平滑面検査装置
【課題】測定対象物及びスライダの損傷を回避して、微小な欠陥を検出することが可能な平滑面検査装置を提供する。
【解決手段】測定対象物３を支持するステージ２６と、ステージ２６を回転させるスピンドル４と、測定対象物３に光を照射する光源５と、測定対象物３からの散乱光を信号化する光検出部８と、散乱光７を第１の欠陥の情報に変換する信号処理部１１と、第１の欠陥の情報を記憶する第１のメモリ部１２とを有する第１のパートと、第１の欠陥よりも小さい第２の欠陥を検出し、接触センサが搭載されたスライダ９と、スライダ９を浮上させるロード・アンロード機構と、第１のメモリ部１２に記憶された第１の欠陥の情報に基づいて、ロード・アンロード機構２２を制御するスライダ制御部１４と、接触センサ信号処理部１６で変換された第２の欠陥の情報を記憶する第２のメモリ部１７とを有する第２のパートとを備える。
【解決手段】測定対象物３を支持するステージ２６と、ステージ２６を回転させるスピンドル４と、測定対象物３に光を照射する光源５と、測定対象物３からの散乱光を信号化する光検出部８と、散乱光７を第１の欠陥の情報に変換する信号処理部１１と、第１の欠陥の情報を記憶する第１のメモリ部１２とを有する第１のパートと、第１の欠陥よりも小さい第２の欠陥を検出し、接触センサが搭載されたスライダ９と、スライダ９を浮上させるロード・アンロード機構と、第１のメモリ部１２に記憶された第１の欠陥の情報に基づいて、ロード・アンロード機構２２を制御するスライダ制御部１４と、接触センサ信号処理部１６で変換された第２の欠陥の情報を記憶する第２のメモリ部１７とを有する第２のパートとを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平滑面の欠陥を検査する平滑面検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業の発展に伴い、平滑面の欠陥を検出する技術に要求される水準は年々高まっている。平滑な面が要求される製品としては、例えばパターン形成前の半導体ウェハや磁気ディスクなどが挙げられる。これら平滑面には、少なからず表面に欠陥が存在する。この平滑面の検査は、この平滑面を用いて製造される製品の信頼性、性能および歩留まり向上のために重要な工程となっている。
【０００３】
平滑面上の欠陥としては、例えば半導体ウェハにおいては主に平滑面の製造工程において発生するスクラッチ痕、突起やホールなどの微小形状欠陥と、製造工程において表面に付着する微小異物などが挙げられる。
【０００４】
また、例えば磁気ディスクのように表面に薄膜が形成される平滑面においては、上記薄膜形成時に発生するフレークや膜抜け等も欠陥となる。
【０００５】
これに対し、特許文献１には、平滑面に斜め入射した光の散乱を検出し、これら欠陥を検出する方法が開示されている。この光散乱を用いる手法により、数十ｎｍから数μｍ以上の寸法の欠陥検出が可能である。
【０００６】
ここで、欠陥に対してレーザで照明を行った時に発生する散乱光の大きさIは、欠陥の粒径をdとすると、Ｉ∝ｄ＾６の関係があることが知られている。つまり、欠陥のサイズが小さくなると発生する散乱光は急速に減少するため、微細な欠陥から発生する散乱光を増大させる必要がある。
【０００７】
また、特許文献２には、回転する平滑面上でスライダを飛ばし、このスライダとの接触を検知することで平滑面上の欠陥を検出する手法が開示されている。この手法では、例えば特許文献２に開示されているように、接触熱によって抵抗変化を生じる素子、例えばＭＲ素子、を搭載したスライダを用いる。あるいは、特許文献３に開示されているように、アコースティックエミッション素子を用いたりして、スライダと平滑面上の欠陥の接触を検知する。この手法により、高さ4nm程度までの微小欠陥の検出が可能となっている。
【０００８】
更に、特許文献４には、浮上スライダの浮上高さをスライダに内蔵したヒータによって調整し、更にスライダの浮上最下点付近に接触センサを搭載することで、高さ4nm以下の微小な欠陥を検知する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２６８１８９号公報
【特許文献２】特開平８−１６７１２１号公報
【特許文献３】特開昭６２−１３２２８２号公報
【特許文献４】特開２００８−１６１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、例えば光学式手法を用いる上記従来技術では、レーザパワーを増大させることにより検出感度を向上させることが可能だが、平滑面の被照射部の表面温度が上昇し、ダメージが発生する可能性がある。またはレーザの照射時間を長くすることにより検出感度を向上させることもできるが、単位時間あたりの検査可能面積が縮小するためスループットの低下を招く。上記の手法を併用しても10nm程度の大きさの欠陥を高速検査するのは非常に困難である。また、浮上スライダを用いる方式では、測定対象物である平滑面の表面に存在する欠陥が比較的大きい場合、スライダの浮上面あるいはスライダに設けられた接触センサに強く衝突し、スライダの浮上面、接触センサ自体あるは測定対象物の平滑面を損傷してしまうおそれがある。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、測定対象物及びスライダの損傷を回避して、微小な欠陥を検出することが可能な平滑面検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するために、測定対象物と、前記測定対象物を支持するステージと、前記ステージを回転させるスピンドルと、少なくとも、前記測定対象物に光を照射する光源と、前記測定対象物で反射した散乱光を検出し、前記散乱光を信号化する光検出部と、前記信号化された散乱光を第１の欠陥の情報に変換する信号処理部と、前記信号処理部で変換された前記第１の欠陥の情報を記憶する第１のメモリ部とを有する第１のパートと、少なくとも、前記第１の欠陥よりも小さい第２の欠陥を検出し、信号化する接触センサが搭載されたスライダと、前記スライダを前記測定対象物に浮上させるロード・アンロード機構と、前記第１のメモリ部に記憶された前記第１の欠陥の情報に基づいて、前記ロード・アンロード機構を制御するスライダ制御部と、前記信号化された第２の欠陥を情報に変換する接触センサ信号処理部と、前記接触センサ信号処理部で変換された前記第２の欠陥の情報を記憶する第２のメモリ部とを有する第２のパートとを備える。
【００１３】
さらに、前記スライダを複数個有し、前記複数個のスライダを走査させるスライダ走査機構と、前記スライダと前記スライダ走査機構との間であって、前記複数個のスライダの各々に設けられ、前記スライダの各々を動作させる複数個のスライダ微動機構とを備える。
【００１４】
さらに、前記スライダ制御部は、前記第１の欠陥の情報に基づいて、前記スライダを前記測定対象物の平滑面の半径方向又は前記測定対象物の外に移動させるように、前記スライダを制御する。
【００１５】
さらに、前記スピンドルの回転数を制御するステージ・スピンドル制御部とを備える。
【００１６】
また、測定対象物と、前記測定対象物を支持するステージと、前記ステージを回転させるスピンドルと、前記スピンドルの回転数を制御するステージ・スピンドル制御部と、第１の欠陥及び前記第１の欠陥よりも小さい第２の欠陥を検出し、信号化する接触センサが搭載されたスライダと、前記スライダを前記測定対象物に浮上させるロード・アンロード機構と、前記第１のメモリ部に記憶された前記第１の欠陥の情報に基づいて、前記ロード・アンロード機構を制御するスライダ制御部と、前記信号化された第１及び第２の欠陥を情報に変換する接触センサ信号処理部と、前記接触センサ信号処理部で変換された前記第２の欠陥の情報を記憶する第２のメモリ部とを備え、前記ステージ・スピンドル制御部は、前記第１の欠陥を検出する場合の前記スピンドルの回転数を前記第２の欠陥を検出する場合の前記スピンドルの回転数よりも多くするように、前記スピンドルを制御する。
【００１７】
さらに、前記スライダを複数個有し、前記複数個のスライダを走査させるスライダ走査機構と、前記スライダと前記スライダ走査機構との間であって、前記複数個のスライダの各々に設けられ、前記スライダの各々を動作させる複数個のスライダ微動機構とを備える。
【００１８】
さらに、前記スライダ制御部は、前記第１の欠陥の情報に基づいて、前記スライダを前記測定対象物の平滑面の半径方向又は前記測定対象物の外に移動させるように、前記スライダを制御する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、測定対象物及びスライダの損傷を回避して、微小な欠陥を検出することが可能な平滑面検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１の平滑面検査装置の概略図である。
【図２】平滑面検査装置を構成する機構の一部分である複数個のスライダからなるスライダ群の概略鳥瞰図である。
【図３】実施例１の平滑面検査装置の平滑面測定時のフローチャート概略である。
【図４】実施例１の平滑面検査装置の平滑面測定時のフローチャートのうち、散乱光方式で欠陥を検出する場合のフローチャートである。
【図５】実施例１の平滑面検査装置の平滑面測定時のフローチャートのうち、スライダ接触方式で微小欠陥を検出する場合のフローチャートである。
【図６】実施例２の平滑面検査装置の概略図である。
【図７】実施例２の平滑面検査装置の平滑面測定時のフローチャート概略である。
【図８】実施例２の平滑面検査装置の平滑面測定時のフローチャートのうち、スライダ接触方式で欠陥を検出する場合のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、実施例を図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、実施例１の平滑面検査装置の概略図である。実施例１の平滑面検査装置は、大きく分けて測定機構部１と装置制御部２からなる。
【００２３】
測定機構部１は、少なくとも、平滑面を有する測定対象物３を支持するステージ２６と、ステージ２６を回転させるスピンドル４と、散乱光方式の欠陥検出で用いる光源５（実施例１では、例えば、レーザ光源を使用）と、光源５からの光６（レーザ光）が平滑面に入射して、反射した散乱光７を検出する光検出部８と、回転する平滑面上で浮上するスライダ群９を平滑面上で走査するスライダ走査機構１０からなる。また、図示はしないが、光源５と光検出部８を平滑面上で、スライダ群９を相対的に移動させ、平滑面上の欠陥を連続的に測定する機構を備える。
【００２４】
なお、光源５、光検出部８については、測定のスループットを考慮すると複数個設置するのが望ましいが、単数でもよい。また、スライダ群９に含まれるスライダの数についても、測定のスループットを考慮すると複数個設置するのが望ましいが、単数であってもよい。また、光源５および光検出部８は、例えば特許文献１に記載されたように構成する。
【００２５】
装置制御部２は、散乱光方式測定向けの第１のパートと、スライダ接触方式測定向けの第２のパートと、欠陥データマップ処理向けの第３のパートからなる。
【００２６】
第１のパートは、光検出部８からの信号を処理し、欠陥の形状やサイズ等の情報に変換する信号処理部１１と、信号処理部１１で得られた情報を欠陥情報として記憶する欠陥情報メモリ部（第１のメモリ部）１２と、光源５及び光検出部８を制御する光源・光検出部制御部１３などからなる。
【００２７】
第２のパートは、浮上したスライダの浮上高さやオフトラック位置を調整し、スライダ走査機構を制御するスライダ制御部１４と、スピンドル４の回転数を制御するステージ・スピンドル制御部１５と、スライダに搭載された接触センサで検出した欠陥の検出信号を処理する接触センサ信号処理部１６と、接触センサ信号処理部１６で得られた情報を微小欠陥情報として記憶する微小欠陥情報メモリ部（第２のメモリ部）１７などからなる。
【００２８】
第３のパートは、欠陥情報メモリ部１２と微小欠陥情報メモリ部１７に記憶した情報をもとに平滑面上の欠陥データを統合させる処理を行う欠陥データ演算部１８と、欠陥データ演算部１８で得られたデータをもとに欠陥マップを表示する欠陥マップ表示部１９などからなる。
【００２９】
図２は、平滑面検査装置の一部である、複数個のスライダからなるスライダ群９の概略鳥瞰図である。
【００３０】
スライダ群９は、スライダ走査機構１０に取り付けた状態で用いる。スライダ走査機構１０は、回転する測定対象物３の平滑面を半径方向に移動させるための粗動機構を有するものとする。また、スライダ走査機構１０は、平滑面上の欠陥を回避するために、スライダ２０とスライダ走査機構１０との間に、スライダ２０を半径方向に動かすスライダ微動機構２１を有する。または、スライダ走査機構１０は、平滑面上の欠陥を回避するために、スライダを浮上高さ方向に逃がす機構として、ロード・アンロード機構２２を有する。スライダ微動機構２１は、例えば圧電素子による変位機構からなる。また、ロード・アンロード機構２２は、例えばサスペンション２３先端のマージリップ２４をロード・アンロード用ワイヤ２５で上下させて、スライダ２０のロード・アンロードを実現するよう構成しても良い。また、スライダ群９は、スライダ２０に搭載されたスライダ浮上量調整用のヒータ（図示せず）に電力を印加する機能と、スライダ２０の浮上量を調整可能とする機構と、平滑面の欠陥とスライダとの接触を検知する機構を備える。更に、回転する平滑面上でスライダ２０を走査する際に、スライダ２０の浮上高さを一定に保つことが望ましい。例えば、平滑面の回転数をスライダ２０の浮上半径（測定対象物３の中心とスライダとの間の距離）に合わせて調整し、スライダ２０の浮上半径における周速を一定に保てばよい。または、平滑面の回転数をスライダ２０の浮上半径によらず一定とした場合には、スライダ浮上調整用のヒータに印加する電力を調整すればよい。このスライダ浮上調整用のヒータは、各々のスライダに搭載される。なお、測定のスループットを向上させるため、回転する平滑面において、複数のスライダを同時に浮上させて測定するのが望ましい。この場合、複数のスライダは、異なる周速条件で浮上することになるため、スライダ浮上量調整用のヒータを用い、各々のスライダの浮上量を略同じにするのが望ましい。
【００３１】
図３は、実施例１の平滑面検査装置による平滑面検査を実施するときのフローチャートを示す。このフローチャートは、平滑面評価測定開始（ステップＳ０１）から欠陥マッピング実施（ステップＳ０７）まで、大きく分けて７つのステップからなる。図４は、図３のフローチャートの動作のうち、散乱光方式での欠陥検出実施（ステップＳ０３）の詳細を示すフローチャートである。図５は、図３のフローチャートのうち、スライダ接触形式で微小欠陥検出実施（ステップＳ０５）の詳細を示すフローチャートである。
【００３２】
図１〜図５を用いて、実施例１の平滑面検査装置による平滑面検査について説明する。
【００３３】
まず、平滑面検査装置のスピンドル４に対して測定対象物３を据付け、平滑面評価測定を開始する（ステップＳ０１）。ここで、スピンドル４で測定対象物３を保持する方法は、例えば真空チャック等であってもよい。スピンドル４を起動（ステップＳ０２）して、ステージ・スピンドル制御部１４でスピンドル４の回転数を所定の回転数に制御した後、散乱光方式での欠陥検出を実施する（ステップＳ０３）。散乱光方式では、比較的大きな欠陥（第１の欠陥）の検出を行う。
【００３４】
散乱光方式での欠陥検出開始（ステップＳ０３１）後、光源５を起動してレーザ光を発光するとともに、光検出部８を起動する（ステップＳ０３２）。その後、レーザ光の発光が安定したところで、測定対象物３の平滑面上におけるレーザ光の走査を開始する（ステップＳ０３３）。光検出部８で平滑面からの散乱光７をモニタしながら、レーザスポットを回転する平滑面の半径方向に移動していく（ステップＳ０３４）。ここで、光検出部８の出力を信号処理部１１で処理した結果、平滑面上に欠陥があると判断した場合（ステップＳ０３５）、欠陥情報メモリ部１２に平滑面上での欠陥の位置および欠陥の形状、大きさなどの情報を記憶する（ステップＳ０３６）。この光の走査及び欠陥の検出の動作を、レーザの走査が終了するまで繰り返す（ステップＳ０３７）。このレーザの走査が終了したところで、レーザ光を消光し、光検出部８を停止して（ステップＳ０３８）、散乱光方式の欠陥検出を終了する（ステップＳ０３９）。
【００３５】
散乱光方式で欠陥の検出を実施した（ステップＳ０３）後、スライダ接触方式で微小欠陥（第２の欠陥）の検出を実施する。
【００３６】
スライダ接触方式での微小欠陥検出開始（ステップＳ０４１）後、ロード・アンロード機構２２を用いて、回転する測定対象物３の平滑面上にスライダ２０をロードする（ステップＳ０４２）。その後、スライダ制御部１４を用いてスライダ２０の浮上量を調整する（ステップＳ０４３）。その後、回転する平滑面の半径方向へのスライダ群９の走査を開始する（ステップＳ０４４）。その際、スライダを半径方向に移動させる前に、次の半径位置に欠陥があるかどうかを、欠陥情報メモリ部１２に記憶された欠陥情報を確認する（ステップＳ０４５）。確認の結果、この半径位置に欠陥があると判断した場合（ステップＳ０４６）には、この半径位置に移動（ステップＳ０４７）後、スライダ微動機構２１あるいはロード・アンロード機構２２を用いて欠陥がある位置でスライダの回避動作を実施しつつ、この半径位置での微小欠陥の検出を実施する。この半径位置に欠陥がないと判断した場合（ステップＳ０４６）には、この半径位置に移動（ステップＳ０４８）し、そのまま、この半径位置での微小欠陥の検出を実施する。ここで、接触センサ信号処理部１６からの出力をもとに、この半径位置でスライダ２０によって微小欠陥を検出したと判断した場合（ステップＳ０４Ａ）、その微小欠陥の平滑面上での位置および大きさ等の情報を、微小欠陥情報メモリ部１７に記憶する（ステップＳ０４Ｂ）。特に、微小欠陥を検出しなかった場合には、スライダ２０の走査が終了（ステップＳ０４Ｃ）するまで、ステップＳ０４５からステップＳ０４Ｂまでの動作を繰り返す。スライダの走査終了をもって、スライダ接触方式での欠陥の検出を終了（ステップＳ０４Ｄ）とする。
【００３７】
なお、ここで、比較的大きな欠陥への接触を回避する動作としては、例えば、スライダ２０を浮上させる前に、当該箇所にヘッドをアンロードして回避してもよい。あるいは、当該箇所を通過する前に、オフトラック方向（測定対象物３の外）にスライダ２０を移動して回避してもよい。スライダ２０の浮上量調整のストロークが充分ある場合には、当該箇所を通過する前にスライダ２０の浮上量を調整して、接触を回避してもよい。
【００３８】
この動作によって比較的大きな欠陥への接触を回避しつつ、回転する平滑面の半径方向にスライダ２０を走査し、散乱光方式では検出できない微小欠陥を検出し、欠陥の高さ及び位置情報を微小欠陥情報メモリ部１７に保存する。
【００３９】
このとき、スライダ２０の浮上量を変えて走査を繰り返すことで、微小欠陥の高さを精度よく検出することが可能となる。なお、欠陥への激しい接触に伴う接触センサ、スライダ２０の浮上面あるいは測定対象物３での平滑面の損傷を抑制するためには、スライダ２０の浮上高さを徐々に下げながら、欠陥の高さおよび位置情報を微小欠陥情報メモリ部１７へ保存する。欠陥の存在する箇所については、スライダ２０が浮上しないように回避動作を実施しながらより微小な欠陥を探査し、検出した微小欠陥の情報を微小欠陥情報メモリ部１７に追記するのがよい。
【００４０】
また、スライダ接触方式での微小欠陥の検出については、スライダ２０の浮上量を徐々に低下しながらステップＳ０４４からステップＳ０４Ｃまでの動作を繰り返した場合、スライダ２０の浮上量をもとに微小欠陥の高さを推測することが可能となる。この場合には、微小欠陥の高さ情報を微小欠陥情報メモリ部１７に記憶しておくことで、欠陥マッピングの際に微小欠陥の高さ分布情報を得ることが可能となる。
【００４１】
スライダ接触方式での欠陥の検出を実施（ステップＳ０４）後、スピンドル４を停止（ステップＳ０５）する。その後、欠陥情報メモリ部１２に記憶した、ステップＳ０３の散乱光方式での測定で得られた欠陥情報と、微小欠陥情報メモリ部１７に記憶した、ステップＳ０４のスライダ接触方式で得られた微小欠陥情報とを基に、欠陥データ演算部１８でデータを処理する（ステップＳ０６）。最後に、演算の結果得られた情報を用いて、平滑面上における欠陥検出結果を表示する（ステップＳ０７）。以上、平滑面評価測定は終了となる。
【００４２】
散乱光方式およびスライダ接触方式による測定の後、欠陥情報メモリ部１２および微小欠陥情報メモリ部１７に記憶した欠陥情報をもとに演算を実施し、平滑面上における欠陥の分布図を作成する。この分布図を作成した後、用途によっては、欠陥部分にマーキングを実施し、その後の検査の際に欠陥の存在箇所を容易に特定できるようにしてもよい。
【００４３】
以上、実施例１によれば、予め散乱光方式検出法で比較的大きな欠陥（第１の欠陥）の検出を実施することにより、次にスライダ接触方式で微小な欠陥（第２の欠陥）を検出するときに、記憶した欠陥情報をもとに比較的大きな欠陥と浮上したスライダの衝突を回避した上で、スライダ接触方式での微小欠陥の検出が可能となる。ここで、第１の欠陥は、第２の欠陥よりも大きく、径が約20nm以上である。このため、平滑面、平滑面上の欠陥及び浮上したスライダへのダメージを回避しながら、高精度な微小欠陥の検出が可能となる。
【００４４】
なお、実施例１では、全ての測定終了後に平滑面上における欠陥検出結果を表示するものとしたが、例えば、ステップＳ０３６やステップＳ０４Ｂで欠陥および微小欠陥の情報を記憶する際に逐次欠陥検出結果を表示してもよい。
【００４５】
また、実施例１では、散乱光方式で全測定対象面を測定した後に、スライダ接触方式での微小欠陥検出を実施するとしたが、双方の方式を同時並行的に実施してもよい。但し、この場合には、スライダ接触方式で測定する領域は散乱光方式で予め測定済となるように装置および測定シーケンスを構成する。
【００４６】
更に、スライダ群９が１個のスライダからなる場合において、回転する平滑面の半径方向にスライダを走査する場合、スライダの浮上量を一定にするためには、測定対象物３の平滑面とスライダ間の相対速度を常に一定にする必要がある。このためには、測定対象物３の平滑面の回転数、即ち、スピンドル４の回転数をステージ・スピンドル制御部１５を用いて制御すれば、スライダの浮上高さを調整する必要がなく、より正確にスライダの浮上高さを一定にすることが可能となる。この場合、ステージ・スピンドル制御部１５は、スライダが測定対象物３の中心から外周側に向かうにつれて、スピンドル４の回転数が少なくなるように、スピンドル４の回転数を制御する。
【００４７】
次に、図６を用いて、実施例２について説明する。
【００４８】
図６は、実施例２の平滑面検査装置の概略図である。実施例２の平滑面検査装置も、実施例１と同様に、大きく分けて測定機構部１と装置制御部２からなる。
【００４９】
測定機構部１は、主には、平滑面を有する測定対象物３を回転するスピンドル４と、回転する平滑面上で浮上するスライダ群９を平滑面上で走査するスライダ走査機構１０などからなる。実施例２は、実施例１とは散乱光方式に用いる光学系が実装されていない点で異なる。
【００５０】
なお、スライダ群９に含まれるスライダ数は、測定のスループットを考慮すると複数個設置するのが望ましいが、単数であってよい。
【００５１】
装置制御部２は、スライダ接触方式測定向けの第１のパートと、欠陥データマップ処理向けの第２のパートからなる。
【００５２】
第１のパートは、浮上スライダの浮上高さやオフトラック位置を調整し、スライダ走査機構１０を制御するスライダ制御部１４と、スピンドル４の回転数を制御するステージ・スピンドル制御部１５と、スライダに搭載された接触センサからの欠陥検出信号を処理する接触センサ信号処理部１６と、接触センサ信号処理部１６で得られた情報を欠陥情報として記憶する欠陥情報メモリ部１２、あるいは微小欠陥情報として記憶する微小欠陥情報メモリ部１７などからなる。
【００５３】
第２のパートは、欠陥情報メモリ部１２と微小欠陥情報メモリ部１７に記憶した情報をもとに平滑面上の欠陥データを統合処理する欠陥データ演算部１８と、欠陥データ演算部１８で得られたデータをもとに欠陥マップを表示する欠陥マップ表示部１９などからなる。
【００５４】
なお、スライダ群９およびスライダ走査機構１０の構成は、実施例１と同様である。
【００５５】
図７は、実施例２の平滑面検査装置による平滑面検査を実施するときのフローチャートである。図３に示した実施例１の平滑面検査を実施するときのフローチャートと異なる点は、散乱光方式で欠陥検出を実施する動作（ステップＳ０３）が、スライダ接触方式による欠陥の検出（ステップＳ０９）に置き換わっている点である。これに伴い、スライダの浮上量の高さを高く調整するためのスピンドル４の回転数の制御（ステップＳ０８およびステップＳ１０）が新たに加わっている。
【００５６】
実施例２では、スピンドル４の回転数を多く設定してスライダの浮上高さを高く調整することで、散乱光方式に代わり第１の欠陥の検出を実施する。
【００５７】
図８は、実施例２において、スピンドルの回転数を多く設定してスライダ浮上高さを高く調整することで、実施例１における散乱光方式に代わりスライダ接触方式で欠陥の検出を実施する場合のフローチャートである。スライダの浮上高さを高く設定した状態で得られた欠陥の情報を、欠陥情報メモリ部１２に記憶する。
【００５８】
その他装置構成及び動作フローに関しては、実施例１と同じである。スピンドル４の回転数を多く設定して、スライダの浮上高さを高く調整した状態で得られた欠陥の情報と、スピンドルの回転数を元の設定に戻し、スライダの浮上高さを低く調整した状態で得られた微小欠陥の情報をもとに、欠陥データ演算部１８にてデータ処理を実施（ステップＳ０６）し、最後に、演算の結果得られた情報を用いて、平滑面上における欠陥を検出した結果を表示する（ステップＳ０７）。以上で平滑面評価測定は終了となる。
【００５９】
詳細に説明すると、実施例２の平滑面検査装置では、始めに平滑面の回転数を多く設定して、スライダの浮上高さを高く設定した状態で、スライダを平滑面の半径方向に走査し、スライダ接触方式で平滑面上の比較的大きな欠陥（第１の欠陥）を検出する。検出した欠陥は、寸法、形状および平滑面上での位置を欠陥情報メモリ部１２に記憶する。なお、スライダの浮上高さを高く設定する際、平滑面の回転数を多く設定するかわりに、スライダにかかる荷重を低下させることで浮上高さを高く設定してもよい。
【００６０】
次に、平滑面の回転数を欠陥測定時よりも少なく設定して、スライダの浮上高さを低くした状態でスライダを平滑面の半径方向に走査し、平滑面上の微小欠陥（第２の欠陥）を検出する。その際、欠陥情報メモリ部１２に記憶された欠陥情報を活用し、欠陥の存在する箇所についてはスライダが浮上しないように回避動作を実施する。この動作により、スライダに搭載された接触センサが欠陥に激しく接触するのを避け、接触に伴う接触センサ、スライダ浮上面あるいは測定対象物である平滑面の損傷を抑制することが可能となる。
【００６１】
実施例２の平滑面検査装置は、スライダ接触方式による測定の後、欠陥情報メモリ部１２および微小欠陥情報メモリ部１７に記憶した欠陥情報をもとに演算を実施し、平滑面上における欠陥の分布図を作成する。この分布図を作成した後、欠陥部分にマーキングを実施し、その後の検査の際に欠陥の存在箇所を容易に特定できるようにしてもよい。
【００６２】
なお、ここで、実施例２では、ディスクの回転数の設定により、スライダの浮上高さを高く設定するものとしたが、例えば、スライダ走査機構を平滑面の面外方向に若干ずらしてサスペンション２３からスライダ２０にかかる荷重を軽減することでスライダの浮上高さを高く設定してもよい。
【００６３】
以上、実施例１〜２を説明したが、例えば、この平滑面検査装置を磁気ディスクの表面測定や半導体ウェハの表面測定に適用してもよい。また、スライダの浮上高さを制御する方法としては、ピエゾ素子などで浮上高さの制御を行ってもよい。更には、スライダと平滑面との接触検知をより確かなものにするため、複数の接触センサを設けてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１ 測定機構部
２ 装置制御部
３ 測定対象物
４ スピンドル
５ 光源
６ レーザ光
７ 散乱光
８ 光検出部
９ スライダ群
１０ スライダ走査機構
１１ 信号処理部
１２ 欠陥情報メモリ部（第１のメモリ部）
１３ 光源・光検出部制御部
１４ スライダ制御部
１５ ステージ・スピンドル制御部
１６ 接触センサ信号処理部
１７ 微小欠陥情報メモリ部（第２のメモリ部）
１８ 欠陥データ演算部
１９ 欠陥マップ表示部
２０ スライダ
２１ スライダ微動機構
２２ ロード・アンロード機構
２３ サスペンション
２４ マージリップ
２５ ロード・アンロード用ワイヤ
２６ ステージ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平滑面の欠陥を検査する平滑面検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業の発展に伴い、平滑面の欠陥を検出する技術に要求される水準は年々高まっている。平滑な面が要求される製品としては、例えばパターン形成前の半導体ウェハや磁気ディスクなどが挙げられる。これら平滑面には、少なからず表面に欠陥が存在する。この平滑面の検査は、この平滑面を用いて製造される製品の信頼性、性能および歩留まり向上のために重要な工程となっている。
【０００３】
平滑面上の欠陥としては、例えば半導体ウェハにおいては主に平滑面の製造工程において発生するスクラッチ痕、突起やホールなどの微小形状欠陥と、製造工程において表面に付着する微小異物などが挙げられる。
【０００４】
また、例えば磁気ディスクのように表面に薄膜が形成される平滑面においては、上記薄膜形成時に発生するフレークや膜抜け等も欠陥となる。
【０００５】
これに対し、特許文献１には、平滑面に斜め入射した光の散乱を検出し、これら欠陥を検出する方法が開示されている。この光散乱を用いる手法により、数十ｎｍから数μｍ以上の寸法の欠陥検出が可能である。
【０００６】
ここで、欠陥に対してレーザで照明を行った時に発生する散乱光の大きさIは、欠陥の粒径をdとすると、Ｉ∝ｄ＾６の関係があることが知られている。つまり、欠陥のサイズが小さくなると発生する散乱光は急速に減少するため、微細な欠陥から発生する散乱光を増大させる必要がある。
【０００７】
また、特許文献２には、回転する平滑面上でスライダを飛ばし、このスライダとの接触を検知することで平滑面上の欠陥を検出する手法が開示されている。この手法では、例えば特許文献２に開示されているように、接触熱によって抵抗変化を生じる素子、例えばＭＲ素子、を搭載したスライダを用いる。あるいは、特許文献３に開示されているように、アコースティックエミッション素子を用いたりして、スライダと平滑面上の欠陥の接触を検知する。この手法により、高さ4nm程度までの微小欠陥の検出が可能となっている。
【０００８】
更に、特許文献４には、浮上スライダの浮上高さをスライダに内蔵したヒータによって調整し、更にスライダの浮上最下点付近に接触センサを搭載することで、高さ4nm以下の微小な欠陥を検知する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２６８１８９号公報
【特許文献２】特開平８−１６７１２１号公報
【特許文献３】特開昭６２−１３２２８２号公報
【特許文献４】特開２００８−１６１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、例えば光学式手法を用いる上記従来技術では、レーザパワーを増大させることにより検出感度を向上させることが可能だが、平滑面の被照射部の表面温度が上昇し、ダメージが発生する可能性がある。またはレーザの照射時間を長くすることにより検出感度を向上させることもできるが、単位時間あたりの検査可能面積が縮小するためスループットの低下を招く。上記の手法を併用しても10nm程度の大きさの欠陥を高速検査するのは非常に困難である。また、浮上スライダを用いる方式では、測定対象物である平滑面の表面に存在する欠陥が比較的大きい場合、スライダの浮上面あるいはスライダに設けられた接触センサに強く衝突し、スライダの浮上面、接触センサ自体あるは測定対象物の平滑面を損傷してしまうおそれがある。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、測定対象物及びスライダの損傷を回避して、微小な欠陥を検出することが可能な平滑面検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するために、測定対象物と、前記測定対象物を支持するステージと、前記ステージを回転させるスピンドルと、少なくとも、前記測定対象物に光を照射する光源と、前記測定対象物で反射した散乱光を検出し、前記散乱光を信号化する光検出部と、前記信号化された散乱光を第１の欠陥の情報に変換する信号処理部と、前記信号処理部で変換された前記第１の欠陥の情報を記憶する第１のメモリ部とを有する第１のパートと、少なくとも、前記第１の欠陥よりも小さい第２の欠陥を検出し、信号化する接触センサが搭載されたスライダと、前記スライダを前記測定対象物に浮上させるロード・アンロード機構と、前記第１のメモリ部に記憶された前記第１の欠陥の情報に基づいて、前記ロード・アンロード機構を制御するスライダ制御部と、前記信号化された第２の欠陥を情報に変換する接触センサ信号処理部と、前記接触センサ信号処理部で変換された前記第２の欠陥の情報を記憶する第２のメモリ部とを有する第２のパートとを備える。
【００１３】
さらに、前記スライダを複数個有し、前記複数個のスライダを走査させるスライダ走査機構と、前記スライダと前記スライダ走査機構との間であって、前記複数個のスライダの各々に設けられ、前記スライダの各々を動作させる複数個のスライダ微動機構とを備える。
【００１４】
さらに、前記スライダ制御部は、前記第１の欠陥の情報に基づいて、前記スライダを前記測定対象物の平滑面の半径方向又は前記測定対象物の外に移動させるように、前記スライダを制御する。
【００１５】
さらに、前記スピンドルの回転数を制御するステージ・スピンドル制御部とを備える。
【００１６】
また、測定対象物と、前記測定対象物を支持するステージと、前記ステージを回転させるスピンドルと、前記スピンドルの回転数を制御するステージ・スピンドル制御部と、第１の欠陥及び前記第１の欠陥よりも小さい第２の欠陥を検出し、信号化する接触センサが搭載されたスライダと、前記スライダを前記測定対象物に浮上させるロード・アンロード機構と、前記第１のメモリ部に記憶された前記第１の欠陥の情報に基づいて、前記ロード・アンロード機構を制御するスライダ制御部と、前記信号化された第１及び第２の欠陥を情報に変換する接触センサ信号処理部と、前記接触センサ信号処理部で変換された前記第２の欠陥の情報を記憶する第２のメモリ部とを備え、前記ステージ・スピンドル制御部は、前記第１の欠陥を検出する場合の前記スピンドルの回転数を前記第２の欠陥を検出する場合の前記スピンドルの回転数よりも多くするように、前記スピンドルを制御する。
【００１７】
さらに、前記スライダを複数個有し、前記複数個のスライダを走査させるスライダ走査機構と、前記スライダと前記スライダ走査機構との間であって、前記複数個のスライダの各々に設けられ、前記スライダの各々を動作させる複数個のスライダ微動機構とを備える。
【００１８】
さらに、前記スライダ制御部は、前記第１の欠陥の情報に基づいて、前記スライダを前記測定対象物の平滑面の半径方向又は前記測定対象物の外に移動させるように、前記スライダを制御する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、測定対象物及びスライダの損傷を回避して、微小な欠陥を検出することが可能な平滑面検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１の平滑面検査装置の概略図である。
【図２】平滑面検査装置を構成する機構の一部分である複数個のスライダからなるスライダ群の概略鳥瞰図である。
【図３】実施例１の平滑面検査装置の平滑面測定時のフローチャート概略である。
【図４】実施例１の平滑面検査装置の平滑面測定時のフローチャートのうち、散乱光方式で欠陥を検出する場合のフローチャートである。
【図５】実施例１の平滑面検査装置の平滑面測定時のフローチャートのうち、スライダ接触方式で微小欠陥を検出する場合のフローチャートである。
【図６】実施例２の平滑面検査装置の概略図である。
【図７】実施例２の平滑面検査装置の平滑面測定時のフローチャート概略である。
【図８】実施例２の平滑面検査装置の平滑面測定時のフローチャートのうち、スライダ接触方式で欠陥を検出する場合のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、実施例を図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、実施例１の平滑面検査装置の概略図である。実施例１の平滑面検査装置は、大きく分けて測定機構部１と装置制御部２からなる。
【００２３】
測定機構部１は、少なくとも、平滑面を有する測定対象物３を支持するステージ２６と、ステージ２６を回転させるスピンドル４と、散乱光方式の欠陥検出で用いる光源５（実施例１では、例えば、レーザ光源を使用）と、光源５からの光６（レーザ光）が平滑面に入射して、反射した散乱光７を検出する光検出部８と、回転する平滑面上で浮上するスライダ群９を平滑面上で走査するスライダ走査機構１０からなる。また、図示はしないが、光源５と光検出部８を平滑面上で、スライダ群９を相対的に移動させ、平滑面上の欠陥を連続的に測定する機構を備える。
【００２４】
なお、光源５、光検出部８については、測定のスループットを考慮すると複数個設置するのが望ましいが、単数でもよい。また、スライダ群９に含まれるスライダの数についても、測定のスループットを考慮すると複数個設置するのが望ましいが、単数であってもよい。また、光源５および光検出部８は、例えば特許文献１に記載されたように構成する。
【００２５】
装置制御部２は、散乱光方式測定向けの第１のパートと、スライダ接触方式測定向けの第２のパートと、欠陥データマップ処理向けの第３のパートからなる。
【００２６】
第１のパートは、光検出部８からの信号を処理し、欠陥の形状やサイズ等の情報に変換する信号処理部１１と、信号処理部１１で得られた情報を欠陥情報として記憶する欠陥情報メモリ部（第１のメモリ部）１２と、光源５及び光検出部８を制御する光源・光検出部制御部１３などからなる。
【００２７】
第２のパートは、浮上したスライダの浮上高さやオフトラック位置を調整し、スライダ走査機構を制御するスライダ制御部１４と、スピンドル４の回転数を制御するステージ・スピンドル制御部１５と、スライダに搭載された接触センサで検出した欠陥の検出信号を処理する接触センサ信号処理部１６と、接触センサ信号処理部１６で得られた情報を微小欠陥情報として記憶する微小欠陥情報メモリ部（第２のメモリ部）１７などからなる。
【００２８】
第３のパートは、欠陥情報メモリ部１２と微小欠陥情報メモリ部１７に記憶した情報をもとに平滑面上の欠陥データを統合させる処理を行う欠陥データ演算部１８と、欠陥データ演算部１８で得られたデータをもとに欠陥マップを表示する欠陥マップ表示部１９などからなる。
【００２９】
図２は、平滑面検査装置の一部である、複数個のスライダからなるスライダ群９の概略鳥瞰図である。
【００３０】
スライダ群９は、スライダ走査機構１０に取り付けた状態で用いる。スライダ走査機構１０は、回転する測定対象物３の平滑面を半径方向に移動させるための粗動機構を有するものとする。また、スライダ走査機構１０は、平滑面上の欠陥を回避するために、スライダ２０とスライダ走査機構１０との間に、スライダ２０を半径方向に動かすスライダ微動機構２１を有する。または、スライダ走査機構１０は、平滑面上の欠陥を回避するために、スライダを浮上高さ方向に逃がす機構として、ロード・アンロード機構２２を有する。スライダ微動機構２１は、例えば圧電素子による変位機構からなる。また、ロード・アンロード機構２２は、例えばサスペンション２３先端のマージリップ２４をロード・アンロード用ワイヤ２５で上下させて、スライダ２０のロード・アンロードを実現するよう構成しても良い。また、スライダ群９は、スライダ２０に搭載されたスライダ浮上量調整用のヒータ（図示せず）に電力を印加する機能と、スライダ２０の浮上量を調整可能とする機構と、平滑面の欠陥とスライダとの接触を検知する機構を備える。更に、回転する平滑面上でスライダ２０を走査する際に、スライダ２０の浮上高さを一定に保つことが望ましい。例えば、平滑面の回転数をスライダ２０の浮上半径（測定対象物３の中心とスライダとの間の距離）に合わせて調整し、スライダ２０の浮上半径における周速を一定に保てばよい。または、平滑面の回転数をスライダ２０の浮上半径によらず一定とした場合には、スライダ浮上調整用のヒータに印加する電力を調整すればよい。このスライダ浮上調整用のヒータは、各々のスライダに搭載される。なお、測定のスループットを向上させるため、回転する平滑面において、複数のスライダを同時に浮上させて測定するのが望ましい。この場合、複数のスライダは、異なる周速条件で浮上することになるため、スライダ浮上量調整用のヒータを用い、各々のスライダの浮上量を略同じにするのが望ましい。
【００３１】
図３は、実施例１の平滑面検査装置による平滑面検査を実施するときのフローチャートを示す。このフローチャートは、平滑面評価測定開始（ステップＳ０１）から欠陥マッピング実施（ステップＳ０７）まで、大きく分けて７つのステップからなる。図４は、図３のフローチャートの動作のうち、散乱光方式での欠陥検出実施（ステップＳ０３）の詳細を示すフローチャートである。図５は、図３のフローチャートのうち、スライダ接触形式で微小欠陥検出実施（ステップＳ０５）の詳細を示すフローチャートである。
【００３２】
図１〜図５を用いて、実施例１の平滑面検査装置による平滑面検査について説明する。
【００３３】
まず、平滑面検査装置のスピンドル４に対して測定対象物３を据付け、平滑面評価測定を開始する（ステップＳ０１）。ここで、スピンドル４で測定対象物３を保持する方法は、例えば真空チャック等であってもよい。スピンドル４を起動（ステップＳ０２）して、ステージ・スピンドル制御部１４でスピンドル４の回転数を所定の回転数に制御した後、散乱光方式での欠陥検出を実施する（ステップＳ０３）。散乱光方式では、比較的大きな欠陥（第１の欠陥）の検出を行う。
【００３４】
散乱光方式での欠陥検出開始（ステップＳ０３１）後、光源５を起動してレーザ光を発光するとともに、光検出部８を起動する（ステップＳ０３２）。その後、レーザ光の発光が安定したところで、測定対象物３の平滑面上におけるレーザ光の走査を開始する（ステップＳ０３３）。光検出部８で平滑面からの散乱光７をモニタしながら、レーザスポットを回転する平滑面の半径方向に移動していく（ステップＳ０３４）。ここで、光検出部８の出力を信号処理部１１で処理した結果、平滑面上に欠陥があると判断した場合（ステップＳ０３５）、欠陥情報メモリ部１２に平滑面上での欠陥の位置および欠陥の形状、大きさなどの情報を記憶する（ステップＳ０３６）。この光の走査及び欠陥の検出の動作を、レーザの走査が終了するまで繰り返す（ステップＳ０３７）。このレーザの走査が終了したところで、レーザ光を消光し、光検出部８を停止して（ステップＳ０３８）、散乱光方式の欠陥検出を終了する（ステップＳ０３９）。
【００３５】
散乱光方式で欠陥の検出を実施した（ステップＳ０３）後、スライダ接触方式で微小欠陥（第２の欠陥）の検出を実施する。
【００３６】
スライダ接触方式での微小欠陥検出開始（ステップＳ０４１）後、ロード・アンロード機構２２を用いて、回転する測定対象物３の平滑面上にスライダ２０をロードする（ステップＳ０４２）。その後、スライダ制御部１４を用いてスライダ２０の浮上量を調整する（ステップＳ０４３）。その後、回転する平滑面の半径方向へのスライダ群９の走査を開始する（ステップＳ０４４）。その際、スライダを半径方向に移動させる前に、次の半径位置に欠陥があるかどうかを、欠陥情報メモリ部１２に記憶された欠陥情報を確認する（ステップＳ０４５）。確認の結果、この半径位置に欠陥があると判断した場合（ステップＳ０４６）には、この半径位置に移動（ステップＳ０４７）後、スライダ微動機構２１あるいはロード・アンロード機構２２を用いて欠陥がある位置でスライダの回避動作を実施しつつ、この半径位置での微小欠陥の検出を実施する。この半径位置に欠陥がないと判断した場合（ステップＳ０４６）には、この半径位置に移動（ステップＳ０４８）し、そのまま、この半径位置での微小欠陥の検出を実施する。ここで、接触センサ信号処理部１６からの出力をもとに、この半径位置でスライダ２０によって微小欠陥を検出したと判断した場合（ステップＳ０４Ａ）、その微小欠陥の平滑面上での位置および大きさ等の情報を、微小欠陥情報メモリ部１７に記憶する（ステップＳ０４Ｂ）。特に、微小欠陥を検出しなかった場合には、スライダ２０の走査が終了（ステップＳ０４Ｃ）するまで、ステップＳ０４５からステップＳ０４Ｂまでの動作を繰り返す。スライダの走査終了をもって、スライダ接触方式での欠陥の検出を終了（ステップＳ０４Ｄ）とする。
【００３７】
なお、ここで、比較的大きな欠陥への接触を回避する動作としては、例えば、スライダ２０を浮上させる前に、当該箇所にヘッドをアンロードして回避してもよい。あるいは、当該箇所を通過する前に、オフトラック方向（測定対象物３の外）にスライダ２０を移動して回避してもよい。スライダ２０の浮上量調整のストロークが充分ある場合には、当該箇所を通過する前にスライダ２０の浮上量を調整して、接触を回避してもよい。
【００３８】
この動作によって比較的大きな欠陥への接触を回避しつつ、回転する平滑面の半径方向にスライダ２０を走査し、散乱光方式では検出できない微小欠陥を検出し、欠陥の高さ及び位置情報を微小欠陥情報メモリ部１７に保存する。
【００３９】
このとき、スライダ２０の浮上量を変えて走査を繰り返すことで、微小欠陥の高さを精度よく検出することが可能となる。なお、欠陥への激しい接触に伴う接触センサ、スライダ２０の浮上面あるいは測定対象物３での平滑面の損傷を抑制するためには、スライダ２０の浮上高さを徐々に下げながら、欠陥の高さおよび位置情報を微小欠陥情報メモリ部１７へ保存する。欠陥の存在する箇所については、スライダ２０が浮上しないように回避動作を実施しながらより微小な欠陥を探査し、検出した微小欠陥の情報を微小欠陥情報メモリ部１７に追記するのがよい。
【００４０】
また、スライダ接触方式での微小欠陥の検出については、スライダ２０の浮上量を徐々に低下しながらステップＳ０４４からステップＳ０４Ｃまでの動作を繰り返した場合、スライダ２０の浮上量をもとに微小欠陥の高さを推測することが可能となる。この場合には、微小欠陥の高さ情報を微小欠陥情報メモリ部１７に記憶しておくことで、欠陥マッピングの際に微小欠陥の高さ分布情報を得ることが可能となる。
【００４１】
スライダ接触方式での欠陥の検出を実施（ステップＳ０４）後、スピンドル４を停止（ステップＳ０５）する。その後、欠陥情報メモリ部１２に記憶した、ステップＳ０３の散乱光方式での測定で得られた欠陥情報と、微小欠陥情報メモリ部１７に記憶した、ステップＳ０４のスライダ接触方式で得られた微小欠陥情報とを基に、欠陥データ演算部１８でデータを処理する（ステップＳ０６）。最後に、演算の結果得られた情報を用いて、平滑面上における欠陥検出結果を表示する（ステップＳ０７）。以上、平滑面評価測定は終了となる。
【００４２】
散乱光方式およびスライダ接触方式による測定の後、欠陥情報メモリ部１２および微小欠陥情報メモリ部１７に記憶した欠陥情報をもとに演算を実施し、平滑面上における欠陥の分布図を作成する。この分布図を作成した後、用途によっては、欠陥部分にマーキングを実施し、その後の検査の際に欠陥の存在箇所を容易に特定できるようにしてもよい。
【００４３】
以上、実施例１によれば、予め散乱光方式検出法で比較的大きな欠陥（第１の欠陥）の検出を実施することにより、次にスライダ接触方式で微小な欠陥（第２の欠陥）を検出するときに、記憶した欠陥情報をもとに比較的大きな欠陥と浮上したスライダの衝突を回避した上で、スライダ接触方式での微小欠陥の検出が可能となる。ここで、第１の欠陥は、第２の欠陥よりも大きく、径が約20nm以上である。このため、平滑面、平滑面上の欠陥及び浮上したスライダへのダメージを回避しながら、高精度な微小欠陥の検出が可能となる。
【００４４】
なお、実施例１では、全ての測定終了後に平滑面上における欠陥検出結果を表示するものとしたが、例えば、ステップＳ０３６やステップＳ０４Ｂで欠陥および微小欠陥の情報を記憶する際に逐次欠陥検出結果を表示してもよい。
【００４５】
また、実施例１では、散乱光方式で全測定対象面を測定した後に、スライダ接触方式での微小欠陥検出を実施するとしたが、双方の方式を同時並行的に実施してもよい。但し、この場合には、スライダ接触方式で測定する領域は散乱光方式で予め測定済となるように装置および測定シーケンスを構成する。
【００４６】
更に、スライダ群９が１個のスライダからなる場合において、回転する平滑面の半径方向にスライダを走査する場合、スライダの浮上量を一定にするためには、測定対象物３の平滑面とスライダ間の相対速度を常に一定にする必要がある。このためには、測定対象物３の平滑面の回転数、即ち、スピンドル４の回転数をステージ・スピンドル制御部１５を用いて制御すれば、スライダの浮上高さを調整する必要がなく、より正確にスライダの浮上高さを一定にすることが可能となる。この場合、ステージ・スピンドル制御部１５は、スライダが測定対象物３の中心から外周側に向かうにつれて、スピンドル４の回転数が少なくなるように、スピンドル４の回転数を制御する。
【００４７】
次に、図６を用いて、実施例２について説明する。
【００４８】
図６は、実施例２の平滑面検査装置の概略図である。実施例２の平滑面検査装置も、実施例１と同様に、大きく分けて測定機構部１と装置制御部２からなる。
【００４９】
測定機構部１は、主には、平滑面を有する測定対象物３を回転するスピンドル４と、回転する平滑面上で浮上するスライダ群９を平滑面上で走査するスライダ走査機構１０などからなる。実施例２は、実施例１とは散乱光方式に用いる光学系が実装されていない点で異なる。
【００５０】
なお、スライダ群９に含まれるスライダ数は、測定のスループットを考慮すると複数個設置するのが望ましいが、単数であってよい。
【００５１】
装置制御部２は、スライダ接触方式測定向けの第１のパートと、欠陥データマップ処理向けの第２のパートからなる。
【００５２】
第１のパートは、浮上スライダの浮上高さやオフトラック位置を調整し、スライダ走査機構１０を制御するスライダ制御部１４と、スピンドル４の回転数を制御するステージ・スピンドル制御部１５と、スライダに搭載された接触センサからの欠陥検出信号を処理する接触センサ信号処理部１６と、接触センサ信号処理部１６で得られた情報を欠陥情報として記憶する欠陥情報メモリ部１２、あるいは微小欠陥情報として記憶する微小欠陥情報メモリ部１７などからなる。
【００５３】
第２のパートは、欠陥情報メモリ部１２と微小欠陥情報メモリ部１７に記憶した情報をもとに平滑面上の欠陥データを統合処理する欠陥データ演算部１８と、欠陥データ演算部１８で得られたデータをもとに欠陥マップを表示する欠陥マップ表示部１９などからなる。
【００５４】
なお、スライダ群９およびスライダ走査機構１０の構成は、実施例１と同様である。
【００５５】
図７は、実施例２の平滑面検査装置による平滑面検査を実施するときのフローチャートである。図３に示した実施例１の平滑面検査を実施するときのフローチャートと異なる点は、散乱光方式で欠陥検出を実施する動作（ステップＳ０３）が、スライダ接触方式による欠陥の検出（ステップＳ０９）に置き換わっている点である。これに伴い、スライダの浮上量の高さを高く調整するためのスピンドル４の回転数の制御（ステップＳ０８およびステップＳ１０）が新たに加わっている。
【００５６】
実施例２では、スピンドル４の回転数を多く設定してスライダの浮上高さを高く調整することで、散乱光方式に代わり第１の欠陥の検出を実施する。
【００５７】
図８は、実施例２において、スピンドルの回転数を多く設定してスライダ浮上高さを高く調整することで、実施例１における散乱光方式に代わりスライダ接触方式で欠陥の検出を実施する場合のフローチャートである。スライダの浮上高さを高く設定した状態で得られた欠陥の情報を、欠陥情報メモリ部１２に記憶する。
【００５８】
その他装置構成及び動作フローに関しては、実施例１と同じである。スピンドル４の回転数を多く設定して、スライダの浮上高さを高く調整した状態で得られた欠陥の情報と、スピンドルの回転数を元の設定に戻し、スライダの浮上高さを低く調整した状態で得られた微小欠陥の情報をもとに、欠陥データ演算部１８にてデータ処理を実施（ステップＳ０６）し、最後に、演算の結果得られた情報を用いて、平滑面上における欠陥を検出した結果を表示する（ステップＳ０７）。以上で平滑面評価測定は終了となる。
【００５９】
詳細に説明すると、実施例２の平滑面検査装置では、始めに平滑面の回転数を多く設定して、スライダの浮上高さを高く設定した状態で、スライダを平滑面の半径方向に走査し、スライダ接触方式で平滑面上の比較的大きな欠陥（第１の欠陥）を検出する。検出した欠陥は、寸法、形状および平滑面上での位置を欠陥情報メモリ部１２に記憶する。なお、スライダの浮上高さを高く設定する際、平滑面の回転数を多く設定するかわりに、スライダにかかる荷重を低下させることで浮上高さを高く設定してもよい。
【００６０】
次に、平滑面の回転数を欠陥測定時よりも少なく設定して、スライダの浮上高さを低くした状態でスライダを平滑面の半径方向に走査し、平滑面上の微小欠陥（第２の欠陥）を検出する。その際、欠陥情報メモリ部１２に記憶された欠陥情報を活用し、欠陥の存在する箇所についてはスライダが浮上しないように回避動作を実施する。この動作により、スライダに搭載された接触センサが欠陥に激しく接触するのを避け、接触に伴う接触センサ、スライダ浮上面あるいは測定対象物である平滑面の損傷を抑制することが可能となる。
【００６１】
実施例２の平滑面検査装置は、スライダ接触方式による測定の後、欠陥情報メモリ部１２および微小欠陥情報メモリ部１７に記憶した欠陥情報をもとに演算を実施し、平滑面上における欠陥の分布図を作成する。この分布図を作成した後、欠陥部分にマーキングを実施し、その後の検査の際に欠陥の存在箇所を容易に特定できるようにしてもよい。
【００６２】
なお、ここで、実施例２では、ディスクの回転数の設定により、スライダの浮上高さを高く設定するものとしたが、例えば、スライダ走査機構を平滑面の面外方向に若干ずらしてサスペンション２３からスライダ２０にかかる荷重を軽減することでスライダの浮上高さを高く設定してもよい。
【００６３】
以上、実施例１〜２を説明したが、例えば、この平滑面検査装置を磁気ディスクの表面測定や半導体ウェハの表面測定に適用してもよい。また、スライダの浮上高さを制御する方法としては、ピエゾ素子などで浮上高さの制御を行ってもよい。更には、スライダと平滑面との接触検知をより確かなものにするため、複数の接触センサを設けてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１ 測定機構部
２ 装置制御部
３ 測定対象物
４ スピンドル
５ 光源
６ レーザ光
７ 散乱光
８ 光検出部
９ スライダ群
１０ スライダ走査機構
１１ 信号処理部
１２ 欠陥情報メモリ部（第１のメモリ部）
１３ 光源・光検出部制御部
１４ スライダ制御部
１５ ステージ・スピンドル制御部
１６ 接触センサ信号処理部
１７ 微小欠陥情報メモリ部（第２のメモリ部）
１８ 欠陥データ演算部
１９ 欠陥マップ表示部
２０ スライダ
２１ スライダ微動機構
２２ ロード・アンロード機構
２３ サスペンション
２４ マージリップ
２５ ロード・アンロード用ワイヤ
２６ ステージ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物と、
前記測定対象物を支持するステージと、
前記ステージを回転させるスピンドルと、
少なくとも、前記測定対象物に光を照射する光源と、前記測定対象物で反射した散乱光を検出し、前記散乱光を信号化する光検出部と、前記信号化された散乱光を第１の欠陥の情報に変換する信号処理部と、前記信号処理部で変換された前記第１の欠陥の情報を記憶する第１のメモリ部とを有する第１のパートと、
少なくとも、前記第１の欠陥よりも小さい第２の欠陥を検出し、信号化する接触センサが搭載されたスライダと、前記スライダを前記測定対象物に浮上させるロード・アンロード機構と、前記第１のメモリ部に記憶された前記第１の欠陥の情報に基づいて、前記ロード・アンロード機構を制御するスライダ制御部と、前記信号化された第２の欠陥を情報に変換する接触センサ信号処理部と、前記接触センサ信号処理部で変換された前記第２の欠陥の情報を記憶する第２のメモリ部とを有する第２のパートとを備えた平滑面検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の平滑面検査装置であって、
前記スライダを複数個有し、
前記複数個のスライダを走査させるスライダ走査機構と、
前記スライダと前記スライダ走査機構との間であって、前記複数個のスライダの各々に設けられ、前記スライダの各々を動作させる複数個のスライダ微動機構とを備えた平滑面検査装置。
【請求項３】
請求項１に記載の平滑面検査装置であって、
前記スライダ制御部は、前記第１の欠陥の情報に基づいて、前記スライダを前記測定対象物の平滑面の半径方向又は前記測定対象物の外に移動させるように、前記スライダを制御する平滑面検査装置。
【請求項４】
請求項１に記載の平滑面検査装置であって、
前記スピンドルの回転数を制御するステージ・スピンドル制御部とを備えた平滑面検査装置。
【請求項５】
測定対象物と、
前記測定対象物を支持するステージと、
前記ステージを回転させるスピンドルと、
前記スピンドルの回転数を制御するステージ・スピンドル制御部と、
第１の欠陥及び前記第１の欠陥よりも小さい第２の欠陥を検出し、信号化する接触センサが搭載されたスライダと、
前記スライダを前記測定対象物に浮上させるロード・アンロード機構と、
前記第１のメモリ部に記憶された前記第１の欠陥の情報に基づいて、前記ロード・アンロード機構を制御するスライダ制御部と、
前記信号化された第１及び第２の欠陥を情報に変換する接触センサ信号処理部と、
前記接触センサ信号処理部で変換された前記第２の欠陥の情報を記憶する第２のメモリ部とを備え、
前記ステージ・スピンドル制御部は、前記第１の欠陥を検出する場合の前記スピンドルの回転数を前記第２の欠陥を検出する場合の前記スピンドルの回転数よりも多くするように、前記スピンドルを制御する平滑面検査装置。
【請求項６】
請求項５に記載の平滑面検査装置であって、
前記スライダを複数個有し、
前記複数個のスライダを走査させるスライダ走査機構と、
前記スライダと前記スライダ走査機構との間であって、前記複数個のスライダの各々に設けられ、前記スライダの各々を動作させる複数個のスライダ微動機構とを備えた平滑面検査装置。
【請求項７】
請求項５に記載の平滑面検査装置であって、
前記スライダ制御部は、前記第１の欠陥の情報に基づいて、前記スライダを前記測定対象物の平滑面の半径方向又は前記測定対象物の外に移動させるように、前記スライダを制御する平滑面検査装置。
【請求項１】
測定対象物と、
前記測定対象物を支持するステージと、
前記ステージを回転させるスピンドルと、
少なくとも、前記測定対象物に光を照射する光源と、前記測定対象物で反射した散乱光を検出し、前記散乱光を信号化する光検出部と、前記信号化された散乱光を第１の欠陥の情報に変換する信号処理部と、前記信号処理部で変換された前記第１の欠陥の情報を記憶する第１のメモリ部とを有する第１のパートと、
少なくとも、前記第１の欠陥よりも小さい第２の欠陥を検出し、信号化する接触センサが搭載されたスライダと、前記スライダを前記測定対象物に浮上させるロード・アンロード機構と、前記第１のメモリ部に記憶された前記第１の欠陥の情報に基づいて、前記ロード・アンロード機構を制御するスライダ制御部と、前記信号化された第２の欠陥を情報に変換する接触センサ信号処理部と、前記接触センサ信号処理部で変換された前記第２の欠陥の情報を記憶する第２のメモリ部とを有する第２のパートとを備えた平滑面検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の平滑面検査装置であって、
前記スライダを複数個有し、
前記複数個のスライダを走査させるスライダ走査機構と、
前記スライダと前記スライダ走査機構との間であって、前記複数個のスライダの各々に設けられ、前記スライダの各々を動作させる複数個のスライダ微動機構とを備えた平滑面検査装置。
【請求項３】
請求項１に記載の平滑面検査装置であって、
前記スライダ制御部は、前記第１の欠陥の情報に基づいて、前記スライダを前記測定対象物の平滑面の半径方向又は前記測定対象物の外に移動させるように、前記スライダを制御する平滑面検査装置。
【請求項４】
請求項１に記載の平滑面検査装置であって、
前記スピンドルの回転数を制御するステージ・スピンドル制御部とを備えた平滑面検査装置。
【請求項５】
測定対象物と、
前記測定対象物を支持するステージと、
前記ステージを回転させるスピンドルと、
前記スピンドルの回転数を制御するステージ・スピンドル制御部と、
第１の欠陥及び前記第１の欠陥よりも小さい第２の欠陥を検出し、信号化する接触センサが搭載されたスライダと、
前記スライダを前記測定対象物に浮上させるロード・アンロード機構と、
前記第１のメモリ部に記憶された前記第１の欠陥の情報に基づいて、前記ロード・アンロード機構を制御するスライダ制御部と、
前記信号化された第１及び第２の欠陥を情報に変換する接触センサ信号処理部と、
前記接触センサ信号処理部で変換された前記第２の欠陥の情報を記憶する第２のメモリ部とを備え、
前記ステージ・スピンドル制御部は、前記第１の欠陥を検出する場合の前記スピンドルの回転数を前記第２の欠陥を検出する場合の前記スピンドルの回転数よりも多くするように、前記スピンドルを制御する平滑面検査装置。
【請求項６】
請求項５に記載の平滑面検査装置であって、
前記スライダを複数個有し、
前記複数個のスライダを走査させるスライダ走査機構と、
前記スライダと前記スライダ走査機構との間であって、前記複数個のスライダの各々に設けられ、前記スライダの各々を動作させる複数個のスライダ微動機構とを備えた平滑面検査装置。
【請求項７】
請求項５に記載の平滑面検査装置であって、
前記スライダ制御部は、前記第１の欠陥の情報に基づいて、前記スライダを前記測定対象物の平滑面の半径方向又は前記測定対象物の外に移動させるように、前記スライダを制御する平滑面検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２０９０９０（Ｐ２０１１−２０９０９０Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７６５７６（Ｐ２０１０−７６５７６）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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