JP4586260B2 - ディスクリート・トラック方式の磁気記憶媒体の表面欠陥検査方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ディスクリート・トラック方式の磁気ディスクの表面欠陥検査において、磁気ディスクの偏心の影響を受けることなく検査を可能にする検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の磁気ディスクの検査工程は、大略、
（１）バーニッシュ工程で磁気ディスクの表面の突起が削られ平坦にされる。
（２）表面欠陥検査工程で表面に所定の基準以上の欠陥がある磁気ディスクを取り除く。
（３）グライドテスト工程で、磁気ディスク表面の突起の数が検査され、突起の数が所定数以上あればそのディスクは取り除かれ、合格となったディスクは、サーテイフアイ工程で記録性能が検査される。
という工程で検査が行われる。
【０００３】
上述の（２）の表面欠陥検査工程においては、一般に、レーザ光を媒体表面に照射し、反射した戻り光の位相のずれを高さ情報として得てこれを表面形状の指標とする光学的表面欠陥検査装置や、光量変化を面の傾き情報として表面形状を判断する光学的表面欠陥検査装置などが用いられている。
【０００４】
図８に代表的な光学的表面欠陥検査装置の例を示す。この装置では、適当な投光器からスプリッタ９１と対物レンズ９２を通してレーザ光の光スポット９３を磁気記憶媒体９０の表面に照射して、その戻り光をスプリッタ９１および結像レンズ９４を通してセンサ９５で受け、処理部１００の高さ検出部９６で測定領域（０．３〜２μｍ角程度）の高さ情報を得る。
【０００５】
得られた高さ情報を予め設定された高さ・深さの閥値と比較器９７、９８で比較し、高さ情報＞上限閥値または高さ情報＜下限閾値であれば検出器９９にて欠陥ありと判断する。
【０００６】
図９は別タイプの光学的表面欠陥検査装置の例を示す。ここでは、スループットを上げるために、適当な投光器からライン集光レンズ１０１、スリット１０２、スプリッタ１０３および対物レンズ１０４を用いて磁気記憶媒体１００の測定領域上に半径方向に長い光スポツト１０５を当てる。
【０００７】
さらに、分解能を上げるために、スプリッタ１０３、結像レンズ１０６を通る戻り光は多数のセンサからなる１〜ｎセンサ１０７に集光され、各センサの出力から処理部１０９の高さ検出部１０８にて高さ情報を測定する。
【０００８】
処理部１０９における高さ情報の信号処理は図８の処理部におけるそれをｎ倍したものに他ならないので、詳述は省略する。
【０００９】
図９の方式の特徴は、円周方向の分解能を得るために、円周方向に幅狭で半径方向に細長い形状の光スポツトを用いることにある。
【００１０】
ところで、近年の記録密度の向上に伴う著しいトラック密度の上昇は、再生信号のＳ／Ｎ比低下という問題を引き起こしている。これは、データ書き込み時に、ヘッドキャップの側面から生じる漏れ磁界によって、トラックとトラックとの間の領域に余計な記録（サイド・フリンジング）をしてしまい、これが雑音の原因となることに依る。
【００１１】
トラック密度の上昇に伴うサイド・フリンジングによる雑音の増加を防止するために、近年、磁気記憶媒体の記録トラックの間に溝を設けたいわゆるディスクリート・トラック方式の磁気記憶媒体が採用されるようになっている。
【００１２】
上述のようなディスクリート・トラック方式の磁気ディスクに対する光学式表面欠陥検査において、図８や図９に示す装置をそのまま用いたのでは、センサによる測定領域がディスクの偏心の影響などで溝部を横切った際に、溝とトラックの凸凹を検出してしまい、それがノイズとなるため正確な欠陥検出が困難であるという問題がある。
【００１３】
これを図８に示す装置に関して図１０にて説明すると、同図（Ａ）に示すようにトラック１１１と溝１１２とが交互に配置されてなる磁気ディスクのある矩形視野１１０において、本来であれば測定領域Ａのごとくトラック１１１の上を走行すべき測定スポットが、磁気ディスクの偏心などが原因で測定領域Ｂに移行してしまうことがある。この場合には測定領域から得られる高さ情報は同図（Ｂ）に示すように波打つことになり、欠陥ありとの誤判断を引き起こす可能性がある。
【００１４】
図９に示す装置に関しても、個々のセンサの測定領域が溝を横切る際に同様な現象が発生するため、同様に欠陥検出が困難である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、ディスクリート・トラック方式の磁気記憶媒体の表面欠陥検査において、偏心が生じた際にもトラック間に設けられた溝に影響されることなく、表面欠陥の検出を可能とすることにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
図８のような光学式表面欠陥検査装置において、図５に示すように測定領域Ａの半径方向の長さがトラックピッチに比べて十分に長くなるような関係に光スポット６３の長さを選ぶと、走査中、測定領域内には常に複数のトラック６１と溝６２が存在し、溝とトラックの平均の高さ情報が検出される。
【００１７】
複数の溝とトラックの部分の高さ情報が平均化されることで、偏心などにより測定領域が溝を横切るときの高さ情報の変動を低減できる。
【００１８】
測定領域に対してある程度以上の大きさを持つ欠陥箇所では、測定領域のほぼ全体が欠陥の影響をうけるので、得られる高さ情報は欠陥の無い箇所に比べて大きく違っている。
【００１９】
これを図６の参照の下で説明する。図６は欠陥の無い個所（左上）と欠陥のある個所（右下）を測定した場合の高さ情報の相違を、図の上部に平面図、下部に断面図の形式で略示したもので、光スポットが当たった場合、欠陥の無い表面（測定領域▲１▼）では測定領域内のトラック７１と溝７２との高さ情報が平均化され、図中点線Ａの高さ情報が得られる。測定領域を半径方向に長く取ることにより、測定領域が溝を横切るときの高さ情報の変動は小さい。
【００２０】
欠陥箇所（測定領域▲２▼）で得られる欠陥箇所の高さ情報Ｂは正常面の高さ情報Ａに比べて低く、この差により欠陥の有無が検出できる。
【００２１】
上述の表面検査においては、測定領域を半径方向に長く取ればよく、円周方向の幅は分解能を得るため通常通り狭くてかまわない。
【００２２】
また、図９に示す表面欠陥検査装置において、１〜ｎの全センサが一体となってカバーする測定領域をみれば、ディスクリート・トラック方式媒体のトラックピッチより半径方向に長く取っていることになる。
【００２３】
これは図７を参照すれば明らかである。図９の例では１〜ｎセンサ１０７の個々のセンサは１トラック分の信号を受けるに過ぎないが、図７の例では▲１▼〜ｎのセンサ全体で複数個（必ずしもｎ個でなくともよい）のトラック分の信号を受けることになるので、結局トラックピッチより半径方向に長い測定領域を採用しているといえるわけである。
【００２４】
そして、トラックｎ個分の高さ情報の平均をとりその領域の高さ情報とみなすことで、媒体表面に設けられた溝の影響を低減することができる。トラックｎ個分に対してある程度以上の大きさを持つ欠陥箇所では、センサの大部分が欠陥の影響を受け、得られる高さ情報は欠陥の無い箇所に比べて大きく違ってくるので、この差により欠陥として検出できる。
【００２５】
上記したトラック１〜ｎの平均化は、例えば、１〜５、６〜１０、・・・、(ｎ-４)〜ｎ、というように、半径方向の検出分解能をあげるために分割して平均化してもかまわない。ただし、この場合は、分割された各領域下には複数のトラックと溝の存在が必要である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施例を示すもので、図８に示す装置の改良版であり、半径方向の測定領域をトラックピッチより十分長く取ることで、ディスクリート・トラック方式の磁気ディスクの表面欠陥検査を可能とする装置の例である。
【００２７】
適切な投光器より射出されたレーザ光は、ライン集光レンズ１、スリット板２により、ライン状の光となり射出される。射出された光はスプリッタ３に入射し、スプリッタ３で分けられた光の一方は対物レンズ４を通して媒体１０の表面に光スポット５として照射される。
【００２８】
照射された光は媒体表面で反射され、その反射光は対物レンズ４、スプリッタ３、結像レンズ６を通ってセンサ７に入射する。そして、反射光のドップラー効果による周波数シフトから高さ方向の変化速度を高さ検出器８にて検出し、高さ情報を得る。
【００２９】
光スポット内部にはトラック、溝など高さの異なる部分が含まれるが、個々の点からそれぞれの変化速度に応じたドップラーシフト周波数成分の光が反射し、それらのスペクトルの総和をとると、光スポット領域内全体の平均化された高さが検出される。
【００３０】
測定領域下には複数のトラックと溝が存在するので、図３に示すように偏心により測定領域がＡからＢのように移動しその際に溝を横切ったとしても、平均化の効果のため得られる高さ情報の変動は小さい。
【００３１】
また、図４のような測定領域に対して大きな欠陥Ｄ（図ではへこんでいる欠陥の例を示す）がある場合、欠陥箇所で得られる高さ情報は欠陥の影響を受け、欠陥の無い箇所とは異なる高さ情報となる。
【００３２】
これらの高さ情報を比較器９Ｈ、９Ｌにおいてそれぞれ高さの上限閾値または下限閾値と比較し、高さ情報＞上限閾値または高さ情報＜下限閾値なら検出器１１にて欠陥ありと判定することで、ディスクリート・トラック方式磁気記録媒体の表面欠陥の光学的検査が可能となる。
【００３３】
図２は本発明の異なる実施例を示すもので、図９の装置の改良版であり、１〜ｎセンサ２７のそれぞれの高さ情報を高さ検出器２８−１〜２８−ｎで検出し、平均化装置２９で平均化して、高さ上限閾値、高さ下限閾値と比較器３０Ｈ、３０Ｌにて比較して、高さ情報＞上限閾値または高さ情報＜下限閾値なら検出器３１にて欠陥ありと判定することによって、ディスクリート・トラック方式磁気記録媒体の表面欠陥の光学的検査を可能としている。
【００３４】
１〜ｎセンサ２７がカバーする半径方向の測定領域は、トラックピッチに対して十分に長く取ってある。
【００３５】
このような装置構成にすることで、測定領域が溝を横切るとき個々のセンサの高さ情報は安定しないが、１〜ｎの全センサの高さ情報を平均化し、その場所の高さとしているので、溝を横切るときの変動を軽減できる。
【００３６】
測定領域に対して大きな欠陥箇所、たとえば凹み欠陥がある場合、凹みによりその箇所で得られる高さ情報（１〜ｎを平均化したもの）は、欠陥の無い箇所に比べ低くなる。
【００３７】
逆に膨れ欠陥に関しても同様に、その箇所で得られる高さ情報は、欠陥の無い箇所に比べ高くなる。この通常面に対する高さ情報の違いにより表面欠陥を検出することができる。
【００３８】
平均化に関しては、本実施例では１〜ｎのすべてで平均化しているが、例えば、１〜５、６〜１０、‥・、（ｎ‐４）〜ｎというように、いくつかに分割してもかまわない。
【００３９】
そうすることで、検出の半径方向の分解能が向上できる。ただし、この場合の分割された領域下には、複数のトラックと溝の存在が必要である。
【００４０】
また、図２においては個々のセンサで高さを算出した後に平均化をしているが、別の方法として、各センサの出力信号レベルを平均化し、その信号を用いて高さの算出を行っても同様の結果が得られる。
【００４１】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、記録トラック間に溝を設けてある磁気記億媒体における光学式表面欠陥検査方法において、測定領域をトラックピッチにくらべ大きくすることで、高さ情報の違いから、表面欠陥検査を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の要部断面図を伴う配置ならびに回路ブロック図である。
【図２】本発明の異なる実施例の要部断面図を伴う配置ならびに回路ブロック図である。
【図３】ディスクの偏心による測定領域の移動状態を示す部分平面図である。
【図４】ディスクの表面欠陥と測定領域の関係を示す部分平面図である。
【図５】本発明の実施例における測定領域とトラックピッチとの関係を示す部分平面図である。
【図６】欠陥の有無による高さ情報の違いを示す部分平面ならびに断面図である。
【図７】本発明の異なる実施例における測定領域とトラックピッチとの関係を示す部分平面図である。
【図８】従来の光学式外観検査装置の一例における要部断面図を伴う配置ならびに回路ブロック図である。
【図９】従来の光学式外観検査装置の他の一例における要部断面図を伴う配置ならびに回路ブロック図である。
【図１０】従来の実施例における高さ情報の変動についての説明図である。
【符号の説明】
１、２１ ライン集光レンズ
２、２２ スリット
３、２３ スプリッタ
４、２４ 対物レンズ
５、２５ 光スポット
６、２６ 結像レンズ
７、２７ センサ
８、２８−１〜２８−ｎ 高さ検出器
９Ｈ、９Ｌ、３０Ｈ、３０Ｌ 下限閾値比較器
１０、２０ 磁気記憶媒体
１１、３１ 欠陥検出器

Claims (2)

1. 記録トラック間に溝を有する磁気記憶媒体の高さを光学的手段により測定して測定結果に基づき欠陥を検出するに当たり、
   前記光学的手段は、前記磁気記憶媒体表面に照射した光の反射光のドップラー効果による周波数シフトを検出して高さ情報を得るものであり、かつ、測定スポットの長さを半径方向に少なくともトラックと溝を各１つ以上含む長さとし、複数の測定箇所で測定された高さ情報を比較して欠陥の判定を行なうことを特徴とする光学式表面欠陥検査方法。
2. 記録トラック間に溝を有する磁気記憶媒体の高さを光学的手段により測定して測定結果に基づいて欠陥を検出するに当たり、半径方向に複数の測定領域を持ち、各領域の高さを同時に測定する光学式表面欠陥検査方法であって、
   前記光学的手段は、前記磁気記憶媒体表面に照射した光の反射光のドップラー効果による周波数シフトを検出して高さ情報を得るものであり、かつ、複数の測定領域の検出信号または検出高さを平均化してその箇所の高さ情報とし、この高さ情報を比較して欠陥の判定を行なうことを特徴とする光学式表面欠陥検査方法。

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