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JP2007133985A - Magnetic recording/optical recording disk inspection apparatus - Google Patents

Magnetic recording/optical recording disk inspection apparatus Download PDF

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JP2007133985A
JP2007133985A JP2005326853A JP2005326853A JP2007133985A JP 2007133985 A JP2007133985 A JP 2007133985A JP 2005326853 A JP2005326853 A JP 2005326853A JP 2005326853 A JP2005326853 A JP 2005326853A JP 2007133985 A JP2007133985 A JP 2007133985A
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inspection
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JP2005326853A
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Teruo Takahashi
照生 孝橋
Tomokazu Shimakura
智一 島倉
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system for inspecting a magnetic disk such as a discrete medium and a pattern medium which will be produce on a commercial basis in future, which has a groove structure on the disk surface, with high resolution and in short inspection period of time. <P>SOLUTION: The inspection apparatus is composed of: a stage setting and rotating the magnetic disk; a light source of an incident light beam being a probe; a detector detecting its reflection light beam; and a controller collecting and analyzing signals from the detector. In this way, the defect or foreign matter of the groove structure is inspected by optical scatterometry technology. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、その表面に隣接トラック或は隣接ビットを分離するための溝を有する磁気ディスクの検査装置に関する。   The present invention relates to a magnetic disk inspection apparatus having grooves on its surface for separating adjacent tracks or adjacent bits.

磁気記録装置はパーソナルコンピュータやビデオデッキ等に組み込まれ、その媒体である磁気ディスクや光ディスクの生産量も増加の傾向にある。これらディスクの生産において、基盤の平坦性のチェックあるいは生産過程で生じた欠陥や異物の付着を如何に発見するかは重要な問題である。特に、記録密度が増加、つまり記録単位が微小化していく傾向が年々進んでいるため、微小な信号の記録再生をする技術が必要であり、そのため今までになく微小な異物でも記録再生に支障をきたす場合が考えられる。つまり検出すべき異物のサイズも微小化している。しかし大量に生産されるディスクの検査はスループットも肝心である。これまでは例えば[特許文献1]に記載のように、ディスクを高速に回転させながらレーザー光の散乱を見て検査をしていた。
一方、磁気記録の面記録密度を向上させるため、その表面に溝構造をもつディスクリート媒体やパターン媒体が研究されている。記録単位が微小化するにつれて、記録ビット形状を磁気的に制御することが困難になり、充分なS/Nがとれなくなる。この問題を解決するため、リソグラフィー技術により記録トラック間或はビット間に溝を作りこみ、記録層である強磁性体を分断或は変形させることによって、隣接記録トラックとの境界部或は記録ビット境界部の形状を制御し、S/Nの向上を期待するのがディスクリート媒体やパターン媒体である。現状では磁気記録の将来技術として研究が進められているが、その方式、製造方法などはまだ固定されていない。しかし、大量生産を視野に入れた場合、溝をつけるリソグラフィ−加工を施した原盤を元に、多数のディスクにそのパターンを転写するインプリント方式が有力といわれている。その場合、基盤或はそのパターンを転写して作製した磁性ディスクにおいて、作成した溝パターン、或は溝の内部に加工や転写の過程で付着した異物の検査が必要であり、これまでの磁気ディスク以上に異物や欠陥の検査が重要になってくると思われる。
Magnetic recording devices are incorporated in personal computers, video decks, and the like, and the production volume of magnetic disks and optical disks, which are the media, tends to increase. In the production of these discs, it is an important problem how to check the flatness of the base or how to find out defects and foreign matters attached during the production process. In particular, since the recording density is increasing, that is, the tendency of the recording unit to be miniaturized is increasing year by year, a technique for recording and reproducing minute signals is necessary. The case where it brings about is considered. That is, the size of the foreign matter to be detected is also miniaturized. However, inspection of mass-produced disks is also important for throughput. In the past, for example, as described in [Patent Document 1], the inspection was performed by observing the scattering of the laser beam while rotating the disk at a high speed.
On the other hand, in order to improve the surface recording density of magnetic recording, discrete media and patterned media having a groove structure on the surface have been studied. As the recording unit becomes smaller, it becomes difficult to magnetically control the recording bit shape, and sufficient S / N cannot be obtained. In order to solve this problem, a groove between recording tracks or bits is formed by a lithography technique, and a ferromagnetic material which is a recording layer is divided or deformed, so that a boundary portion or recording bit between adjacent recording tracks is obtained. Discrete media and patterned media are expected to improve the S / N by controlling the shape of the boundary. At present, research is underway as a future technology for magnetic recording, but its method and manufacturing method have not yet been fixed. However, when mass production is taken into consideration, it is said that an imprinting method in which a pattern is transferred to a large number of disks based on a master disk that has been subjected to lithography processing to form grooves is said to be promising. In that case, the magnetic disk produced by transferring the substrate or the pattern requires inspection of the created groove pattern or foreign matter adhering to the inside of the groove during processing or transfer. As described above, inspection of foreign matters and defects will be important.

特開平10−143801JP-A-10-143801

上記従来技術で紹介した光散乱方法は、現状の磁気ディスクにおいては充分な分解能を持っている。しかし記録密度が向上し、ディスクリート媒体やパターン媒体が製品化されるころにはトラックピッチは200nm以下になることは確実と見られる。また、検出すべき異物や欠陥の大きさも、記録単位の微小化に伴い、小さくなっていくことは必須で、上記技術が製品化される頃には50nmレベルの異物でも記録再生に大きな支障をきたすことは間違いない。そのような微小な異物検出には、現状の光散乱方式では光の波長(数百nm)に起因する限界があるため充分な分解能が得られない。   The light scattering method introduced in the above prior art has a sufficient resolution in the current magnetic disk. However, when recording density is improved and discrete media and patterned media are commercialized, it is certain that the track pitch will be 200 nm or less. In addition, the size of foreign matter and defects to be detected must be reduced with the miniaturization of recording units. By the time the above technology is commercialized, even 50 nm level foreign matter has a major problem in recording and reproduction. There is no doubt that it will come. In the detection of such minute foreign matter, the current light scattering method has a limit due to the wavelength of light (several hundreds of nanometers), so that sufficient resolution cannot be obtained.

このように光を用いた検査方式で分解能が不足した場合、電子線を用いた方式が代替案として考えられる。しかし、電子線を用いた顕微鏡の場合、一般にS/Nが光方式よりも悪く、撮影自体に時間がかかる。例えば、現在の光を用いた検査方式では、ディスク1枚あたり1分程度で全面検査が終了できるが、走査電子顕微鏡を用いた場合は光と同じ分解能を得るにしても10時間以上かかる。大量の磁気ディスクの検査をするにあたり、1枚あたりの検査時間を短くすることは必須であり、通常の電子線を用いた検査方式も不適当である。   Thus, when the inspection method using light lacks resolution, a method using an electron beam can be considered as an alternative. However, in the case of a microscope using an electron beam, the S / N is generally worse than that of the optical system, and the photographing itself takes time. For example, with the current inspection method using light, the entire inspection can be completed in about 1 minute per disc, but when using a scanning electron microscope, it takes 10 hours or more to obtain the same resolution as the light. When inspecting a large number of magnetic disks, it is essential to shorten the inspection time per piece, and an inspection method using an ordinary electron beam is also inappropriate.

本発明の目的は、将来的に製品化されるであろうディスクリート媒体やパターン媒体等の、ディスク表面に溝構造を有する磁気ディスクの、高分解能かつ検査時間の短い検査方式を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a high resolution and short inspection time inspection method for a magnetic disk having a groove structure on the disk surface, such as a discrete medium or a patterned medium that will be commercialized in the future. .

本発明によれば、上述したように、光学的スキャトロメトリ−により、ディスクリート媒体やパターン媒体等、将来製品化されるであろう磁気ディスクを高分解能かつ短時間で検査できる方法を提供できる。スキャトロメトリ法では入射角を変化させるなど、これまでの磁気ディスク検査装置にはない煩雑な測定が必要であるが、上述したように複数個の光源や光ディテクタを用いる等、測定時間短縮の手段も提供できる。   According to the present invention, as described above, it is possible to provide a method capable of inspecting a magnetic disk that will be commercialized in the future, such as a discrete medium or a patterned medium, with high resolution and in a short time by optical scatterometry. The scatterometry method requires complicated measurements that are not available in conventional magnetic disk inspection devices, such as changing the incident angle. However, as described above, using multiple light sources and optical detectors can shorten the measurement time. Means can also be provided.

上記目的を達成するため、本発明の検査装置は、磁気ディスクをセットして回転するステージと、プローブである入射光の光源、並びにその反射光を検出するディテクタ、またそのディテクタからの信号を収集解析する制御装置から構成される。この状態で、光学的スキャトロメトリ−により、溝構造の欠陥或は異物を検査していく。光学的スキャトロメトリ−に関しては、例えばプロシーディングス オブ エスピーアイイー 第4344巻、第716頁から第725ページ(2001年)(Proceedings of SPIE, Vol. 4344, pp.716-725(2001))やアプライド オプティクス 第37巻、第5112頁から第5115頁(1998)(Applied Optics Vol. 37, pp.5112-5115(1998))に詳細が記載されているのでここではごく簡単な説明に留める。1次元的な周期構造をもつ構造物に光を照射し、その反射光の強度分布を、入射角、波長、偏光方向、反射次数への依存性を調べ、それより周期構造物の寸法、空間周期、断面形状や材質などの情報を求める手法である。ある材料の周期構造を何パターンか仮定し、それより反射光の強度分布を計算しておき、実験データがどのパターンに近いかを求めるような方式が多い。この方式の最大の特徴は、光の波長以下の周期構造における微小な差、或は異物、欠陥を検知できることである。その分解能は2nmという報告もある(アプライド オプティクス 第37巻、第5112頁から第5115頁(1998)(Applied Optics Vol. 37, pp.5112-5115(1998)))。   In order to achieve the above object, an inspection apparatus according to the present invention collects a stage that sets and rotates a magnetic disk, a light source of incident light as a probe, a detector that detects the reflected light, and a signal from the detector. It consists of a control device to analyze. In this state, the groove structure is inspected for defects or foreign matter by optical scatterometry. Regarding optical scatterometry, for example, Proceedings of SPIE, Vol. 4344, pages 716 to 725 (2001) (Proceedings of SPIE, Vol. 4344, pp. 716-725 (2001)) The details are described in Applied Optics Vol. 37, pages 5112 to 5115 (1998) (Applied Optics Vol. 37, pp. 5112-5115 (1998)), so only a brief description will be given here. Irradiate a structure with a one-dimensional periodic structure, and investigate the dependence of the intensity distribution of the reflected light on the incident angle, wavelength, polarization direction, and reflection order. This is a method for obtaining information such as period, cross-sectional shape and material. There are many methods in which the number of periodic structures of a certain material is assumed and the intensity distribution of reflected light is calculated from that to determine which pattern the experimental data is close to. The greatest feature of this method is that it can detect minute differences in the periodic structure below the wavelength of light, or foreign matter and defects. There is also a report that the resolution is 2 nm (Applied Optics Vol. 37, pp. 5112-5115 (1998)) (Applied Optics Vol. 37, pages 5112 to 5115 (1998)).

以下にスキャトロメトリ−を用いたこの検査方式の原理を説明する。まずステージにディスクを固定し回転させる。その状態で磁気ディスクの内周端或は外周端に光を照射させる。そして第0次の反射光を検出できる位置にディテクタをセットし、順次反射光強度を測定していく。ディスクの回転と照射光の半径方向への移動により、全面を走査する。その際、得られたディスク各点の反射光強度は円周座標系において保存しておく。その後、入射角や偏光方向、ディテクタの位置などを変化させて同様の実験をする。このような実験を必要回数繰り返すことにより、反射光強度を入射角や偏光方向の関数として調べることができ、スキャトロメトリの原理より、溝構造の周期や欠陥、異物等を調べることができる。或は、入射角の異なる複数の光を入射し(照射点は同じであってもなくてもよい)、必要な数だけのディテクタを装備することにより、測定をより短時間で終わらせることもできる。   The principle of this inspection method using scatterometry will be described below. First, fix the disc on the stage and rotate it. In this state, light is irradiated to the inner peripheral edge or the outer peripheral edge of the magnetic disk. Then, a detector is set at a position where the 0th-order reflected light can be detected, and the reflected light intensity is sequentially measured. The entire surface is scanned by rotating the disk and moving the irradiation light in the radial direction. At that time, the reflected light intensity of each obtained point of the disk is stored in a circumferential coordinate system. Thereafter, the same experiment is performed by changing the incident angle, the polarization direction, the position of the detector, and the like. By repeating such an experiment as many times as necessary, the reflected light intensity can be examined as a function of the incident angle and the polarization direction, and the period of the groove structure, defects, foreign matter, etc. can be examined based on the scatterometry principle. Alternatively, it is possible to end the measurement in a shorter time by entering multiple lights with different incident angles (irradiation points may or may not be the same) and installing as many detectors as necessary. it can.

以上のように、本発明によって得られた磁気ディスク検査装置を用いることにより、ディスクリート媒体やパターン媒体等、将来製品化されるであろう磁気ディスクの溝構造、或はそれらの溝構造をインプリントで作製する場合にはその原盤を高分解能かつ短時間で検査できる方法を提供できる。   As described above, by using the magnetic disk inspection apparatus obtained by the present invention, the groove structure of a magnetic disk that will be commercialized in the future, such as a discrete medium or a patterned medium, or those groove structures are imprinted. Thus, it is possible to provide a method capable of inspecting the master in a high resolution and in a short time.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明による磁気ディスク検査装置の一実施例の模式図である。検査されるべき磁気ディスクあるいは磁気ディスク原盤1は回転ステージ2に取り付けられており、その1点を光源3からの光4が照射する。その点からの第0次の反射光の強度を光ディテクタ5で測定する。ステージにセットされたディスクを回転させると、光源3を固定していても、ディスク上の光照射点は円周方向に変化していく。1周分測定した後、光源を平行移動あるいは回転運動させることにより、光照射点をディスク半径方向にずらす。回転運動の場合は、光の入射角が変わるが、それはデータ収集後に較正する。このように、照射点をディスク1回転毎に半径方向にずらすことによって、ディスク全面のデータを取る。或は、ディスクを回転しながら光源を徐々に回転或は平行移動させていき、ディスク上の照射点が渦巻状になるように移動させながら、ディスク全面のデータを取得する。得られたデータは、例えば円周座標(r、θ)に従って制御装置6内の記憶部12に格納しておく。ディスク全面のデータを取り終えたら、光源を平行移動或は回転させて同一点を照射する際の入射角を変化させ、同様のデータ収集をする。このように、各(r、θ)点に関して入射角を変化させたデータを取得し記憶部12に記憶する。そのデータを元にスキャトロメトリ−法により、各照射点での溝の構造、異物の有無を演算部13で判定する。スキャトロメトリ−法では、あらかじめ何種類かの溝のパターンにおける反射光強度を計算し、制御装置6内の記憶部12に記憶させておく。得られたデータがどのパターンに近いか、あるいはどれにも似ていないかを制御装置内の演算部13にて比較し判定する。このようにして(r、θ)で表示される各点における異物の有無或は溝パターンの乱れの有無を判定し、その結果を表示部11に表示あるいは記憶部12に格納しておく。また、磁気ディスク1の溝構造に、サーボ情報が既に書き込まれている場合、ディスクを回転していくとある角度でサーボ情報部に光が照射され、そこからの反射光を光ディテクタ5が検出することになる。このような場合、(r、θ)座標でマッピングされたデータを、ある範囲のθで区切って、サーボ情報部とそれ以外の部分は別々に解析する必要がある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of a magnetic disk inspection apparatus according to the present invention. A magnetic disk or magnetic disk master 1 to be inspected is attached to a rotary stage 2, and one point thereof is irradiated with light 4 from a light source 3. The intensity of the 0th-order reflected light from that point is measured by the photodetector 5. When the disk set on the stage is rotated, the light irradiation point on the disk changes in the circumferential direction even when the light source 3 is fixed. After measuring one round, the light irradiation point is shifted in the disk radial direction by moving the light source in parallel or rotating. In the case of rotational movement, the angle of incidence of light changes, but it is calibrated after data collection. In this manner, the data on the entire surface of the disk is obtained by shifting the irradiation point in the radial direction for each rotation of the disk. Alternatively, the light source is gradually rotated or translated while rotating the disk, and data on the entire surface of the disk is acquired while moving the irradiation point on the disk in a spiral shape. The obtained data is stored in the storage unit 12 in the control device 6 according to, for example, circumferential coordinates (r, θ). When the data on the entire surface of the disk has been collected, the light source is translated or rotated to change the incident angle when irradiating the same point, and the same data is collected. In this way, data obtained by changing the incident angle with respect to each (r, θ) point is acquired and stored in the storage unit 12. Based on the data, the calculation unit 13 determines the groove structure at each irradiation point and the presence or absence of foreign matter by a scatterometry method. In the scatterometry method, the reflected light intensity in several types of groove patterns is calculated in advance and stored in the storage unit 12 in the control device 6. Which pattern the obtained data is close to or does not resemble any one is compared and determined by the calculation unit 13 in the control device. In this way, the presence or absence of foreign matter or the presence or absence of disturbance of the groove pattern at each point displayed by (r, θ) is determined, and the result is displayed on the display unit 11 or stored in the storage unit 12. Also, if servo information has already been written in the groove structure of the magnetic disk 1, the servo information section is irradiated with light at a certain angle as the disk is rotated, and the light detector 5 detects the reflected light therefrom. Will do. In such a case, it is necessary to divide the data mapped by the (r, θ) coordinates by a certain range of θ and separately analyze the servo information portion and the other portions.

図2は、本発明におけるディスク上の光照射点の拡大模式図で、ディスク面垂直方向から見ている。磁気ディスクあるいは磁気ディスク原盤1には400nm以下のピッチでトラッキングのための溝構造7がつくりこまれている。通常、細かな溝構造を光学的に評価する際には、その波長により分解能は制限を受ける。現在使用されている、可視光線を用いて評価する装置においても、400nm以上の構造は評価できるが、それ以下の構造は充分には評価できない。光4の入射方向ベクトルのディスク面内成分と溝方向が為す角度φ8は、例えば90度などが考えられるが、それ以外の角度でもよい。その角度に応じた反射光強度の計算ができ、それを参照しながらデータを解析できればよい。また、測定中、ディスクの偏心等による照射点のディスク半径方向へのずれが起こる場合がある(図2における左右方向)。この場合は反射光強度を解析するか、あるいはディスクにサーボ信号が書き込まれている場合はそれを読み取ることにより、光4の照射位置を調節するか、取得したデータをr方向にずらせて解析する等で対応する。   FIG. 2 is an enlarged schematic view of the light irradiation point on the disk in the present invention, as viewed from the direction perpendicular to the disk surface. The magnetic disk or magnetic disk master 1 has a groove structure 7 for tracking at a pitch of 400 nm or less. Usually, when a fine groove structure is optically evaluated, the resolution is limited by the wavelength. Even in a currently used apparatus for evaluation using visible light, a structure of 400 nm or more can be evaluated, but a structure of less than that cannot be evaluated sufficiently. The angle φ8 formed by the in-disk component of the incident direction vector of the light 4 and the groove direction may be, for example, 90 degrees, but may be other angles. It is only necessary to be able to calculate the reflected light intensity according to the angle and to analyze the data while referring to it. Further, during the measurement, the irradiation point may be displaced in the radial direction of the disk due to the eccentricity of the disk or the like (the horizontal direction in FIG. 2). In this case, the reflected light intensity is analyzed, or if the servo signal is written on the disk, it is read to adjust the irradiation position of the light 4, or the acquired data is shifted in the r direction for analysis. Etc.

図3は、同じく本発明におけるディスク上の光照射点の拡大模式図で、ディスク面垂直方向から見ている。磁気ディスクあるいは磁気ディスク製造に用いる原盤1には400nm以下のピッチでトラッキングのための溝構造7、並びにビット境界部形成のための溝構造7がつくりこまれている。この場合においても、光4の入射角度や偏光角等をパラメータにして、大変複雑ではあるが、どちらの溝構造7も検査することができる。   FIG. 3 is an enlarged schematic view of the light irradiation point on the disk in the present invention, as viewed from the direction perpendicular to the disk surface. A groove structure 7 for tracking and a groove structure 7 for forming a bit boundary portion are formed at a pitch of 400 nm or less in a master disk 1 used for manufacturing a magnetic disk or a magnetic disk. Even in this case, both the groove structures 7 can be inspected using the incident angle, polarization angle, and the like of the light 4 as parameters.

図4は本発明におけるディスク上の光照射点の拡大模式図で、ディスク断面トラック方向から見ている。磁気ディスクあるいは磁気ディスク原盤1には400nm以下のピッチでトラッキングのための溝構造7がつくりこまれている。光4の入射方向とディスク面が為す角度θ9を変化させ、複数個θと反射光強度の関係を測定する。測定データとあらかじめ行っていたシミュレーション結果を比較し、溝構造上の異物や欠陥を検査する。   FIG. 4 is an enlarged schematic view of a light irradiation point on the disk in the present invention, as viewed from the disk cross-section track direction. The magnetic disk or magnetic disk master 1 has a groove structure 7 for tracking at a pitch of 400 nm or less. The angle θ9 formed by the incident direction of the light 4 and the disk surface is changed, and the relationship between the plural θ and the reflected light intensity is measured. The measurement data is compared with the simulation results that have been performed in advance to inspect foreign matter and defects on the groove structure.

図5は、本発明による磁気ディスク検査装置の一実施例の模式図である。ここで制御装置は省略してある。光源3から出た光4を、偏光器10に入れた後、磁気ディスクあるいは磁気ディスク原盤1に照射する。光4に任意の角度の直線偏光或は円偏光特性を持たせることにより、スキャトロメトリ特性を調節し、簡易で精度のよい測定系を実現できる。直線偏光の場合、偏光角を変化させて複数組のデータを取り、反射光強度の偏光角度依存性より溝構造や異物を推定する方法もある。   FIG. 5 is a schematic view of an embodiment of a magnetic disk inspection apparatus according to the present invention. Here, the control device is omitted. After the light 4 emitted from the light source 3 enters the polarizer 10, the magnetic disk or the magnetic disk master 1 is irradiated. By providing the light 4 with linearly polarized light or circularly polarized light at an arbitrary angle, it is possible to adjust the scatterometry characteristics and realize a simple and accurate measurement system. In the case of linearly polarized light, there is a method in which a plurality of sets of data are taken by changing the polarization angle, and the groove structure and foreign matter are estimated from the dependency of the reflected light intensity on the polarization angle.

図6は、本発明による磁気ディスク検査装置の一実施例の模式図である。ここで制御装置は省略してある。光源3から出た光4を磁気ディスクあるいは磁気ディスク原盤1に照射した後、その反射光を分光器11に入れ、その強度分布をエネルギー分析する。このように、反射光をエネルギー分析して強度分布を測ることにより、より細かく反射光強度の実験値とシミュレーション結果を比較することができ、溝構造や異物の存在を精度よく推定できる。   FIG. 6 is a schematic view of an embodiment of a magnetic disk inspection apparatus according to the present invention. Here, the control device is omitted. After the light 4 emitted from the light source 3 is irradiated onto the magnetic disk or the magnetic disk master 1, the reflected light is put into the spectroscope 11 and the intensity distribution is subjected to energy analysis. Thus, by analyzing the energy of the reflected light and measuring the intensity distribution, the experimental value of the reflected light intensity and the simulation result can be compared more finely, and the presence of the groove structure and foreign matter can be accurately estimated.

図7は、本発明による磁気ディスク検査装置の一実施例の模式図である。光源3と光ディテクタ5のペアを複数個搭載し、磁気ディスク原盤1への入射角θ並びに照射点の異なる条件で同時に計測している。それぞれのペアが測定する領域をディスク半径rによって分けておけば、それぞれのペアの入射角θは同じでもよい。本発明による検査装置は、反射光強度を光4の入射角等の関数として測定するため、例えば平滑なディスクを光で検査する従来の方法と比べると時間がかかる。そのため、複数個の光源3と光ディテクタ5のペアを搭載し、同時に測定していけば、時間は短縮できる。また光源3と光ディテクタ5が一組だけの場合と同じ測定時間をかけた場合は、S/Nのよいデータが取得でき、精度のよい検査ができる。また複数個の光源3と光ディテクタ5のペアを異なる入射角で測定するようにした場合、個々の光源3と光ディテクタ5の可動範囲を小さくできる利点もある。   FIG. 7 is a schematic view of an embodiment of a magnetic disk inspection apparatus according to the present invention. A plurality of pairs of the light source 3 and the optical detector 5 are mounted, and measurement is performed simultaneously under different conditions of the incident angle θ and the irradiation point to the magnetic disk master 1. If the area to be measured by each pair is divided by the disk radius r, the incident angle θ of each pair may be the same. Since the inspection apparatus according to the present invention measures the reflected light intensity as a function of the incident angle of the light 4, for example, it takes time compared to a conventional method for inspecting a smooth disk with light. Therefore, if a plurality of light source 3 and light detector 5 pairs are mounted and measured simultaneously, the time can be shortened. In addition, when the same measurement time as when only one set of the light source 3 and the light detector 5 is used, data with good S / N can be acquired, and accurate inspection can be performed. Further, when measuring a plurality of pairs of light sources 3 and optical detectors 5 at different incident angles, there is an advantage that the movable range of each light source 3 and optical detector 5 can be reduced.

図8は、本発明による磁気ディスク検査装置の一実施例の模式図である。光源3と光ディテクタ5のペアを複数搭載し、磁気ディスク原盤1への入射角θが異なり照射点が同じ条件で同時に計測している。図7の実施例で説明したように本発明による検査装置は、従来の検査方式と比べると時間がかかる。そのため、複数個の光源3と光ディテクタ5のペアを搭載し、同時に測定していけば、時間は短縮できるし、個々の光源3と光ディテクタ5の可動範囲も小さくてすむ。また、照射点が同じために、複数の光源3や複数の光ディテクタ5をまとめて配置でき、装置構成上コンパクトにできる利点がある。   FIG. 8 is a schematic view of an embodiment of a magnetic disk inspection apparatus according to the present invention. A plurality of pairs of the light source 3 and the optical detector 5 are mounted, and the incident angle θ to the magnetic disk master 1 is different and the irradiation point is simultaneously measured under the same conditions. As described in the embodiment of FIG. 7, the inspection apparatus according to the present invention takes time compared to the conventional inspection method. Therefore, if a plurality of light source 3 and light detector 5 pairs are mounted and measured simultaneously, the time can be shortened and the movable range of each light source 3 and light detector 5 can be reduced. Further, since the irradiation points are the same, a plurality of light sources 3 and a plurality of light detectors 5 can be arranged together, and there is an advantage that the apparatus configuration can be made compact.

図9は、本発明による磁気ディスク検査装置の一実施例の模式図である。光源3と光ディテクタ5のペアを複数搭載し、磁気ディスク原盤1への入射角θが同じで照射点が異なる条件で同時に計測している。照射点が異なっていても、本実施例のように複数の光源3や複数の光ディテクタ5をまとめて配置すれば、図7の場合と比べると装置構成上コンパクトにできる利点がある。   FIG. 9 is a schematic view of an embodiment of a magnetic disk inspection apparatus according to the present invention. A plurality of pairs of the light source 3 and the optical detector 5 are mounted, and measurement is performed simultaneously under the condition that the incident angle θ to the magnetic disk master 1 is the same and the irradiation point is different. Even if the irradiation points are different, if a plurality of light sources 3 and a plurality of photodetectors 5 are arranged together as in the present embodiment, there is an advantage that the apparatus configuration can be made compact compared to the case of FIG.

図10は、本発明による磁気ディスク検査装置の一実施例の模式図である。一つの光源3に対し、複数個の光ディテクタ5を配置し、反射光だけでなく数次の回折光も検出し、スキャトロメトリ法を適用するものである。   FIG. 10 is a schematic view of an embodiment of a magnetic disk inspection apparatus according to the present invention. A plurality of optical detectors 5 are arranged for one light source 3 to detect not only the reflected light but also several orders of diffracted light, and the scatterometry method is applied.

図11は、本発明による磁気ディスク検査装置の一実施例の模式図である。一つの光源3に対し、複数個の光ディテクタ5を配置し、その組を複数個配置する。図10で示した実施例同様、反射光だけでなく回折光も検出するものであるが、測定するデータ量を増やせるため図10のものよりも測定時間が短くてすむ或は測定精度を高められるといった利点がある。   FIG. 11 is a schematic view of an embodiment of a magnetic disk inspection apparatus according to the present invention. For one light source 3, a plurality of photodetectors 5 are arranged, and a plurality of sets are arranged. Similar to the embodiment shown in FIG. 10, it detects not only the reflected light but also the diffracted light. However, in order to increase the amount of data to be measured, the measurement time is shorter than that of FIG. 10, or the measurement accuracy can be improved. There are advantages such as.

図12は、図1における記憶部12におけるデータ保存フォーマットの一実施例である。極座標(r、θ)を用いて各データをマッピングしている。ディスクの検査領域が内周ri、外周roとし、r方向の刻み幅をΔr、θ方向の刻み幅をΔθとしてある。回転ステージを用いてデータを取得するので、まずあるrの値に関してディスクを回転させながら順じθのデータをΔθ刻みでとっていく。1回転(Δθから2πまで)とり終えたら、回転ステージ或は入射光をΔrだけずらして再びθのデータをΔθ刻みでとっていく。或は、ディスクを回転しながら光源を徐々に回転或は平行移動させていき、ディスクが1周する間に照射点の半径方向の位置をΔrずらす方法もある。この場合はディスク上の照射点が渦巻状になるように移動させながら、ディスク全面のデータを取得することになる。刻み幅であるΔrやΔθは、入射光のビーム径と同程度あるいはそれ以下が望ましい。このように、図12においてまず横方向にデータを取得していき、ディスクが1回転し終えたら縦方向に一つ動いて次の欄を埋めていくようにデータを取得する。これによりデータの収集が簡便になり、差分をとったり平均量を見たりする解析もやりやすくなる。また、サーボ情報部などのためにあるθの範囲において溝構造を変化させて作製している場合においても、このような極座標表示であると分別しやすい。また、内周と外周でΔθが同じであると、ディスクの円周方向の距離でみた刻み幅が外周側の方が粗くなる。それは検査の分解能が内周と外周で異なる可能性を作るので、内周と外周でΔθを変える方式もある。 FIG. 12 shows an example of a data storage format in the storage unit 12 in FIG. Each data is mapped using polar coordinates (r, θ). Inspection area of the disc inner periphery r i, and an outer peripheral r o, is the step size of r direction [Delta] r, the step size θ direction [Delta] [theta]. Since data is acquired using a rotary stage, first, data on θ is taken in increments of Δθ while rotating the disk with respect to a certain value of r. After completing one rotation (from Δθ to 2π), the rotation stage or incident light is shifted by Δr, and θ data is again acquired in increments of Δθ. Alternatively, there is a method of gradually rotating or translating the light source while rotating the disk, and shifting the radial position of the irradiation point by Δr while the disk makes one round. In this case, data on the entire surface of the disk is acquired while moving the irradiation point on the disk in a spiral shape. It is desirable that Δr and Δθ, which are step sizes, be approximately the same as or smaller than the beam diameter of incident light. In this way, in FIG. 12, data is first acquired in the horizontal direction, and when the disc has completed one rotation, the data is acquired so that the next column is filled by moving one in the vertical direction. This makes it easy to collect data and makes it easy to perform an analysis of taking a difference or viewing an average amount. Even in the case where the groove structure is changed in a certain θ range for the servo information section or the like, such polar coordinate display is easy to distinguish. Further, if Δθ is the same between the inner periphery and the outer periphery, the step width as seen from the distance in the circumferential direction of the disk becomes rougher on the outer periphery side. Since it creates the possibility that the resolution of inspection differs between the inner and outer circumferences, there is also a method of changing Δθ between the inner and outer circumferences.

本発明の一実施例の光学的スキャトロメトリ法による磁気ディスクあるいは磁気ディスク原盤検査方式の概略図である。It is the schematic of the magnetic disc by the optical scatterometry method of one Example of this invention, or a magnetic disc original disc inspection system. 本発明で検査する、円周状・或は円弧状の溝構造が作りこまれている磁気ディスクあるいは磁気ディスク原盤と入射光との関係を、ディスク面垂直方向から見た図である。It is the figure which looked at the relationship between the magnetic disk or magnetic disk original disc in which the circumferential-shaped or circular arc-shaped groove structure is inspected by this invention, and incident light from the disk surface perpendicular | vertical direction. 本発明で検査する、円周状・或は円弧状の溝と半径方向の溝が作りこまれている磁気ディスクあるいは磁気ディスク原盤と入射光との関係を、ディスク面垂直方向から見た図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between incident light and a magnetic disk or a magnetic disk master in which circumferential or arc-shaped grooves and radial grooves are inspected according to the present invention, as viewed from a direction perpendicular to the disk surface. is there. 本発明で検査する、円周状・或は円弧状の溝構造が作りこまれている磁気ディスクあるいは磁気ディスク原盤と入射光との関係を、ディスク断面方向から見た図である。It is the figure which looked at the relationship between the magnetic disk or magnetic disk original disk in which the circumferential or circular-arc-shaped groove structure was inspected by this invention, and incident light from the cross-sectional direction of the disk. 本発明の他の実施例の光学的スキャトロメトリ法による磁気ディスクあるいは磁気ディスク原盤検査方式の概略図である。It is the schematic of the magnetic disc by the optical scatterometry method of the other Example of this invention, or a magnetic disc original disc inspection system. 本発明の他の実施例の光学的スキャトロメトリ法による磁気ディスクあるいは磁気ディスク原盤検査方式の概略図である。It is the schematic of the magnetic disc by the optical scatterometry method of the other Example of this invention, or a magnetic disc original disc inspection system. 本発明の他の実施例の光学的スキャトロメトリ法による磁気ディスクあるいは磁気ディスク原盤検査方式の概略図である。It is the schematic of the magnetic disc by the optical scatterometry method of the other Example of this invention, or a magnetic disc original disc inspection system. 本発明の他の実施例の光学的スキャトロメトリ法による磁気ディスクあるいは磁気ディスク原盤検査方式の概略図である。It is the schematic of the magnetic disc by the optical scatterometry method of the other Example of this invention, or a magnetic disc original disc inspection system. 本発明の他の実施例の光学的スキャトロメトリ法による磁気ディスクあるいは磁気ディスク原盤検査方式の概略図である。It is the schematic of the magnetic disc by the optical scatterometry method of the other Example of this invention, or a magnetic disc original disc inspection system. 本発明の他の実施例の光学的スキャトロメトリ法による磁気ディスクあるいは磁気ディスク原盤検査方式の概略図である。It is the schematic of the magnetic disc by the optical scatterometry method of the other Example of this invention, or a magnetic disc original disc inspection system. 本発明の他の実施例の光学的スキャトロメトリ法による磁気ディスクあるいは磁気ディスク原盤検査方式の概略図である。It is the schematic of the magnetic disc by the optical scatterometry method of the other Example of this invention, or a magnetic disc original disc inspection system. 本発明の光学的スキャトロメトリ法による磁気ディスクあるいは磁気ディスク原盤検査方式における、データ取得フォーマットの一実施例である。It is one Example of the data acquisition format in the magnetic disc by the optical scatterometry method of this invention or a magnetic disc original disc inspection system.

符号の説明Explanation of symbols

1…磁気ディスク或は磁気ディスク原盤、2…回転ステージ、3…光源、4…光、5…光ディテクタ、6…制御装置、7…溝構造、8…光4の入射方向ベクトルのディスク面内成分と溝方向が為す角度、9…光4の入射方向ベクトルのディスク面内成分とディスク面が為す角度、10…偏光器、11…表示部、12…記憶部、
13…演算部、14…制御部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic disk or magnetic disk original disk, 2 ... Rotary stage, 3 ... Light source, 4 ... Light, 5 ... Optical detector, 6 ... Control device, 7 ... Groove structure, 8 ... In-plane direction of incident vector of light 4 Angle formed by the component and the groove direction, 9 ... An angle formed by the in-disk component of the incident direction vector of the light 4 and the disk surface, 10 ... Polarizer, 11 ... Display unit, 12 ... Storage unit,
13 ... arithmetic unit, 14 ... control unit.

Claims (6)

ディスク表面に溝構造を有する磁気記録ディスクまたは当該磁気記録ディスクを製造するための原盤を検査する検査装置において、前記ディスクを回転させるステージを有し、当該ディスク表面の溝構造に対し異なる入射角から複数の光を照射させるか、或いは一つの光の入射角を変化させ、その反射光を測定し、当該測定結果に基づいて前記ディスク表面を計測または/及び評価する手段を備えることを特徴とする検査装置。   In an inspection apparatus for inspecting a magnetic recording disk having a groove structure on the disk surface or a master for manufacturing the magnetic recording disk, the inspection apparatus has a stage for rotating the disk, and has a different incident angle with respect to the groove structure on the disk surface. It comprises means for irradiating a plurality of lights or changing the incident angle of one light, measuring the reflected light, and measuring or / and evaluating the disk surface based on the measurement result. Inspection device. ディスク表面に溝構造を有する磁気記録ディスクまたは当該磁気記録ディスクを製造するための原盤を検査する検査装置において、前記ディスクを回転させるステージを有し、当該ディスク上の溝構造に対し、異なる直線偏光面をもつ複数の光を照射する手段と、当該光を照射して反射した光を測定する手段とを備え、当該測定結果に基づき前記ディスクを計測または/及び評価する手段を備えることを特徴とする検査装置。   In an inspection apparatus for inspecting a magnetic recording disk having a groove structure on the disk surface or a master disk for manufacturing the magnetic recording disk, a linearly polarized light having a stage for rotating the disk and different from the groove structure on the disk Characterized in that it comprises means for irradiating a plurality of lights having a surface and means for measuring the light reflected by irradiating the light, and means for measuring or / and evaluating the disk based on the measurement result. Inspection device to do. ディスク表面に溝構造を有する磁気記録ディスクまたは当該磁気記録ディスクを製造するための原盤を検査する検査装置において、前記ディスクを回転させるステージを有し、当該ディスク上の溝構造に対し、前記ディスク面垂直方向から光を照射する手段と、当該ディスク面からの複数の次数の回折光を測定する手段とを備え、当該測定結果を基に前記ディスク表面を計測または/及び評価する手段を備えることを特徴とする検査装置。   In an inspection apparatus for inspecting a magnetic recording disk having a groove structure on a disk surface or a master for manufacturing the magnetic recording disk, the disk surface has a stage for rotating the disk, and the groove surface on the disk A means for irradiating light from the vertical direction; a means for measuring a plurality of orders of diffracted light from the disk surface; and a means for measuring or / and evaluating the disk surface based on the measurement result. Characteristic inspection device. 請求項1から3のいずれかに記載の磁気記録ディスクの検査装置において、得られたデータを円周座標にマッピングして解析することを特徴とする検査装置。   4. The magnetic recording disk inspection apparatus according to claim 1, wherein the obtained data is analyzed by mapping the obtained data to circumferential coordinates. 請求項1から3のいずれかに記載の検査装置において、前記ディスクに記録されているサーボ信号あるいは取得中の反射光強度のデータに従い、光を照射する領域をずらすことにより検査する領域を調整する機能を持つことを特徴とする検査装置。   4. The inspection apparatus according to claim 1, wherein the inspection area is adjusted by shifting the light irradiation area according to the servo signal recorded on the disk or the reflected light intensity data being acquired. Inspection device characterized by having a function. 請求項1から3のいずれかに記載の検査装置において、
前記ディスク表面を計測または/及び評価する手段は、予め溝構造が記憶された記憶部と当該記憶された溝構造と前記測定結果とを比較する演算部とを少なくとも有する制御装置であることを特徴とする検査装置。
The inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The means for measuring or / and evaluating the disk surface is a control device having at least a storage unit in which a groove structure is stored in advance and a calculation unit that compares the stored groove structure with the measurement result. Inspection equipment.
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