JPS60123708A - 磁気デイスクの表面欠陥検査方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、磁気ディスクの表面欠陥検査方法および装置
に係り、特に梨地状微小凹凸を有する磁気ディスクの表
面に存在する欠陥を、自動的に検査することができる、
磁気ディスクの表面欠陥検査方法および装置に関するも
のである。

〔発明の背景〕

磁気ディスクは、研磨仕上したアルミ面板上に磁性材で
ある酸化鉄砥粒を塗布したものである。

この塗布工程は、溶剤と酸化鉄砥粒との混合液を、高速
回転中のアルミ面板上に滴して、その後前記溶剤をメｉ
、％発さぜるものである。しかしこの塗布］−程によっ
て形成される塗布膜には、クレータ状欠陥、すし状欠陥
が発生する。

以下、このことを図■１」を使用して説明する。

第１図は、磁気ディスクを示す平面図、第２図は、第１
図における１部近傍を示す拡大斜視断面図、第３図は、
第１図における■部近傍を示す拡大斜視断面図、第４図
は、磁気ティスフに発生する欠陥の典型例を示す拡大画
ｊｆｕ図である。

各図において、１は、アルミｍ１板４上に塗布膜５を形
成した磁気ティスフ、２．３Ｖｉ、それぞれ塗布膜５に
発生したクレータ状欠陥、すし状欠陥である。クレータ
状欠陥２は、前記混合液とアルミ面板４との接触部に汚
れが存在すると、溶剤蒸発後に塗布膜５０表面に発生す
る。また、すじ状欠陥３は、砥粒の不均一部があると、
回転速ルカによりアルミ面板４の半径方向外側に発生す
る。

これらのクレータ状欠陥２．すし状欠陥３は、磁気ディ
スク１の書き込みエラーの原因となるので、前記塗装工
程終了後に検査を行なう必要がある。

ところで、アルミ面板４は厚さ２　ｍｍであり、この上
の塗布膜５は、厚さ１μｍ］〕９表面粗さ０，０１μｍ
　１％　ａの梨地状微小凹凸を呈している。そしてクレ
ータ状欠陥２の大きさ、すし状欠陥：３の幅（以下、大
きさ９幅をまとめて大きさｄとい″））は、第４図に示
すように、０．５〜２ｎｕｎが典型的である。欠陥の深
さｌ］は０，２μＩ１１以上のものが書き込みエラーの
原因となるので、０２μＩｌｌ　以Ｊｚ　（７）　欠陥
の深さＩ〕を検出する必要がある。したがって、検出す
べき欠陥の深さ１〕は、大きさｄに比へ、１〕／　ｄ　
＝　１　：　２５００　（＝１０，０００）と著しく小
さい。

このよりに小さい欠陥は、表面が滑らかなものについて
は、たとえはニュートンリングによる干渉縞によって裸
出できるものの、磁気ディスクのように表面が梨地状微
小凹凸をなしプζものでは前記ニュートンリングを適用
できず、従来、目視によって欠陥を検査しており、しだ
がって磁気ティスフの信頼性が低いという欠点があった
。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した従来技術の欠点を除去して、梨地状
微小凹凸をなした磁気ディスクの表面上の、大きさに比
べて深さが著しく浅い欠陥を自動的に検出することがで
きる、磁気ディスクの表面欠陥検査方法、およびこの実
施に直接使用される表面欠陥検査装置の提供を、その目
的とするものであ〔発明の概被〕 本発明に係る磁気ティスフの表面欠陥検査装置の構成は
、磁気ディスクの表面にその表面に対して傾斜角度を有
する傾斜平行照明光を照射し、この照明光による前記表
面からの反射光の照度分布を、散乱光を遮光する遮光光
学系を具備した光電変換手段によシ測定することにより
、梨地状微小凹凸をなした前記表面に分布する、大きさ
に比べて深さが著しく浅い欠陥を検出するようにしたも
のである。

１　ｆｔ、本発明に係る磁気ティスフの表面欠陥検査装
置の（′ｉ７Ｆ成は、傾斜平行照明装置と、散乱光を遮
光する遮光光学系を具備した光電変換装置と、試別搬送
部とを有せしめるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

実施例の説明に入るまえに、本発明に係る基本的事項を
説明する。

（ω気ディスクの表面に傾斜平行照明光を照射し、その
表面からの反射光の照度分布を測定することのである。

本発明者は、表面に欠陥があると、（ａ）欠陥による凹
ｔｎ１鏡効果、および（１〕）アルミｉＭ＋板の表面か
らの反射光の減衰効果が生じ、これら（ａ）、　（ｂ）
の相乗効果に起因して照度分布に変動が生ずるという現
象を発見し、この現象を本発明に利用するものである。

この場合、反射光の照度分布を測定するにあたっては、
遮光光学系によって磁気ディスク表面からの散乱光γ遮
光することにより、■）１］記照度変動のコントラスト
を犬きくシ、安定な検出ができるようにした。

さらに、すし状欠陥の検出に際しては、／リントリカル
レンズを使用し、その欠陥の像を、当該すし状欠陥の長
手方向に圧縮して照度変動のコントラスト 以下、図面を使用して説明する。

第５図〜第９図は、本発明に係る基本的ａ項を説明する
だめのものであり、第５図は、欠陥による各種効果によ
る磁気ディスク表面からの反射光照度分布図、第６図は
、傾斜平行照明光の傾斜角度の、反射光照度分布のコン
トラストへの影響を示す、磁気ディスク表面近傍の計細
断１ｎｊおよび反射光照度分布図、第７１スは、散乱光
の影響を除く手段を説明するだめの、遮光光学系を具備
した光電変換装置およびこの光’ｆＬｘ換装置によって
測定した、クレータ状欠陥に対応する反射光照度分布図
、第８図は、ずじ状欠陥を検出する手段を説明するだめ
の、シリンドリカルレンズを配設した光電変換装置，配
設しない光電変換装置およＯ・これらの光電変換装置に
よって測定した、すし状欠陥に対応する反射光照度分布
図、第９図は、第８図（ａ）に係るシリンドリカルレン
ズを配設した光電変換装置とこれによってすし状欠陥を
検出している状態を示す平面図である。

各図において、２はクレータ状欠陥、３はずし状欠陥、
４はアルミ曲板、５は塗布ｊ換であり、壕だ同−首号を
イχｊしたものは同一部分である。

第５図（ａ）は、欠陥による凹面鏡効果を説明するもの
であり、塗布膜５に対して傾斜平行照明光６を照射する
と、塗布膜表面からの反射光７ａの照ＩＤ＝分布は、欠
陥２（３）の凹ｉＴｌ］鏡効果により、図示のように局
部的に変動する。これが、（ａ）欠陥による凹面鏡効果
である。一方、第５図（ｂ）は、アルミ１有］板の表面
減衰効果を説明するものであり、厚さ１μｍηの塗布膜
５は半透明であるので、１頃斜平行Ｈ６、明光６はアル
ミ面板４の表面で反射して、アルミ表面力 部を透過，反射した傾斜平行照明光６，反射光７ｂは、
いずれも欠陥のない正常部に比べ、塗イロ膜５内での減
衰が少ないため、アルミ表面力・らの反射光７ｂの照度
分布に局部的変動を生じる。これが、（ｂ）アルミ曲板
の表面からの反射光の減衰効果である。

以上の（ａ）、　（ｂ）の相乗効果を利用した、欠陥に
起因する照度分布の変動を、本発明に利用するようにし
たものである。

次に、第６図を使用して、１頃斜平行Ｈａ明ツＣ６の（
１４斜角度０の影響について説明する。

第６図（ａ）は、欠陥近傍■〜Ｏ領域を示し、第６図（
ｂ）は、この第６図（ａ）におけるｖＩ部に傾斜角度θ
−４０°のＩｌ：ｊＩ料平行照明光６を照射して１，−
＋る状態を示す拡大断面図で、また第６図（Ｃ）は、傾
斜角度θ−４０°のときの欠陥近傍■〜＠領域の、反射
光照度分布を示している。そして、第６図（（１）は、
第６図（ａ）における■部に傾斜角度θ−２０°の傾斜
平行照明光６を照射している状態を示す拡大断面図で、
また第６図（ｅ）は、傾斜角度θ−＝２０°のときの欠
陥近傍■〜＠領域の、反射光照度分布を示している。

塗布膜５の表面は梨地状微小凹凸を呈しているので、傾
斜平行照明光〇により反射光７；）と散乱光８が発生す
る。反射光７ａは、梨地状微小凹凸の平坦部から、また
散乱光８は梨地状微小凹凸のエツジ部から各々発生する
。そこて、傾斜角１皮θを小さくすると平坦部の見かけ
の割合が多くなるので、反射光７ａの照度が高くなる。

本発明者の実験では、θ＝２０°　、４０°の場合につ
いて、反射光照度分布をピンホール１５，光電変換素子
１６を用い、試料に係る磁気ディスクをＸ方向に移動さ
せて、００間の反射光照度分布を測定した。

その結果、第６図（Ｃ）、　（ｅ）に示すように、傾斜
角度θ＝２０°の場合の方がθ＝４０°の場合に比べ、
反射光照度が約５倍高くなり、欠陥２に対応した照度変
動（コントラスト）も犬さくなることがわかった。した
がって、傾斜平行照明光６の傾斜角度θは小さい方が望
ましい。

次に、第７図を使用して、散乱光の影響を除く方法を説
明する。

第７図（ａ）は、傾斜平行照明装置２０と、散乱光８を
除くための遮光光学系１８を具備した光電変換装置２１
とを略示的に示したものであり、第７図（６）は、第７
図（ａ）における光％変換装置２１を使用して測定した
、クレータ状欠陥に対応する反射光照度分布を、第７図
（Ｃ）は、との光電変換装置を使用しないで測定したと
きの、クレータ状欠陥に対応する反則光照度分布を、そ
れぞれ示している。

前記した傾斜平行照明装置２０は、光源９．ピンホール
１０．凸レンズ１１の組合せからなるものである。また
、光電変換装置２１は、２枚の凸レンズ１２．１４と、
これらの間に介挿したピンホール１３との絹合せからな
る遮光光学系１８の後に、ピンホール１５と光電変換素
子１６との組合せを配設してなるものである。そして、
ピンホール１３の開口位置は、凸レンズ１２の焦点と一
致している。したがって、反射光７ａは、前記開口を通
過するが、散乱光８は遮光される。そして反射光７ａは
、前記開口を通過後、凸レンズ１４により再び平行光と
なり、ピンホール１５　、　光電変換素子１６に入り、
この光電変換素子１６により反射光照度分布が測定され
る。

遮光光学系１８を具備した光電変換装置２１で測定した
反射光照度分布のコントラストは第７図＜ｂ）のように
なり、遮光光学系を具（＋ｉｉｉ　Ｌない光電変換装置
（光電変換装置２１から遮光光学系１８を除いたもの）
で測定したものは第７図（Ｃ）のようになり、遮光光学
系がない場１合には照度変動が少なく安定な検出ができ
ないが、遮光光学系１８を具備せしめたものでは、クレ
ータ状欠陥２に対応した照度変動（コントラスト）が著
しく犬きくなることがわかる。

最後に、第８，９図を使用して、すし状欠陥３を検出す
る方法を説明する。

第８図（ａ）は、すし状欠陥３を検出するだめの、シリ
ンドリカルレンズ１９を配設した光電変換装置２１Ａｆ
ｆｉ略示的に示し、第８図（ｂ）は、との光電変換装置
２１Ａによって測定した、すし状欠陥３に対応する反射
光照度分布を示している。一方、第８図（Ｃ）は、前記
第７図（ａ）における光電変換装置２】　（すなわち、
シリンドリカルレンズ１９のないもの）を略示的に示し
、第８図（ｄ）は、この光電変換装置２１によって測定
した、すじ状欠１！１／＋　３に対応する反射光照度分
布を示している。

前述７リンドリカルレンズ１９は、すじ状欠陥３の長手
方向にのみ光学的に圧縮する効果を有しており、この７
リンドリカルレンズ１９の後に、前記圧縮方向と直角方
向に細い幅を有するスリット１７が配設されている。と
のシリンドリカルレンズ１９とスリット１７とを用いた
光電変換装置２１Ａによる走査の方が（第８図（ｂ）が
、この場合の反射照度分布）、ピンホール１５を用いた
光電変換装置２１によるよりも、欠陥３に対応した照度
変動が大きくなる。ずじ状欠陥３の長手方向は磁気ディ
スク１の半径方向と一致するので、第９図に示すように
、磁気ディスク１をφ方向へ回転することにより、すし
状欠陥３ａ、３ｃ、３ｄが光電変換装置２１Ａにより一
検出される。まだ、磁気ディスク１の内径側のすじ状欠
陥３ｂ、３ｄに対しては、磁気ディスク１をｙ方向に適
当な距離だけ並進させた後、その磁気ディスク１を回転
させれば、傾斜平行照明部６ａがディスク内側に移り、
すし状欠陥３ｂ、３ｄが同様に検出されるものである。

本発明は、上記した解明に基づいてなされたものである
。以下、この発明を実施例によって説明する。

第１０図は、本発明の一実施例に係る磁気ディスクの表
面欠陥検査方法の実施に供せられる表面欠陥検査装置の
一例を示す平面図、第１１図は、第１０図における’Ａ
−Ｍ断面図、第１２図は、クレータ状欠陥を検査する場
合の走査方法を説明するための平面図、第１３図は、す
し状欠陥を検査する場合の走査方法を説明するための平
ｉｆｎ図、第１４図は、第１０図に係る磁気ディスクの
表面欠陥検査装置の動作を説明するための検査ブロック
図である。

第１０．１１図において、試料に係る磁気ディスク１は
、ホルダ２７に載置されるようになっており、このボル
ダ２７の回転軸２７ａは、ヘアリング２８で支持されて
いる。回転軸２７ａの端部は、カップリング２３により
ＤＣモータ２４に連結されており、この］）Ｃモータ２
４の他の軸はエンコーダ２５に接続される。以」二の部
品は、ハウジング２２，２６に装着されており、試料搬
送部２９を構成している。そして、この試料搬送部２９
は、ベアリング３５を介してベース３４上に１）方向へ
移動可能に支持されている。また、ベース３４上のパル
スモータ３０は、カップリング３１、おねじ３２．ハウ
ジング２６に取（＝Ｊけられためねじ３３を介して、ベ
アリング３５上の試料搬送部２９を並進移動（Ｐ方向）
させることができる。

２０は、磁気ディスク１の表面にその表面に対して傾斜
角度を有する傾斜平行照明光６を照射する、を源９．　
ピンホール１０．凸レンズ１１の組合せからなる（第７
図（ａ）参照）傾斜平行照明装置であり、この傾斜平行
照明装置２０は、ヘ−ス３４に立てられた支柱３６上に
装着されている。

２１ば、２枚の凸レンズ１２．１４と、これらの間に介
挿したピンホール１３との絹合せからなる遮光光学系１
８を具備し、この遮光光学系１８の後に、ピンホール１
５と光電変換素子１６との組合せを配設してなる（第７
図（ａ）参照）光電変換装置であり、この光電変換装置
２１ｉｌ−ｉ：、前記傾斜平行照明光６による前記表面
からの反射光７（７ａと７ｂとを含む）の照度を測定す
ることができるように、ベース３４に立てられた支柱３
７上に装着されている。

このように構成した磁気ディスクの表面欠陥検査装置に
よって、クレータ状欠陥を検ＩＪｊ−，ｔ−る動作を説
明する。

試料に係る磁気ディスク１をホルダ２７上に載置固定す
る。ここで表面欠陥検査装置をＯＮにすると、傾斜平行
照明装置２０から磁気ディスク１の表向上に傾斜平行照
明光６が照射される。−Ｚルスモーク３０．ＤＣモータ
２４が駆動され、ピンホール１５の開口の磁気ディスク
１上に対応する部分１５ａの大きさと同じ距離でピッチ
ｐの並進移動Ｐと、回転運動φとを組合せて、る°Ｈ気
ディスク１上のクレータ状欠陥が光電変換装置２１によ
って検出される。そして、その欠陥の位置が表示回路４
４に表示される。

これを検査ブロック線図（第１４図）を使用して説明す
ると、光電変換装置２１からの検出信号は増幅器３８を
経て、二値化回路３９で比較電圧■により二値化信号と
なり制御回路４０に至る。

制御回路４０は、ＤＣモータ駆動回路４２．パルスモー
タ駆動回路４３を作動させて、ＤＣモータ２４、パルス
モータ３０を駆動させる。エンコーダ２５で得られる磁
気ディスク１の回転方向位置ＩＩ′ｉ増幅器４１を経て
、制御回路４０に至る。そして、前記したように、表示
回路４４には磁気ディスクの欠陥位置が表示される。こ
のようにして、磁気ディスク１の全面のピンホール走査
が終ｊ′シたとき、磁気ディスクの衣１ｍ欠陥検査装置
がＯＦＦになる。

次に、すし状欠陥を検出する動作を説明する。

この場合には、光電変換装置２１０代りに、７リンドリ
カルレンズ１９を配設しプζ光電変換装置２１Ａ（第８
図（ａ））を、支柱３７に装着する。走査方法は、第１
３図に示すように、顛斜平行照明部６ａを幅とする環状
部３８ａ、３８ｂ、３８Ｃを順次走査すればよい。

以上説明した実施例によれは、磁気ディスク１の塗布膜
５上のクレータ状欠陥２．すし状欠陥３を自動的に且つ
正確に検査することが可能となり、磁気ディスク１の信
頼性を著しく向上させることができるという効果がある
。

なお、上記実施例においては、クレータ状欠陥を検査す
る場合と、すし状欠陥を検査する場合とでは、異なる光
電変換装置２１，２１Ａを使用する必要があるが、遮光
光学系１８の後に半透過鏡を配設して反射光の光路を分
岐し、一方の光路にピンホール１５と光電変換素子１６
を、他方の光路に７リンドリカルレ／ズ１９．スリット
１７および光電変換素子１６を、それぞれ配設した光電
変換装置を使用するようにすれば、クレータ状欠陥と、
すし状欠陥とを同時に検査することができるという利点
がある。

以上に述べた表面欠陥検査方法および装置は、磁気ディ
スク１の表面欠陥を検出するために適用することができ
るのみならず、その他の梨地状微小凹凸を有する平板表
面の欠陥を検出するだめにも適用できるものである。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明によれは、梨地状微小
凹凸をなした礎、気ディスクの表面上の、大きさに比べ
て深さが著しく浅い欠陥を自動的に１楓出すること・Ｊ
Δできる、磁気ディスクの表面欠陥１４灸を方法、およ
びこの実施に直接使用される表面欠陥検査装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、磁気ディスクを示す平面図、第２図は、第１
図における■部近傍を示す拡犬余Ｉ視断１ｎ」図、第３
図は、第１図における■部近傍を示す拡大斜視断面図、
第４図は、磁気ディスクに発生する欠陥の典型例を示す
拡大断面図、第５図〜第９図は、本発明に係る基本的事
項を説明するためのものであり、第５図は、欠陥による
各種効果による磁気ディスク表面からの反射光照度分布
図、第６図は、傾斜平行照明光の傾斜角度の、反射光照
度分布のコントラストへの影響を示す、磁気ディスク表
面近傍の詳細断面および反射光照度分布図、第７図は、
散乱光の影響を除く手段を説明するための、遮光光学系
を具備した光電変換装置およびこの光電変換装置によっ
て測定した、クレータ状欠陥に対応する反射光照度分布
図、第８図は、すし状欠陥を検出する手段を説明するた
めの、／リントリカルレンズを配設した光電変換装部、
配設しない光電変換装置およびこれらの光電変換装置に
よって測定した、すし状欠陥に対応する反射光＋！＜ｉ
度分布］ス、第９図は、第８図（ａ）に係るシリンド’
Ｊ　Ｊ）ルレンズを配設した光電変換装置とこれによっ
てずじ状欠１１ｆ＋１を検出している状態を示す平面図
、第１０図は、本発明の一実施例に係る磁気ディスクの
表面欠陥検査方法の実施例に供せられる表面欠陥検査装
置の一例を示す平面図、第１１図は、第１０図における
ＸＩ−ＸＩ断面図、第１２図は、クレータ状欠陥を検査
する場合の走査方法を説明するだめの平面図、第１３図
は、ずし状欠陥を検査する場合の走査方法を説明するだ
めの平面図、第１４図は、第１０図に係る磁気ディスク
の表面欠陥検査装置の動作を説明するだめの検査ブロッ
ク線図である。 ■・・・磁気ディスク、２・・・クレータ状欠陥、３・
・・すし状欠陥、５・・・塗布膜、６・・・傾斜平行照
明光、７゜７ａ、７Ｌｌ・・・反射光、８・・・散乱光
、１２・・・凸レンズ、１３・・・ピンホール、１４・
・・凸レンズ、１５・・・ピンホール、１６・・・光電
変換素子、１７・・・スリン１−１１８・・・遮光光学
系、１９・・・ンリンドリカルレ／ズ、２０・・・傾斜
平行照明装置、２１，２１Ａ・・・光電変換装置、２９
・・・試料搬送部、４４・・・表示回路、θ・・・傾斜
角度。 第１区 躬３図 ］ 第４匣 躬ｇｆｌ ηＡ 茅７２目 ど久

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁気ディスクの表面にその表１ｎ］に対して傾斜角
   度を有する傾斜平行照明光を照射し、この照明光による
   前記表面からの反射光の照度分布を、散乱光を遮光する
   遮光光学系を具備した光電変換手段により測定すること
   により、梨地状倣小凹凸全なしたＩ）１５記表面に分布
   する、大きさに比べて深さが著しく浅い欠陥を検出する
   ことを特徴とする磁気ディスクの表１ｎｊ欠陥検査力法
   。 ２、光電変換手段を、遮光光学系を具備し、この遮光光
   学系の後に、ピンホールと光電変換素子との組合せを配
   設してなるものとし、当該光・電変換手段により、クレ
   ータ状の欠陥を検出するようにしたものである’ｌ’Ｊ
   ’　Ｍ’Ｆ　請求の範囲第１項記載の磁気ディスクの表
   ｉｎｊ欠陥検査方法。 ３、光電変換手段を、遮光光学系を具備し、この遮光光
   学系の後に、シリンドリカルレンズと光電変換素子との
   組合せを配設してなるものとし、当該光電変換手段によ
   り、ずじ状の欠陥を検＋１４−Ｊ−るようにしたもので
   ある相許請求の範囲第１拍記載の磁気ディスクの表面欠
   陥検査方法。 ４、傾斜平行照明装置と、散乱光を遮光する遮光光学系
   を具備した光電変換装置と、試料搬送部とを有すること
   を特徴とする磁気ディスクの表面欠陥検査装置。 ５、遮光光学系を、２枚の凸レンズと、これらの間に介
   挿したピンホールとの組合ぜにしたものである特許請求
   の範囲第４項記載の磁気ディスクの表面欠陥検査装置。 ６、光電変換装置を、遮光光学系な具備し２、この遮光
   光学系の後に配設したピンホールと光電変換素子との組
   合せにしたものである特許請求の範囲第４項記載の磁気
   ディスクの表面欠陥検査装置。 ７、光電変換装置を、遮光光学系を具１ｉｆｉ　Ｌ、こ
   の遮光光学系の後に配設したシリンドリカルレンズと光
   電変換素子との組合せにしたものである特１Ｙ（−請求
   の範囲第４項記載の磁気ディスクの表面欠陥検査装置。