続欠陥を含む検出信号処理ユニット１４６２で検出された欠陥の特徴量を抽出する欠陥特徴量抽出ユニット１４６４、欠陥特徴量抽出ユニット１４６４で抽出した欠陥の特徴量の情報を用いて欠陥を分類する欠陥分類ユニット１４６５、ステージ駆動部１４５３を制御してスピンドル軸１４５１及びステージ１４５２の動作を制御するステージ制御ユニット１４６６、照明光源制御ユニット１４６１と検出信号処理ユニット１４６２、欠陥連続性判定ユニット１４６３、欠陥特徴量抽出ユニット１４６４、欠陥分類ユニット１４６５及びステージ制御ユニット１４６６を制御するＭＵＰ１４６７を備えている。
【００８９】
正反射光検出光学系１４８０の正反射光側検出系１４２０は、実施例４で説明したのと同様に、試料１０からの正反射光を含む散乱光をレンズ系を用いて集光することなく、１次元のアレイセンサ１４２２で直接検出する構成となっている。
【００９０】
このような構成の光学式の磁気ディスク欠陥検査装置１４００を用いて、実施例４で説明した方法と同様な方法により試料１０上の欠陥を検出し分類することができる。
【００９１】
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９２】
１０・・・試料 １００、６００，１１００、１４００・・・光学式の磁気ディスク欠陥検査装置 １１０、６１０，１１１０，１４１０・・・照明光学系 １２０，６２０・・・正反射光側検出光学系 １１２０，１４２０・・・正反射光側検出系 １２２・・・マスク １３０，６３０，１１３０・・・散乱光検出光学系 １４０，６４０，１１４０・・・検出光学系 １５０，６５０，１１５０，１４５０・・・ステージ系 １６０、６６０，１１６０，１４６０・・・信号処理・制御系 ６２２・・・ミラー ６２５・・・正反射光検出系 ９３０・・・散乱光検出光学系 １４３０・・・低角度照明光学系 １４４０・・・側方散乱光検出光学系。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料表面の欠陥を光学的に検査する方法及びその装置に係り、特に、従来の磁気ディスク表面の凹みや傷及び両面に付着した異物を検出するのに適した光学式欠陥検査方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の連続記録磁性媒体の磁気ディスク表面の欠陥を検査する装置は、例えば特許文献１や特許文献２に記載されている。この特許文献１には、回転している磁気ディスクにレーザビームを斜め方向から照射して、ディスク表面からの正反射光を複数の受光素子を備えた検出器上に結像させ、その検出信号を処理して欠陥を検出する構成が開示されている。
一方、特許文献２には、回転している磁気ディスクにレーザビームを斜め方向から照射して、ディスク表面からの正反射光と散乱光とを検出し、正反射光と散乱光とのそれぞれの検出信号を処理することによりディスク表面の欠陥を検出して分類する検査装置が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、基板（ディスク）からの正反射側に設けたレンズに正反射光が入射しないようにマスクを設けて散乱光以外の正反射光を遮断することが記載されている。更に、マスクに替えてハーフミラーを設け、正反射光をハーフミラーで反射させて検出器で検出することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２５７７４２号公報
【特許文献２】特開２００８−２６８１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
磁気ディスクの記録容量の増大化に伴い、磁気ディスク上の記録密度が高くなり、検出すべき欠陥のサイズがより小さくなってきているとともに、検出すべき欠陥の種類も増えてきている。
【０００６】
このような要求に対応して、特許文献１では、レーザビームを斜め方向から照射したディスク表面からの正反射光の像を直列に配列されたｎ個の受光素子で検出して、各受光素子の検出信号レベルに基づいて基板表面の凹凸欠陥の大きさを精度よく検出することについて記載されているが、基板表面のより微細な欠陥、例えば浅い傷欠陥（シャロー欠陥）や基板内部の欠陥を他の欠陥と弁別して検出することまでについては配慮されていない。
【０００７】
また、特許文献２には、基板を多方向から照明し、基板からの正反射光と散乱光とを検出してその検出信号波形から基板そのもののうねりや局所的なうねりの状態を判断してその中から欠陥を検出することについて記載されているが、基板表面のより微細な欠陥、例えば浅い傷欠陥（シャロー欠陥）や基板内部の欠陥を他の欠陥と弁別して検出することまでについては配慮されていない。
【０００８】
また、特許文献２には、基板（ディスク）からの正反射側に設けたレンズに正反射光が入射しないようにマスクを設けて散乱光以外の正反射光を遮断すること、及び、マスクに替えてハーフミラーを設け、正反射光をハーフミラーで反射させて検出器で検出することが記載されているが、これらの正反射光を除いた正反射光近傍の散乱光や、正反射光を検出した信号を用いて基板表面のより微細な欠陥、例えば浅い傷欠陥（シャロー欠陥）や基板内部の欠陥を他の欠陥と弁別して検出することまでについては配慮されていない。
【０００９】
本発明の目的は、上記課題を解決して、基板表面のより微細な欠陥、例えば浅い傷欠陥（シャロー欠陥）や基板内部の欠陥を他の欠陥と弁別して検出することを可能にする磁気ディスクを検査する光学式の欠陥検査装置を提供することに有る。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明では、試料の表面の欠陥を検査する光学式欠陥検査装置を、試料を回転させて一方向に連続的に移動させるステージ手段と、このステージ手段により回転しながら一方向に連続的に移動している試料の表面に対して傾いた方向から照明光を入射させて試料の表面に照明光を照射する光照射手段と、この光照射手段で照明光が照射された試料の表面からの正反射光とこの正反射光の光軸の周辺の散乱光とを含む反射光のうち正反射光を除いて正反射光の光軸の周辺の前方散乱光の像を検出する第１の検出手段と、光照射手段で照明光が照射された試料の表面からの散乱光のうち照明光の入射方向に対して側方へ散乱した側方散乱光を集光して検出する第２の検出手段と、第１の検出手段と第２の検出手段とで検出されたそれぞれの信号を処理して試料上の任意の方向のスクラッチ欠陥を含む欠陥を抽出する欠陥抽出手段とを備えて構成した。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、本発明では、試料の表面の欠陥を検査する光学式欠陥検査装置を、試料を回転させて一方向に連続的に移動させるステージ手段と、このステージ手段により回転しながら一方向に連続的に移動している試料の表面に対して傾いた方向から照明光を入射させて試料の表面に照明光を照射する光照射手段と、この光照射手段で照明光が照射された試料の表面からの正反射光を検出する第１の検出手段と、光照射手段で照明光が照射された試料の表面からの散乱光のうち照明光の入射方向に対して側方へ散乱した側方散乱光を集光して検出する第２の検出手段と、第１の検出手段と第２の検出手段とで検出されたそれぞれの信号を処理して試料上の任意の方向のスクラッチ欠陥を含む欠陥を抽出する欠陥抽出手段とを備えて構成した。
【００１２】
さらに、上記目的を達成するために、本発明では、試料の表面の欠陥を検査する光学式欠陥検査方法において、試料を回転させて一方向に連続的に移動させながら試料の表面に対して傾いた方向から照明光を入射させて試料の表面に照明光を照射し、この照明光が照射された試料の表面からの正反射光と正反射光の光軸の周辺の前方散乱光とを含む反射光のうち正反射光を除いて正反射光の光軸の周辺の前方散乱光の像を検出し、照明光が照射された試料の表面からの散乱光のうち照明光の入射方向に対して側方へ散乱した側方散乱光を集光して検出し、正反射光の光軸の周辺の前方散乱光の像を検出して得た信号と側方散乱光を集光して検出して得た信号とを処理して試料上の任意の方向のスクラッチ欠陥を含む欠陥を抽出するようにした。
【００１３】
更にまた、上記目的を達成するために、試料の表面の欠陥を検査する光学式欠陥検査方法において、試料を回転させて一方向に連続的に移動させながら試料の表面に対して傾いた方向から照明光を入射させて試料の表面に前記照明光を照射し、この照明光が照射された試料の表面からの正反射光を検出し、照明光が照射された試料の表面からの散乱光のうち照明光の入射方向に対して側方へ散乱した側方散乱光を集光して検出し、正反射光を検出して得た信号と側方散乱光を集光して検出して得た信号とを処理して試料上の任意の方向のスクラッチ欠陥を含む欠陥を抽出するようにした。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、試料からの散乱光を検出して抽出した欠陥を分類するに際して正反射光の光軸の周辺の前方散乱光に含まれる欠陥情報も用いることができるようにしたので、試料上の任意の方向の深さの浅いスクラッチ欠陥(シャロー欠陥)を含む欠陥を抽出することを可能にした。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】図1Ａは、実施例1における光学式欠陥検査装置の全体の概略構成を示すブロック図である。
【図１Ｂ】図1Ｂは、実施例1における光学式欠陥検査装置の検出光学系の側面図である。
【図１Ｃ】図1Ｃは、実施例1における光学式欠陥検査装置の検出光学系の平面図である。
【図２】図2は、検査対象の磁気ディスクの欠陥の状態を示す平面図である。
【図３】図3は、検査対象の磁気ディスクの断面であり、（ａ）はスクラッチ欠陥がある断面、（ｂ）は凸状の欠陥が有る断面である。
【図４Ａ】図４Ａは、欠陥が有る磁気ディスクの表面を検査したときの検出信号で、ノイズが乗った状態の信号である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、欠陥が有る磁気ディスクの表面を検査したときの検出信号で、ノイズを除去した状態の信号である。
【図５】図６Ａは、実施例1における欠陥検出・分類を行うときの処理フロー図である。
【図６Ａ】図６Ａは、実施例２における光学式欠陥検査装置の全体の概略構成を示すブロック図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施例２における光学式欠陥検査装置の検出光学系の側面図である。
【図７】図７は、欠陥種ごとに各検出系の検出信号の有無の関係を纏めた表である。
【図８】図８は、実施例２における欠陥検出・分類を行うときの処理フロー図である。
【図９】図９は、実施例３における光学式欠陥検査装置の検出光学系の側面図である。
【図１０】図１０は、磁気ディスクの表面に形成された薄膜の膜上、膜中、膜下に存在する微小な欠陥の例を示す磁気ディスクの断面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、実施例４における光学式欠陥検査装置の全体の概略構成を示すブロック図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、実施例４における光学式欠陥検査装置の検出光学系の側面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｂは、実施例４における光学式欠陥検査装置の１次元センサアレイの正面図である。
【図１２】図１２（ａ）は凹欠陥が有る部分の基板の断面図、（ｂ）は凹欠陥が有る部分からの反射光を１次元センサアレイで検出したときの１次元センサアレイの各フォトダイオード素子（画素）からの出力波形の例を示すグラフである。
【図１３】図１３（ａ）は凸欠陥が有る部分の基板の断面図、（ｂ）は凸欠陥が有る部分からの反射光を１次元センサアレイで検出したときの１次元センサアレイの各フォトダイオード素子（画素）からの出力波形の例を示すグラフである。
【図１４Ａ】図１４Ａは、実施例４の変形例における光学式欠陥検査装置の全体の概略構成を示すブロック図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、実施例４の変形例における光学式欠陥検査装置の検出光学系の側面図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｂは、実施例４の変形例における光学式欠陥検査装置の検出光学系の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、欠陥の分類性能を向上させるために、照明光を照射した基板からの正反射光とこの正反射光の光軸近傍の散乱光とを分離して検出し、この分離して検出した光軸近傍の散乱光の像の検出信号または光軸近傍の散乱光の像の検出信号および正反射光の検出信号と、側方への散乱光を検出した信号とを用いて基板上の欠陥を検出し、その検出した欠陥の種類を分類するものである。
【００１７】
以下に、本発明の実施例を図を用いて説明する。
【実施例１】
【００１８】
実施例１に係る光学式の磁気ディスク欠陥検査装置の構成を、図１Ａ乃至図１Ｃを用いて説明する。
【００１９】
実施例１に係る光学式の磁気ディスク欠陥検査装置１００は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、照明光学系１１０、正反射光側検出光学系１２０と散乱光検出光学系１３０とを含んで構成された検出光学系１４０、ステージ系１５０、全体制御系１７０を備えている。
【００２０】
照明光学系１１０は、レーザ光源１１１、レーザ光源１１１から発射されたレーザビームを拡大するビーム拡大レンズ１１２、ビーム拡大レンズ１１２で拡大されたレーザを平行光にするコリメートレンズ１１３、径が拡大された平行なレーザビームを試料１０の表面に収束させる収束レンズ１１４を備えている。
【００２１】
検出光学系１４０の正反射光側検出光学系１２０は、照明光学系１１０により収束されたレーザビームが照射された試料１０からの正反射光の光軸に沿って配置され、基板１０からの正反射光や散乱光を含む反射光を集光する集光レンズ１２１、集光レンズを透過した光のうち試料１０からの正反射光を遮光するマスク１２２、マスク１２２で遮光されなかった試料１０からの反射光(散乱光)を所定の倍率で結像させる結像レンズ１２３、結像レンズ１２３で結像された試料１０からの反射光(散乱光)の像を検出する検出器１２４を備えている。集光レンズ１２１を非球面レンズで構成することにより、より大きなＮＡ(開口数)の光学系を構成することができ、欠陥検出感度を高めることができる。このとき結像レンズ１２３も非球面レンズで構成しても良い。また、検出器１２４は、複数の検出素子をアレイ状に並べて形成したアレイ状センサである。
【００２２】
一方、検出光学系１４０の散乱光検出光学系１３０は、レーザビームが照射された試料１０からの側方への散乱光を集光する集光レンズ１３１と集光レンズ１３１で集光された散乱光を検出する検出器１３２を備えている。
【００２３】
ステージ系１５０は、試料１０を載置して回転可能なスピンドル軸１５１、スピンドル軸１５１を平面内で１方向に移動させるステージ１５２、スピンドル軸１５１とステージ１５２とを駆動するステージ駆動部１５３を備えている。
【００２４】
全体制御系１７０は、信号処理・制御系１６０と検査データや検査条件のデータを記憶しておくメモリ部１７１、表示画面１７３を有する入出力部１７２を備えている。
【００２５】
信号処理・制御系１６０は、照明光学系１１０のレーザ光源１１１を制御する照明光源制御ユニット１６１、正反射光側検出光学系１２０の検出器１２４と散乱光検出光学系１３０の検出器１３２との出力信号を受けて増幅しＡ/Ｄ変換した後に信号処理を行って欠陥候補を検出する検出信号処理ユニット１６２、検出信号処理ユニット１６２で検出された欠陥候補の情報とスピンドル軸１５１の回転の情報及びステージ１５２の位置の情報を用いて試料１０の連続する欠陥を抽出する欠陥連続性判定ユニット１６３、欠陥連続性判定ユニット１６３で抽出した連続欠陥を含む検出信号処理ユニット１６２で検出された欠陥の特徴量を抽出する欠陥特徴量抽出ユニット１６４、欠陥特徴量抽出ユニット１６４で抽出した欠陥の特徴量の情報を用いて欠陥を分類する欠陥分類ユニット１６５、ステージ駆動部１５３を制御してスピンドル軸１５１及びステージ１５２の動作を制御するステージ制御ユニット１６６、照明光源制御ユニット１６１と検出信号処理ユニット１６２、欠陥連続性判定ユニット１６３、欠陥特徴量抽出ユニット１６４、欠陥分類ユニット１６５及びステージ制御ユニット１６６を制御するＭＵＰ１６７を備えている。
【００２６】
また、照明光学系１１０と正反射光側検出光学系１２０、散乱光検出光学系１３０とは、試料１０に対して図１Ｃにその平面図を示したような関係に配置されている。図１Ｃの矢印は、基板１０の回転の方向と直線移動の方向を示している。
【００２７】
上記した構成を有する光学式の磁気ディスク欠陥検査装置１００で試料１０の欠陥を検出するが、検査対象となる試料１０の欠陥の例を図２に示す。
【００２８】
図２は、検査対象の試料１０である磁気ディスクの平面図である。試料１０である磁気ディスクには、多様な製造工程を経て表面に磁性膜層を含む多層の薄膜が形成されているが、この多様な製造工程を経ることにより、多種多様な欠陥が発生する。これらの欠陥のうち、試料１０の表面に付着した異物２０１−１〜２０１−３は試料１０をハードディスク装置に組み込む前に洗浄を行うことで洗い流されるので問題にならない場合が多い。一方、試料１０の表面が膨らんだバンプ欠陥２０２や表面がへこんだピット欠陥２０３などは、試料１０の表面に大きな面積（１ｍｍ２）で薄く（数ｎｍから数１０ｎｍ程度）広がっているなだらかな欠陥である場合が多く、ハードディスク装置に組み込んで高速回転により磁気ヘッドを浮上させるのには特に問題とはならないが、蒸着工程において形成する記録層の厚さが変化する原因となりうる。
【００２９】
スクラッチ２０４−１，２０４−２は、試料１０の表面を平坦化する研磨工程において、研磨剤が研磨パッドから脱落することにより発生する欠陥であるが、長い筋状や短い傷のような形状となり、へこみと突起とが複合したような欠陥である。このような急激な突起となっている欠陥は、ハードディスク装置に組み込んで高速回転により磁気ヘッドを浮上させたときに磁気ヘッドと緩衝する可能性があり、ハードディスク装置に致命的な故障を発生させうる欠陥である。そのため、試料（磁気ディスク）１０をハードディスク装置に組み込む前に検査してこれらの欠陥を検出し、欠陥が存在する試料１０を不良品として次工程に流さないようにすることが重要である。
【００３０】
図３（ａ）には表面にクラッチ欠陥２０４が存在する領域の試料１０の断面を示す。また、図３（ｂ）には、試料表面が膨らんでいるバンプ欠陥２０３が存在する領域の試料１０の断面を示す。
【００３１】
図３（ａ）に示したクラッチ欠陥２０４に矢印の方向から光を照射した場合、エッジ部分２０４１及び２０４２から比較的強い散乱光が発生する。そして、この散乱光は、クラッチ欠陥２０４の長手方向（図３（ａ）の紙面に垂直な方向）には比較的弱く、長手と直角な方向には比較的強く発生するという特性がある。また、スクラッチ欠陥２０４の長手方向に沿って光を照射すると、長手方向には比較的強い散乱光が発生するがスクラッチ欠陥２０４の長手に直角な方向への散乱光の強度は比較的弱いという特性がある。すなわち、図２に示した試料１０の例では、図１に示した照明光学系１１０で試料１０を照明した場合（図２では、試料１０の半径方向に沿って照明）、半径方向に長いスクラッチ２０４−１及び円周方向に長いスクラッチ２０４−２からは試料１０の半径方向に比較的強い反射光が発生するのに対して、円周方向に発生する散乱光の強度は比較的弱い。即ち、スクラッチ欠陥２０４を散乱光検出光学系１３０で検出する場合には、他の形状の欠陥に比べて指向性が存在する。
【００３２】
一方、照明光学系１１０で試料１０を照明したときの試料から発生する正反射光の方向には、スクラッチ２０４−１および２０４−２の向きに係らずほぼ一定の反射光（正反射光と散乱光を含む）が発生する。試料１０からの正反射光は欠陥のない部分からも発生するが、散乱光は欠陥が有る部分から発生するので、散乱光を正反射光から分離して検出できるようにすれば、スクラッチ欠陥２０４の向きに関係なく常にスクラッチ欠陥２０４を検出することが可能になる。
【００３３】
したがって、正反射光の方向に検出器を、正反射光を遮光してスクラッチ２０４−１または２０４−２から発生する散乱光の像を検出するように配置すれば、スクラッチ２０４−１または２０４−２の向きに係らず検出することが可能になる。これは、特に深さの浅いスクラッチ欠陥(シャロー欠陥)を検出するのに有効である。
【００３４】
図１Ａの正反射光側検出光学系１２０はこのような考えの下に構成したものであり、マスク１２２で試料１０からの正反射光を遮光して、結像レンズ１２３で正反射光の光軸の周辺に発生した散乱光の像を検出器１２４の上に結像させることにより、試料１０上のスクラッチ１２４を見逃すことなく検出できるようにした。
【００３５】
図４Ａに、検出器１２４または１３２からの検出信号の例を示す。検出器１２４または１３２からの検出信号にはノイズ信号に埋もれた状態で欠陥信号が入っている。この検出信号に対してある一定レベル以下の信号をノイズ成分として切ると図４Ｂのような信号になり、これに対してしきい値を設定し、しきい値を超える信号を欠陥信号として抽出し、そのときの試料１０の検査位置の情報をステージ制御ユニット１６６を介してステージ駆動部１５３から取得して欠陥の位置情報として検出信号処理ユニット１６２に入力する。
【００３６】
次に、図１Ａ及びＢに示した検査装置を用いて、上記した考えに基づいて試料１０上の欠陥を検出するために、信号処理・制御系１６０で実行される処理の流れについて、図５を用いて説明する。
【００３７】
まず、試料１０をスピンドル軸１５１に載置した状態でステージ制御ユニット１６６で制御されたステージ駆動部１５３でスピンドル軸１５１とステージ１５２を駆動して、試料１０を回転させながら一方向に連続的に移動させる。この状態で照明光源制御ユニット１６１で照明光学系１１０のレーザ光源１１１を駆動してレーザを発射させ、試料１０にレーザを照射する。このレーザが照射された試料１０で発生した反射光は正反射光側検出光学系１２０と散乱光検出光学系１３０とで検出され、それぞれの検出器１２４及び１３２からの検出信号が信号検出処理ユニット１６２に入力される（Ｓ５０１）。
【００３８】
それぞれの検出器１２４及び１３２からの検出信号が入力された信号検出処理ユニット１６２では、それぞれの入力信号を増幅してＡ/Ｄ変換してデジタル信号とし、このそれぞれのデジタル信号を処理した後に両方の信号をつき合わせて欠陥候補を抽出する（Ｓ５０２）。
【００３９】
この抽出された欠陥候補の情報は欠陥連続性判定ユニット１６３へ送られ、ステージ制御ユニット１６６から得られるスピンドル軸１５１の回転の情報及びステージ１５２の位置の情報を用いて欠陥の連続性が判定され（Ｓ５０３）スクラッチ欠陥が抽出される。
【００４０】
また、それぞれの検出器１２４及び１３２からの信号に基づくデジタル信号は欠陥特徴量抽出ユニット１６４に送られて、欠陥の特徴量（形状、大きさ等）が抽出される（Ｓ５０４）。
【００４１】
次に、この抽出した欠陥の特徴量の情報は欠陥分類ユニットに送られて欠陥の分類処理が行われる。この欠陥分類処理においては、先ず、欠陥特徴量抽出ユニット１６４で特徴量が抽出された欠陥について、正反射光側検出光学系１２０の検出器１２４から得られた信号から大きさが１００μｍ以上の欠陥であるか否かを判定する（Ｓ５０５）。大きさが１００μｍ以上の欠陥である場合にはＳ５０３のステップで処理した結果を用いて線状欠陥で有るか否かを判定し（Ｓ５０６），ＹＥＳの場合には線状欠陥と判定される（Ｓ５０７）。一方、Ｓ５０６で線状の欠陥ではないと判定された場合には、その欠陥を汚染による面状欠陥であると判定する（Ｓ５０８）。
【００４２】
Ｓ５０５で大きさが１００μｍ以上ではないと判定された欠陥については、この欠陥に対応する検出信号が散乱光検出光学系１３０でも検出されているかを検出器１３２の出力信号から判定する（Ｓ５０９）。その結果、散乱光検出光学系１３０では検出されていない信号である場合には、正反射光側検出光学系１２０の検出器１２４から得られた信号の大きさ予め設定したレベルと比較し（Ｓ５１０）、この予め設定したレベルよりも大きい場合にはその欠陥を大きな輝点と判定し（Ｓ５１１）、予め設定したレベルよりも小さい場合にはその欠陥を小さな輝点（微小な欠陥）と判定する（Ｓ５１２）。
【００４３】
また、Ｓ５０９で散乱光検出光学系１３０で検出されている信号であると判断された場合には、正反射光側検出光学系１２０でも検出されている欠陥であるかを判定し（Ｓ５１３），正反射光側検出光学系１２０では検出されていない欠陥である場合にはその欠陥の大きさを予め設定した値と比較し（Ｓ５１４）、この予め設定した値よりも大きい場合には試料１の内部（試料１の表面に形成した薄膜の内部）に存在する欠陥（膜中欠陥）であると判定し（Ｓ５１５）、予め設定した値よりも小さい場合には試料１の表面に形成した薄膜の下層に存在する欠陥（膜下欠陥）と判定する（Ｓ５１６）。
【００４４】
Ｓ５１３で正反射光側検出光学系１２０でも検出されている欠陥である場合にはその欠陥の大きさを予め設定した値と比較し（Ｓ５１７）、予め設定した値よりも大きい場合には異物欠陥と判定し（Ｓ５１８）、予め設定した値よりも小さい場合には正反射光側検出光学系１２０で検出された信号から判定した試料１０上の位置と散乱光検出光学系１３０で検出された信号から判定した試料１０上の位置とを比較し（Ｓ５１９）、両方の位置が同じである場合には試料１０の表面の欠陥であると判定し（Ｓ５２０）、両方の位置がずれている場合には試料１０の表面に形成した薄膜の内部または膜下の欠陥であると判定する（Ｓ５２１）。
以上のようにして分類された各欠陥の情報をメモリ部１７１に記録して保存される。
【００４５】
以上に説明したように、正反射光側検出光学系１２０の検出信号から得られる正反射光の光軸に近い部分の散乱光の情報と散乱光検出光学系１３０の検出信号から得られる速報散乱光の情報とを用いて検出して欠陥を分類することにより、検出した欠陥をより詳細に分類することが可能になる。
【実施例２】
【００４６】
次に、本発明の実施例２を図６を用いて説明する。
この実施例においては、図１に示した検査装置の正反射光側検出光学系１２０でマスク１２２で遮光していた正反射光を、マスク１２２を図６に示すように反射鏡６２２に置き換えて正反射光の光軸を切替え、この正反射光を検出するようにした。即ち、欠陥の検出及び分類に、試料１０からの正反射光の情報も用いるようにした。
【００４７】
図６に示した本実施例における磁気ディスク欠陥検査装置６００は、図１で説明した実施例１における検査装置１００の構成と同様に、照明光学系６１０、正反射光側検出光学系６２０と散乱光検出光学系６３０とを含んで構成された検出光学系６４０、ステージ系６５０、全体制御系６７０を備えている。この構成は、図１の正反射光側検出光学系１２０のマスク１２２を反射鏡６２２に置き換え、集光レンズ６２６と検出器６２７とを備えた正反射光検出系６２５を新たに設けたものであって、それ以外は基本的に同じであるので、その構成の詳細な説明は省略する。
【００４８】
この磁気ディスク欠陥検査装置６００では、欠陥の分類に正反射光の情報も用いることができるので、更に分類の精度を向上させることが可能になる。図７には、側方散乱光検出信号及び正反射光検出信号と欠陥種との関係を表に纏めて示す。正反射光検出信号を用いることにより、シャロー欠陥（スクラッチ欠陥の中でも深さが浅い欠陥）を検出することが可能になった。
【００４９】
次に、この磁気ディスク欠陥検査装置６００における欠陥検出・分類の処理フローを、図８を用いて説明する。
【００５０】
まず、試料１０を回転させながら一方向に移動させた状態でレーザが照射された試料１０で発生した反射光は正反射光側検出光学系６２０と散乱光検出光学系６３０とで検出され、それぞれの検出器６２４及び６３２からの検出信号が信号検出処理ユニット６６２に入力される（Ｓ８０１）。
【００５１】
それぞれの検出器６２４及び６３２からの検出信号が入力された信号検出処理ユニット６６２では、それぞれの入力信号を増幅してＡ/Ｄ変換してデジタル信号とし、このそれぞれのデジタル信号を処理した後に両方の信号をつき合わせて欠陥候補を抽出する（Ｓ８０２）。
【００５２】
この抽出された欠陥候補の情報は欠陥連続性判定ユニット６６３へ送られ、ステージ制御ユニット６６６から得られるスピンドル軸６５１の回転の情報及びステージ６５２の位置の情報を用いて欠陥の連続性が判断され（Ｓ８０３）スクラッチ欠陥が抽出される。
【００５３】
また、それぞれの検出器６２４及び６３２からの信号に基づくデジタル信号は欠陥特徴量抽出ユニット６６４に送られて、欠陥の特徴量（形状、大きさ等）が抽出される（Ｓ８０４）。
【００５４】
次に、この抽出した欠陥の特徴量の情報は欠陥分類ユニットに送られて欠陥の分類処理が行われる。この欠陥分類処理においては、先ず、欠陥特徴量抽出ユニット６６４で特徴量が抽出された欠陥について、正反射光側検出光学系６２０の検出器６２４から得られた信号から大きさが１００μｍ以上の欠陥であるか否かを判定する（Ｓ８０５）。大きさが１００μｍ以上の欠陥である場合にはＳ８０３のステップで処理した結果を用いて線状欠陥で有るか否かを判定し（Ｓ８０６），ＹＥＳの場合には線状欠陥と判定される（Ｓ８０７）。一方、Ｓ８０６で線状の欠陥ではないと判定された場合には、その欠陥を汚染による面状欠陥であると判定する（Ｓ８０８）。
【００５５】
Ｓ８０５で大きさが１００μｍ以上ではないと判定された欠陥については、この欠陥に対応する検出信号が正反射光検出光学系６２５で検出されているかを検出器６２７の出力信号から判定し、かつ、このときに散乱光検出光学系６３０では検出されていないかをチェックする（Ｓ８０９）。チェックした結果、ＹＥＳ，即ち、正反射光検出光学系６２５では検出されていて散乱光検出光学系６３０では検出されていない場合には、この欠陥をシャロー欠陥であると判定する（Ｓ８１０）。
【００５６】
一方、Ｓ８０９でＮＯと判定された場合は、この欠陥に対応する検出信号が散乱光検出光学系６３０でも検出されているかを検出器６３２の出力信号から判定する（Ｓ８１１）。その結果、散乱光検出光学系６３０では検出されていない信号である場合には、正反射光側検出光学系６２０の検出器６２４から得られた信号の大きさを予め設定したレベルと比較し（Ｓ８１２）、この予め設定したレベルよりも大きい場合にはその欠陥を大きな輝点と判定し（Ｓ８１３）、予め設定したレベルよりも小さい場合にはその欠陥を小さな輝点（微小な欠陥）と判定する（Ｓ８１４）。
【００５７】
また、Ｓ８１１で散乱光検出光学系６３０で検出されている信号であると判断された場合には、正反射光側検出光学系６２０でも検出されている欠陥であるかを判定し（Ｓ８１５），正反射光側検出光学系６２０では検出されていない欠陥である場合にはその欠陥の大きさを予め設定した値と比較し（Ｓ８１６）、この予め設定した値よりも大きい場合には試料１の内部（試料１の表面に形成した薄膜の内部）に存在する欠陥（膜中欠陥）であると判定し（Ｓ８１７）、予め設定した値よりも小さい場合には試料１の表面に形成した薄膜の下層に存在する欠陥（膜下欠陥）と判定する（Ｓ８１８）。
【００５８】
Ｓ８１５で正反射光側検出光学系６２０でも検出されている欠陥である場合にはその欠陥の大きさを予め設定した値と比較し（Ｓ８１９）、予め設定した値よりも大きい場合には異物欠陥と判定し（Ｓ８２０）、予め設定した値よりも小さい場合には正反射光側検出光学系１２０で検出された信号から判定した試料１０上の位置と散乱光検出光学系１３０で検出された信号から判定した試料１０上の位置とを比較し（Ｓ８２１）、両方の位置が同じである場合には試料１０の表面の欠陥であると判定し（Ｓ８２２）、両方の位置がずれている場合には試料１０の表面に形成した薄膜の内部または膜下の欠陥であると判定する（Ｓ８２３）。
以上のようにして分類された各欠陥の情報をメモリ部６７１に記録して保存される。
【００５９】
以上に説明したように、正反射光検出光学系６２５、正反射光側検出光学系６２０の検出信号から得られる正反射光の光軸に近い部分の散乱光の情報と散乱光検出光学系６３０の検出信号から得られる速報散乱光の情報とを用いて検出して欠陥を分類することにより、検出した欠陥をより詳細に分類することが可能になる。
【実施例３】
【００６０】
次に、実施例１で説明した磁気ディスク欠陥検査装置１００の散乱光検出光学系１３０を結像光学系で構成した例を実施例３で説明する。
【００６１】
本実施例における磁気ディスク欠陥検査装置の構成は、実施例１で説明した磁気ディスク欠陥検査装置１００の構成と同じであり、散乱光検出光学系１３０を図９に示したような結像光学系で構成した点が異なる。
【００６２】
図９には、本実施例による散乱光検出光学系９３０と実施例１と同じ正反射光側検出光学系１２０とを備えた検出光学系９４０の側面図を示す。
【００６３】
散乱光検出光学系９３０は、レーザが照射された試料１０からの散乱光を集光する集光レンズ９３１と、集光レンズ９３１で集光された試料１０からの散乱光の像を結像する結像レンズ９３２、及び結像レンズ９３２で形成された散乱光の像を検出する検出器９３３を備えている。
【００６４】
本実施例における検出光学系９４０以外の構成は実施例１で説明した構成と実質的に同じであるので、図１で説明した構成を準用して説明する。
【００６５】
本実施例においては、検出器１２４と検出器９３３とが共に光学像を検出するので検出信号処理ユニット１６２ではそれぞれの検出器で検出して得られた画像の各画素間の位置を合わせてから欠陥検出を行う。また、欠陥特徴量抽出ユニット１６４では、位置が合わせられた量画像を用いてそれぞれの画像から欠陥の特徴量を抽出する。さらに、欠陥分類ユニットにおいては、欠陥特徴量抽出ユニット１６４で抽出されたそれぞれの画像の欠陥の特長量の情報を用いて欠陥を分類する。
【００６６】
このように散乱光検出光学系も結像光学系で構成すると、検出した画像から、図１０に示すように、試料１０の基板１１上に形成された薄膜層１２(図１０では単純化して一層で表示してある)の表面に有る欠陥１５と、薄膜層１２の中に存在する欠陥１６、薄膜層１２の下に存在する欠陥１７とを識別して検出することができる。
【００６７】
本実施例によれば、正反射光側検出光学系で得た画像と散乱光検出系で得た画像とを用いて欠陥検出及び分類を行うので、より高精度な欠陥の検出及びより信頼性の高い欠陥の分類を行うことができる。
【実施例４】
【００６８】
上記に説明した実施例１乃至３においては少なくとも正反射光側検出光学系を結像光学系で構成していたが、本実施例では、試料からの正反射光を結像光学系を使わずに検出する構成とした。
【００６９】
図１１Ａ乃至Ｃに本実施例における光学式の磁気ディスク欠陥検査装置１１００の構成を示す。
【００７０】
磁気ディスク欠陥検査装置１１００は、照明光学系１１１０、正反射光側検出系１１２０と散乱光検出光学系１１３０とを含んで構成された検出光学系１１４０、ステージ系１１５０、全体制御系１１７０を備えている。
【００７１】
照明光学系１１１０は、実施例１の場合と同様に、レーザ光源１１１１、レーザ光源１１１１から発射されたレーザビームを拡大するビーム拡大レンズ１１１２、ビーム拡大レンズ１１１２で拡大されたレーザを平行な光束にするコリメートレンズ１１１３、径が拡大された平行なレーザビームを試料１０の表面に収束させる収束レンズ１１１４を備えている。
【００７２】
検出光学系１１４０の正反射光側検出系１１２０は、図１１Ｃに示すように、複数のフォトダイオード素子１１２１をアレイ状に配列して形成した１次元のアレイセンサ１１２２で構成されている。
【００７３】
一方、検出光学系１１４０の散乱光検出光学系１１３０は、レーザビームが照射された試料１０からの側方への散乱光を集光する集光レンズ１１３１と集光レンズ１１３１で集光された散乱光を検出する検出器１１３２を備えている。
【００７４】
ステージ系１１５０は、試料１０を載置して回転可能なスピンドル軸１１５１、スピンドル軸１１５１を平面内で１方向に移動させるステージ１１５２、スピンドル軸１１５１とステージ１１５２とを駆動するステージ駆動部１１５３を備えている。
【００７５】
全体制御系１１７０は、信号処理・制御系１１６０と検査データや検査条件のデータを記憶しておくメモリ部１１７１、表示画面１１７３を有する入出力部１１７２を備えている。
【００７６】
信号処理・制御系１１６０は、照明光学系１１１０のレーザ光源１１１１を制御する照明光源制御ユニット１１６１、正反射光側検出系１１２０のアレイセンサ１１２２と散乱光検出光学系１１３０の検出器１１３２との出力信号を受けて増幅しＡ/Ｄ変換した後に信号処理を行って欠陥候補を検出する検出信号処理ユニット１１６２、検出信号処理ユニット１１６２で検出された欠陥候補の情報とスピンドル軸１１５１の回転の情報及びステージ１１５２の位置の情報を用いて試料１０の連続する欠陥を抽出する欠陥連続性判定ユニット１１６３、欠陥連続性判定ユニット１１６３で抽出した連続欠陥を含む検出信号処理ユニット１１６２で検出された欠陥の特徴量を抽出する欠陥特徴量抽出ユニット１１６４、欠陥特徴量抽出ユニット１１６４で抽出した欠陥の特徴量の情報を用いて欠陥を分類する欠陥分類ユニット１１６５、ステージ駆動部１１５３を制御してスピンドル軸１１５１及びステージ１１５２の動作を制御するステージ制御ユニット１１６６、照明光源制御ユニット１１６１と検出信号処理ユニット１１６２、欠陥連続性判定ユニット１１６３、欠陥特徴量抽出ユニット１１６４、欠陥分類ユニット１１６５及びステージ制御ユニット１１６６を制御するＭＵＰ１１６７を備えている。
【００７７】
検出光学系１１４０の正反射光側検出系１１２０は、図１１Ａに示すように、試料１０からの正反射光をレンズ系を用いることなく、１次元のアレイセンサ１１２２で直接検出する構成となっている。
【００７８】
図１２及び図１３に、この正反射光側検出系１１２０で試料１０からの正反射光を検出したときの１次元のアレイセンサ１１２２を構成する各フォトダイオード素子（画素）１１２１からの出力の例を示す。
【００７９】
図１２は、（ａ）に示す凹状の欠陥に矢印の方向から照明光を照射したときに、矢印の方向に反射した光を１次元のアレイセンサ１１２２で検出したときの各フォトダイオード素子（画素）１１２１からの出力の例を（ｂ）に示す。試料１０の表面の欠陥が無い面(正常な面)からの反射光を受光した場合は１次元のアレイセンサ１１２２の各素子１１２１は反射光の波面強度の一様な分布に応じた波形出力を示すのに対して、凹状の欠陥を含む領域からの反射光を１次元のアレイセンサ１１２２のフォトダイオード素子（画素）１１２１で検出した場合、その検出レベルは周辺のフォトダイオード素子（画素）の反射光検出レベルに対して高いピークが検出されるという特徴がある（図１２（ｂ）の場合は５番目のフォトダイオード素子（画素）１１２１の出力)。
【００８０】
一方、 図１３は、（ａ）に示す凸状の欠陥に矢印の方向から照明光を照射したときに、矢印の方向に反射した光を１次元のアレイセンサ１１２２で検出したときの各フォトダイオード素子（画素）１１２１からの出力の例を（ｂ）に示す。凸状の欠陥部分からの反射光を１次元のアレイセンサ１１２２で検出した場合、凸状の欠陥を含む領域からの正反射光を検出したフォトダイオード素子（画素）１１２１の検出レベルは、周辺のフォトダイオード素子（画素）の反射光検出レベルに対して低くなるという特徴がある(図１３（ｂ）の場合は９番目のフォトダイオード素子（画素）１１２１の出力)。
【００８１】
このように、センサの各フォトダイオード素子（画素）１１２１からの出力信号レベル変化の特徴から、欠陥の位置と種類を特定することができる。また、１次元のアレイセンサ１１２２の各フォトダイオード素子（画素）１１２１で検出した信号のレベルから正反射光を検出した信号と散乱光を検出した信号を二分類することができるので、スクラッチ欠陥のような連続した欠陥については、実施例２で説明したのと同様な方法により分類することができる。
[実施例４の変形例]
実施例４の変形例として、正反射光検出光学系と側方散乱光検出光学系とを分離して構成した光学式の磁気ディスク欠陥検査装置１４００の例を図１４に示す。
【００８２】
本変形例における光学系は、図１４Ｃに示すように、正反射光検出光学系１４８０と散乱光検出光学系１４９０とに分離して構成されており、回転する試料１０の右側部分を正反射光検出光学系１４８０で検査し、左側を散乱光検出光学系１４９０で検査をする。正反射光検出光学系１４８０と散乱光検出光学系１４９０とで検査する試料１０上の位置関係を予め設定しておくことにより、正反射光検出光学系１４８０で検出した欠陥と散乱光検出光学系１４９０で検出した欠陥との試料１０上の位置を対応させることができる。
【００８３】
本変形例による光学式の磁気ディスク欠陥検査装置１４００の構成は、散乱光検出光学系１４９０を備えた点以外は図１１で説明した磁気ディスク欠陥検査装置１１００の構成とほほ同じである。即ち、光学式の磁気ディスク欠陥検査装置１４００は、高角度照明光学系１４１０、正反射光側検出系１４２０とを含んで構成された正反射光検出光学系１４８０と、低角度照明光学系１４３０と側方散乱光検出光学系１４４０とを含んで構成された散乱光検出光学系１４９０、ステージ系１４５０、全体制御系１４７０を備えている。
【００８４】
反正射光検出光学系１４８０の高角度照明光学系１４１０は、実施例４の場合と同様に、レーザ光源１４１１、レーザ光源１４１１から発射されたレーザビームを拡大するビーム拡大レンズ１４１２、ビーム拡大レンズ１４１２で拡大されたレーザを平行な光束にするコリメートレンズ１４１３、径が拡大された平行なレーザビームを試料１０の表面に収束させる収束レンズ１４１４を備えている。正反射光側検出系１４２０は、図１１Ｃで説明したものと同じ、複数のフォトダイオード素子をアレイ状に配列して形成した１次元のアレイセンサ１４２２で構成されている。
【００８５】
一方、散乱光検出光学系１４９０の低角度照明光学系１４３０は、高角度照明光学系１４１０と同様に、レーザ光源１４３１、レーザ光源１４３１から発射されたレーザビームを拡大するビーム拡大レンズ１４３２、ビーム拡大レンズ１４３２で拡大されたレーザを平行な光束にするコリメートレンズ１４３３、径が拡大された平行なレーザビームを試料１０の表面に収束させる収束レンズ１４３４を備えている。側方散乱光検出光学系１４４０は、レーザビームが照射された試料１０からの側方への散乱光を集光する集光レンズ１４４１と集光レンズ１４４１で集光された散乱光を検出する検出器１４４２を備えている。
【００８６】
ステージ系１４５０は、試料１０を載置して回転可能なスピンドル軸１４５１、スピンドル軸１４５１を平面内で１方向に移動させるステージ１４５２、スピンドル軸１４５１とステージ１４５２とを駆動するステージ駆動部１４５３を備えている。
【００８７】
全体制御系１４７０は、信号処理・制御系１４６０と検査データや検査条件のデータを記憶しておくメモリ部１４７１、表示画面１４７３を有する入出力部１４７２を備えている。
【００８８】
信号処理・制御系１４６０は、高角度照明光学系１４１０のレーザ光源１１１１と低角度照明光学系１４３０のレーザ光源１４３１とを制御する照明光源制御ユニット１４６１、正反射光側検出系１４２０のアレイセンサ１４２２と散乱光検出光学系１４４０の検出器１４４２との出力信号を受けて増幅しＡ/Ｄ変換した後に信号処理を行って欠陥候補を検出する検出信号処理ユニット１４６２、検出信号処理ユニット１４６２で検出された欠陥候補の情報とスピンドル軸１４５１の回転の情報及びステージ１４５２の位置の情報を用いて試料１０の連続する欠陥を抽出する欠陥連続性判定ユニット１４６３、欠陥連続性判定ユニット１４６３で抽出した連続欠陥を含む検出信号処理ユニット１４６２で検出された欠陥の特徴量を抽出する欠陥特徴量抽出ユニット１４６４、欠陥特徴量抽出ユニット１４６４で抽出した欠陥の特徴量の情報を用いて欠陥を分類する欠陥分類ユニット１４６５、ステージ駆動部１４５３を制御してスピンドル軸１４５１及びステージ１４５２の動作を制御するステージ制御ユニット１４６６、照明光源制御ユニット１４６１と検出信号処理ユニット１４６２、欠陥連続性判定ユニット１４６３、欠陥特徴量抽出ユニット１４６４、欠陥分類ユニット１４６５及びステージ制御ユニット１４６６を制御するＭＵＰ１４６７を備えている。
【００８９】
正反射光検出光学系１４８０の正反射光側検出系１４２０は、実施例４で説明したのと同様に、試料１０からの正反射光を含む散乱光をレンズ系を用いて集光することなく、１次元のアレイセンサ１４２２で直接検出する構成となっている。
【００９０】
このような構成の光学式の磁気ディスク欠陥検査装置１４００を用いて、実施例４で説明した方法と同様な方法により試料１０上の欠陥を検出し分類することができる。
【００９１】
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９２】
１０・・・試料 １００、６００，１１００、１４００・・・光学式の磁気ディスク欠陥検査装置 １１０、６１０，１１１０，１４１０・・・照明光学系 １２０，６２０・・・正反射光側検出光学系 １１２０，１４２０・・・正反射光側検出系 １２２・・・マスク １３０，６３０，１１３０・・・散乱光検出光学系 １４０，６４０，１１４０・・・検出光学系 １５０，６５０，１１５０，１４５０・・・ステージ系 １６０、６６０，１１６０，１４６０・・・信号処理・制御系 ６２２・・・ミラー ６２５・・・正反射光検出系 ９３０・・・散乱光検出光学系 １４３０・・・低角度照明光学系 １４４０・・・側方散乱光検出光学系。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の表面の欠陥を検査する装置であって、
試料を回転させて一方向に連続的に移動させるステージ手段と、
該ステージ手段により回転しながら一方向に連続的に移動している前記試料の表面に対して傾いた方向から照明光を入射させて該試料の表面に前記照明光を照射する光照射手段と、
該光照射手段で照明光が照射された前記試料の表面からの正反射光と該正反射光の光軸の周辺の前方散乱光とを含む反射光のうち前記正反射光を除いて該正反射光の光軸の周辺の前方散乱光の像を検出する第１の検出手段と、
前記光照射手段で照明光が照射された前記試料の表面からの散乱光のうち前記照明光の入射方向に対して側方へ散乱した側方散乱光を集光して検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段と前記第２の検出手段とで検出されたそれぞれの信号を処理して前記試料上の任意の方向のスクラッチ欠陥を含む欠陥を抽出する欠陥抽出手段と
を含むことを特徴とする光学式欠陥検査装置。
【請求項２】
前記第１の検出手段で除かれた前記試料表面からの正反射光を検出する第３の検出手段を更に備え、前記欠陥抽出手段は、前記第１の検出手段と前記第２の検出手段と前記第３の検出手段とで検出された信号を処理して前記試料上のスクラッチ欠陥を含む欠陥を抽出することを特徴とする請求項１記載の光学式欠陥検査装置。
【請求項３】
前記第１の検出手段は複数の検出素子をアレイ状に配列して形成したアレイセンサであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学式欠陥検査装置。
【請求項４】
前記第２の検出手段は複数の検出素子をアレイ状に配列して形成したアレイセンサであることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光学式欠陥検査装置。
【請求項５】
試料の表面の欠陥を検査する装置であって、
試料を回転させて一方向に連続的に移動させるステージ手段と、
該ステージ手段により回転しながら一方向に連続的に移動している前記試料の表面に対して傾いた方向から照明光を入射させて該試料の表面に前記照明光を照射する光照射手段と、
該光照射手段で照明光が照射された前記試料の表面からの正反射光を検出する第１の検出手段と、
前記光照射手段で照明光が照射された前記試料の表面からの散乱光のうち前記照明光の入射方向に対して側方へ散乱した側方散乱光を集光して検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段と前記第２の検出手段とで検出されたそれぞれの信号を処理して前記試料上の任意の方向のスクラッチ欠陥を含む欠陥を抽出する欠陥抽出手段と
を含むことを特徴とする光学式欠陥検査装置。
【請求項６】
前記第１の検出手段は複数の検出素子をアレイ状に配列して形成したアレイセンサであることを特徴とする請求項５記載の光学式欠陥検査装置。
【請求項７】
前記第２の検出手段は複数の検出素子をアレイ状に配列して形成したアレイセンサであることを特徴とする請求項５又は６に記載の光学式欠陥検査装置。
【請求項８】
試料の表面の欠陥を検査する方法であって、
試料を回転させて一方向に連続的に移動させながら前記試料の表面に対して傾いた方向から照明光を入射させて該試料の表面に前記照明光を照射し、
該照明光が照射された前記試料の表面からの正反射光と該正反射光の光軸の周辺の前方散乱光とを含む反射光のうち前記正反射光を除いて該正反射光の光軸の周辺の前方散乱光の像を検出し、
前記照明光が照射された試料の表面からの散乱光のうち前記照明光の入射方向に対して側方へ散乱した側方散乱光を集光して検出し、
前記正反射光の光軸の周辺の前方散乱光を検出して得た信号と前記側方散乱光を集光して検出して得た信号とを処理して前記試料上の任意の方向のスクラッチ欠陥を含む欠陥を抽出する
ことを特徴とする光学式欠陥検査方法。
【請求項９】
前記正反射光と該正反射光の光軸の周辺の前方散乱光とを含む反射光から除かれた前記正反射光を検出し、前記欠陥を抽出するステップにおいて、前記正反射光の光軸の周辺の前方散乱光を検出した信号と前記側方散乱光を集光して検出した信号と前記正反射光を検出した信号とを処理して前記試料上のスクラッチ欠陥を含む欠陥を抽出することを特徴とする請求項８記載の光学式欠陥検査方法。
【請求項１０】
前記正反射光の光軸の周辺の前方散乱光を検出することを、複数の検出素子をアレイ状に配列して形成したアレイセンサで検出することにより行うことを特徴とする請求項８又は９に記載の光学式欠陥検査方法。
【請求項１１】
前記側方散乱光を集光して検出することを、複数の検出素子をアレイ状に配列して形成したアレイセンサで検出することにより行うことを特徴とする請求項８乃至１０の何れかに記載の光学式欠陥検査方法。
【請求項１２】
試料の表面の欠陥を検査する方法であって、
試料を回転させて一方向に連続的に移動させながら前記試料の表面に対して傾いた方向から照明光を入射させて該試料の表面に前記照明光を照射し、
該照明光が照射された前記試料の表面からの正反射光を検出し、
前記照明光が照射された前記試料の表面からの散乱光のうち前記照明光の入射方向に対して側方へ散乱した側方散乱光を集光して検出し、
前記正反射光を検出して得た信号と前記側方散乱光を集光して検出して得た信号とを処理して前記試料上の任意の方向のスクラッチ欠陥を含む欠陥を抽出する
ことを特徴とする光学式欠陥検査方法。
【請求項１３】
前記正反射光を検出することを、複数の検出素子をアレイ状に配列して形成したアレイセンサを用いて検出することにより行うことを特徴とする請求項１２記載の光学式欠陥検査方法。
【請求項１４】
前記側方散乱光を集光して検出することを、複数の検出素子をアレイ状に配列して形成したアレイセンサを用いて検出することにより行うことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の光学式欠陥検査方法。
【請求項１】
試料の表面の欠陥を検査する装置であって、
試料を回転させて一方向に連続的に移動させるステージ手段と、
該ステージ手段により回転しながら一方向に連続的に移動している前記試料の表面に対して傾いた方向から照明光を入射させて該試料の表面に前記照明光を照射する光照射手段と、
該光照射手段で照明光が照射された前記試料の表面からの正反射光と該正反射光の光軸の周辺の前方散乱光とを含む反射光のうち前記正反射光を除いて該正反射光の光軸の周辺の前方散乱光の像を検出する第１の検出手段と、
前記光照射手段で照明光が照射された前記試料の表面からの散乱光のうち前記照明光の入射方向に対して側方へ散乱した側方散乱光を集光して検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段と前記第２の検出手段とで検出されたそれぞれの信号を処理して前記試料上の任意の方向のスクラッチ欠陥を含む欠陥を抽出する欠陥抽出手段と
を含むことを特徴とする光学式欠陥検査装置。
【請求項２】
前記第１の検出手段で除かれた前記試料表面からの正反射光を検出する第３の検出手段を更に備え、前記欠陥抽出手段は、前記第１の検出手段と前記第２の検出手段と前記第３の検出手段とで検出された信号を処理して前記試料上のスクラッチ欠陥を含む欠陥を抽出することを特徴とする請求項１記載の光学式欠陥検査装置。
【請求項３】
前記第１の検出手段は複数の検出素子をアレイ状に配列して形成したアレイセンサであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学式欠陥検査装置。
【請求項４】
前記第２の検出手段は複数の検出素子をアレイ状に配列して形成したアレイセンサであることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光学式欠陥検査装置。
【請求項５】
試料の表面の欠陥を検査する装置であって、
試料を回転させて一方向に連続的に移動させるステージ手段と、
該ステージ手段により回転しながら一方向に連続的に移動している前記試料の表面に対して傾いた方向から照明光を入射させて該試料の表面に前記照明光を照射する光照射手段と、
該光照射手段で照明光が照射された前記試料の表面からの正反射光を検出する第１の検出手段と、
前記光照射手段で照明光が照射された前記試料の表面からの散乱光のうち前記照明光の入射方向に対して側方へ散乱した側方散乱光を集光して検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段と前記第２の検出手段とで検出されたそれぞれの信号を処理して前記試料上の任意の方向のスクラッチ欠陥を含む欠陥を抽出する欠陥抽出手段と
を含むことを特徴とする光学式欠陥検査装置。
【請求項６】
前記第１の検出手段は複数の検出素子をアレイ状に配列して形成したアレイセンサであることを特徴とする請求項５記載の光学式欠陥検査装置。
【請求項７】
前記第２の検出手段は複数の検出素子をアレイ状に配列して形成したアレイセンサであることを特徴とする請求項５又は６に記載の光学式欠陥検査装置。
【請求項８】
試料の表面の欠陥を検査する方法であって、
試料を回転させて一方向に連続的に移動させながら前記試料の表面に対して傾いた方向から照明光を入射させて該試料の表面に前記照明光を照射し、
該照明光が照射された前記試料の表面からの正反射光と該正反射光の光軸の周辺の前方散乱光とを含む反射光のうち前記正反射光を除いて該正反射光の光軸の周辺の前方散乱光の像を検出し、
前記照明光が照射された試料の表面からの散乱光のうち前記照明光の入射方向に対して側方へ散乱した側方散乱光を集光して検出し、
前記正反射光の光軸の周辺の前方散乱光を検出して得た信号と前記側方散乱光を集光して検出して得た信号とを処理して前記試料上の任意の方向のスクラッチ欠陥を含む欠陥を抽出する
ことを特徴とする光学式欠陥検査方法。
【請求項９】
前記正反射光と該正反射光の光軸の周辺の前方散乱光とを含む反射光から除かれた前記正反射光を検出し、前記欠陥を抽出するステップにおいて、前記正反射光の光軸の周辺の前方散乱光を検出した信号と前記側方散乱光を集光して検出した信号と前記正反射光を検出した信号とを処理して前記試料上のスクラッチ欠陥を含む欠陥を抽出することを特徴とする請求項８記載の光学式欠陥検査方法。
【請求項１０】
前記正反射光の光軸の周辺の前方散乱光を検出することを、複数の検出素子をアレイ状に配列して形成したアレイセンサで検出することにより行うことを特徴とする請求項８又は９に記載の光学式欠陥検査方法。
【請求項１１】
前記側方散乱光を集光して検出することを、複数の検出素子をアレイ状に配列して形成したアレイセンサで検出することにより行うことを特徴とする請求項８乃至１０の何れかに記載の光学式欠陥検査方法。
【請求項１２】
試料の表面の欠陥を検査する方法であって、
試料を回転させて一方向に連続的に移動させながら前記試料の表面に対して傾いた方向から照明光を入射させて該試料の表面に前記照明光を照射し、
該照明光が照射された前記試料の表面からの正反射光を検出し、
前記照明光が照射された前記試料の表面からの散乱光のうち前記照明光の入射方向に対して側方へ散乱した側方散乱光を集光して検出し、
前記正反射光を検出して得た信号と前記側方散乱光を集光して検出して得た信号とを処理して前記試料上の任意の方向のスクラッチ欠陥を含む欠陥を抽出する
ことを特徴とする光学式欠陥検査方法。
【請求項１３】
前記正反射光を検出することを、複数の検出素子をアレイ状に配列して形成したアレイセンサを用いて検出することにより行うことを特徴とする請求項１２記載の光学式欠陥検査方法。
【請求項１４】
前記側方散乱光を集光して検出することを、複数の検出素子をアレイ状に配列して形成したアレイセンサを用いて検出することにより行うことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の光学式欠陥検査方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２】
【図１３】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２】
【図１３】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【公開番号】特開２０１２−４２３７５（Ｐ２０１２−４２３７５Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８４８６３（Ｐ２０１０−１８４８６３）
【出願日】平成２２年８月２０日（２０１０．８．２０）
【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２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２０日（２０１０．８．２０）
【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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