表面欠陥検査方法およびその装置
【課題】ディスク基板そのものがうねりを持つ状態や、局所的なうねりが生じた試料の表面の欠陥を高精度に検査できるようにした表面欠陥検査方法及びその装置を提供することにある。
【解決手段】本発明は、基板表面を回転させかつ一軸方向に移動させながら斜方から照明し、その正反射光と散乱光を検出し、該検出した信号波形から、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、うねりがある基板においては信号波形を分割し、該分割した範囲内でしきい値を設定し、該設定されたしきい値より高い信号を欠陥として出力或いは表示するように構成した。
【解決手段】本発明は、基板表面を回転させかつ一軸方向に移動させながら斜方から照明し、その正反射光と散乱光を検出し、該検出した信号波形から、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、うねりがある基板においては信号波形を分割し、該分割した範囲内でしきい値を設定し、該設定されたしきい値より高い信号を欠陥として出力或いは表示するように構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク基板、または半導体ウェハ等の表面上の欠陥を光学的に検出する表面欠陥検査方法およびその装置に係り、特に、基板表面のうねりの影響を低減することで、高感度で欠陥を検出し、出力あるいは表示する検査技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置に用いる磁気記録用媒体には、磁性体を蒸着したディスク基板が使用される。このディスク基板に磁気ヘッドで磁化して磁気的にデータを記録、再生をする。近年、ハードディスク装置における記録密度の向上に伴い、記録・書き込み用ヘッド（以下ヘッド呼ぶ）とディスク基板とのスペーシング（以下浮上量と呼ぶ）は数十ｎｍから数ｎｍと非常に狭くなってきている。
【０００３】
そのため、このディスク基板に浮上量より大きい凸な欠陥が存在すると、ディスク基板とヘッドが接触し、ハードディスク装置が故障する原因となる。ディスク基板の歩留りを向上するため、磁性体を蒸着する前の状態において、上述した欠陥の有無を検査し、不良品を後工程に流さないようにすることが重要である。また、大きな凸欠陥以外でも、ふくらみ状の欠陥（バンプ欠陥）やへこみ状の欠陥（ピット欠陥）も問題となってきている。これらのバンプ欠陥や、ピット欠陥は、一般的に数ｍｍ程度の大きさで、ふくらみやへこみが数ｎｍから数１０ｎｍの緩やかな傾斜を持った欠陥である。
【０００４】
従来は、緩やかな傾斜であればヘッドが追従するため、クラッシュなどの発生による故障は影響しないため、問題とならなかった。しかし、記録密度の向上により、このようなバンプ欠陥やピット欠陥が原因となる磁性体の蒸着不良、むらなどが発生するため、ヘッドの衝突のような物理的な故障ではなく、記録不良としての故障の問題が多く見られるようになってきた。これらの欠陥が発生する原因としては、ディスク基板素材内部に埋もれている結晶欠陥、ディスク基板の平坦性を向上させるために行う研磨時に発生する応力むらなどが考えられる。
【０００５】
なお、表面に付着した異物は、再洗浄、周辺雰囲気の清浄化などで排除、防止が可能である。ところが、結晶欠陥や、スクラッチなどの傷は、修正がきかないため、不良品として取り扱うことになる。そのため、ハードディスク装置の高歩留り、高信頼性を確保するには、このような欠陥があるディスク基板の早期排除が重要となる。また、磁性体を蒸着後にも、何らかの原因で上記欠陥が発生することも考えられるため、同様に表面状態の検査が必要である。
【０００６】
上記、表面状態の検査装置において、検査したディスク基板の不良品排除はもちろん、ディスク基板を製造する装置においても、装置の状態を監視し、コンディションを維持することが歩留まりを向上するためには重要な項目である。
【０００７】
従来のバンプ欠陥やピット欠陥を検出する検査装置の例として、特開２００１―１４１６６５号公報（特許文献１）に記載のように、基板表面に対し、斜方から照明し、その反射光の光量変動により欠陥を検出する方法がある。
【０００８】
また、うねり変形を有する基板に対しての検査方法の例として、特開平１０―７３４２３号公報（特許文献２）に記載のように、検出波形のヒストグラム処理を行い、スパイク状のノイズを除いて、基板表面の形状を抽出する方法がある。
【０００９】
また、回転ディスクにおけるうねりや基板の不均一性を考慮した光ディスク検査装置の例として、特開平５―２９６９３９号公報（特許文献３）に記載のように、光源から基板に照射し、基板からの反射光、散乱光、干渉光のうち１つの光強度をセンサによって検出することで、欠陥を検出する方法がある。
【００１０】
また、検出信号のうねりを検出して、うねりの影響を除去する方法として、特開平６―１６０３０２号公報（特許文献４）に記載のように、微分波形を同一場所で繰り返し検出し、この平均値から平坦度信号を求め、検出信号または、しきい値を補正してうねりの影響を除去する方法がある。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−１４１６６５号公報
【特許文献２】特開平１０−７３４２３号公報
【特許文献３】特開平５−２９６９３９号公報
【特許文献４】特開平６−１６０３０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特開２００１−１４１６６５号公報の記載の方式であると、基板そのものが有している、大きなうねり（以下ディスクランアウトと呼ぶ）があるディスクを検査した場合、検出信号にも大きなうねりが生じてしまい、信号レベルのしきい値をうねり以上にすることになるため、欠陥を見逃す大きな原因となる。また、ハードディスク用ディスクのように両面を使用するために、検査装置において中心部を固定する方式があるが、固定時に歪みが生じた場合、中心部付近に局所的なうねりが生じる場合もある。この場合においても検出信号に局所的なうねりが生じてしまい、この部分においての欠陥を見逃してしまう原因となる。
【００１３】
また、特開平１０−７３４２３号公報の記載によると、平面部材の局所的形状欠陥を、大きなうねり変形から区別した状態で検査する方法がある。しかし、この方式であると、段階的にヒストグラム処理の範囲を変え、スパイク状のノイズを低減させ、基板のうねりの影響を低減する方式であるため、局所的なうねりについては、考慮されていない。さらに、対象としている基板がスクリーン印刷用マスク部材のような、平面部材に穴が形成されたものであり、この穴の有無を検査対象としているため、基板表面の異物や傷などの検出には考慮されていない課題がある。
【００１４】
また、特開平５−２９６９３９号公報の記載によると、光ディスクにおける反りやうねりなどの緩やかな、もしくは、微弱な不均質性に拘らず、光ディスクの欠陥を検出できる方式がある。しかし、この方式であると、照明する手段が一方向であり、また、検出器で検出光量の変化を求めていることから、トラックの有無、光ディスクのようなプラスチック素材内部の不均質性は検出可能であるが、面積があり、高さやへこみが浅い欠陥（バンプ欠陥やピット欠陥）に対しては検出ができないという課題がある。
【００１５】
また、特開平６−１６０３０２号公報の記載によると、走行ストリップの幅方向に光を投影し、その反射光により表面の疵欠陥を検出し、その検出光を微分処理する。微分処理によってうねりを算出し、そのうねりに基づいて微分信号または、しきい値を補正してうねりの影響を除く方法である。しかし、この方法であると、検出信号をうねり処理によって補正するため、欠陥の検出感度が低下するという課題がある。さらに、照明する手段が１方向であり、表面の疵は検出可能であるが、特許文献３の記載の方法と同様に、高さやへこみが浅い欠陥（バンプ欠陥やピット欠陥）に対しては検出ができないという課題がある。
【００１６】
本発明の目的は、上述した様々な課題を解決するものであって、基板からの散乱光と正反射光を同時に検出することにより、基板表面の異物、傷、バンプ欠陥、ピット欠陥を検出すると共に、正反射光を検出することにより、基板全体のうねりや局所的なうねりの影響を低減して、欠陥の信号レベルを確実に検出できるようにした表面欠陥検査方法及びその装置を提供することにある。
【００１７】
すなわち、本発明の目的は、基板表面のうねりの影響を受けることなく、基板表面の種々の欠陥を検出することを可能にする表面欠陥検査方法及びその装置を実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、基板表面の欠陥を検査する方法において、回転しかつ一軸方向に移動している基板に斜め方向からレーザ光を照射するステップと、該レーザ光が照明された基板から第一の仰角方向に散乱した光と第二の仰角方向に散乱した光をそれぞれ検出して第一の散乱光検出信号と第二の散乱光検出信号とを得るステップと、該レーザ光が照明された基板からの正反射光を検出して正反射光検出信号を得るステップと、そして、前記第一の散乱光検出信号と前記第二の散乱光検出信号と前記正反射光検出信号とを処理して前記基板上の欠陥を検出するステップとを含み、前記欠陥を検出するステップにおいて、前記正反射光検出信号を処理して前記基板表面のうねりの情報を得、該得られた前記基板表面のうねりの情報に基づいて前記基板表面の領域を分割して該分割した領域ごとに欠陥を判定するしきい値を設定し、該設定したしきい値を用いて前記第一の散乱光検出信号および前記第二の散乱光検出信号を処理して前記基板上の欠陥を検出するようにした。
【００１９】
また、本発明は、基板表面の欠陥を検査する装置を、基板を載置して基板を回転させると共に一軸方向に移動させるテーブル手段と、前記テーブル手段に載置され回転しかつ一軸方向に移動している基板に斜め方向からレーザ光を照射する照明手段と、該照明手段でレーザ光が照明された基板から第一の仰角方向に散乱した光を検出する第一の散乱光検出手段と、前記照明手段でレーザ光が照明された基板から第二の仰角方向に散乱した光を検出する第二の散乱光検出手段と、前記照明手段でレーザ光が照明された基板からの正反射光を検出する正反射光検出手段と、前記第一の散乱光検出手段と前記第二の散乱光検出手段と前記正反射光検出手段から得られる検出信号を処理して前記基板上の欠陥を検出する信号処理手段とを備えて構成し、前記信号処理手段は、前記正反射光検出手段で検出した信号を処理して前記基板表面のうねりの情報を得、該得られた前記基板表面のうねりの情報に基づいて前記基板表面の領域を分割し、該分割した領域ごとに欠陥を判定するしきい値を設定し、該設定したしきい値を用いて前記第一の散乱光検出手段および前記第二の散乱光検出手段で検出した信号を処理して前記基板上の欠陥を検出するようにした。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、基板からの散乱光と直接反射光とを検出することにより、基板表面の異物、傷、バンプ欠陥、ピット欠陥を検出可能であり、さらに、直接反射検出において、問題となる基板全体のうねりや局所的なうねりの影響を低減し信号波形の変動量を最小限にすることにより、欠陥の信号レベルを確実に検出できることができるため、検査の高精度化が可能となる顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係る表面欠陥検査方法およびその装置の実施の形態について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２２】
本発明に係る欠陥検査装置の実施例１を図１から図２５に示す。図１に本実施例における欠陥検査装置１０００の構成を示す。ディスク基板１は回転ステージ２に固定される。回転ステージ２は回転ステージ制御系３により回転数を制御するとともに、回転方向の位置検出が可能である。回転ステージ２はステージ４により水平方向に移動可能である。ステージ４は直線ステージ制御系５により水平方向の移動量が制御されるとともに、半径方向の位置検出が可能である。このようにディスク基板１を載置して回転させると共に一軸方向に移動させるテーブル手段は、回転ステージ制御系３により制御される回転ステージ２と直線ステージ制御系５により制御されるステージ４とによって構成される。
【００２３】
そして、上記ディスク基板１に対して第一の俯角方向から第一のレーザ光が第一の照明装置６により照射される。該照射される照明の上方側に設置された第一の散乱光検出手段を構成するレンズ７ａ及び上方検出器（第一の検出器）８ａは、ディスク基板１から第一の仰角方向に発生する散乱光を検出可能に構成される。さらに、第二の散乱光検出手段を構成するレンズ７ｂ及び側方検出器８ｂは、上方検出器８ａで検出できる範囲以外である低い角度（第二の仰角方向）に発生した散乱光を検出可能に構成される。
【００２４】
また、同様にディスク基板１に対して第二の俯角方向から第二のレーザ光が第二の照明装置９により照射される。そして、該レーザ光の照射方向の正反射側に設置された正反射光検出手段を構成する検出器１０は、ディスク基板１で正反射した光を検出可能に構成される。さらに、検出器１０で検出された信号は、演算回路１１により処理される。
【００２５】
ところで、上記検出器８ａ、８ｂとしては光電変換素子あるいは光電子増倍管やカメラが用いられる。同様に上記検出器１０も光電変換素子あるいは光電子増倍管やカメラが用いられる。
【００２６】
なお、ディスク基板１に対して斜め方向からレーザ光を照射する照明手段は、上記第一の照明装置６及び第二の照明装置９によって構成される。第一の照明装置６による第一の俯角方向の角度は、ディスク基板１に対して水平（ディスク基板１の円周方向）以外の角度とする。本実施例では、垂線から２０度程度に設定した。また、第二の照明装置９による第二の俯角方向の角度は、ディスク基板１の垂線およびディスク基板１に対して水平方向（垂線から９０度）以外の方向とする。本実施例では、６０度程度に設定した。検出器８ｂの設定角度（第二の仰角方向）は、検出器８ａで検出できる範囲以外である低い角度とするため、本実施例では、垂線から８０度程度に設定した。
【００２７】
制御部１２は、基板上の欠陥を検出する信号処理手段を有し、検出器８ａ、８ｂの検出信号を処理して異物やスクラッチ（傷）等の欠陥を検出する第一欠陥判定ユニット５０と、検出器１０の検出信号を処理した演算回路１１の波形を処理し、波形形状を判定する検出波形判定ユニット５１と、検出波形判定ユニット５１で判定した結果より、検出波形を分割する検出波形分割ユニット５２と、検出波形分割ユニット５２で分割した波形を処理してピット／バンプ等の欠陥を検出する第二欠陥検出ユニット５３と、回転ステージ制御系３と直線ステージ制御系５で検出した位置から座標を求める位置情報検出ユニット５４と、回転及び直線移動ステージの回転数や検出位置への移動を制御するステージ制御ユニット５５と、第一欠陥判定ユニット５０での欠陥判定結果と第二欠陥判定ユニット５２での欠陥判定結果とその欠陥判定結果に対応する位置情報ユニット５４の結果（各種欠陥の位置座標）とを記憶する記憶ユニット５６と、記憶ユニット５６で記憶した結果から、欠陥の種別を判定する欠陥種別判定ユニット５７と、これらを通信、制御するＭＰＵ５８と、バス５９とで構成される。
【００２８】
入力装置１３は、しきい値などの検査条件や検査に必要な項目などを入力するものである。モニタ１４は、検出した欠陥の表示、入力時の支援画面を表示可能である。プリンタ１５は、欠陥座標、マップなどが出力可能である。
【００２９】
ここで、ハードディスク装置に用いられるディスク基板の製造工程を図２により説明する。工程全体は、磁性体を蒸着する前のサブストレート製造工程と、磁性膜を施したメディアを製造する工程に分かれる。サブストレートは、ガラスあるいはアルミ合金などの素材から、外径、内径を加工する形状加工１００、両面を平坦に可能するポリッシング１０１、付着した異物を除去する洗浄１０２、完成したサブストレートの表面状態を検査する検査１０３を経て製作される。メディアは、サブストレートの表面にテクスチャを施すテクスチャ加工１０４、洗浄１０５、スパッタなどにより磁性膜を蒸着する磁性体成膜１０６、潤滑層成膜１０７、ポリッシングやバニッシングなどでメディアの表面を平坦化するために研磨加工する研磨１０８、完成したメディアの表面状態を検査する検査１０９を経て製作される。
【００３０】
図３にはハードディスク装置における記録方法とディスク基板の断面を示し、図４にはディスク基板の主な欠陥の種類を示す。図３において、磁気ヘッド部７０の先端に形成されたヘッド（磁気素子）７１によりディスク基板１とヘッド７１は非接触の状態で磁気の読み書きを行う。読み書き時のディスク基板１とヘッド７１のすきまは浮上量あるいはフライングハイトと呼び、近年では１０ｎｍ以下まで接近している。ディスク基板１上の欠陥は、この浮上量より小さいものは問題とならないが、浮上量より大きい場合はヘッド７１を欠落させる恐れがある。
【００３１】
図４はディスク基板を上面から見た図である。図２で説明したように、各製造工程により種々様々な欠陥が発生する。異物７２はディスク基板１の表面に付着するため、ヘッド７１と干渉する恐れがあるが、ハードディスクに組み込む前に洗浄を行うことで大半は洗い流され、問題とならない場合が多い。ディスク基板１の表面から膨らんだバンプ欠陥７３や、ディスク基板１の表面から凹んだピット欠陥７４などは、ディスク表面上に大きな面積（１ｍｍ程度）でかつ薄い（数ｎｍから数十ｎｍ程度）欠陥であることが多く、なだらかな凹凸の欠陥であり、ヘッド７１は追従しやすいが、磁性体などを蒸着する工程において蒸着不良が発生しやすくなり、記録不良などの大きな要因となる。スクラッチ７５は、基板の表面を平坦化する研磨工程において、研磨剤などの脱落により発生する欠陥であり、長いすじ状や短い傷のような形状となり、へこみと突起が複合した欠陥である。このような急激な突起となっている欠陥は、ヘッド７１と干渉するため、致命的な故障となりうる。そのため、検査装置により、これらの欠陥を早期工程で検出し、不良品として排除する必要がある。それぞれの欠陥の断面は大まかには、図３に示すようになっている。
【００３２】
次に、各部の動作を説明する。先ず、図１に示した構成において、回転ステージ２に載置されたディスク基板１の表面に対して、照明手段を構成する第一の照明装置６と第二の照明装置９は同時にレーザ光を照明する。この状態で、ディスク基板１を載置した回転ステージ２は、回転ステージ制御ユニット３で回転数を制御されて回転し、直線ステージ制御ユニット５により水平方向の移動量を制御したステージ４が水平方向に移動する。ステージ４の移動は、回転ステージ２の一回転毎に、照明光のスポット幅量だけ移動する。この回転しているディスク基板１の表面に対して斜方から、第一の照明装置６と第二の照明装置９での照明がディスク基板１に照射される。ディスク基板１の表面に欠陥が存在した場合、欠陥から反射光や散乱光が発生し、その散乱光の上方への一部が第一の散乱光検出手段を構成するレンズ７ａで集光されて上方検出器８ａで検出され、上記散乱光の側方への一部が第二の散乱光検出手段を構成するレンズ７ｂで集光されて側方検出器８ｂで検出される。また、正反射光検出手段を構成する検出器１０によってディスク基板１の表面の上下変動が検出可能である。それぞれの検出器の信号が制御ユニット１２に入力され、欠陥判定と欠陥種別の判定が行われ、その結果をモニタ１４に表示される。
【００３３】
図５乃至図８は斜方から照明した場合における各種欠陥からの散乱光の発生状態を示す図である。図５はディスク基板の表面に存在する異物等の凸状の欠陥７２からの散乱光の発生状態を示す図であり、同図（ａ）は左側から斜方照明した場合を示し、同図（ｂ）は（ａ）に示す照明方向に対して直角の方向（照明光６０の入射方向に対向する側）から見たときの状態を示す。照明光６０がディスク基板１に対して斜めから照明されると異物７２からは、散乱光６１ａ、６１ｂのような分布で発生する。このように、異物のような突起物からは、図５（ｂ）に示すように左右対称に散乱する分布が多く見られる。但し、例外的に照明条件、異物の大きさによっては左右対称にならない場合もある。
【００３４】
図６はディスク基板の表面に存在するスクラッチ７５などの傷欠陥からの散乱光の発生状態を示す図であり、同図（ａ）は左側から斜方照明した場合を示し、同図（ｂ）は（ａ）に示す照明方向に対して直角の方向（照明光６０の入射方向に対向する側）から見たときの状態を示す。照明光６０がディスク基板１に対して斜めから照明されるとスクラッチ７５からは、散乱光６２ａ、６２ｂのような分布で発生する。傷の直角方向には反射、散乱光の発生は大きいが、同図（ｂ）に示すように、傷方向（長手方向、スクラッチ７５の底辺を点線で示す）には反射、散乱光の発生が小さくなる。
【００３５】
図７は凹み状のピット欠陥７４、図８は膨らみ状のバンプ欠陥７３からの散乱光の発生状態を示す。照明光６０がディスク基板１に対して斜めから照明されるとピット欠陥７４やバンプ欠陥７３からは、わずかながら散乱光６３、６４が発生するが、これらの欠陥は幅が大きく、深さ(高さ)が非常に小さいため、緩やかな傾斜となりエッジ部からの散乱光の発生はほとんどない。そのため、異物やスクラッチなどは散乱光を検出することで欠陥検出は可能であるが、緩やかな傾斜があるピット欠陥やバンプ欠陥は散乱光による欠陥の検出は困難であることが分かる。
【００３６】
次に、ピット欠陥やバンプ欠陥を検査する一実施例を説明する。図９はあるピット欠陥やバンプ欠陥を検査する一実施例である。照明光８０はディスク基板１の斜方から照明される。ディスク基板１からの正反射光８１を検出器１０で検出する。検出器１０は例えば２分割センサを用いる。図９（ａ）に示すようにディスク基板１の高さが基準高さと一致している場合、ディスク基板１の反射スポット８２は、検出器１０の上部センサ１０ａと下部センサ１０ｂの中間に集光される。演算回路１１は、検出器１０の上部センサ１０ａの出力と下部センサ１０ｂの出力の差分を算出するものとする。すなわち、反射スポット８２が検出器１０の中心に照射されると、演算回路１１の差分出力は、波形８３に示すように出力が０となる。図９（ｂ）において、ディスク基板１が基準高さより下方に移動した場合、正反射光８４は下部センサ１０ｂ側にずれることになり、波形８５は差分出力がマイナス側に変化する。図９（ｃ）において、ディスク基板１が基準高さより上方に移動した場合、正反射光８６は上部センサ１０ａ側にずれることになり、波形８７は出力がプラス側に変化する。この原理により、ディスク基板１の表面がフラットな平面であるため、緩やかな傾斜がある欠陥においては、ディスク基板１の高さが変動する状態と同じことになるため、正反射光の変化を検出することで、凹み状のピット欠陥７４、膨らみ状のバンプ欠陥７３が検出可能となる。
【００３７】
図９においては、検出器１０に２分割センサを用いた場合について説明したが、図１０（ａ）、（ｂ）に示すようにポジションセンサ１７でも同様の効果が得られる。すなわち、図１０（ａ）に示すようにポジションセンサ１７上で反射スポット８２が矢印で示した方向、すなわち上下方向に移動することにより、ポジションセンサ１７の出力バランスが変化し、図１０（ｂ）に示すように処理回路１８から出力される波形８８が矢印で示したように上下に変動する。
【００３８】
さらに、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、検出器１０としてＣＣＤセンサ１９を用いた場合でも同様の効果が得られる。すなわち、図１１（ａ）に示すようにＣＣＤセンサ１９の面上で反射スポット８２が矢印で示したように上下方向に移動してＣＣＤセンサ１９上の位置が変化することで、図１１（ｂ）に示すように処理回路２０から出力される波形８９のピーク位置が矢印で示したように左右方向（画素方向）に変化することになる。さらにＣＣＤセンサ１９の代わりに２次元カメラを用いても同様の効果が得られる。
【００３９】
次に、本実施例による表面欠陥検査装置の検出波形について説明する。図１２はディスク基板１を表面から観察した図である。本図においては、紙面の最上部を０度として、右回りに検出角度として記す。最下部が１８０度であり、３６０度は０度と同じとなる。図１２は、ディスク基板１の中心から等距離にあるライン９０の上に、スクラッチ欠陥（幅が３００ｎｍ程度、深さが１０ｎｍ程度）７５、小さな異物（粒径が１００ｎｍ程度）７２ａ、バンプ欠陥（幅が１ｍｍ程度、高さが数ｎｍ程度の膨らみ）７３、大きな異物（粒径が３００ｎｍ程度）７２ｂ、ピット欠陥（幅が１ｍｍ程度、深さが数ｎｍ程度の凹み）７４が配置された状態を示す。
【００４０】
図１３は、図１２においてディスク基板１の中心から等距離にあるライン９０（検査位置）に沿った断面図を示している。このようにライン９０（検査位置）上に種々の欠陥が存在するディスク基板１を検出した実施例を図１４から図１５に示す。図１４（ａ）、（ｂ）は、ディスク基板１を第一の照明装置６により照明し、ディスク基板１からの反射光（散乱光）を上方検出器８ａおよび側方検出器８ｂで検出したときの信号波形の一実施例を示す。
【００４１】
図１４（ａ）は、上方検出器８ａで検出した信号波形９１を示す。横軸は検出角度（図１２参照）、縦軸は検出器８ａの出力を示す。検出信号波形９１において、それぞれの欠陥部を検出した部分には信号のピークが現れており、９２ａがスクラッチ欠陥７５に対応し、９３ａが小さな異物７２ａに対応し、９４ａが大きな異物７２ｂに対応する。一方、図１３に示したバンプ欠陥７３とピット欠陥７４に対応するピークは、検出信号波形９１に現れていない。従って、制御部１２の第一欠陥判定ユニット５０において、この検出信号波形９１に対して欠陥を判定するためのしきい値９５を設定することによってスクラッチ欠陥７５、小さな異物７２ａ、大きな異物７２ｂを判定することが可能となる。
【００４２】
図１４（ｂ）には、側方検出器８ｂで検出した信号波形を示す。図１４（ａ）と同様に、検出信号波形９６において、それぞれの欠陥部を検出した部分には信号のピークが現れており、９３ｂが小さな異物７２ａに対応し、９４ｂが大きな異物７２ｂに対応する。一方、図１３に示したスクラッチ欠陥７５、バンプ欠陥７３とピット欠陥７４に対応するピークは、検出信号波形９６に現れていない。従って、制御部１２の第一欠陥判定ユニット５０において、図１４（ａ）の場合と同様に、この信号波形９６に対して、欠陥を判定するためのしきい値９７を設定することによって小さな異物７２ａ、大きな異物７２ｂを判定することが可能となる。
【００４３】
図５から図８で説明したように、異物からの散乱光は、上方および側方に散乱光が発生するため、上方検出器８ａと側方検出器８ｂの双方で検出できる。また、スクラッチ欠陥７５は上方への散乱光量は多いが側方への散乱光量は少ないため、側方検出器８ｂでは検出できない。さらに、エッジがない緩やかな傾斜であるバンプ欠陥７３やピット欠陥７４は散乱光の発生が少なく、上方検出器８ａおよび側方検出器８ｂからの出力信号が小さいため、上方検出器８ａおよび側方検出器８ｂの出力信号からこれらの欠陥を検出することは難しい。
【００４４】
図１５は、ディスク基板１の表面を第二の照明装置９で照明したときのディスク基板１からの正反射光を検出器１０で検出して得られる信号波形２００の一実施例を示す。ここで、検出器１０として、図９（ａ）〜（ｃ）に示したような２分割センサを用いた場合の例を示す。信号波形２００は、検出器１０（２分割センサ）の出力を演算回路１１で演算した結果を示す。横軸は検出角度（図１２参照）、縦軸は演算回路１１の差分出力を示す。信号波形２００において、それぞれの出力ピークは、信号２０３がバンプ欠陥７３、信号２０４がピット欠陥７４に対応している。しかしながら、上方検出器８ａと側方検出器８ｂで検出された異物７２ａ、７２ｂ、スクラッチ７５に対応する差分信号のピークは見られないことがわかる。この差分信号波形に対して、差分出力の正、負側に同様にしきい値２０１、２０２を設定し、これ以上の出力を欠陥と判定する。このように、エッジがない緩やかな傾斜があるバンプ欠陥７３やピット欠陥７４は、ディスク表面からの反射光の検出位置の変化により、正反射光が変化することから、検出器１０により検出が可能となる。
【００４５】
以上のことから、散乱光と正反射光を同時に検出することで、異物のような表面上に付着した欠陥、スクラッチのような傷、バンプ欠陥やピット欠陥のような面積が大きく薄い欠陥をすべて網羅することが可能である。
【００４６】
ところで、実際のディスク基板１は、製造状態において数ミクロン程度のそり生じており、また、検査装置にディスク基板１を固定する場合にも応力変動によりディスクランナウトのようにそりが発生する場合がある。そのため、ディスク基板１からの正反射光を検出器１０で検出する場合に、ディスク基板１のそりによる出力の変動が発生する場合がある。
【００４７】
図１６はその状態を示した図である。図１６（ａ）は表面に反りが生じているディスク基板１ａに対して照明光８０で照明し、ディスク基板１ａの表面の反りに応じた正反射光８１の変位を検出器１０で検出する状態を示し、図１６（ｂ）は検出器１０で検出して演算回路１１から正反射光８１の変位を示す差分信号として出力された出力信号波形２０５を示す。即ち、検出器１０で検出される正反射光８１は、反ったディスク基板１ａの表面のうねりの状態に追従するため、演算回路１１から正反射光８１の変位として出力される信号波形２０５にも大きなうねりを生じた波形となる。
【００４８】
出力信号波形２０５において、局所的にみれば、バンプ欠陥７３に対応する信号２０３ａ、ピット欠陥７４に対応する信号２０４ａが検出されているが、しきい値を検出波形の外側に設定しなければならないため、しきい値２０１ａ、２０２ａとすると、それぞれの欠陥７３、７４は検出不可能となる。
【００４９】
本発明では、ディスク基板１表面のうねりの影響を受けることなくディスク基板１表面の種々の欠陥を検出することを可能にする表面欠陥検査方法及びその装置を実現するものである。
【００５０】
図１７から図２２に、うねりのあるディスク基板１ａの表面を照明光８０で照明した時にディスク基板１ａ表面からの正反射光８１を検出して演算回路１１から出力される出力信号波形からバンプ欠陥７３やピット欠陥７４を検出する場合に、ディスク基板１ａの表面のうねりの影響を低減する方法について説明する。
【００５１】
図１７は、うねりの影響を低減する方法のフローチャートである。まず、このフローは、検出波形判定ユニット５１において検出波形判定を行う処理フロー５００と検出波形分割ユニット５２において検出波形分割処理を行う処理フロー５０５とで構成される。
【００５２】
検出波形判定を行う処理フロー５００においては、うねり情報取得用波形処理５０１において、検出器１０で検出して演算回路１１から出力された検出信号波形を取得する。次に、取得した検出信号波形において検出角度を基準にした検出光量の平均値処理５０２を行い、その平均値処理した信号波形に対してローパスフィルタ処理５０３を行う。さらに、そのローパスフィルタ処理を行った信号波形に対して多項式演算処理５０４を行い、うねり情報のみを持った信号波形を生成する。
【００５３】
次に、検出波形分割処理を行う処理フロー５０５においては、うねり情報を持った信号波形に対して、しきい値処理５０６を数段階に設定（本実施例では３種類）して検出波形の分割数判定と検査不可の判定を行い、その判定に従って、検出波形分割処理５０７により波形の分割を行う。
【００５４】
図１８から図２２に示すうねりの影響を低減する処理の詳細について説明する。
【００５５】
図１８には、検出波形判定ユニット５１において検出波形判定を行う処理フロー５００の実施例を示す。図１８（ａ）はディスク基板１を表面から見た図であり、内径付近１ａ、中央付近１ｂ、外周付近１ｃの検出位置を示す。図１８（ｂ）は、うねり情報取得用波形処理５０１においてそれぞれの検出位置で取得した波形５０８（内径付近１ａに対応）、５０９（中央付近１ｂに対応）、５１０（外周付近１ｃに対応）を示す。横軸は検出角度、縦軸は検出光量である。
【００５６】
次に、平均値処理５０２においては、それぞれの検出位置で取得した波形５０８、５０９、５１０に対して図１８（ｃ）に示すように検出角度を基準に検出光量の平均値を求めて波形５１１を生成する。次に、波形５１１に対してローパスフィルタ処理５０３を行い、図１８（ｄ）に示すような波形５１２を生成する。次に、多項式演算処理５０４では波形５１２に対して多項式演算処理を行い、図１８（ｅ）に示すようなうねり情報のみを持った信号波形５１３を生成する。この信号波形５１３がディスク基板のうねりの状態を示している。ローパスフィルタ処理および多項式演算処理方法については、一般的な手法を用いることで実現可能である。また、多項式演算処理としては、曲線近似を用いてもよい。
【００５７】
次に、検出波形分割ユニット５２において検出波形分割処理を行う処理フロー５０５について説明する。図１９は、うねりの状態に対するしきい値処理５０６を示した図である。図１９では、しきい値処理５０６において、３種類のしきい値を設定した実施例を示しており、それぞれ第一のしきい値５１４、第二のしきい値５１５、第三のしきい値５１６である。多項式演算処理５０４により求めたうねり波形が、波形５１７の場合は、第一のしきい値５１４以下であるため、図１７で示したフローチャートから波形を分割しない判定となる。波形５１８の場合は、第一のしきい値５１４以上で第二のしきい値５１５以下であるため６分割、波形５１９の場合は、第二のしきい値以上で第三のしきい値５１６以下であるため１２分割、波形５２０の場合は、第三のしきい値５１６以上であるため測定不可の判定となる。なお、分割数においては、６分割、１２分割として説明したが、もちろんユーザが任意に設定してもかまわない。
【００５８】
次に、検出波形分割処理５０７について説明する。図２０は波形の６分割、図２１は波形の１２分割を説明する図である。それぞれにおいて、横軸は検出角度、縦軸はセンサ出力である。分割は、検出角度方向に行う。６分割の場合は波形５２１を６０度ごとに、１２分割の場合は波形５２２を３０度ごとに波形を切り出す。
【００５９】
図２２に波形５２１を６分割に切り出したときの検出角度６０度から１２０度までの波形５２１ｂを示す。この切り出した波形５２１ｂに対する処理方法について説明する。
【００６０】
まず、波形５２１ｂに対して直線近似演算を行って基準線５２２を算出する。この直線近似演算は、切り出した波形それぞれで行い、それぞれで基準線を算出する。あらかじめ設定したしきい値５２３、５２４（基準線５２２の各検出角度位置における変動許容値の上限及び加減となる値を結んだ線）を基準線５２２の上下に設定する。このしきい値以上である部分５２５が制御部１２の第二欠陥判定ユニット５３においてピット欠陥２４或いはバンプ欠陥２３として認識される。それぞれの分割波形でこの処理を行うことで、波形全体でしきい値を設定することなく、うねりの影響を低減したしきい値処理が可能となる。図２１に示した１２分割の場合も同様な処理を行う。
【００６１】
次に、それぞれの検出器で検出した欠陥種の分類方法について説明する。図２３は欠陥種を分類するフローチャートである。検査装置１０００の制御部１２の欠陥種別判定ユニット５７は、記憶ユニット５６に蓄積された検出器８ａ、８ｂ、１０で検出した信号を用いて第一欠陥判定ユニット５０及び第二欠陥判定ユニット５３の各々で判定された検出結果情報（欠陥判定結果に対応する位置情報ユニット５４から得られる各種欠陥の位置座標も含む）を基に欠陥種を分類する。まず、第一欠陥判定ユニット５０は、ステップＳ２３０１において検出器８ａでの検出結果を判定する。図１４で説明したように、検出器８ａは欠陥からの散乱光を検出しているため、検出器８ａで検出される欠陥は異物あるいは傷である。一方、ピット欠陥あるいはバンプ欠陥は検出器８ａでは検出されない。次に、第一欠陥判定ユニット５０は、ステップＳ２３０２において検出器８ｂでの検出結果を判定する。即ち、第一欠陥判定ユニット５０は、図１４で説明したように、傷による散乱光は周辺に出にくいため、検出器８ａで検出された欠陥のうち検出器８ｂでも検出されれば異物、検出器８ｂでは検出されなければ傷として判定する。
【００６２】
次に、第二欠陥判定ユニット５３は、ステップＳ２３０３において検出器１０での検出結果を判定する。即ち、第二欠陥判定ユニット５３は、図１５で説明したように、検出器１０ではディスク基板１からの正反射光の位置を検出することによりピット欠陥あるいはバンプ欠陥を検出する。ピット欠陥、バンプ欠陥の判定は、検出器１０からの出力を演算回路１１で演算した結果の信号の正負で判定する。
【００６３】
なお、欠陥種別の判定は、記憶ユニット５６に記憶された情報を用いて第一欠陥判定ユニット５０及び第二欠陥判定ユニット５３の各々で実行してもよい。
【００６４】
以上の説明に基づく検査のフローについて図２４を用いて説明する。まず、Ｓ２４０１でディスク基板を装置に投入し、検査を開始する。次に、Ｓ２４０２で、しきい値、検査範囲などの検査条件を入力し、Ｓ２４０３でディスクを検査位置に移動し、Ｓ２４０４で検査を開始する。検査終了後欠陥種別判定ユニット５７はステップＳ２４０５において欠陥種別を判定し、必要に応じてＳ２４０６で検査結果をモニタ１４やプリンタ１５等を用いて出力する。Ｓ２４０７で次のディスクの有無を判断し、次のディスクがある場合は、Ｓ２４０３からＳ２４０７までを繰返すことで連続して検査を行う。すべてのディスクが検査を終了すればＳ２４０８でディスクを検査装置外に取り出してＳ２４０９で検査を終了する。
【００６５】
次に、検査条件を入力する実施例について説明する。検査条件の入力は入力装置１３により行い、その入力結果はモニタ１４に表示される。図２５はモニタ画面の表示の一実施例である。ディスクを表面から見た状態で表示する欠陥マップ表示部２２１、欠陥種別、欠陥個数を表示する検査結果表示部２２２、欠陥種別と個数は、記号により欠陥マップ２２１に表示が可能である。しきい値、検査範囲、検査ロット、枚数、モニタ表示の有無などの条件を入力装置１３で入力し、入力した結果を表示する検査条件表示部２２３、検査の開始表示２２４、検査終了表示２２５、欠陥検出結果の座標、検出出力、検出器の種類などの詳細を表示する検査結果表示部２２６などを表示可能である。これらの表示は、必ずしも同一の画面に表示する必要はなく、必用に応じてその一部を別画面で表示しても良い。また、それぞれの表示部の部分的な拡大、消去、及びリアルタイムでの表示などは、入力装置１３での設定で自由に設定可能である。また、それぞれの情報はプリンタ１５により出力可能である。
【００６６】
上記の説明はハードディスク装置で使用されるディスク基板で説明したが、半導体ウェハにおいても同様の効果が得られることはいうまでもない。一般に表面が平坦に加工された半導体ウェハ（例えば、ベアウェハの状態、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）加工後のウェハ）の表面欠陥検査においては、表面の異物や、スクラッチ傷、洗浄後に発生するウオータマークなどの薄い欠陥などが発生する。半導体ウェハにおいても表面のうねりが発生する場合もある。その場合において、本実施例におけるうねりの影響を除去することで欠陥検出の高精度化が可能となる効果がある。
【００６７】
さらに、うねりが生じる可能性のある円板状の対象であればどのようなものでも、同様に効果が得られる。
【実施例２】
【００６８】
本発明における実施例２について図２６を用いて説明する。図２６に実施例２の欠陥検査装置１００１の構成を示す。図１と同じ番号を付した部品は、図１で説明したのと同じ機能を有している。ディスク基板１の斜方から第一の照明装置６によりレーザ光を照射する。照射した照明の正反射側にレンズ１００２を配置し、第一の検出器１００４でディスク基板１から発生する上方の散乱光を検出する。ここで、第一の検出器１００４にディスク１からの正反射光が入射しないように、マスク１００３を設けてディスク基板１からの散乱光以外の正反射光を遮断する。そのほかの構成及び処理については、実施例１と同じであり、実施例１と同様の効果が得られる。
【実施例３】
【００６９】
本発明における実施例３について図２７を用いて説明する。図２７に本発明における実施例３の欠陥検査装置１００５の構成を示す。図１と同じ番号を付した部品は、図１で説明したのと同じ機能を有している。ディスク基板１の斜方から第一の照明装置６によりレーザ光を照射する。照射した照明の正反射側にレンズ１００２を配置し、この光路中にハーフミラー１００６を設け、反射光と透過光に分け、透過光のうち正反射光成分をマスク１００３で遮光してディスク基板１からの散乱光を第一の検出器１００４で検出する。一方、ハーフミラー１００６で反射されたディスク基板１からの正反射光は第二の検出器１０で検出される。
【００７０】
本実施例によれば、実施例１及び実施例２で説明した、第二の照明装置が不要となり、構成が簡素化される。そのほかの構成及び処理については、実施例１と同じであり、同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明に係る表面欠陥検出装置の実施例１を示す正面構成図である。
【図２】本発明に係るディスク基板の製造方法の一実施例を示した図である。
【図３】本発明に係るディスク基板の表面欠陥を示した断面図である。
【図４】本発明に係るディスク基板の表面欠陥を示す平面図である。
【図５】本発明に係る照明光を斜め方向から照明したときディスク基板の表面に存在する異物からの散乱光発生状態を示した図であり、（ａ）は左側から斜方照明した場合を示し、（ｂ）は（ａ）に示す照明方向に対して直角の方向から見たときの状態を示す。
【図６】本発明に係る照明光を斜め方向から照明したときディスク基板の表面に存在するスクラッチからの散乱光発生状態を示した図であり、（ａ）は左側から斜方照明した場合を示し、（ｂ）は（ａ）に示す照明方向に対して直角の方向から見たときの状態を示す。
【図７】本発明に係る照明光を斜め方向から照明したときディスク基板の表面に存在する凹み状のピット欠陥からの散乱光発生状態を示した図である。
【図８】本発明に係る照明光を斜め方向から照明したときディスク基板の表面に存在する膨らみ状のバンプ欠陥からの散乱光発生状態を示した図である。
【図９】本発明に係る正反射光を検出する第二の検出手段の一実施例を示した図であり、（ａ）はディスク表面の高さが基準高さと一致する場合に検出器上に反射スポット光が投影された状態とその時の検出器の出力を示し、（ｂ）はディスクの表面が基準高さよりも下にある場合に検出器上に反射スポット光が投影された状態とその時の検出器の出力を示し、（ｃ）はディスクの表面が基準高さよりも上にある場合に検出器上に反射スポット光が投影された状態とその時の検出器の出力を示す。
【図１０】本発明に係る正反射光を検出する第二の検出手段の他の実施例を示した図であり、（ａ）はポジションセンサ上で反射スポットが矢印で示したように上下方向に移動する状態を示し、（ｂ）は処理回路から出力される波形が矢印で示したように上下する状態を示す。
【図１１】本発明に係る正反射光を検出する第二の検出手段のさらに他の実施例を示した図であり、（ａ）はＣＣＤセンサの面上で反射スポットが矢印で示したように上下方向に移動してＣＣＤセンサ上の位置が変化する状態を示し、（ｂ）は処理回路から出力される波形が矢印で示したように左右方向（画素方向）に変化する状態を示す。
【図１２】本発明に係るディスク基板の表面に存在する欠陥と検出角度との関係を示す平面図である。
【図１３】本発明に係るディスク基板の表面に存在する欠陥を検出角度で展開して示した断面図である。
【図１４】（ａ）は図１３に示す欠陥を上方検出器８ａで検出した信号波形について検出角度で展開して示す図、（ｂ）は図１３に示す欠陥を側方検出器８ｂで検出した信号波形について検出角度で展開して示す図である。
【図１５】図１３に示す欠陥を検出器１０で検出した信号波形を示した図である。
【図１６】（ａ）はディスクランナウトが生じているため表面にそりが見られるディスク基板に対して照明光を照射し、正反射光を検出器１０で検出する状態を示す図、（ｂ）は（ａ）の状態で照明したとき検出器１０で検出される信号波形を示す図である。
【図１７】本発明に係るうねりの影響を低減する方法を実行するフローチャートを示す図である。
【図１８】本発明に係るうねりの影響を低減する処理について具体的に説明するための図であり、（ａ）はディスク基板を表面から見た図、（ｂ）はそれぞれの検出位置で取得した波形を示す図、（ｃ）は（ｂ）で取得した波形を平均値処理して求めた波形を示す図、（ｄ）は（ｃ）で求めた波形に対してローパスフィルタ処理を行った波形を示す図、（ｅ）は（ｄ）でローパスフィルタ処理を行った波形に対して多項式演算処理を施して得た波形を示す図である。
【図１９】本発明に係る波形分割を判定する方法を示した図である。
【図２０】本発明に係る波形分割で波形を６分割にした場合を示す図である。
【図２１】本発明に係る波形分割で波形を１２分割にした場合を示す図である。
【図２２】本発明に係る６分割した波形に対してしきい値を設定する方法を示した図である。
【図２３】本発明に係る欠陥種別を判定するフローチャートを示す図である。
【図２４】本発明に係る検査手順のフローチャートを示す図である。
【図２５】本発明に係るモニタ画面の表示例を示した図である。
【図２６】本発明に係る基板表面欠陥検出装置の実施例２を示す正面構成図である。
【図２７】本発明に係る基板表面欠陥検出装置の実施例３を示す正面構成図である。
【符号の説明】
【００７２】
１…ディスク基板、２…回転ステージ、３…回転ステージ制御系、４…ステージ、５…直進ステージ制御系、６…第一の照明装置、７ａ、７ｂ…レンズ、８ａ…上方検出器（第一の検出器）、８ｂ…側方検出器、９…第二の照明装置、１０…検出器、１１…演算回路、１２…制御系、１３…入力装置、１４…モニタ、１５…プリンタ、５０…第一欠陥判定ユニット、５１…検出波形判定ユニット、５２…検出波形分割ユニット、５３…第二欠陥判定ユニット、５４…位置情報検出ユニット、５５…ステージ制御ユニット、５６…記憶ユニット、５７…欠陥種別判定ユニット、２２０…モニタ表示結果、２２１…欠陥マップ、２２２…欠陥検出結果、２２３…しきい値設定、２２６…検査結果表示部、１０００…表面欠陥検査装置、１００１…表面欠陥検査装置、１００２…レンズ、１００３…マスク、１００４…第一の検出器、１００５…表面欠陥検査装置、１００６…ハーフミラー。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク基板、または半導体ウェハ等の表面上の欠陥を光学的に検出する表面欠陥検査方法およびその装置に係り、特に、基板表面のうねりの影響を低減することで、高感度で欠陥を検出し、出力あるいは表示する検査技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置に用いる磁気記録用媒体には、磁性体を蒸着したディスク基板が使用される。このディスク基板に磁気ヘッドで磁化して磁気的にデータを記録、再生をする。近年、ハードディスク装置における記録密度の向上に伴い、記録・書き込み用ヘッド（以下ヘッド呼ぶ）とディスク基板とのスペーシング（以下浮上量と呼ぶ）は数十ｎｍから数ｎｍと非常に狭くなってきている。
【０００３】
そのため、このディスク基板に浮上量より大きい凸な欠陥が存在すると、ディスク基板とヘッドが接触し、ハードディスク装置が故障する原因となる。ディスク基板の歩留りを向上するため、磁性体を蒸着する前の状態において、上述した欠陥の有無を検査し、不良品を後工程に流さないようにすることが重要である。また、大きな凸欠陥以外でも、ふくらみ状の欠陥（バンプ欠陥）やへこみ状の欠陥（ピット欠陥）も問題となってきている。これらのバンプ欠陥や、ピット欠陥は、一般的に数ｍｍ程度の大きさで、ふくらみやへこみが数ｎｍから数１０ｎｍの緩やかな傾斜を持った欠陥である。
【０００４】
従来は、緩やかな傾斜であればヘッドが追従するため、クラッシュなどの発生による故障は影響しないため、問題とならなかった。しかし、記録密度の向上により、このようなバンプ欠陥やピット欠陥が原因となる磁性体の蒸着不良、むらなどが発生するため、ヘッドの衝突のような物理的な故障ではなく、記録不良としての故障の問題が多く見られるようになってきた。これらの欠陥が発生する原因としては、ディスク基板素材内部に埋もれている結晶欠陥、ディスク基板の平坦性を向上させるために行う研磨時に発生する応力むらなどが考えられる。
【０００５】
なお、表面に付着した異物は、再洗浄、周辺雰囲気の清浄化などで排除、防止が可能である。ところが、結晶欠陥や、スクラッチなどの傷は、修正がきかないため、不良品として取り扱うことになる。そのため、ハードディスク装置の高歩留り、高信頼性を確保するには、このような欠陥があるディスク基板の早期排除が重要となる。また、磁性体を蒸着後にも、何らかの原因で上記欠陥が発生することも考えられるため、同様に表面状態の検査が必要である。
【０００６】
上記、表面状態の検査装置において、検査したディスク基板の不良品排除はもちろん、ディスク基板を製造する装置においても、装置の状態を監視し、コンディションを維持することが歩留まりを向上するためには重要な項目である。
【０００７】
従来のバンプ欠陥やピット欠陥を検出する検査装置の例として、特開２００１―１４１６６５号公報（特許文献１）に記載のように、基板表面に対し、斜方から照明し、その反射光の光量変動により欠陥を検出する方法がある。
【０００８】
また、うねり変形を有する基板に対しての検査方法の例として、特開平１０―７３４２３号公報（特許文献２）に記載のように、検出波形のヒストグラム処理を行い、スパイク状のノイズを除いて、基板表面の形状を抽出する方法がある。
【０００９】
また、回転ディスクにおけるうねりや基板の不均一性を考慮した光ディスク検査装置の例として、特開平５―２９６９３９号公報（特許文献３）に記載のように、光源から基板に照射し、基板からの反射光、散乱光、干渉光のうち１つの光強度をセンサによって検出することで、欠陥を検出する方法がある。
【００１０】
また、検出信号のうねりを検出して、うねりの影響を除去する方法として、特開平６―１６０３０２号公報（特許文献４）に記載のように、微分波形を同一場所で繰り返し検出し、この平均値から平坦度信号を求め、検出信号または、しきい値を補正してうねりの影響を除去する方法がある。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−１４１６６５号公報
【特許文献２】特開平１０−７３４２３号公報
【特許文献３】特開平５−２９６９３９号公報
【特許文献４】特開平６−１６０３０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特開２００１−１４１６６５号公報の記載の方式であると、基板そのものが有している、大きなうねり（以下ディスクランアウトと呼ぶ）があるディスクを検査した場合、検出信号にも大きなうねりが生じてしまい、信号レベルのしきい値をうねり以上にすることになるため、欠陥を見逃す大きな原因となる。また、ハードディスク用ディスクのように両面を使用するために、検査装置において中心部を固定する方式があるが、固定時に歪みが生じた場合、中心部付近に局所的なうねりが生じる場合もある。この場合においても検出信号に局所的なうねりが生じてしまい、この部分においての欠陥を見逃してしまう原因となる。
【００１３】
また、特開平１０−７３４２３号公報の記載によると、平面部材の局所的形状欠陥を、大きなうねり変形から区別した状態で検査する方法がある。しかし、この方式であると、段階的にヒストグラム処理の範囲を変え、スパイク状のノイズを低減させ、基板のうねりの影響を低減する方式であるため、局所的なうねりについては、考慮されていない。さらに、対象としている基板がスクリーン印刷用マスク部材のような、平面部材に穴が形成されたものであり、この穴の有無を検査対象としているため、基板表面の異物や傷などの検出には考慮されていない課題がある。
【００１４】
また、特開平５−２９６９３９号公報の記載によると、光ディスクにおける反りやうねりなどの緩やかな、もしくは、微弱な不均質性に拘らず、光ディスクの欠陥を検出できる方式がある。しかし、この方式であると、照明する手段が一方向であり、また、検出器で検出光量の変化を求めていることから、トラックの有無、光ディスクのようなプラスチック素材内部の不均質性は検出可能であるが、面積があり、高さやへこみが浅い欠陥（バンプ欠陥やピット欠陥）に対しては検出ができないという課題がある。
【００１５】
また、特開平６−１６０３０２号公報の記載によると、走行ストリップの幅方向に光を投影し、その反射光により表面の疵欠陥を検出し、その検出光を微分処理する。微分処理によってうねりを算出し、そのうねりに基づいて微分信号または、しきい値を補正してうねりの影響を除く方法である。しかし、この方法であると、検出信号をうねり処理によって補正するため、欠陥の検出感度が低下するという課題がある。さらに、照明する手段が１方向であり、表面の疵は検出可能であるが、特許文献３の記載の方法と同様に、高さやへこみが浅い欠陥（バンプ欠陥やピット欠陥）に対しては検出ができないという課題がある。
【００１６】
本発明の目的は、上述した様々な課題を解決するものであって、基板からの散乱光と正反射光を同時に検出することにより、基板表面の異物、傷、バンプ欠陥、ピット欠陥を検出すると共に、正反射光を検出することにより、基板全体のうねりや局所的なうねりの影響を低減して、欠陥の信号レベルを確実に検出できるようにした表面欠陥検査方法及びその装置を提供することにある。
【００１７】
すなわち、本発明の目的は、基板表面のうねりの影響を受けることなく、基板表面の種々の欠陥を検出することを可能にする表面欠陥検査方法及びその装置を実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、基板表面の欠陥を検査する方法において、回転しかつ一軸方向に移動している基板に斜め方向からレーザ光を照射するステップと、該レーザ光が照明された基板から第一の仰角方向に散乱した光と第二の仰角方向に散乱した光をそれぞれ検出して第一の散乱光検出信号と第二の散乱光検出信号とを得るステップと、該レーザ光が照明された基板からの正反射光を検出して正反射光検出信号を得るステップと、そして、前記第一の散乱光検出信号と前記第二の散乱光検出信号と前記正反射光検出信号とを処理して前記基板上の欠陥を検出するステップとを含み、前記欠陥を検出するステップにおいて、前記正反射光検出信号を処理して前記基板表面のうねりの情報を得、該得られた前記基板表面のうねりの情報に基づいて前記基板表面の領域を分割して該分割した領域ごとに欠陥を判定するしきい値を設定し、該設定したしきい値を用いて前記第一の散乱光検出信号および前記第二の散乱光検出信号を処理して前記基板上の欠陥を検出するようにした。
【００１９】
また、本発明は、基板表面の欠陥を検査する装置を、基板を載置して基板を回転させると共に一軸方向に移動させるテーブル手段と、前記テーブル手段に載置され回転しかつ一軸方向に移動している基板に斜め方向からレーザ光を照射する照明手段と、該照明手段でレーザ光が照明された基板から第一の仰角方向に散乱した光を検出する第一の散乱光検出手段と、前記照明手段でレーザ光が照明された基板から第二の仰角方向に散乱した光を検出する第二の散乱光検出手段と、前記照明手段でレーザ光が照明された基板からの正反射光を検出する正反射光検出手段と、前記第一の散乱光検出手段と前記第二の散乱光検出手段と前記正反射光検出手段から得られる検出信号を処理して前記基板上の欠陥を検出する信号処理手段とを備えて構成し、前記信号処理手段は、前記正反射光検出手段で検出した信号を処理して前記基板表面のうねりの情報を得、該得られた前記基板表面のうねりの情報に基づいて前記基板表面の領域を分割し、該分割した領域ごとに欠陥を判定するしきい値を設定し、該設定したしきい値を用いて前記第一の散乱光検出手段および前記第二の散乱光検出手段で検出した信号を処理して前記基板上の欠陥を検出するようにした。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、基板からの散乱光と直接反射光とを検出することにより、基板表面の異物、傷、バンプ欠陥、ピット欠陥を検出可能であり、さらに、直接反射検出において、問題となる基板全体のうねりや局所的なうねりの影響を低減し信号波形の変動量を最小限にすることにより、欠陥の信号レベルを確実に検出できることができるため、検査の高精度化が可能となる顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係る表面欠陥検査方法およびその装置の実施の形態について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２２】
本発明に係る欠陥検査装置の実施例１を図１から図２５に示す。図１に本実施例における欠陥検査装置１０００の構成を示す。ディスク基板１は回転ステージ２に固定される。回転ステージ２は回転ステージ制御系３により回転数を制御するとともに、回転方向の位置検出が可能である。回転ステージ２はステージ４により水平方向に移動可能である。ステージ４は直線ステージ制御系５により水平方向の移動量が制御されるとともに、半径方向の位置検出が可能である。このようにディスク基板１を載置して回転させると共に一軸方向に移動させるテーブル手段は、回転ステージ制御系３により制御される回転ステージ２と直線ステージ制御系５により制御されるステージ４とによって構成される。
【００２３】
そして、上記ディスク基板１に対して第一の俯角方向から第一のレーザ光が第一の照明装置６により照射される。該照射される照明の上方側に設置された第一の散乱光検出手段を構成するレンズ７ａ及び上方検出器（第一の検出器）８ａは、ディスク基板１から第一の仰角方向に発生する散乱光を検出可能に構成される。さらに、第二の散乱光検出手段を構成するレンズ７ｂ及び側方検出器８ｂは、上方検出器８ａで検出できる範囲以外である低い角度（第二の仰角方向）に発生した散乱光を検出可能に構成される。
【００２４】
また、同様にディスク基板１に対して第二の俯角方向から第二のレーザ光が第二の照明装置９により照射される。そして、該レーザ光の照射方向の正反射側に設置された正反射光検出手段を構成する検出器１０は、ディスク基板１で正反射した光を検出可能に構成される。さらに、検出器１０で検出された信号は、演算回路１１により処理される。
【００２５】
ところで、上記検出器８ａ、８ｂとしては光電変換素子あるいは光電子増倍管やカメラが用いられる。同様に上記検出器１０も光電変換素子あるいは光電子増倍管やカメラが用いられる。
【００２６】
なお、ディスク基板１に対して斜め方向からレーザ光を照射する照明手段は、上記第一の照明装置６及び第二の照明装置９によって構成される。第一の照明装置６による第一の俯角方向の角度は、ディスク基板１に対して水平（ディスク基板１の円周方向）以外の角度とする。本実施例では、垂線から２０度程度に設定した。また、第二の照明装置９による第二の俯角方向の角度は、ディスク基板１の垂線およびディスク基板１に対して水平方向（垂線から９０度）以外の方向とする。本実施例では、６０度程度に設定した。検出器８ｂの設定角度（第二の仰角方向）は、検出器８ａで検出できる範囲以外である低い角度とするため、本実施例では、垂線から８０度程度に設定した。
【００２７】
制御部１２は、基板上の欠陥を検出する信号処理手段を有し、検出器８ａ、８ｂの検出信号を処理して異物やスクラッチ（傷）等の欠陥を検出する第一欠陥判定ユニット５０と、検出器１０の検出信号を処理した演算回路１１の波形を処理し、波形形状を判定する検出波形判定ユニット５１と、検出波形判定ユニット５１で判定した結果より、検出波形を分割する検出波形分割ユニット５２と、検出波形分割ユニット５２で分割した波形を処理してピット／バンプ等の欠陥を検出する第二欠陥検出ユニット５３と、回転ステージ制御系３と直線ステージ制御系５で検出した位置から座標を求める位置情報検出ユニット５４と、回転及び直線移動ステージの回転数や検出位置への移動を制御するステージ制御ユニット５５と、第一欠陥判定ユニット５０での欠陥判定結果と第二欠陥判定ユニット５２での欠陥判定結果とその欠陥判定結果に対応する位置情報ユニット５４の結果（各種欠陥の位置座標）とを記憶する記憶ユニット５６と、記憶ユニット５６で記憶した結果から、欠陥の種別を判定する欠陥種別判定ユニット５７と、これらを通信、制御するＭＰＵ５８と、バス５９とで構成される。
【００２８】
入力装置１３は、しきい値などの検査条件や検査に必要な項目などを入力するものである。モニタ１４は、検出した欠陥の表示、入力時の支援画面を表示可能である。プリンタ１５は、欠陥座標、マップなどが出力可能である。
【００２９】
ここで、ハードディスク装置に用いられるディスク基板の製造工程を図２により説明する。工程全体は、磁性体を蒸着する前のサブストレート製造工程と、磁性膜を施したメディアを製造する工程に分かれる。サブストレートは、ガラスあるいはアルミ合金などの素材から、外径、内径を加工する形状加工１００、両面を平坦に可能するポリッシング１０１、付着した異物を除去する洗浄１０２、完成したサブストレートの表面状態を検査する検査１０３を経て製作される。メディアは、サブストレートの表面にテクスチャを施すテクスチャ加工１０４、洗浄１０５、スパッタなどにより磁性膜を蒸着する磁性体成膜１０６、潤滑層成膜１０７、ポリッシングやバニッシングなどでメディアの表面を平坦化するために研磨加工する研磨１０８、完成したメディアの表面状態を検査する検査１０９を経て製作される。
【００３０】
図３にはハードディスク装置における記録方法とディスク基板の断面を示し、図４にはディスク基板の主な欠陥の種類を示す。図３において、磁気ヘッド部７０の先端に形成されたヘッド（磁気素子）７１によりディスク基板１とヘッド７１は非接触の状態で磁気の読み書きを行う。読み書き時のディスク基板１とヘッド７１のすきまは浮上量あるいはフライングハイトと呼び、近年では１０ｎｍ以下まで接近している。ディスク基板１上の欠陥は、この浮上量より小さいものは問題とならないが、浮上量より大きい場合はヘッド７１を欠落させる恐れがある。
【００３１】
図４はディスク基板を上面から見た図である。図２で説明したように、各製造工程により種々様々な欠陥が発生する。異物７２はディスク基板１の表面に付着するため、ヘッド７１と干渉する恐れがあるが、ハードディスクに組み込む前に洗浄を行うことで大半は洗い流され、問題とならない場合が多い。ディスク基板１の表面から膨らんだバンプ欠陥７３や、ディスク基板１の表面から凹んだピット欠陥７４などは、ディスク表面上に大きな面積（１ｍｍ程度）でかつ薄い（数ｎｍから数十ｎｍ程度）欠陥であることが多く、なだらかな凹凸の欠陥であり、ヘッド７１は追従しやすいが、磁性体などを蒸着する工程において蒸着不良が発生しやすくなり、記録不良などの大きな要因となる。スクラッチ７５は、基板の表面を平坦化する研磨工程において、研磨剤などの脱落により発生する欠陥であり、長いすじ状や短い傷のような形状となり、へこみと突起が複合した欠陥である。このような急激な突起となっている欠陥は、ヘッド７１と干渉するため、致命的な故障となりうる。そのため、検査装置により、これらの欠陥を早期工程で検出し、不良品として排除する必要がある。それぞれの欠陥の断面は大まかには、図３に示すようになっている。
【００３２】
次に、各部の動作を説明する。先ず、図１に示した構成において、回転ステージ２に載置されたディスク基板１の表面に対して、照明手段を構成する第一の照明装置６と第二の照明装置９は同時にレーザ光を照明する。この状態で、ディスク基板１を載置した回転ステージ２は、回転ステージ制御ユニット３で回転数を制御されて回転し、直線ステージ制御ユニット５により水平方向の移動量を制御したステージ４が水平方向に移動する。ステージ４の移動は、回転ステージ２の一回転毎に、照明光のスポット幅量だけ移動する。この回転しているディスク基板１の表面に対して斜方から、第一の照明装置６と第二の照明装置９での照明がディスク基板１に照射される。ディスク基板１の表面に欠陥が存在した場合、欠陥から反射光や散乱光が発生し、その散乱光の上方への一部が第一の散乱光検出手段を構成するレンズ７ａで集光されて上方検出器８ａで検出され、上記散乱光の側方への一部が第二の散乱光検出手段を構成するレンズ７ｂで集光されて側方検出器８ｂで検出される。また、正反射光検出手段を構成する検出器１０によってディスク基板１の表面の上下変動が検出可能である。それぞれの検出器の信号が制御ユニット１２に入力され、欠陥判定と欠陥種別の判定が行われ、その結果をモニタ１４に表示される。
【００３３】
図５乃至図８は斜方から照明した場合における各種欠陥からの散乱光の発生状態を示す図である。図５はディスク基板の表面に存在する異物等の凸状の欠陥７２からの散乱光の発生状態を示す図であり、同図（ａ）は左側から斜方照明した場合を示し、同図（ｂ）は（ａ）に示す照明方向に対して直角の方向（照明光６０の入射方向に対向する側）から見たときの状態を示す。照明光６０がディスク基板１に対して斜めから照明されると異物７２からは、散乱光６１ａ、６１ｂのような分布で発生する。このように、異物のような突起物からは、図５（ｂ）に示すように左右対称に散乱する分布が多く見られる。但し、例外的に照明条件、異物の大きさによっては左右対称にならない場合もある。
【００３４】
図６はディスク基板の表面に存在するスクラッチ７５などの傷欠陥からの散乱光の発生状態を示す図であり、同図（ａ）は左側から斜方照明した場合を示し、同図（ｂ）は（ａ）に示す照明方向に対して直角の方向（照明光６０の入射方向に対向する側）から見たときの状態を示す。照明光６０がディスク基板１に対して斜めから照明されるとスクラッチ７５からは、散乱光６２ａ、６２ｂのような分布で発生する。傷の直角方向には反射、散乱光の発生は大きいが、同図（ｂ）に示すように、傷方向（長手方向、スクラッチ７５の底辺を点線で示す）には反射、散乱光の発生が小さくなる。
【００３５】
図７は凹み状のピット欠陥７４、図８は膨らみ状のバンプ欠陥７３からの散乱光の発生状態を示す。照明光６０がディスク基板１に対して斜めから照明されるとピット欠陥７４やバンプ欠陥７３からは、わずかながら散乱光６３、６４が発生するが、これらの欠陥は幅が大きく、深さ(高さ)が非常に小さいため、緩やかな傾斜となりエッジ部からの散乱光の発生はほとんどない。そのため、異物やスクラッチなどは散乱光を検出することで欠陥検出は可能であるが、緩やかな傾斜があるピット欠陥やバンプ欠陥は散乱光による欠陥の検出は困難であることが分かる。
【００３６】
次に、ピット欠陥やバンプ欠陥を検査する一実施例を説明する。図９はあるピット欠陥やバンプ欠陥を検査する一実施例である。照明光８０はディスク基板１の斜方から照明される。ディスク基板１からの正反射光８１を検出器１０で検出する。検出器１０は例えば２分割センサを用いる。図９（ａ）に示すようにディスク基板１の高さが基準高さと一致している場合、ディスク基板１の反射スポット８２は、検出器１０の上部センサ１０ａと下部センサ１０ｂの中間に集光される。演算回路１１は、検出器１０の上部センサ１０ａの出力と下部センサ１０ｂの出力の差分を算出するものとする。すなわち、反射スポット８２が検出器１０の中心に照射されると、演算回路１１の差分出力は、波形８３に示すように出力が０となる。図９（ｂ）において、ディスク基板１が基準高さより下方に移動した場合、正反射光８４は下部センサ１０ｂ側にずれることになり、波形８５は差分出力がマイナス側に変化する。図９（ｃ）において、ディスク基板１が基準高さより上方に移動した場合、正反射光８６は上部センサ１０ａ側にずれることになり、波形８７は出力がプラス側に変化する。この原理により、ディスク基板１の表面がフラットな平面であるため、緩やかな傾斜がある欠陥においては、ディスク基板１の高さが変動する状態と同じことになるため、正反射光の変化を検出することで、凹み状のピット欠陥７４、膨らみ状のバンプ欠陥７３が検出可能となる。
【００３７】
図９においては、検出器１０に２分割センサを用いた場合について説明したが、図１０（ａ）、（ｂ）に示すようにポジションセンサ１７でも同様の効果が得られる。すなわち、図１０（ａ）に示すようにポジションセンサ１７上で反射スポット８２が矢印で示した方向、すなわち上下方向に移動することにより、ポジションセンサ１７の出力バランスが変化し、図１０（ｂ）に示すように処理回路１８から出力される波形８８が矢印で示したように上下に変動する。
【００３８】
さらに、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、検出器１０としてＣＣＤセンサ１９を用いた場合でも同様の効果が得られる。すなわち、図１１（ａ）に示すようにＣＣＤセンサ１９の面上で反射スポット８２が矢印で示したように上下方向に移動してＣＣＤセンサ１９上の位置が変化することで、図１１（ｂ）に示すように処理回路２０から出力される波形８９のピーク位置が矢印で示したように左右方向（画素方向）に変化することになる。さらにＣＣＤセンサ１９の代わりに２次元カメラを用いても同様の効果が得られる。
【００３９】
次に、本実施例による表面欠陥検査装置の検出波形について説明する。図１２はディスク基板１を表面から観察した図である。本図においては、紙面の最上部を０度として、右回りに検出角度として記す。最下部が１８０度であり、３６０度は０度と同じとなる。図１２は、ディスク基板１の中心から等距離にあるライン９０の上に、スクラッチ欠陥（幅が３００ｎｍ程度、深さが１０ｎｍ程度）７５、小さな異物（粒径が１００ｎｍ程度）７２ａ、バンプ欠陥（幅が１ｍｍ程度、高さが数ｎｍ程度の膨らみ）７３、大きな異物（粒径が３００ｎｍ程度）７２ｂ、ピット欠陥（幅が１ｍｍ程度、深さが数ｎｍ程度の凹み）７４が配置された状態を示す。
【００４０】
図１３は、図１２においてディスク基板１の中心から等距離にあるライン９０（検査位置）に沿った断面図を示している。このようにライン９０（検査位置）上に種々の欠陥が存在するディスク基板１を検出した実施例を図１４から図１５に示す。図１４（ａ）、（ｂ）は、ディスク基板１を第一の照明装置６により照明し、ディスク基板１からの反射光（散乱光）を上方検出器８ａおよび側方検出器８ｂで検出したときの信号波形の一実施例を示す。
【００４１】
図１４（ａ）は、上方検出器８ａで検出した信号波形９１を示す。横軸は検出角度（図１２参照）、縦軸は検出器８ａの出力を示す。検出信号波形９１において、それぞれの欠陥部を検出した部分には信号のピークが現れており、９２ａがスクラッチ欠陥７５に対応し、９３ａが小さな異物７２ａに対応し、９４ａが大きな異物７２ｂに対応する。一方、図１３に示したバンプ欠陥７３とピット欠陥７４に対応するピークは、検出信号波形９１に現れていない。従って、制御部１２の第一欠陥判定ユニット５０において、この検出信号波形９１に対して欠陥を判定するためのしきい値９５を設定することによってスクラッチ欠陥７５、小さな異物７２ａ、大きな異物７２ｂを判定することが可能となる。
【００４２】
図１４（ｂ）には、側方検出器８ｂで検出した信号波形を示す。図１４（ａ）と同様に、検出信号波形９６において、それぞれの欠陥部を検出した部分には信号のピークが現れており、９３ｂが小さな異物７２ａに対応し、９４ｂが大きな異物７２ｂに対応する。一方、図１３に示したスクラッチ欠陥７５、バンプ欠陥７３とピット欠陥７４に対応するピークは、検出信号波形９６に現れていない。従って、制御部１２の第一欠陥判定ユニット５０において、図１４（ａ）の場合と同様に、この信号波形９６に対して、欠陥を判定するためのしきい値９７を設定することによって小さな異物７２ａ、大きな異物７２ｂを判定することが可能となる。
【００４３】
図５から図８で説明したように、異物からの散乱光は、上方および側方に散乱光が発生するため、上方検出器８ａと側方検出器８ｂの双方で検出できる。また、スクラッチ欠陥７５は上方への散乱光量は多いが側方への散乱光量は少ないため、側方検出器８ｂでは検出できない。さらに、エッジがない緩やかな傾斜であるバンプ欠陥７３やピット欠陥７４は散乱光の発生が少なく、上方検出器８ａおよび側方検出器８ｂからの出力信号が小さいため、上方検出器８ａおよび側方検出器８ｂの出力信号からこれらの欠陥を検出することは難しい。
【００４４】
図１５は、ディスク基板１の表面を第二の照明装置９で照明したときのディスク基板１からの正反射光を検出器１０で検出して得られる信号波形２００の一実施例を示す。ここで、検出器１０として、図９（ａ）〜（ｃ）に示したような２分割センサを用いた場合の例を示す。信号波形２００は、検出器１０（２分割センサ）の出力を演算回路１１で演算した結果を示す。横軸は検出角度（図１２参照）、縦軸は演算回路１１の差分出力を示す。信号波形２００において、それぞれの出力ピークは、信号２０３がバンプ欠陥７３、信号２０４がピット欠陥７４に対応している。しかしながら、上方検出器８ａと側方検出器８ｂで検出された異物７２ａ、７２ｂ、スクラッチ７５に対応する差分信号のピークは見られないことがわかる。この差分信号波形に対して、差分出力の正、負側に同様にしきい値２０１、２０２を設定し、これ以上の出力を欠陥と判定する。このように、エッジがない緩やかな傾斜があるバンプ欠陥７３やピット欠陥７４は、ディスク表面からの反射光の検出位置の変化により、正反射光が変化することから、検出器１０により検出が可能となる。
【００４５】
以上のことから、散乱光と正反射光を同時に検出することで、異物のような表面上に付着した欠陥、スクラッチのような傷、バンプ欠陥やピット欠陥のような面積が大きく薄い欠陥をすべて網羅することが可能である。
【００４６】
ところで、実際のディスク基板１は、製造状態において数ミクロン程度のそり生じており、また、検査装置にディスク基板１を固定する場合にも応力変動によりディスクランナウトのようにそりが発生する場合がある。そのため、ディスク基板１からの正反射光を検出器１０で検出する場合に、ディスク基板１のそりによる出力の変動が発生する場合がある。
【００４７】
図１６はその状態を示した図である。図１６（ａ）は表面に反りが生じているディスク基板１ａに対して照明光８０で照明し、ディスク基板１ａの表面の反りに応じた正反射光８１の変位を検出器１０で検出する状態を示し、図１６（ｂ）は検出器１０で検出して演算回路１１から正反射光８１の変位を示す差分信号として出力された出力信号波形２０５を示す。即ち、検出器１０で検出される正反射光８１は、反ったディスク基板１ａの表面のうねりの状態に追従するため、演算回路１１から正反射光８１の変位として出力される信号波形２０５にも大きなうねりを生じた波形となる。
【００４８】
出力信号波形２０５において、局所的にみれば、バンプ欠陥７３に対応する信号２０３ａ、ピット欠陥７４に対応する信号２０４ａが検出されているが、しきい値を検出波形の外側に設定しなければならないため、しきい値２０１ａ、２０２ａとすると、それぞれの欠陥７３、７４は検出不可能となる。
【００４９】
本発明では、ディスク基板１表面のうねりの影響を受けることなくディスク基板１表面の種々の欠陥を検出することを可能にする表面欠陥検査方法及びその装置を実現するものである。
【００５０】
図１７から図２２に、うねりのあるディスク基板１ａの表面を照明光８０で照明した時にディスク基板１ａ表面からの正反射光８１を検出して演算回路１１から出力される出力信号波形からバンプ欠陥７３やピット欠陥７４を検出する場合に、ディスク基板１ａの表面のうねりの影響を低減する方法について説明する。
【００５１】
図１７は、うねりの影響を低減する方法のフローチャートである。まず、このフローは、検出波形判定ユニット５１において検出波形判定を行う処理フロー５００と検出波形分割ユニット５２において検出波形分割処理を行う処理フロー５０５とで構成される。
【００５２】
検出波形判定を行う処理フロー５００においては、うねり情報取得用波形処理５０１において、検出器１０で検出して演算回路１１から出力された検出信号波形を取得する。次に、取得した検出信号波形において検出角度を基準にした検出光量の平均値処理５０２を行い、その平均値処理した信号波形に対してローパスフィルタ処理５０３を行う。さらに、そのローパスフィルタ処理を行った信号波形に対して多項式演算処理５０４を行い、うねり情報のみを持った信号波形を生成する。
【００５３】
次に、検出波形分割処理を行う処理フロー５０５においては、うねり情報を持った信号波形に対して、しきい値処理５０６を数段階に設定（本実施例では３種類）して検出波形の分割数判定と検査不可の判定を行い、その判定に従って、検出波形分割処理５０７により波形の分割を行う。
【００５４】
図１８から図２２に示すうねりの影響を低減する処理の詳細について説明する。
【００５５】
図１８には、検出波形判定ユニット５１において検出波形判定を行う処理フロー５００の実施例を示す。図１８（ａ）はディスク基板１を表面から見た図であり、内径付近１ａ、中央付近１ｂ、外周付近１ｃの検出位置を示す。図１８（ｂ）は、うねり情報取得用波形処理５０１においてそれぞれの検出位置で取得した波形５０８（内径付近１ａに対応）、５０９（中央付近１ｂに対応）、５１０（外周付近１ｃに対応）を示す。横軸は検出角度、縦軸は検出光量である。
【００５６】
次に、平均値処理５０２においては、それぞれの検出位置で取得した波形５０８、５０９、５１０に対して図１８（ｃ）に示すように検出角度を基準に検出光量の平均値を求めて波形５１１を生成する。次に、波形５１１に対してローパスフィルタ処理５０３を行い、図１８（ｄ）に示すような波形５１２を生成する。次に、多項式演算処理５０４では波形５１２に対して多項式演算処理を行い、図１８（ｅ）に示すようなうねり情報のみを持った信号波形５１３を生成する。この信号波形５１３がディスク基板のうねりの状態を示している。ローパスフィルタ処理および多項式演算処理方法については、一般的な手法を用いることで実現可能である。また、多項式演算処理としては、曲線近似を用いてもよい。
【００５７】
次に、検出波形分割ユニット５２において検出波形分割処理を行う処理フロー５０５について説明する。図１９は、うねりの状態に対するしきい値処理５０６を示した図である。図１９では、しきい値処理５０６において、３種類のしきい値を設定した実施例を示しており、それぞれ第一のしきい値５１４、第二のしきい値５１５、第三のしきい値５１６である。多項式演算処理５０４により求めたうねり波形が、波形５１７の場合は、第一のしきい値５１４以下であるため、図１７で示したフローチャートから波形を分割しない判定となる。波形５１８の場合は、第一のしきい値５１４以上で第二のしきい値５１５以下であるため６分割、波形５１９の場合は、第二のしきい値以上で第三のしきい値５１６以下であるため１２分割、波形５２０の場合は、第三のしきい値５１６以上であるため測定不可の判定となる。なお、分割数においては、６分割、１２分割として説明したが、もちろんユーザが任意に設定してもかまわない。
【００５８】
次に、検出波形分割処理５０７について説明する。図２０は波形の６分割、図２１は波形の１２分割を説明する図である。それぞれにおいて、横軸は検出角度、縦軸はセンサ出力である。分割は、検出角度方向に行う。６分割の場合は波形５２１を６０度ごとに、１２分割の場合は波形５２２を３０度ごとに波形を切り出す。
【００５９】
図２２に波形５２１を６分割に切り出したときの検出角度６０度から１２０度までの波形５２１ｂを示す。この切り出した波形５２１ｂに対する処理方法について説明する。
【００６０】
まず、波形５２１ｂに対して直線近似演算を行って基準線５２２を算出する。この直線近似演算は、切り出した波形それぞれで行い、それぞれで基準線を算出する。あらかじめ設定したしきい値５２３、５２４（基準線５２２の各検出角度位置における変動許容値の上限及び加減となる値を結んだ線）を基準線５２２の上下に設定する。このしきい値以上である部分５２５が制御部１２の第二欠陥判定ユニット５３においてピット欠陥２４或いはバンプ欠陥２３として認識される。それぞれの分割波形でこの処理を行うことで、波形全体でしきい値を設定することなく、うねりの影響を低減したしきい値処理が可能となる。図２１に示した１２分割の場合も同様な処理を行う。
【００６１】
次に、それぞれの検出器で検出した欠陥種の分類方法について説明する。図２３は欠陥種を分類するフローチャートである。検査装置１０００の制御部１２の欠陥種別判定ユニット５７は、記憶ユニット５６に蓄積された検出器８ａ、８ｂ、１０で検出した信号を用いて第一欠陥判定ユニット５０及び第二欠陥判定ユニット５３の各々で判定された検出結果情報（欠陥判定結果に対応する位置情報ユニット５４から得られる各種欠陥の位置座標も含む）を基に欠陥種を分類する。まず、第一欠陥判定ユニット５０は、ステップＳ２３０１において検出器８ａでの検出結果を判定する。図１４で説明したように、検出器８ａは欠陥からの散乱光を検出しているため、検出器８ａで検出される欠陥は異物あるいは傷である。一方、ピット欠陥あるいはバンプ欠陥は検出器８ａでは検出されない。次に、第一欠陥判定ユニット５０は、ステップＳ２３０２において検出器８ｂでの検出結果を判定する。即ち、第一欠陥判定ユニット５０は、図１４で説明したように、傷による散乱光は周辺に出にくいため、検出器８ａで検出された欠陥のうち検出器８ｂでも検出されれば異物、検出器８ｂでは検出されなければ傷として判定する。
【００６２】
次に、第二欠陥判定ユニット５３は、ステップＳ２３０３において検出器１０での検出結果を判定する。即ち、第二欠陥判定ユニット５３は、図１５で説明したように、検出器１０ではディスク基板１からの正反射光の位置を検出することによりピット欠陥あるいはバンプ欠陥を検出する。ピット欠陥、バンプ欠陥の判定は、検出器１０からの出力を演算回路１１で演算した結果の信号の正負で判定する。
【００６３】
なお、欠陥種別の判定は、記憶ユニット５６に記憶された情報を用いて第一欠陥判定ユニット５０及び第二欠陥判定ユニット５３の各々で実行してもよい。
【００６４】
以上の説明に基づく検査のフローについて図２４を用いて説明する。まず、Ｓ２４０１でディスク基板を装置に投入し、検査を開始する。次に、Ｓ２４０２で、しきい値、検査範囲などの検査条件を入力し、Ｓ２４０３でディスクを検査位置に移動し、Ｓ２４０４で検査を開始する。検査終了後欠陥種別判定ユニット５７はステップＳ２４０５において欠陥種別を判定し、必要に応じてＳ２４０６で検査結果をモニタ１４やプリンタ１５等を用いて出力する。Ｓ２４０７で次のディスクの有無を判断し、次のディスクがある場合は、Ｓ２４０３からＳ２４０７までを繰返すことで連続して検査を行う。すべてのディスクが検査を終了すればＳ２４０８でディスクを検査装置外に取り出してＳ２４０９で検査を終了する。
【００６５】
次に、検査条件を入力する実施例について説明する。検査条件の入力は入力装置１３により行い、その入力結果はモニタ１４に表示される。図２５はモニタ画面の表示の一実施例である。ディスクを表面から見た状態で表示する欠陥マップ表示部２２１、欠陥種別、欠陥個数を表示する検査結果表示部２２２、欠陥種別と個数は、記号により欠陥マップ２２１に表示が可能である。しきい値、検査範囲、検査ロット、枚数、モニタ表示の有無などの条件を入力装置１３で入力し、入力した結果を表示する検査条件表示部２２３、検査の開始表示２２４、検査終了表示２２５、欠陥検出結果の座標、検出出力、検出器の種類などの詳細を表示する検査結果表示部２２６などを表示可能である。これらの表示は、必ずしも同一の画面に表示する必要はなく、必用に応じてその一部を別画面で表示しても良い。また、それぞれの表示部の部分的な拡大、消去、及びリアルタイムでの表示などは、入力装置１３での設定で自由に設定可能である。また、それぞれの情報はプリンタ１５により出力可能である。
【００６６】
上記の説明はハードディスク装置で使用されるディスク基板で説明したが、半導体ウェハにおいても同様の効果が得られることはいうまでもない。一般に表面が平坦に加工された半導体ウェハ（例えば、ベアウェハの状態、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）加工後のウェハ）の表面欠陥検査においては、表面の異物や、スクラッチ傷、洗浄後に発生するウオータマークなどの薄い欠陥などが発生する。半導体ウェハにおいても表面のうねりが発生する場合もある。その場合において、本実施例におけるうねりの影響を除去することで欠陥検出の高精度化が可能となる効果がある。
【００６７】
さらに、うねりが生じる可能性のある円板状の対象であればどのようなものでも、同様に効果が得られる。
【実施例２】
【００６８】
本発明における実施例２について図２６を用いて説明する。図２６に実施例２の欠陥検査装置１００１の構成を示す。図１と同じ番号を付した部品は、図１で説明したのと同じ機能を有している。ディスク基板１の斜方から第一の照明装置６によりレーザ光を照射する。照射した照明の正反射側にレンズ１００２を配置し、第一の検出器１００４でディスク基板１から発生する上方の散乱光を検出する。ここで、第一の検出器１００４にディスク１からの正反射光が入射しないように、マスク１００３を設けてディスク基板１からの散乱光以外の正反射光を遮断する。そのほかの構成及び処理については、実施例１と同じであり、実施例１と同様の効果が得られる。
【実施例３】
【００６９】
本発明における実施例３について図２７を用いて説明する。図２７に本発明における実施例３の欠陥検査装置１００５の構成を示す。図１と同じ番号を付した部品は、図１で説明したのと同じ機能を有している。ディスク基板１の斜方から第一の照明装置６によりレーザ光を照射する。照射した照明の正反射側にレンズ１００２を配置し、この光路中にハーフミラー１００６を設け、反射光と透過光に分け、透過光のうち正反射光成分をマスク１００３で遮光してディスク基板１からの散乱光を第一の検出器１００４で検出する。一方、ハーフミラー１００６で反射されたディスク基板１からの正反射光は第二の検出器１０で検出される。
【００７０】
本実施例によれば、実施例１及び実施例２で説明した、第二の照明装置が不要となり、構成が簡素化される。そのほかの構成及び処理については、実施例１と同じであり、同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明に係る表面欠陥検出装置の実施例１を示す正面構成図である。
【図２】本発明に係るディスク基板の製造方法の一実施例を示した図である。
【図３】本発明に係るディスク基板の表面欠陥を示した断面図である。
【図４】本発明に係るディスク基板の表面欠陥を示す平面図である。
【図５】本発明に係る照明光を斜め方向から照明したときディスク基板の表面に存在する異物からの散乱光発生状態を示した図であり、（ａ）は左側から斜方照明した場合を示し、（ｂ）は（ａ）に示す照明方向に対して直角の方向から見たときの状態を示す。
【図６】本発明に係る照明光を斜め方向から照明したときディスク基板の表面に存在するスクラッチからの散乱光発生状態を示した図であり、（ａ）は左側から斜方照明した場合を示し、（ｂ）は（ａ）に示す照明方向に対して直角の方向から見たときの状態を示す。
【図７】本発明に係る照明光を斜め方向から照明したときディスク基板の表面に存在する凹み状のピット欠陥からの散乱光発生状態を示した図である。
【図８】本発明に係る照明光を斜め方向から照明したときディスク基板の表面に存在する膨らみ状のバンプ欠陥からの散乱光発生状態を示した図である。
【図９】本発明に係る正反射光を検出する第二の検出手段の一実施例を示した図であり、（ａ）はディスク表面の高さが基準高さと一致する場合に検出器上に反射スポット光が投影された状態とその時の検出器の出力を示し、（ｂ）はディスクの表面が基準高さよりも下にある場合に検出器上に反射スポット光が投影された状態とその時の検出器の出力を示し、（ｃ）はディスクの表面が基準高さよりも上にある場合に検出器上に反射スポット光が投影された状態とその時の検出器の出力を示す。
【図１０】本発明に係る正反射光を検出する第二の検出手段の他の実施例を示した図であり、（ａ）はポジションセンサ上で反射スポットが矢印で示したように上下方向に移動する状態を示し、（ｂ）は処理回路から出力される波形が矢印で示したように上下する状態を示す。
【図１１】本発明に係る正反射光を検出する第二の検出手段のさらに他の実施例を示した図であり、（ａ）はＣＣＤセンサの面上で反射スポットが矢印で示したように上下方向に移動してＣＣＤセンサ上の位置が変化する状態を示し、（ｂ）は処理回路から出力される波形が矢印で示したように左右方向（画素方向）に変化する状態を示す。
【図１２】本発明に係るディスク基板の表面に存在する欠陥と検出角度との関係を示す平面図である。
【図１３】本発明に係るディスク基板の表面に存在する欠陥を検出角度で展開して示した断面図である。
【図１４】（ａ）は図１３に示す欠陥を上方検出器８ａで検出した信号波形について検出角度で展開して示す図、（ｂ）は図１３に示す欠陥を側方検出器８ｂで検出した信号波形について検出角度で展開して示す図である。
【図１５】図１３に示す欠陥を検出器１０で検出した信号波形を示した図である。
【図１６】（ａ）はディスクランナウトが生じているため表面にそりが見られるディスク基板に対して照明光を照射し、正反射光を検出器１０で検出する状態を示す図、（ｂ）は（ａ）の状態で照明したとき検出器１０で検出される信号波形を示す図である。
【図１７】本発明に係るうねりの影響を低減する方法を実行するフローチャートを示す図である。
【図１８】本発明に係るうねりの影響を低減する処理について具体的に説明するための図であり、（ａ）はディスク基板を表面から見た図、（ｂ）はそれぞれの検出位置で取得した波形を示す図、（ｃ）は（ｂ）で取得した波形を平均値処理して求めた波形を示す図、（ｄ）は（ｃ）で求めた波形に対してローパスフィルタ処理を行った波形を示す図、（ｅ）は（ｄ）でローパスフィルタ処理を行った波形に対して多項式演算処理を施して得た波形を示す図である。
【図１９】本発明に係る波形分割を判定する方法を示した図である。
【図２０】本発明に係る波形分割で波形を６分割にした場合を示す図である。
【図２１】本発明に係る波形分割で波形を１２分割にした場合を示す図である。
【図２２】本発明に係る６分割した波形に対してしきい値を設定する方法を示した図である。
【図２３】本発明に係る欠陥種別を判定するフローチャートを示す図である。
【図２４】本発明に係る検査手順のフローチャートを示す図である。
【図２５】本発明に係るモニタ画面の表示例を示した図である。
【図２６】本発明に係る基板表面欠陥検出装置の実施例２を示す正面構成図である。
【図２７】本発明に係る基板表面欠陥検出装置の実施例３を示す正面構成図である。
【符号の説明】
【００７２】
１…ディスク基板、２…回転ステージ、３…回転ステージ制御系、４…ステージ、５…直進ステージ制御系、６…第一の照明装置、７ａ、７ｂ…レンズ、８ａ…上方検出器（第一の検出器）、８ｂ…側方検出器、９…第二の照明装置、１０…検出器、１１…演算回路、１２…制御系、１３…入力装置、１４…モニタ、１５…プリンタ、５０…第一欠陥判定ユニット、５１…検出波形判定ユニット、５２…検出波形分割ユニット、５３…第二欠陥判定ユニット、５４…位置情報検出ユニット、５５…ステージ制御ユニット、５６…記憶ユニット、５７…欠陥種別判定ユニット、２２０…モニタ表示結果、２２１…欠陥マップ、２２２…欠陥検出結果、２２３…しきい値設定、２２６…検査結果表示部、１０００…表面欠陥検査装置、１００１…表面欠陥検査装置、１００２…レンズ、１００３…マスク、１００４…第一の検出器、１００５…表面欠陥検査装置、１００６…ハーフミラー。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転しかつ一軸方向に移動している基板に斜め方向からレーザ光を照射するステップと、該レーザ光が照明された基板から第一の仰角方向に散乱した光と第二の仰角方向に散乱した光をそれぞれ検出して第一の散乱光検出信号と第二の散乱光検出信号とを得るステップと、前記レーザ光が照明された基板からの正反射光を検出して正反射光検出信号を得るステップと、前記第一の散乱光検出信号と前記第二の散乱光検出信号と前記正反射光検出信号とを処理して前記基板上の欠陥を検出するステップとを含む基板表面の欠陥を検査する方法であって、
前記欠陥を検出するステップにおいて、前記正反射光検出信号を処理して前記基板表面のうねりの情報を得、該得られた前記基板表面のうねりの情報に基づいて前記基板表面の領域を分割して該分割した領域ごとに欠陥を判定するしきい値を設定し、該設定したしきい値を用いて前記第一の散乱光検出信号および前記第二の散乱光検出信号を処理して前記基板上の欠陥を検出することを特徴とする基板表面の欠陥を検査する方法。
【請求項２】
前記レーザ光を照射するステップにおいて、前記基板を、第一の俯角方向から第一のレーザ光で照明し、第二の俯角方向から第二のレーザ光で照明することを特徴とする請求項１に記載の基板表面の欠陥を検査する方法。
【請求項３】
前記第一のレーザ光と前記第二のレーザ光とは、前記基板上の同じ領域を同時に照明することを特徴とする請求項２に記載の基板表面の欠陥を検査する方法。
【請求項４】
前記正反射光検出信号を得るステップにおいて、前記第二の俯角方向から照明された前記第二のレーザ光による前記基板からの正反射光を検出することを特徴とする請求項２に記載の基板表面の欠陥を検査する方法。
【請求項５】
前記欠陥を検出するステップにおいて、前記第一の散乱光検出信号、前記第二の散乱光検出信号および前記正反射光検出信号を処理して、前記基板上の欠陥を、異物欠陥、傷欠陥、ピット欠陥及びバンプ欠陥に分類して検出することを特徴とする請求項１に記載の基板表面の欠陥を検査する方法。
【請求項６】
前記欠陥を検出するステップにおいて、前記得られた基板表面のうねりの情報に基づいて前記基板表面の領域を基板中心に対して等角度に複数の領域に分割することを特徴とする請求項１に記載の基板表面の欠陥を検査する方法。
【請求項７】
基板を載置して基板を回転させると共に一軸方向に移動させるテーブル手段と、前記テーブル手段に載置され回転しかつ一軸方向に移動している基板に斜め方向からレーザ光を照射する照明手段と、該照明手段でレーザ光が照明された基板から第一の仰角方向に散乱した光を検出する第一の散乱光検出手段と、前記照明手段でレーザ光が照明された基板から第二の仰角方向に散乱した光を検出する第二の散乱光検出手段と、前記照明手段でレーザ光が照明された基板からの正反射光を検出する正反射光検出手段と、前記第一の散乱光検出手段と前記第二の散乱光検出手段と前記正反射光検出手段から得られる検出信号を処理して前記基板上の欠陥を検出する信号処理手段とを備えた基板表面の欠陥を検査する装置であって、
前記信号処理手段は、前記正反射光検出手段で検出した信号を処理して前記基板表面のうねりの情報を得、該得られた前記基板表面のうねりの情報に基づいて前記基板表面の領域を分割し、該分割した領域ごとに欠陥を判定するしきい値を設定し、該設定したしきい値を用いて前記第一の散乱光検出手段および前記第二の散乱光検出手段で検出した信号を処理して前記基板上の欠陥を検出することを特徴とする基板表面の欠陥を検査する装置。
【請求項８】
前記照明手段は、第一の俯角方向から前記基板を照明する第一の照明部と第二の俯角方向から前記基板を照明する第二の照明部とを備えていることを特徴とする請求項７に記載の基板表面の欠陥を検査する装置。
【請求項９】
前記第一の照明部と前記第二の照明部とは、前記基板上の同じ領域を同時に照明することを特徴とする請求項８に記載の基板表面の欠陥を検査する装置。
【請求項１０】
前記正反射光検出手段は、前記第二の照明部により照明された前記基板からの正反射光を検出することを特徴とする請求項８に記載の基板表面の欠陥を検査する装置。
【請求項１１】
前記信号処理手段は、前記第一の散乱光検出手段、前記第二の散乱光検出手段および前記正反射光検出手段で検出した信号を処理して前記基板上の欠陥を、異物欠陥、傷欠陥、ピット欠陥及びバンプ欠陥に分類して検出することを特徴とする請求項７に記載の基板表面の欠陥を検査する装置。
【請求項１２】
前記信号処理手段は、前記得られた基板表面のうねりの情報に基づいて前記基板表面の領域を基板中心に対して等角度に複数の領域に分割することを特徴とする請求項７に記載の基板表面の欠陥を検査する装置。
【請求項１３】
さらに、しきい値、検査範囲、検査ロット、枚数、モニタ表示の有無などの条件を入力する入力装置、および検査条件、欠陥検出結果の座標、検出出力などの検査結果を表示するモニタを備えたことを特徴とする請求項７に記載の基板表面の欠陥を検査する装置。
【請求項１４】
前記基板は、ハードディスク装置用のディスク基板、あるいは半導体ウェハであることを特徴とする請求項７に記載の基板表面の欠陥を検査する装置。
【請求項１】
回転しかつ一軸方向に移動している基板に斜め方向からレーザ光を照射するステップと、該レーザ光が照明された基板から第一の仰角方向に散乱した光と第二の仰角方向に散乱した光をそれぞれ検出して第一の散乱光検出信号と第二の散乱光検出信号とを得るステップと、前記レーザ光が照明された基板からの正反射光を検出して正反射光検出信号を得るステップと、前記第一の散乱光検出信号と前記第二の散乱光検出信号と前記正反射光検出信号とを処理して前記基板上の欠陥を検出するステップとを含む基板表面の欠陥を検査する方法であって、
前記欠陥を検出するステップにおいて、前記正反射光検出信号を処理して前記基板表面のうねりの情報を得、該得られた前記基板表面のうねりの情報に基づいて前記基板表面の領域を分割して該分割した領域ごとに欠陥を判定するしきい値を設定し、該設定したしきい値を用いて前記第一の散乱光検出信号および前記第二の散乱光検出信号を処理して前記基板上の欠陥を検出することを特徴とする基板表面の欠陥を検査する方法。
【請求項２】
前記レーザ光を照射するステップにおいて、前記基板を、第一の俯角方向から第一のレーザ光で照明し、第二の俯角方向から第二のレーザ光で照明することを特徴とする請求項１に記載の基板表面の欠陥を検査する方法。
【請求項３】
前記第一のレーザ光と前記第二のレーザ光とは、前記基板上の同じ領域を同時に照明することを特徴とする請求項２に記載の基板表面の欠陥を検査する方法。
【請求項４】
前記正反射光検出信号を得るステップにおいて、前記第二の俯角方向から照明された前記第二のレーザ光による前記基板からの正反射光を検出することを特徴とする請求項２に記載の基板表面の欠陥を検査する方法。
【請求項５】
前記欠陥を検出するステップにおいて、前記第一の散乱光検出信号、前記第二の散乱光検出信号および前記正反射光検出信号を処理して、前記基板上の欠陥を、異物欠陥、傷欠陥、ピット欠陥及びバンプ欠陥に分類して検出することを特徴とする請求項１に記載の基板表面の欠陥を検査する方法。
【請求項６】
前記欠陥を検出するステップにおいて、前記得られた基板表面のうねりの情報に基づいて前記基板表面の領域を基板中心に対して等角度に複数の領域に分割することを特徴とする請求項１に記載の基板表面の欠陥を検査する方法。
【請求項７】
基板を載置して基板を回転させると共に一軸方向に移動させるテーブル手段と、前記テーブル手段に載置され回転しかつ一軸方向に移動している基板に斜め方向からレーザ光を照射する照明手段と、該照明手段でレーザ光が照明された基板から第一の仰角方向に散乱した光を検出する第一の散乱光検出手段と、前記照明手段でレーザ光が照明された基板から第二の仰角方向に散乱した光を検出する第二の散乱光検出手段と、前記照明手段でレーザ光が照明された基板からの正反射光を検出する正反射光検出手段と、前記第一の散乱光検出手段と前記第二の散乱光検出手段と前記正反射光検出手段から得られる検出信号を処理して前記基板上の欠陥を検出する信号処理手段とを備えた基板表面の欠陥を検査する装置であって、
前記信号処理手段は、前記正反射光検出手段で検出した信号を処理して前記基板表面のうねりの情報を得、該得られた前記基板表面のうねりの情報に基づいて前記基板表面の領域を分割し、該分割した領域ごとに欠陥を判定するしきい値を設定し、該設定したしきい値を用いて前記第一の散乱光検出手段および前記第二の散乱光検出手段で検出した信号を処理して前記基板上の欠陥を検出することを特徴とする基板表面の欠陥を検査する装置。
【請求項８】
前記照明手段は、第一の俯角方向から前記基板を照明する第一の照明部と第二の俯角方向から前記基板を照明する第二の照明部とを備えていることを特徴とする請求項７に記載の基板表面の欠陥を検査する装置。
【請求項９】
前記第一の照明部と前記第二の照明部とは、前記基板上の同じ領域を同時に照明することを特徴とする請求項８に記載の基板表面の欠陥を検査する装置。
【請求項１０】
前記正反射光検出手段は、前記第二の照明部により照明された前記基板からの正反射光を検出することを特徴とする請求項８に記載の基板表面の欠陥を検査する装置。
【請求項１１】
前記信号処理手段は、前記第一の散乱光検出手段、前記第二の散乱光検出手段および前記正反射光検出手段で検出した信号を処理して前記基板上の欠陥を、異物欠陥、傷欠陥、ピット欠陥及びバンプ欠陥に分類して検出することを特徴とする請求項７に記載の基板表面の欠陥を検査する装置。
【請求項１２】
前記信号処理手段は、前記得られた基板表面のうねりの情報に基づいて前記基板表面の領域を基板中心に対して等角度に複数の領域に分割することを特徴とする請求項７に記載の基板表面の欠陥を検査する装置。
【請求項１３】
さらに、しきい値、検査範囲、検査ロット、枚数、モニタ表示の有無などの条件を入力する入力装置、および検査条件、欠陥検出結果の座標、検出出力などの検査結果を表示するモニタを備えたことを特徴とする請求項７に記載の基板表面の欠陥を検査する装置。
【請求項１４】
前記基板は、ハードディスク装置用のディスク基板、あるいは半導体ウェハであることを特徴とする請求項７に記載の基板表面の欠陥を検査する装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２００８−２６８１８９（Ｐ２００８−２６８１８９Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７４０１２（Ｐ２００８−７４０１２）
【出願日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【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２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【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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