JPH05346406A - 磁気ハードディスク表面のスパッタ抜け欠陥検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、磁気ハードディスクの全面にわた
って短時間で確実にスパッタ抜け欠陥を検出することの
できる方法を提供することを目的とする。 【構成】 本発明では、レーザ装置１から発振される直
線偏光のレーザ光を円偏光とするように配置された１／
４波長板２を介して、検出対象となる磁気ハードディス
ク３に照射し、磁気ハードディスク３で反射された光を
偏光子４を介して検出し、欠陥部分からの反射光量に比
べて無欠陥部分からの反射光量を微弱量とするようにし
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ハードディスク表
面のスパッタ抜け欠陥検出方法に係り、特に磁気ハード
ディスク表面にスパッタリングで保護膜を形成する際の
欠陥の検出に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ハードディスクは、図４に断面構造
図を示すように、Ａｌ基板１０１上に順次ＮｉＰ層１０
２、Ｃｒ層１０３、磁性層としてのＣｏ−ＣｒＮｉ層１
０４、Ｃｒ層１０５が所望のパターンをなすように積層
されて構成され、表面を保護膜としてのＣ層１０６で被
覆した状態をなしている。ところでこの製作に際しては
その最終工程で表面にカーボン膜をスパッタリングして
保護膜として用いるという方法がとられている。

【０００３】ところが、スパッタリング膜は、ピンホー
ルすなわちスパッタ抜け欠陥が生じ易いという問題があ
る。

【０００４】このようなスパッタ抜け欠陥は、劣化の原
因となりやすいため、欠陥を検査し欠陥の発生が生じた
場合には早期に発見し対策を立てる必要がある。

【０００５】従来スパッタ抜け欠陥そのものの検査方法
はなかったが、磁気ハードディスクの表面を検査する検
査装置は種々あり、光の回折現象や散乱現象を利用した
り、レーザ光の単なる反射光量を見て表面の欠陥を検出
するという方法は提案されている。この方法は例えば、
被検査対象であるハードディスクに光ビームを走査し、
反射光のレベル変化に基づいて求められたプロファイル
データを、あらかじめ求められた比較用プロファイルデ
ータと比較し、両者が非対応の際に欠陥ありとするよう
にしたものである（特開平２−２６８２５８号公報）。
ここでは、回折現象や散乱現象を利用したり、レーザ光
の単なる反射光量を見て表面欠陥を検出している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カーボ
ン膜の厚さは数１０nmオーダーであるため、スパッタ抜
け欠陥の凹凸は光学的に見て非常に小さく、また最小欠
陥サイズは数μm であるため、光の回折現象や散乱現象
の利用では、スパッタ抜け欠陥を確実に検出することが
できないという問題があった。

【０００７】また、上述した従来例の方法で、最小欠陥
サイズのスパッタ抜け欠陥までをも検出しようとする
と、照射するレーザビームの径を非常に絞らなければな
らず、径を絞ると磁気ハードディスクの全面を検査する
のに多大な時間を要することになり能率が悪いという問
題がある。

【０００８】本発明は前記実情に鑑みてなされたもの
で、磁気ハードディスクの全面にわたって短時間で確実
にスパッタ抜け欠陥を検出することのできる方法を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで本発明の第１で
は、直線偏光状態のレーザ光を１／４波長板を通して円
偏光状態に変換した後、磁気ハードディスク表面に照射
し、この磁気ハードディスク表面からの反射光を、無欠
陥部分から反射するほぼ直線偏光状態のレーザ光の通過
をほぼお阻止するようにあらかじめ配置された１／２波
長板を通して受光手段で受け、その受光量により磁気ハ
ードディスク表面のスパッタ抜け欠陥を検出するように
している。

【００１０】本発明の第２では、直線偏光状態のレーザ
光を１／４波長板を通して楕円偏光状態に変換した後、
磁気ハードディスク表面に照射し、この磁気ハードディ
スク表面からの反射光を、無欠陥部分から反射するほぼ
直線偏光状態のレーザ光の通過をほぼ阻止するようにあ
らかじめ配置された１／２波長板を通して受光手段で受
け、その受光量により磁気ハードディスク表面のスパッ
タ抜け欠陥を検出するようにしている。

【００１１】

【作用】上記第１の構成によれば、円偏光状態にあるレ
ーザ光を磁気ハードディスク表面に照射した場合、無欠
陥部分での反射光がほぼ直線偏光状態になるのに対し、
スパッタ抜け欠陥部分での反射光は楕円偏光状態となる
ことを利用して無欠陥部分からの反射光のほとんどをカ
ットするように１／２波長板を配置することにより、無
欠陥部分からの反射光量を、スパッタ抜け欠陥部分から
の反射光量に比べて微弱量とし、この微弱量より大きい
光量が検出された場合には、スパッタ抜け欠陥があると
判断するようにしている。

【００１２】また第２の構成によれば、レーザ光を円偏
光とせず楕円偏光とし、これを磁気ハードディスク表面
に照射し、無欠陥部分での反射光がほぼ直線偏光状態に
なるのに対し、スパッタ抜け欠陥部分での反射光は楕円
偏光状態となることを利用して、無欠陥部分からの反射
光がほぼ零となるように１／２波長板を配置し、同様に
スパッタ抜け欠陥の検出を行うようにしている。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ詳細に説明する。

【００１４】図１は本発明実施例のスパッタ抜け検出方
法で用いられる検出光学系の基本構成を示す図、図２
(a) および(b) は、本発明実施例のスパッタ抜け欠陥の
検出原理を示す説明図である。

【００１５】この装置は、例えばビーム径６０μm のレ
ーザビームを照射するレーザ装置１と、レーザ装置１か
ら発せられる直線偏光状態のレーザ光を円偏光とするよ
うに配置された１／４波長板２と、この１／４波長板２
からのレーザ光を受けるように配置され、検出対象とな
る磁気ハードディスク３（例えば３．５φ）と、磁気ハ
ードディスク３で反射されたレーザ光を１／２波長板４
を介して検出する光検出器５とから構成されている。こ
こで１／４波長板２は直線偏光を円偏光とするように配
置されており、磁気ハードディスク３への入射角をｉ0
となるようにし、１／２波長板４は、この入射角ｉ0 に
対して無欠陥部分から反射された光成分をほとんどカッ
トするような検光角θ0 で配置されている。またこのレ
ーザ装置１は図示しないポリゴンミラーによって、順次
磁気ハードディスク面を走査するように構成され、全面
を検出できるようになっている。なお、入射角ｉ0 は実
験的に求める。

【００１６】次にこのスパッタ抜け欠陥の検出方法につ
いて説明する。

【００１７】まず、図２(a) に示すようにレーザ装置を
駆動し、レーザ光を照射する。そして１／２波長板を通
した無欠陥部分からの反射光のほとんどをカットするよ
うに１／２波長板の検光角を調整する。そして、反射光
を測定する。ここで照射された直線偏光の光は、１／４
波長板２で円偏光となるように偏光され、図４に示すよ
うな欠陥領域Ｋ以外の無欠陥部分すなわちカーボン１０
６からの反射光はほぼ直線偏光状態となり、１／２波長
板に入射する。この状態を図３に曲線ａで示す。 そし
て、検光角θ0 で配置された１／２波長板に入射した光
はここでほとんどカットされ、出力成分はほとんどな
い。この状態を図２(a) に示す。

【００１８】一方、欠陥部分ｋでは、カーボンが欠落し
てＣｒ１０５が露出しており、この欠陥部分Ｋ（Ｃｒ
面）からの反射光は、楕円偏光状態で１／２波長板に入
射する。この状態を図３に曲線ｂで示す。

【００１９】したがって、欠陥部分Ｋ（Ｃｒ面）からの
反射光は、検光角θ0 で配置された１／２波長板に入射
した光の一部が通過し、無欠陥部分に比べて大きい出力
成分となって残る。この状態を図２(b) に示す。

【００２０】この差を検出することによりスパッタ抜け
欠陥の有無を容易に検出することができる。

【００２１】このようにしてその位置での検出が終わる
と、ポリゴンミラーを走査して、次の検査領域にレーザ
ビームを移動し、ハードディスク面全面を走査する。ま
たポリゴンミラーを回転させてレーザビームを半径方向
に走査し、次の検査領域にレーザビームを移動するとと
もに、ハードディスクを低速またはステップ駆動させ全
面を走査する。

【００２２】このようにして本発明の方法によれば、偏
光を利用して無欠陥部分からの反射光量を微弱量とした
状態で反射光量を測定するようにしているため、Ｓ／Ｎ
比の良好な検出結果を得ることができる上、ビーム径を
小さく絞る必要がないため、検査時間を短縮することが
できる。単にレーザ光の反射を見る場合にはビーム径は
最小欠陥サイズの数倍位まで絞る必要があるが、この例
では、レーザ光のビーム径は最小欠陥サイズの数十倍程
度でよい。ここでは２μm φ程度の欠陥検出は可能であ
り、３．５φの磁気ハードディスクの場合１５秒〜２０
秒／枚と極めて短時間で測定可能である。さらにスパッ
タ抜け欠陥のみならず異物の付着、傷等、表面とは異な
った状態にあるものについてはすべて高感度に検出可能
である。

【００２３】前記実施例では円偏光成分を検出にもちい
たが、本発明の他の実施例として、楕円偏光成分を検出
に用いるようにしてもよい。

【００２４】この場合１／４波長板の角度を変えること
により直線偏光を楕円偏光とすることができ、この楕円
偏光を、第１の実施例と同様に磁気ハードディスクの表
面に照射する。この場合もある入射角ｉ0 では無欠陥部
分からの反射光はほぼ直線偏光となり、一方欠陥部分か
らの反射光は楕円偏光となるため、あらかじめ１／２波
長板の検光角を調整しておけば、第１の実施例と同様欠
陥を容易に検出することができる。

【００２５】なお、前記実施例では、磁気ハードディス
クのカーボン保護膜の欠陥検出について説明したが、磁
気ハードディスクの欠陥検出に限定されることなく、他
の装置にも適用可能であり、またカーボンに限定される
ことなく、他の材料についても適用可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、光の偏光現象を利用することによりＳ／Ｎ比が良好
で、短時間で容易にスパッタ欠陥検出を行うことが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の磁気ハードディスクの欠陥検出
装置を示す図

【図２】同欠陥検出過程を示す説明図

【図３】同検出過程での欠陥部分および無欠陥部分から
の反射光の偏光状態を示す図

【図４】本発明実施例の検出対象である磁気ハードディ
スクを示す図

【符号の説明】

１０１ Ａｌ基板、 １０２ ＮｉＰ層 １０３ Ｃｒ層 １０４ Ｃｏ−ＣｒＮｉ層、 １０５ Ｃｒ層、 １０６ Ｃ層、 １ レーザ装置、 ２ １／４波長板 ３ 磁気ハードディスク ４ １／２波長板、 ５ 光検出器、

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年７月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 磁気ハードディスク表面のスパッタ抜
け欠陥検出方法

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ハードディスク表
面のスパッタ抜け欠陥検出方法に係り、特に磁気ハード
ディスク表面にスパッタリングで保護膜を形成する際の
欠陥の検出に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ハードディスクは、図４に断面構造
図を示すように、Ａｌ基板１０１上に順次ＮｉＰ層１０
２、Ｃｒ層１０３、磁性層としてのＣｏ−ＣｒＮｉ層１
０４、Ｃｒ層１０５が所望のパターンをなすように積層
されて構成され、表面を保護膜としてのＣ層１０６で被
覆した状態をなしている。ところでこの製作に際しては
その最終工程で表面にカーボン膜をスパッタリングして
保護膜として用いるという方法がとられている。

【０００３】ところが、スパッタリング膜は、ピンホー
ルすなわちスパッタ抜け欠陥が生じ易いという問題があ
る。

【０００４】このようなスパッタ抜け欠陥は、劣化の原
因となりやすいため、欠陥を検査し欠陥の発生が生じた
場合には早期に発見し対策を立てる必要がある。

【０００５】従来スパッタ抜け欠陥そのものの検査方法
はなかったが、磁気ハードディスクの表面を検査する検
査装置は種々あり、光の回折現象や散乱現象を利用した
り、レーザ光の単なる反射光量を見て表面の欠陥を検出
するという方法は提案されている。この方法は例えば、
被検査対象であるハードディスクに光ビームを走査し、
反射光のレベル変化に基づいて求められたプロファイル
データを、あらかじめ求められた比較用プロファイルデ
ータと比較し、両者が非対応の際に欠陥ありとするよう
にしたものである（特開平２−２６８２５８号公報）。
ここでは、回折現象や散乱現象を利用したり、レーザ光
の単なる反射光量を見て表面欠陥を検出している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カーボ
ン膜の厚さは数１０nmオーダーであるため、スパッタ抜
け欠陥の凹凸は光学的に見て非常に小さく、また最小欠
陥サイズは数μm であるため、光の回折現象や散乱現象
の利用では、スパッタ抜け欠陥を確実に検出することが
できないという問題があった。

【０００７】また、上述した従来例の方法で、最小欠陥
サイズのスパッタ抜け欠陥までをも検出しようとする
と、照射するレーザビームの径を非常に絞らなければな
らず、径を絞ると磁気ハードディスクの全面を検査する
のに多大な時間を要することになり能率が悪いという問
題がある。

【０００８】本発明は前記実情に鑑みてなされたもの
で、磁気ハードディスクの全面にわたって短時間で確実
にスパッタ抜け欠陥を検出することのできる方法を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで本発明の第１で
は、直線偏光状態のレーザ光を１／４波長板を通して円
偏光状態に変換した後、磁気ハードディスク表面に照射
し、この磁気ハードディスク表面からの反射光を、無欠
陥部分から反射するほぼ直線偏光状態のレーザ光の通過
をほぼお阻止するようにあらかじめ配置された偏光子を
通して受光手段で受け、その受光量により磁気ハードデ
ィスク表面のスパッタ抜け欠陥を検出するようにしてい
る。

【００１０】本発明の第２では、直線偏光状態のレーザ
光を１／４波長板を通して楕円偏光状態に変換した後、
磁気ハードディスク表面に照射し、この磁気ハードディ
スク表面からの反射光を、無欠陥部分から反射するほぼ
直線偏光状態のレーザ光の通過をほぼ阻止するようにあ
らかじめ配置された偏光子を通して受光手段で受け、そ
の受光量により磁気ハードディスク表面のスパッタ抜け
欠陥を検出するようにしている。

【００１１】

【作用】上記第１の構成によれば、円偏光状態にあるレ
ーザ光を磁気ハードディスク表面に照射した場合、無欠
陥部分での反射光がほぼ直線偏光状態になるのに対し、
スパッタ抜け欠陥部分での反射光は楕円偏光状態となる
ことを利用して無欠陥部分からの反射光のほとんどをカ
ットするように偏光子を配置することにより、無欠陥部
分からの反射光量を、スパッタ抜け欠陥部分からの反射
光量に比べて微弱量とし、この微弱量より大きい光量が
検出された場合には、スパッタ抜け欠陥があると判断す
るようにしている。

【００１２】また第２の構成によれば、レーザ光を円偏
光とせず楕円偏光とし、これを磁気ハードディスク表面
に照射し、無欠陥部分での反射光がほぼ直線偏光状態に
なるのに対し、スパッタ抜け欠陥部分での反射光は楕円
偏光状態となることを利用して、無欠陥部分からの反射
光がほぼ零となるように偏光子を配置し、同様にスパッ
タ抜け欠陥の検出を行うようにしている。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ詳細に説明する。

【００１４】図１は本発明実施例のスパッタ抜け検出方
法で用いられる検出光学系の基本構成を示す図、図２
(a) および(b) は、本発明実施例のスパッタ抜け欠陥の
検出原理を示す説明図である。

【００１５】この装置は、例えばビーム径６０μm のレ
ーザビームを照射するレーザ装置１と、レーザ装置１か
ら発せられる直線偏光状態のレーザ光を円偏光とするよ
うに配置された１／４波長板２と、この１／４波長板２
からのレーザ光を受けるように配置され、検出対象とな
る磁気ハードディスク３（例えば３．５φ）と、磁気ハ
ードディスク３で反射されたレーザ光を偏光子４を介し
て検出する光検出器５とから構成されている。ここで１
／４波長板２は直線偏光を円偏光とするように配置され
ており、磁気ハードディスク３への入射角をｉ0 となる
ようにし、偏光子４は、この入射角ｉ0 に対して無欠陥
部分から反射された光成分をほとんどカットするような
検光角θ0 で配置されている。またこのレーザ装置１は
図示しないポリゴンミラーによって、順次磁気ハードデ
ィスク面を走査するように構成され、全面を検出できる
ようになっている。なお、入射角ｉ0 は実験的に求め
る。

【００１６】次にこのスパッタ抜け欠陥の検出方法につ
いて説明する。

【００１７】まず、図２(a) に示すようにレーザ装置を
駆動し、レーザ光を照射する。そして偏光子を通した無
欠陥部分からの反射光のほとんどをカットするように偏
光子の検光角を調整する。そして、反射光を測定する。
ここで照射された直線偏光の光は、１／４波長板２で円
偏光となるように偏光され、図４に示すような欠陥領域
Ｋ以外の無欠陥部分すなわちカーボン１０６からの反射
光はほぼ直線偏光状態となり、偏光子に入射する。この
状態を図３に曲線ａで示す。

【００１８】そして、検光角θ0 で配置された偏光子に
入射した光はここでほとんどカットされ、出力成分はほ
とんどない。この状態を図２(a) に示す。

【００１９】一方、欠陥部分ｋでは、カーボンが欠落し
てＣｒ１０５が露出しており、この欠陥部分Ｋ（Ｃｒ
面）からの反射光は、楕円偏光状態で偏光子に入射す
る。この状態を図３に曲線ｂで示す。

【００２０】したがって、欠陥部分Ｋ（Ｃｒ面）からの
反射光は、検光角θ0 で配置された偏光子に入射した光
の一部が通過し、無欠陥部分に比べて大きい出力成分と
なって残る。この状態を図２(b) に示す。

【００２１】この差を検出することによりスパッタ抜け
欠陥の有無を容易に検出することができる。

【００２２】このようにしてその位置での検出が終わる
と、ポリゴンミラーを走査して、次の検査領域にレーザ
ビームを移動し、ハードディスク面全面を走査する。ま
たポリゴンミラーを回転させてレーザビームを半径方向
に走査し、次の検査領域にレーザビームを移動するとと
もに、ハードディスクを低速またはステップ駆動させ全
面を走査する。

【００２３】このようにして本発明の方法によれば、偏
光を利用して無欠陥部分からの反射光量を微弱量とした
状態で反射光量を測定するようにしているため、Ｓ／Ｎ
比の良好な検出結果を得ることができる上、ビーム径を
小さく絞る必要がないため、検査時間を短縮することが
できる。単にレーザ光の反射を見る場合にはビーム径は
最小欠陥サイズの数倍位まで絞る必要があるが、この例
では、レーザ光のビーム径は最小欠陥サイズの数十倍程
度でよい。ここでは２μm φ程度の欠陥検出は可能であ
り、３．５φの磁気ハードディスクの場合１５秒〜２０
秒／枚と極めて短時間で測定可能である。さらにスパッ
タ抜け欠陥のみならず異物の付着、傷等、表面とは異な
った状態にあるものについてはすべて高感度に検出可能
である。

【００２４】前記実施例では円偏光成分を検出にもちい
たが、本発明の他の実施例として、楕円偏光成分を検出
に用いるようにしてもよい。

【００２５】この場合１／４波長板の角度を変えること
により直線偏光を楕円偏光とすることができ、この楕円
偏光を、第１の実施例と同様に磁気ハードディスクの表
面に照射する。この場合もある入射角ｉ0 では無欠陥部
分からの反射光はほぼ直線偏光となり、一方欠陥部分か
らの反射光は楕円偏光となるため、あらかじめ偏光子の
検光角を調整しておけば、第１の実施例と同様欠陥を容
易に検出することができる。

【００２６】なお、前記実施例では、磁気ハードディス
クのカーボン保護膜の欠陥検出について説明したが、磁
気ハードディスクの欠陥検出に限定されることなく、他
の装置にも適用可能であり、またカーボンに限定される
ことなく、他の材料についても適用可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、光の偏光現象を利用することによりＳ／Ｎ比が良好
で、短時間で容易にスパッタ欠陥検出を行うことが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の磁気ハードディスクの欠陥検出
装置を示す図

【図２】同欠陥検出過程を示す説明図

【図３】同検出過程での欠陥部分および無欠陥部分から
の反射光の偏光状態を示す図

【図４】本発明実施例の検出対象である磁気ハードディ
スクを示す図

【符号の説明】 １０１ Ａｌ基板 １０２ ＮｉＰ層 １０３ Ｃｒ層 １０４ Ｃｏ−ＣｒＮｉ層 １０５ Ｃｒ層 １０６ Ｃ層 １ レーザ装置 ２ １／４波長板 ３ 磁気ハードディスク ４ 偏光子 ５ 光検出器

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直線偏光状態のレーザ光を１／４波長板
   を通して円偏光状態に変換した後、磁気ハードディスク
   表面に照射し、 表面からの反射光を、無欠陥部分から反射するほぼ直線
   偏光状態のレーザ光の通過をほぼ阻止するようにあらか
   じめ配置された１／２波長板を通して受光手段で受け、 その受光量により磁気ハードディスク表面のスパッタ抜
   け欠陥を検出するようにした磁気ハードディスク表面の
   スパッタ抜け欠陥検出方法。
2. 【請求項２】 直線偏光状態のレーザ光を１／４波長板
   を通して楕円偏光状態に変換した後、磁気ハードディス
   ク表面に照射し、 表面からの反射光を、無欠陥部分から反射するほぼ直線
   偏光状態のレーザ光の通過をほぼ阻止するようにあらか
   じめ配置された１／２波長板を通して受光手段で受け、 その受光量により磁気ハードディスク表面のスパッタ抜
   け欠陥を検出するようにした磁気ハードディスク表面の
   スパッタ抜け欠陥検出方法。