镜面底板的异物检查方法

专利名称：镜面底板的异物检查方法
技术领域：
本发明涉及对物体表面进行光照射、检测其反射光来检査物体表面上的凸起或异物的 异物检査方法，具体来说，涉及硬盘底板或半导体用硅片等镜面底板的异物检查方法。
背景技术：
近年来，作为代表性的磁盘装置的硬盘驱动器，由于其小型而且实现大容量，所以高 记录密度的趋势日益明显，记录道宽度为liim或以下。磁头为了对如此狭窄的记录道进 行正确的扫描，磁头的循迹伺服技术起到重要的作用。利用这种循迹伺服技术的现有硬盘 驱动器，按照一固定的角度间隔在盘片转动一圈的期间记录循迹用的伺服信号、地址信息 信号、再生时钟信号等。驱动器装置可根据磁头以一固定的时间间隔所再生的上述信号检 测磁头的位置来进行修正，使得磁头在记录道上正确扫描。伺服信号、地址信息、或再生时钟信号等为用以使得磁头在记录道上正确扫描的基准 信号，所以其写入(下面称为格式化)需要较高的定位精度。现有的硬盘驱动器采用其中 组装有利用光干涉的高精度位置检测装置的专用伺服装置(下面称为伺服记录器)使记录 头定位来进行格式化。但利用上述伺服记录器的格式化存在以下问题。第1，边使磁头高精度定位边在多条 记录道范围写入信号需要较长时间。因此，为了提高生产效率，必须使较多的伺服记录器 同时动作。第2，要引入、维护管理较多的伺服记录器需花费大量成本。记录道密度越高、 记录道数量越多，上述问题越严重。因此，曾提出一种并非用伺服记录器进行格式化，而是通过使预先写入了全部伺服信 息的所谓母盘的盘片和要格式化的磁盘重合，并从外部提供复制用的能量，来将母盘的信 息一并复制于磁盘上的方式和磁复制装置(例如日本专利公开特开平10-40544号公報)。该方案是在底板的表面上按针对信息信号的图案形状形成由铁磁性材料所构成的磁 性部作为磁复制用母盘。而且，使该磁复制用母盘的表面与形成有铁磁性薄膜或铁磁性粉 涂层的片状或盘片状磁记录媒体的表面相接触，并施加规定的磁场。由此，这是一种将与 磁复制用母盘上所形成的信息信号对应的图案形状的磁化图案记录于磁记录媒体的方法。采用上述磁复制方法所进行的格式化中所用的磁复制装置，能够瞬间格式化。但为了 获得良好的磁复制信号品质，需要在整个面上使磁复制用母盘和磁盘两者间无间隙地密 接。因此，对磁复制用母盘表面或磁盘表面所存在的异物或凸起进行的管理极为重要。尤 其是进行磁复制的磁盘，在即将磁复制之前对磁盘的整个平面部毫无遗漏地进行异物检查 是很重要的。作为磁盘平面部上的异物检查所用的异物检查装置，已知的有通过使激光点扫描磁盘 表面并检测其反射光，来检査磁盘上的异物或凸起的异物检查装置(例如日本专利公开特 开2003-4428号公報)。图14示出现有的异物检查装置。第1步骤中，使检查刻度夕101旋转 120度将为检查对象的磁盘102输送至检査位置，并由检査台103吸附保持处于检查位置 的磁盘102。第2步骤中，通知计算机109内的AD变换板开始采样。第3步骤中，利用旋转驱动装置104通过检查台103使磁盘102旋转。第4步骤中，对激光光源105加上规定电压对检查台103上的磁盘102照射激光L1。 由受光拍摄装置106接受其反射光、漫射光，并将受光拍摄装置106所输出的图像读取到 计算机109内的AD变换板。利用图像识别处理从所读取的图像当中检测异物。使激光照 射位置在盘片半径方向上位移进行这一动作数次。第5步骤中，由尺寸测定器照射部107照射激光L2，并使其通过磁盘102边缘部的侧 部。或者由尺寸测定器感光部108接受边缘部漫射的激光L2，并使得根据其与边缘部的位 置相对应的感光量的电压值输入计算机109内的AD变换板。第6步骤中，磁盘102旋转360度期间电压值的采样(即边缘部的位置测定)结束之 后，取出输入AD变换板的电压值的采样结果，算出离开磁盘102旋转中心的设定值(0， 0)的偏心量(X, Y)。第6道顺序步骤中，在磁盘102的最外侧或最内侧的整个区域范围 结束异物检测之后，对所得的异物检测数据分别加上第5道顺序步骤所得的偏心量(X， Y)。接着，检查加上偏心量之后各异物的座标是位于检査区域的内侧还是外侧，将位于外 侧的异物的检测数据作为与磁盘102边缘部相应的数据从异物检测数据中剔除。通过这样 来边正确测定边检査磁盘102外周边缘部的位置，因而能够排除外周边缘的漫反射所造成 的误识别，能够使激光Ll 一直扫描到外周边缘，毫无间隙地进行异物检查直至外周边缘。但上述现有的异物检查方法和异物检査装置中其问题在于，为了正确地测定盘片外周 边缘的位置，必须使用激光尺寸测定器这类高成本的测定仪器，因而装置的费用高。再者， 盘片的边缘通常倒角，要检查的平面部存在于内侧，与外周边缘仅相距倒角尺寸大小。通 常，倒角加工精度较低，倒角尺寸的公差较大。因而，即便是在某种程度上对盘片外周端 位置进行了正确的测定，但仍然不容易正确掌握要检查的平面部的轮廓。因此其问题在于， 很有可能将经过盘片倒角部漫反射的光误认为异物的反射光。发明内容本发明的镜面底板的异物检查方法，是一种克服上述问题、在不用高成本的测定仪器 的情况下明确地检测出被检査镜面底板的要检査的平面部的轮廓的异物检查方法。所提供 的是一种能够可靠检测出被检查底板的平面部上的异物或凸起，尤其是非常接近要检查的 平面部轮廓或者与其接触的异物或凸起的镜面底板的异物检査方法。本发明具体的镜面底板的异物检査方法，制作从照射了照明光的被检査底板发生漫反 射的漫反射光的图像数据。从拍摄有被检查底板的检査区域轮廓的图像数据当中检测出表 示检查区域轮廓的多个部位的轮廓标本点的座标。根据多个轮廓标本点的座标推定检查区 域，在图像数据中将检查区域以外部分掩模来制作掩模图像数据之后，利用掩模图像数据， 进行图像数据的异物检测处理。利用该方法，能够在不使用激光尺寸测定器这类高成本的测定仪器的情况下明确地检 测出被检查底板即镜面底板的检查区域。而且，能够在整个检查区域范围毫无间隙地可靠 提取为检査区域的镜面上存在的异物或凸起。具体来说，可明确截取与被检查底板的检査 区域轮廓接近或者接触的异物或凸起的图像，可以相对简便的处理检测出镜面底板上的异 物或凸起。另外，上述方法中，也可以设法使图像数据为经过二值化处理的二值化图像。利用该 方法，可对于照射了照明光的被检查底板消除因杂散光等所产生的光晕，另外可明确检测 出为镜面的被检查底板中的检査区域轮廓的边界或检查区域上的异物或凸起。另外，上述方法中，也可以推定轮廓线使得多个轮廓标本点的座标与被检查底板中检 査区域的轮廓线间距离的平方和为最小。利用该方法，可设定作为镜面的被检査底板的检 査区域的轮廓线，可用该轮廓线生成2值的掩模图像来明确检査区域。另外，上述方法中，也可以设法将漫反射光的反射部件或自行发光的发光部件设置于 被检査底板附近，在拍摄有比被检查底板的检査区域宽的范围的图像数据中制作使得被检 查底板的背景上显现反射部件或发光部件的像这种图像数据。
利用该方法，即便是被检查底板的边缘无倒角面的情形、或是倒角面非常小的情形， 也可明确显现被检査底板的检查区域即镜面的轮廓，能够只截取检查面即镜面的图像数据 进行检查，能够用简便的处理检测出镜面底板上的异物或凸起。另外，本发明的镜面底板的检査方法，具有对被检査底板照射照明光、并将从被检查 底板漫反射的漫反射光的图像数据变换为由暗部数据值和亮部数据值这2值所组成的二值 化图像的步骤。另外，提取从二值化图像中所设定的中心呈放射状延伸的不同斜率的多个 位置的直线上的图像数据列，对各条直线上的图像数据列在从被检查底板的内周部至外周 部、或者从外周部至内周部的任一方向上依次检查数据。另外，具有将数据值变化的数 据座标作为多条直线上的外周轮廓标本点座标分别求出的步骤；以及根据多个部位的外周 轮廓标本点座标求出表示被检查底板的检查区域的外周侧轮廓的外周轮廓圆的中心和半 径的步骤。另外，提取从二值化图像中所设定的中心呈放射状延伸的而且不同斜率的多个 位置的直线上的图像数据列，对各条直线上的图像数据列在从被检查底板的外周部至内周 部、或者从内周部至外周部的任一方向上依次检查数据。另外，具有将数据值变化的数据 座标作为多条直线上的内周轮廓标本点座标分别求出的步骤。另外，具有根据多个部位的 内周轮廓标本点座标求出表示被检查底板的检查区域内周侧轮廓的内周轮廓圆的中心和 半径的步骤。另外，具有对于二值化图像生成将外周轮廓圆的外侧和内周轮廓圆的内侧 的图像数据值变更为暗部数据值的掩模图像的步骤；以及从二值化图像和掩模图像检测出 具有亮部数据值的图像数据的步骤。利用这种镜面底板的异物检查方法，能够明确检测出被检査底板即镜面底板的检查区 域，同时在整个检查区域范围毫无间隙地、可靠提取成为该检查区域的镜面上存在的异物 或凸起。具体来说，存在与被检査底板的检查区域的轮廓接近、或接触的异物的情况下， 能够明确截取凸起的图像。通过这样，可在不用激光尺寸测定器这类高成本的测定仪器的 情况下检测出镜面底板上的异物或凸起。另外，利用本发明的异物检查方法，由于用拍摄有被检查底板的检查区域的轮廓的图 像数据推定检査区域，并将图像数据的检査区域以外部分掩模之后，进行异物检测处理， 所以可在整个检査区域范围毫无间隙地进行检査。此外，与检查区域的轮廓接近、或接触 的异物的图像也可与检查区域轮廓的图像分开。因而其显著效果在于，能够可靠检测出轮 廓附近的异物，可以在不使用激光尺寸测定器这类高成本的测定仪器的情况下对磁盘表面 上存在的异物或凸起进行检査。


图1为本发明实施方式1的镜面底板的异物检查方法的流程图。图2为本发明实施方式1的镜面底板的异物检查方法中取得图像数据用的检查装置的 概要示意图。图3为说明本发明实施方式1的镜面底板的异物检查方法中图2所示的检査装置中生 成图像数据用的剖面立体图。图4图示的为本发明实施方式1的镜面底板的异物检查方法中使用图2说明的检查装 置所取得的磁盘的图像数据。图5图示的为本发明实施方式1的镜面底板的异物检查方法中对图4所示的图像数据 实施了边缘增强处理的图像数据。图6图示的为本发明实施方式1的镜面底板的异物检査方法中对图5所示的经过边缘 增强处理的图像数据进行二值化处理，并变换为亮部数据(白色部分)和暗部数据(黑色 部分)这种2值数据的情形。图7为本发明实施方式1的镜面底板的异物检查方法中根据图6所示的二值化图像推 定要检査区域的外周轮廓这种处理的说明图。图8为本发明实施方式1的镜面底板的异物检査方法中与推定外周轮廓圆的处理同样 根据通过二值化处理得到的二值化图像推定要检查区域的内周轮廓圆这种处理的说明图。图9图示的为本发明实施方式1的镜面底板的异物检查方法中用外周轮廓推定处理和 内周轮廓推定处理中所推定的外周轮廓圆和内周轮廓圆生成的2值的掩模图像。图10图示的为本发明实施方式1的镜面底板的异物检查方法中利用掩模处理所得的 图9所示的掩模图像数据和利用二值化处理所得的图6所示的经过二值化处理的图像数据 两者相乘的图像数据。图11图示的为本发明实施方式1的镜面底板的异物检查方法中将异物检测处理中所 提取的异物的座标标于位置图(7 '7 7°図)上的情形。图12为本发明实施方式2的镜面底板的异物检査方法所用的检査装置的概要示意图。图13图示的为本发明实施方式2的镜面底板的异物检查方法所用的检查装置所取得 的图像数据。图14为现有异物检査装置的镜面底板的异物检査方法所用的检查装置的概要示意图。 标号说明9摄像元件、IO透镜、IILED照明装置、12镜筒、13镜面、14倒角部、15异物、16
漫反射板、101检查刻度、102磁盘、103检查台、104旋转驱动装置、105激光光源、106 受光拍摄装置、107尺寸测定器照射部、108尺寸测定器受光部、109计算机、Cl外周轮 廓圆、C2内周轮廓圆、DL1 DL8外周标本检查方向、DL9 DL16内周标本检査方向、El 外周轮廓、E2内周轮廓、Ll、 L2激光、L3照明光、L4正反射光、L5漫反射光、01中心、 PA1 PA8外周轮廓标本点、PA9 PA16内周轮廓标本点、Zl、 Z2、 Z3异物图像、Z4、 Z5 倒角部反射图像、Z6、 Z7漫反射板图像具体实施方式
下面参照

本发明的实施方式。另外，下面说明的实施方式中，作为要检查的 被检査底板以磁盘为例进行说明。此外，以下附图中对于相同的要素标注相同的标号。 (实施方式l)图1至图11为本发明实施方式1的镜面底板的异物检查方法的说明图。图1为实施 方式1的镜面底板的异物检査方法的流程图。图2为步骤ST1所用的检査装置的概要示意 图。图3为表示照明光和反射光两者间关系用的磁盘的剖面立体图。图4图示的为图像数 据。图5图示的为经过边缘增强处理的图像数据。图6图示的为经过二值化处理的图像数 据。图7为表示外周轮廓标本点的检测方法的俯视图。图8为表示内周轮廓标本点的检测 方法的俯视图。图9图示的为掩模图像数据。图10图示的为经过掩模处理的图像数据。 图11为表示异物座标的位置图(^ '7 7'図)。现参照图1说明异物检查方法的步骤。步骤ST1中，准备拍摄有被检査底板即磁盘102 轮廓的灰度的二维图像数据。步骤ST2中，对二维图像数据进行边缘增强处理。也就是说，实施对图像数据的数据 值急剧变化的部分进行增强的边缘增强处理。接着，在步骤ST3中，利用设定了规定阈值的二值化处理，将超过阈值的图像数据值 变换为亮部数据值(例如l)，而将阈值或以下的图像数据值变换为暗部数据值(例如O)。步骤ST4中，外周轮廓推定处理根据经过二值化处理的图像数据对检査异物的区域的 外周轮廓进行推定处理。接下来，在步骤ST5中，内周轮廓推定处理根据经过二值化处理的图像数据对检查异 物的区域的内周轮廓进行推定处理。步骤ST6中，在掩模处理中，按外周轮廓推定处理和内周轮廓推定处理分别推定的轮 廓生成掩模图像，对经过二值化处理的图像数据如上屏蔽掩模，截取异物检査区域。
接着，在步骤ST7中，异物检测处理根据经过掩模处理的图像数据检测与异物相对应 的数据。接下来，在步骤ST8中，位置图显示处理对检测出的异物的部位进行位置标示。 下面说明各步骤中的处理顺序。图2为在图1所示的步骤ST1取得图像数据用的检查装置的立体图。摄像元件9具有 取得磁盘102的图像数据用的二维构成。摄像元件9配置有透镜10。摄像元件9可以对比 被检查底板即磁盘102的检查区域宽的范围进行摄像。LED照明装置11与摄像元件9和透 镜10—起装配于镜筒'12上，对磁盘102进行照明。在LED照明装置11上，可按环状排 列有多个LED，围着磁盘102进行照明。另外，透镜10被调整为将检查台103上所设置的 磁盘102的像成像于摄像元件9上。经过摄像元件9变换为电信号的图像信号被读取到计 算机109中，作为图像数据存储于计算机109的存储器内。图3为说明图2所示的检查装置中生成图像数据情形用的剖面立体图。磁盘102包括 为了记录数据而经过非常平滑研磨的镜面13、和为了使边缘不容易缺损而设置的倒角部 14。倒角部14设置于磁盘102的外周边缘和内周边缘这两侧边缘。图3中，照明光L3为自图2所示的LED照明装置11照射到磁盘102的光。正反射光 L4为由镜面13反射的反射光。另外，漫反射光L5产生于照明光L3因磁盘102的镜面13 上的异物15而漫反射的情形或由倒角部14漫反射的情形。在图2所示的检査装置中，将摄像元件9或LED照明装置11的位置调整为避免将正 反射光L4导向摄像元件9，而将漫反射光L5导向摄像元件9。若是磁盘102的镜面13上 完全无异物存在的情况下，摄像元件9得到的图像中显现磁盘102的倒角部14的像。若是磁盘102的镜面13上有异物15的情况下，由此出射的漫反射光L5被导向摄像 元件9在摄像元件9上显现异物15的像。这样便可检测出磁盘102镜面13上的异物15。图4图示的为使用图2说明的检查装置所取得的磁盘102的图像数据(步骤ST1)。图4所示的图像数据中显现有多个异物图像，但它们可分为3种类型。示出的是作为 每一分类的典型图像的异物图像Z1至Z3。另外，倒角部反射图像Z4为经图3所示的磁盘 102外周一侧的倒角部14漫反射的光被拍摄得到的倒角部的反射图像。另外，倒角部反射 图像Z5同样为经图3所示的磁盘102内周一侧的倒角部14漫反射的光被拍摄得到的反射 图像。以异物图像Zl为代表的图像可作为独立的亮点观察。以异物图像Z2为代表的图像与 外周的倒角部反射图像Z4相关联显现。另外，以异物图像Z3为代表的图像与内周的倒角 部反射图像Z5相关联显现。之所以以异物图像Z2、 Z3为代表的异物图像与倒角部图像相
关联显现，是由于异物与磁盘102的边缘非常接近或与其接触，或者异物的漫反射光和倒 角部的漫反射光会重叠的缘故(图l、步骤ST1)。图5图示的为对图4所示的图像数据实施了步骤ST2所示的边缘增强处理的图像数据。 与图4所示的图像相比，杂散光等所造成的光晕消失，磁盘102的倒角部14 (图像Z4、 Z5)的边界或异物15 (图像Zl、 Z2、 Z3)变得清晰。现将步骤ST2中的边缘增强处理的 典型运算式示于(式l)、(式2)以及(式3)。 (式1)<formula>formula see original document page 11</formula>(式2)<formula>formula see original document page 11</formula>(式3)<formula>formula see original document page 11</formula>的话，则 P(i,j)-M(I,j)>S(i,j)<formula>formula see original document page 11</formula>的话，则P(i,j)-M(I,j)<=S(i,j)式中，<formula>formula see original document page 11</formula>(式l)、(式2)、以及(式3)中，标号i表示二维图像数据的像素在X方向上的排 列序号，标号j同样表示二维图像数据的像素在Y方向上的排列序号。另外，标号P表示 亮度值。因而，亮度值P (i、 j)表示二维图像数据在X方向上第i、在Y方向上第j个
像素的亮度值。另外，(式l)、(式2)、以及(式3)的运算式表示，通过右边所示的运算式用由相同 标号i和标号j相关联的原本的(图像处理之前的)二维图像数据的多个像素的亮度值P (i， j)或P (i + l， j)等运算求出左边所示的经过图像处理的二维图像数据的任意l像 素的亮度值P (i、 j)。下面简单说明各运算式的运算。(式l)和(式2)右边的运算表示所用的是中括号当中的逗号所划分的两个运算式的数值(绝对值)即上段和下段的运算式当中较大的数值。(式3)中，M (i、 j)表示由排列序号(i、 j)所示的图像处理前的二维图像数据的 任意像素和其周围像素的平均值。另外，S (i、 j)为排列序号(i、 j)所示的图像处理 前的二维图像数据的任意像素和其周围像素的偏差值。(式3)中表示，图像处理前的二维图像数据的任意像素的亮度值P (i、 j)和其周 围亮度值的平均值M (i、 j)两者之差的绝对值比偏差值S (i、 j)大的情况下，经过图 像处理的亮度值P (i、 j)与图像处理前的亮度值P (i、 j)相等。而图像处理前的二维 图像数据的任意像素的亮度值P (i、 j)和其周围亮度值的平均值M (i、 j)两者之差的 绝对值与偏差值S (i、 j)相等或比其小的情况下，经过图像处理的亮度值P (i、 j)为 图像处理前其周围亮度值的平均值M (i、 j)。上述运算不论何种均作为将图像亮度变化中的低通成分去掉的高通滤波器起作用。能 够除去光晕等比较缓和的亮度变化成分，来增强异物15或倒角部14处急剧的亮度变化(图 1、步骤ST2)。图6图示的为对图5所示的经过边缘增强处理的图像数据进行二值化处理，并变换为 亮部数据(白色部分)和暗部数据(黑色部分)这种2值数据的情形(图l、步骤ST3)。图6中，磁盘102的镜面13的外周轮廓El和内周轮廓E2所包围的区域为要检查的 区域，即检査区域。在该检查区域中对异物图像进行检测(图l、步骤ST3)。图7为根据图6所示的二值化图像推定要检査的区域的外周轮廓的处理的说明图(图 1、参照步骤ST4)。如图7中方向线DL1所示，以从磁盘102的外周部至内周部横切外周 边缘的形式决定依次检査数据的外周标本检查方向，检查图像数据。检査该图像数据时， 虽出现2处数据值从暗部数据值变化至亮部数据值的点，但第2点是镜面13和外周边缘 侧的倒角部14的边界，所以将该点登记为外周轮廓标本点PA1。同样，将外周标本检查方 向设定为从方向线DL2至方向线DL8检测外周轮廓标本点PA2至PA8并进行登记。由于被 检查底板是磁盘102，所以外周轮廓呈圆形，可根据所登记的外周轮廓标本点PA1至PA8 推定该外周轮廓圆Cl。为了根据所登记的外周轮廓标本点PA1至PA8推定外周轮廓圆Cl ， 采用最小平方误差法。所谓最小平方误差法，为在令各外周轮廓标本点的座标为(Xn, Yn)、 所推定的圆的中心为(Xc、 Yc)、其半径为R时，推定Xc、 Yc、 R使得(式4)所示的平方 误差A为最小的方法(图1中的步骤ST4)。 (式4)这时，根据被检査底板的形状，将其形状中例如重心附近的点设定为假想的中心Ol， 设定以该中心01作为座标原点的X—Y座标，将各外周轮廓标本点作为从该中心01呈放 射状延伸的直线上的点，来检测各点的座标(Xn、 Yn)(本实施方式中n二1 8)。实施方式1中，由于被检查底板为具有中心孔的磁盘102，所以己知其形状为环形， 外周轮廓呈圆形。因而，外周轮廓标本点PA1至外周轮廓标本点PA8的各座标(Xn、 Yn)， 可作为将磁盘102的假想中心01点设定为原点的X—Y座标上的座标进行检测。可根据如 此检测出的各个座标(Xn、 Yn)用(式4)求出外周轮廓圆Cl的中心(Xc， Yc)以及半径 R。图8为与上述外周轮廓圆的推定处理同样根据步骤ST3的二值化处理所得的二值化图 像推定要检查区域的内周轮廓圆这种处理的说明图(步骤ST5)。图8中，如方向线DL9所 示，以从磁盘102的内周部至外周部横切内周边缘的形式决定依次检査数据的内周标本检 查方向，检査图像数据。虽出现2处数据值从暗部数据值变化至亮部数据值的点，但第2点是镜面13和内周 边缘侧的倒角部14的边界，所以将该点登记为内周轮廓标本点PA9。同样，将内周标本检 查方向设定为从方向线DL10至方向线DL16检测内周轮廓标本点PA10至PA16并进行登记。 根据所登记的内周轮廓标本点PA9至PA16的座标，与上述外周轮廓圆Cl推定情形同样用 最小平方误差法推定内周轮廓圆C2 (图l、步骤ST5)。关于内周轮廓圆C2的推定，与上 述外周轮廓圆C1的推定情形相同，因而说明从略。图9图示的为用上述外周轮廓推定处理和内周轮廓推定处理中所推定的外周轮廓圆Cl 和内周轮廓圆C2生成的2值的掩模图像。将外周轮廓圆Cl的内侧以及内周轮廓圆C2的 外侧作为亮部数据值(白色部分)，而将除此以外的部分作为暗部数据值(黑色部分)，其 中由亮部数据值表示的部分为检査区域(图l、步骤ST6)。图10图示的为利用掩模处理6所得的图9所示的掩模图像数据和利用二值化处理步
骤ST3所得的图6所示的经过二值化处理的图像数据两者相乘的图像数据。具体来说，只 是掩模图像数据中的亮部数据和二值化图像数据中的亮部数据两者重叠的部分为亮部数 据。图10的图像数据中，图6中的外周轮廓圆E1或内周轮廓圆E2等磁盘102的镜面13 以外区域的图像消除的同时，存在于磁盘102的镜面13上的检查区域的异物或凸起的部 分作为成为亮部数据值(白色部分)的图像部分而留存。另外，如异物图像Z2、 Z3那样 与外周轮廓圆E1或内周轮廓圆E2接触的异物图像便成为异物的图像部分独立的图像(图 1、步骤ST7)。异物检测处理步骤ST7如图10所示，是从所处理的图像当中提取具有亮部数据值的 图像块(例如Z1 Z3)的处理。图11图示的为将异物检测处理7所提取的异物座标标注于位置图上的情形(图1、步 骤ST8)。具体来说，与图4所示的异物图像Z1、 Z2、以及Z3相对应的异物的座标分别表 示为点CZ1、 CZ2、以及CZ3。另外，未标注标号的其它异物图像的座标也可表示为点。如上戶》述，实施方式1是一种通过根据拍摄有整个磁盘102的二值化图像数据，将要 检查的镜面13的区域推定为外周轮廓圆Cl和内周轮廓圆C2，并对外周轮廓圆Cl的外侧 和内周轮廓圆C2的内侧进行掩模，从而只截取镜面13上的异物进行异物检测的方法。因 而，可以不必如前述现有例那样为了正确测定盘片外周边缘的位置而使用激光尺寸测定器 这种高成本的测定仪器。另外，通过用实施方式1的方法，非常接近磁盘102的倒角部14 或与其接触的异物图像也能从倒角部14的图像当中明确截取，能够以简单的处理作为异 物进行检测。另外，实施方式1中在从图像的周边部至中心部的方向上依次检査图像数据，并检测 出外周轮廓标本点PA1 PA8，但也可以相反在从图像的中心部至周边部的方向上依次检查 图像数据。这时，暗部数据值变化至亮部数据值的点当中，第1点成为镜面13和外周边 缘一侧的倒角部14的边界。另外，同样在从图像的中心部至周边部的方向上依次检査图像数据，并检测出内周轮 廓标本点PA9 PA16，但也可以相反在从图像的周边部至中心部的方向上依次检查图像数 据。这时，与检测上述外周轮廓标本点PA1 PA8时同样，暗部数据值变化至亮部数据值 的点当中，第1点成为镜面13和内周边缘一侧的倒角部14的边界。另外，实施方式1中，外周轮廓标本点和内周轮廓标本点都为8点，但为圆形的情况 下标本点数目可最少为3点，也可以为20点左右。标本点数目过少的话，形状推定误差 会变大。而标本点数目过多的话，运算时间较长但推定精度未见提高。因而，重要的是随
所推定的形状选择合适的标本点数目。如实施方式l所示，在所推定的形状为圆的情况下 较好为6点至20点左右。
另外，实施方式1中，将检查对象底板形成为具有中心孔的磁盘，但也可以是如半导 体制造所使用的硅底板那样的无中心孔的镜面底板。为无中心孔的镜面底板的情况下，当 然可以只检测外周轮廓标本点的座标，不存在内周轮廓标本点。
另外，本发明的外形不限于圆形的底板，也可以是三角形、四边形等，只要轮廓线的 形状是可按縮小比例尺定义的几何形状，无论是何种形状都能够适用。被检查底板的形状 为例如多边形的情况下，将其形状中重心附近的点设定为假想中心，以该中心为座标的原 点设定X—Y座标。而且，将各外周轮廓标本点作为从其中心(座标的原点)呈放射状延 伸的直线上的点，检测各外周轮廓标本点的座标。
可以通过观察被检査底板来认识被检查底板的形状是三角形、四边形、还是其它多边 形。因此，能够认识所检测出的各外周轮廓标本点存在于构成作为外周轮廓的多边形的各 条边当中哪条边上。因而，能够根据作为被检査底板的外周轮廓线的一条边上的多个外周 轮廓标本点，对构成该条边的直线推定上述X—Y座标的方程式。在针对表示构成该轮廓 线的一条边的直线的方程式推定中，可采用最小平方误差法使得该直线与各外周轮廓标本 点间距离的平方和为最小。通过这样对于构成被检查底板的外周轮廓圆的各条边分别用最 小平方误差法，求出与各条边的直线相对应的方程式，可以将这些直线所围成的区域作为 检查区域。因而，可通过检测各外周轮廓标本点的座标，来推定被检査底板的检査区域。 而且，可以利用图1所示的各种处理，将检査区域中的异物或凸起的座标标注于位置图上。
如上所述，根据实施方式1，通过用拍摄有被检査底板的检查区域轮廓的图像数据推 定检査区域，并将图像数据的检查区域以外部分掩模之后，使经过二值化处理的图像数据 和经过掩模处理的掩模图像数据两者相乘，来进行异物检测处理。因此，能够无间隙地在 整个检査区域范围进行检査，同时与检査区域轮廓接近或者接触的异物或凸起的图像也能 够与检査区域轮廓的图像明确分离，所以能够确实无误地检测出轮廓附近的异物或凸起。 (实施方式2)
图12为说明本发明实施方式2的镜面底板的异物检查方法用的检查装置的概要示意 图。图13图示的为该检查装置所取得的图像数据。
图12中，漫反射板16使来自LED照明装置11的照明光漫反射。实施方式2的检查 装置与实施方式1不同之处在于，磁盘102载置于漫反射板16上。至于其它方面，由于 均与实施方式1的检查装置相同，所以其说明从略。图13图示的为图12所示的检査装置所取得的图像数据。漫反射板图像Z6、 Z7是通 过将漫反射板16的反射光导向摄像元件9而拍摄的。这样，通过设置漫反射板16，即便 是磁盘102的倒角部14不存在的情况下，或者其非常小的情况下，也能明确显现磁盘102 的镜面13的轮廓，能够只截取作为检査面的镜面13的图像数据进行检查。
可通过将用这种检查装置所取得的图像数据作为实施方式1的图1所示流程图中的图 像数据，实施各种处理，从而能无间隙地在被检查底板的整个检查区域范围进行检查，能 够可靠地检测出检查区域中的异物或凸起。关于各个步骤的处理，由于与实施方式1相同， 因而其说明从略。另外，推定检査区域的外周轮廓和内周轮廓的各步骤的处理中，各数据 值从暗部数据值变化至亮部数据值的点分别只出现l处。因而，实施方式2中，由外周轮 廓推定处理和内周轮廓推定处理的各个处理所得到的1处的从暗部数据值变化至亮部数据 值的各个点成为镜面13和外周边缘一侧倒角部14及内周边缘一侧倒角部14的边界。
另外，设置通过埋入灯或LED来自行发光的发光板替代漫反射板16，也可获得同样的 效果。
如上所述利用实施方式2，可获得与实施方式1相同的效果，即便是被检査底板的外 周边缘和内周边缘不存在倒角部的情况下或其非常小的情况下，也能明确显现作为被检查 底板的检查区域的镜面的轮廓，只截取作为检査面的镜面的图像数据进行检查，能够进行 精度非常高的异物检查。 (工业实用性)
本发明的镜面底板的异物检查方法作为粘附于硬盘驱动器所用的磁盘的灰尘或凸起 的检查方法是非常有用的。具体来说，能够无间隙地在磁盘整个镜面部分范围进行检查， 所以对于使母盘与磁盘相接触并利用磁复制进行复制的情况下对磁复制前的磁盘的异物 检査来说十分有效。另外，作为一种检査半导体制造所用的硅片或光掩模衬底等其表面为 镜面的底板有无附着灰尘或缺陷的异物检查方法，也相当有用，所以在该产业上利用的可 能性很高。
权利要求
1.一种镜面底板的异物检查方法，其特征在于，对被检查底板照射照射光，根据由所述被检查底板漫反射的漫反射光制作图像数据，根据拍摄有所述被检查底板的检查区域轮廓的所述图像数据，检测表示所述检查区域轮廓的多个部位的轮廓标本点的座标，根据所述多个轮廓标本点的座标推定所述检查区域，在所述图像数据中将所述检查区域以外部分掩模来制作掩模图像数据之后，用所述掩模图像数据，进行所述图像数据的异物检测处理。
2. 如权利要求1所述的镜面底板的异物检查方法，其特征在于， 拍摄有所述被检査底板的检査区域轮廓的所述图像数据为经过二值化处理的二值化图像。
3. 如权利要求1或2中任一项所述的镜面底板的异物检查方法，其特征在于， 推定所述轮廓线使得所述多个轮廓标本点的座标与所述被检查底板中所述检查区域的轮廓线之间的距离的平方和为最小。
4. 如权利要求1或2中任一项所述的镜面底板的异物检查方法，其特征在于， 将漫反射光的反射部件或自行发光的发光部件设置于所述被检査底板附近，针对拍摄有比所述被检查底板的所述检查区域宽的范围的所述图像数据制作使得所述被检查底板 的背景上显现所述反射部件或所述发光部件的像的所述图像数据。
5. —种镜面底板的异物检查方法，其特征在于，包括将来自所述被检査底板的漫反射光所形成的图像数据变换为由暗部数据值和亮部数 据值这2值所组成的二值化图像的步骤；提取从所述二值化图像中所设定的中心呈放射状延伸的不同斜率的多个位置的直线 上的图像数据列，对各条所述直线上的所述图像数据列在从所述被检査底板的内周部至外 周部、或者从外周部至内周部的任一方向上依次检査数据，将数据值变化的所述数据的座 标作为多条所述直线上的外周轮廓标本点座标分别求出的步骤；根据多个部位的所述外周轮廓标本点座标求出表示所述被检查底板的检查区域的外周侧轮廓的外周轮廓圆的中心和半径的步骤；提取从所述二值化图像中所设定的中心呈放射状延伸的而且不同斜率的多个位置的 直线上的图像数据列，对各条所述直线上的所述图像数据列在从所述被检查底板的外周部 至内周部、或者从内周部至外周部的任一方向上依次检查数据，将数据值变化的所述数据 座标作为多条所述直线上的内周轮廓标本点座标分别求出的步骤；根据多个部位的所述内周轮廓标本点座标求出表示所述被检査底板的所述检査区域 的内周侧轮廓的内周轮廓圆的中心和半径的步骤；对所述二值化图像生成将所述外周轮廓圆的外侧和所述内周轮廓圆的内侧的图像数 据值变更为暗部数据值的掩模图像的步骤；以及从所述二值化图像和所述掩模图像检测出具有亮部数据值的图像数据的步骤。
全文摘要
本发明提供一种不会误识别、也无漏检、能够可靠检测镜面底板的边缘附近的异物的异物检查方法。包括被检查底板的图像数据步骤(ST1)、边缘增强处理步骤(ST2)、二值化处理步骤(ST3)、外周轮廓圆推定处理步骤(ST4)、内周轮廓圆推定处理步骤(ST5)、掩模处理步骤(ST6)、异物检测处理步骤(ST7)、以及位置图显示处理步骤(ST8)。针对拍摄有被检查底板的检查区域轮廓的图像数据步骤(ST1)进行边缘增强处理、二值化处理，接着检测表示检查区域轮廓的多个部位的标本点。接下来通过根据多个标本点的坐标确定可缩小比例尺定义的轮廓线的尺寸、位置、转角来求出推定检查区域，对经过二值化处理的图像数据将推定检查区域以外部分掩模之后，进行异物检测处理步骤(ST7)。
文档编号G01N21/95GK101163960SQ20068001306
公开日2008年4月16日 申请日期2006年4月19日 优先权日2005年4月19日
发明者末永辰敏, 滨田泰三 申请人:松下电器产业株式会社