信息記錄介質檢查裝置和方法
2023-05-17 14:51:06
專利名稱：信息記錄介質檢查裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種用於檢查信息記錄介質的外觀的裝置和方法。信息記錄介質典型地是諸如光碟的盤。
背景技術：
在諸如緻密盤(Compact DiskCD)和數字多用途盤(DigitalVersatile DiskDVD)的光碟中，稱作「凹坑」的小型凹部被形成在這些光碟的表面上，並且這些凹坑擁有信息。這些凹坑是由光學拾取頭光學地讀取的，以便可以再現聲音和圖像。由於光碟是通過採用這些光碟的母盤製造的，所以對應於這些凹坑的結構體也存在於光碟母盤上。
當檢查在注入模具之後製造的光碟母盤和光碟時，檢查裝置利用諸如雷射的光照射光碟上，實際上讀取反射光的信號，和基於該實際上讀取的信號，測量記錄操作的完成特性、信號強度、噪聲等等，以便檢查在檢查的光碟上是否存在錯誤凹坑。例如，在日本專利申請No.Hei-9-54952(參考第3和4頁以及圖1)和日本專利申請No.2004-55119(參考第5頁以及圖1)中，公開了常規的檢查裝置。
常規的信息記錄介質檢查裝置僅僅從光碟母盤和光碟中讀出光信號。因此，這些常規的檢查裝置不能檢查這些錯誤凹坑具有什麼樣的形狀。但是，由於在凹坑的形狀和記錄操作之間存在著緊密的關係，所以期望的是提供能夠進一步檢查光碟的凹坑形狀的技術思想。
此外，當開發具有大存儲容量的盤時，例如，使得光碟具有100GB(十億字節)的存儲容量，凹坑的凹部/凸部的尺寸達到幾十個納米。要求這些凹坑的尺寸以1nm等級的精度製造。因此，當試圖去檢查光碟母盤的形狀和製造的光碟的形狀時，必然要求在1nm精度等級上的檢查性能。
發明內容
本發明是在以上描述的技術背景下提出的。本發明的一個目的是提供一種檢查裝置和檢查方法，不僅能夠檢查是否在信息記錄介質中存在缺陷，而且能夠檢查信息記錄介質的表面結構，諸如凹坑形狀等等，並且進一步能夠檢查具有大存儲容量的信息記錄介質。
本發明的一個方面是一種信息記錄介質檢查裝置，用於檢查信息記錄介質的外觀。該信息記錄介質檢查裝置包括電子槍，用於利用電子束照射所述信息記錄介質的所希望的位置；載物臺，用於保持所述信息記錄介質，使得所述信息記錄介質可以沿旋轉方向和徑向方向移動；檢測器，用於通過利用所述電子束照射所述信息記錄介質，來檢測已經獲得所述信息記錄介質之表面的信息的電子；和圖像產生單元，用於根據由所述檢測器檢測的所述電子來獲得所述信息記錄介質之所述表面的圖像。
本發明的另一個方面是一種信息記錄介質檢查裝置，用於檢查信息記錄介質。該信息記錄介質檢查裝置包括信息記錄介質缺陷檢測單元和信息記錄介質缺陷觀察單元，該信息記錄介質缺陷檢測單元包括光源，用於利用光照射所述信息記錄介質；載物臺，用於旋轉所述信息記錄介質；光接收設備，用於從所述信息記錄介質接收反射光；和計算裝置，用於通過對所述接收的反射光的信息與設計數據進行比較，來判斷是否在所述信息記錄介質上存在凹坑的缺陷，和用於產生所述凹坑的缺陷位置數據；所述信息記錄介質缺陷觀察單元包括電子槍，用於利用電子束照射包含由所述缺陷位置數據表示的所述缺陷位置的區域；檢測器，用於檢測從利用所述電子束照射的所述信息記錄介質之所述區域產生的電子；和圖像產生單元，用於根據由所述檢測器檢測的所述電子來產生所述信息記錄介質之表面的圖像。
本發明的另一個方面是一種信息記錄介質記錄和檢查裝置，用於利用電子束照射信息記錄介質的表面以便在該信息記錄介質上記錄信息以及用於檢查該記錄信息的異常狀態。該信息記錄介質記錄和檢查裝置包括第一電子槍，用於利用電子束照射所述信息記錄介質以便在其上記錄信息；載物臺，用於在其上安裝所述信息記錄介質，使得所述信息記錄介質可以沿旋轉方向和徑向方向移動；第二電子槍，用於利用電子束照射所述信息記錄介質，以便讀取記錄在所述信息記錄介質上的所述信息；檢測器，用於檢測從所述信息記錄介質發射的電子；和缺陷計算操作單元，用於從由所述檢測器檢測的所述電子中讀取記錄在所述信息記錄介質上的所述信息，並且判斷是否存在所述信息記錄介質的異常狀態。
本發明的另一個方面是一種信息記錄介質檢查方法，用於檢查信息記錄介質的外觀。該檢查方法包括利用電子束照射所述信息記錄介質的所希望的位置；通過利用電子束照射所述信息記錄介質，來檢測已經獲得所述信息記錄介質之表面的信息的電子；和從所述檢測的電子中獲得所述信息記錄介質之表面的圖像。
如之後描述的，存在本發明的其它方面。因此，本發明的這個綜述意欲提供本發明的一些方面，並且不意欲限制在此處描述和聲明的本發明的範圍。
附圖被結合進並且構成本說明書的一部分。附圖示範了本發明的某些方面，並且與說明一起用作說明本發明的某些原理。
圖1是用於示意性地示出根據本發明第一實施例的信息記錄介質檢查裝置的整體結構的示意圖；
圖2是用於圖示性地表示圖1所示的檢查裝置的部分結構的示意圖；圖3是用於說明性地表示根據本發明第一實施例的檢查裝置的配置的示意圖；圖4是用於說明性地示出信息記錄介質的平面圖；圖5是用於說明性地示出在圖1的檢查裝置中採用的檢測器的結構例子的示意圖；圖6是用於說明性地示出在圖1的檢查裝置中採用的檢測器的另一個結構例子的示意圖；圖7是用於說明性地示出在圖1的檢查裝置中採用的檢測器的另一個結構例子的示意圖；圖8是用於說明性地表示根據本發明第二實施例的檢查裝置的內部配置的示意圖，以及圖9是用於說明性地表示根據本發明第三個實施例的記錄和檢查裝置的內部配置的示意圖。
具體實施例方式
下面的詳細說明參考了附圖。雖然該說明包括示範性的實施方式，但是其它的實施方式是可能的，並且不脫離本發明的精神和範圍，可以對描述的實施方式進行改變。下面的詳細說明和附圖不限制本發明。相反，本發明的範圍是由所附的權利要求限定的。
本發明的信息記錄介質檢查裝置檢查信息記錄介質的外觀。該檢查裝置包括電子槍，用於利用電子束照射所述信息記錄介質的所希望的位置；載物臺，用於保持所述信息記錄介質，使得所述信息記錄介質可以沿旋轉方向和徑向方向移動；檢測器，用於通過利用電子束照射所述信息記錄介質，來檢測已經獲得所述信息記錄介質之表面的信息的電子；和圖像產生單元，用於根據由所述檢測器檢測的所述電子來獲得所述信息記錄介質之所述表面的圖像。
根據該結構，該檢查裝置發射電子束到所述信息記錄介質上並且利用電子束照射所述信息記錄介質，檢測已經獲得所述信息記錄介質之表面的信息的電子，以及獲得所述信息記錄介質之表面的圖像。因此，可以通過該檢查裝置來檢查所述信息記錄介質的表面結構。此外，由於採用電子束，可以檢查非常細微的形狀，並且由此該檢查裝置可以檢查具有記錄目的的結構體的信息記錄介質，器中所述記錄目的的結構體以非常細微的形狀製造，以便獲得高的存儲容量。
該信息記錄介質檢查裝置進一步可以設置有比較單元，用於對所述圖像進行互相比較。由於對所述圖像進行互相比較，所以可以檢測缺陷。
另外，該信息記錄介質檢查裝置可以進一步設置有判斷/計算單元，用於判斷與在所述信息記錄介質上形成的凹坑的形狀相關的值是否在預定的範圍內，和用於判斷是否存在異常狀態。因此，可以機械地判斷是否存在異常狀態。
該檢測器可以在其檢測表面上擁有多個像素陣列，並且該信息記錄介質之表面的圖像可以被投影到該檢測表面上。因此，可以合適地獲得該信息記錄介質的投影圖像的信息。
此外，該檢測器可以在該檢測表面上具有二維像素陣列，並且該檢測器可以擁有能夠對所述信息記錄介質之表面的圖像信號進行積分的功能，當所述載物臺移動時，該信息記錄介質之表面的圖像信號被投射到該檢測表面上，其中對所述二維像素陣列的多行的信號進行積分，作為積分單位(對線信號進行積分)。因此，可以獲得具有大的S/N比的適合的檢查數據。
該電子槍可以發射具有一個面積的電子束，該電子束能夠照射一個區域，該區域包含在樣本上對應於所述檢測器的成像區域的區域。因此，執行該圖像投影，以便可以獲得該信息記錄介質之表面的合適圖像。
該信息記錄介質檢查裝置可以設置有缺陷檢測單元，用於當光被發射到該信息記錄介質上時，從產生的反射光中獲得在該信息記錄介質上的凹坑的缺陷，以便產生表示該缺陷的位置的缺陷位置數據。該電子槍可以利用電子束照射由通過該缺陷檢測單元產生的該缺陷位置數據表示的該缺陷位置。因此，通過在該缺陷檢測單元上採用光，可以迅速地發現該缺陷。然後，通過電子束的照射，可以以高精度獲得發現的缺陷的圖像。因此，可以迅速地以高精度執行缺陷的形狀觀察。
該信息記錄介質檢查裝置可以設置有記錄目的的電子槍，用於利用電子束照射該信息記錄介質，以便在其上記錄信息。該檢查目的的電子束的照射位置可以設置在通過該記錄目的的電子槍的該記錄目的的電子束的照射位置的後面或者隨後的位置上。因此，該信息可以通過採用該記錄目的的電子槍被記錄在安裝在載物臺上的該圖像記錄介質上，以及可以通過採用該檢查目的的電子槍的該電子束的照射來檢查該信息記錄介質。因此，該信息記錄介質檢查裝置可以檢查是否僅僅在該記錄操作之後存在該缺陷，以便可以改善生產率。
根據另一個方面，該信息記錄介質檢查裝置設置有信息記錄介質缺陷檢測單元和信息記錄介質缺陷觀察單元。該信息記錄介質缺陷檢測單元包括光源，用於利用光照射該信息記錄介質；載物臺，用於旋轉該信息記錄介質；光接收設備，用於從該信息記錄介質接收反射光；和計算裝置，用於通過比較接收的反射光的信息與設計數據，來判斷是否在該信息記錄介質上存在凹坑的缺陷，和用於產生該凹坑的缺陷位置數據。該信息記錄介質缺陷觀察單元包括電子槍，用於利用電子束照射包含由該缺陷位置數據表示的該缺陷位置的區域；檢測器，用於檢測從利用電子束照射的該信息記錄介質的該區域產生的電子和圖像產生單元，用於根據由該檢測器檢測的電子來產生該信息記錄介質之表面的圖像。可以合適地提供照射位置控制單元，以便利用該電子束照射該缺陷位置。該照射位置控制單元可以是對準控制單元，用於基於通過該信息記錄介質缺陷檢測單元產生的該缺陷位置數據，執行該信息記錄介質的位置對準。此外，該照射位置控制單元可以是用於改變電子束的方向的偏轉控制單元。在這個方面，通過在該缺陷檢測單元中採用光，可以迅速地發現該缺陷。然後，通過該電子束的照射，可以以高精度獲得發現的缺陷的圖像。因此，可以迅速地以高精度執行缺陷的形狀觀察。
另一個方面是提供一種信息記錄介質記錄和檢查裝置，用於利用電子束照射信息記錄介質的表面上以便在其上記錄信息和用於檢查該記錄信息的異常狀態。這個裝置包括第一電子槍，用於利用電子束照射該信息記錄介質以便在該信息記錄介質上記錄信息；載物臺，用於在其上安裝該信息記錄介質，使得該信息記錄介質可以沿著旋轉方向和徑向方向移動；第二電子槍，用於利用電子束照射該信息記錄介質，以便讀取記錄在該信息記錄介質上的該信息；檢測器，用於檢測從該信息記錄介質發射的電子；和缺陷計算操作單元，用於從由該檢測器檢測的該電子中讀取記錄在該信息記錄介質上的該信息，並且判斷是否存在該信息記錄介質的異常狀態。在這個方面，該信息通過採用該第一電子槍被記錄在安裝在該載物臺上的該信息記錄介質上，以及通過採用第二電子槍的該電子束的照射來檢查該信息記錄介質。該信息記錄介質記錄和檢查裝置可以檢查在該信息被記錄之後是否存在該缺陷，並且可以迅速地執行該檢查。因此，可以改善生產率。
另一個方面是提供一種用於檢查信息記錄介質的外觀的信息記錄介質檢查方法。該檢查方法包括；利用電子束照射該信息記錄介質的所希望的位置；通過利用電子束照射該信息記錄介質，來檢測已經獲得該信息記錄介質之表面的信息的電子；和從該檢測的電子中獲得該信息記錄介質之表面的圖像。根據這個方面，可以獲得以上描述的本發明的優點。
如先前說明的，根據本發明，作為主體，可以觀察和檢查該表面結構，諸如凹坑形狀，以及可以合適地觀察和檢查具有大存儲容量的信息記錄介質的非常細微的記錄結構。
此外，由於執行圖像投影型的電子束檢查，所以可以顯著地降低用於觀察和檢查操作所需要的時間周期。可以將該檢查裝置和該檢查步驟組合在信息記錄介質的生產線中。
(第一實施例)現在參考附圖，將詳細描述本發明的一個實施例。在本實施例中，信息記錄介質檢查裝置是盤檢查裝置，以及信息記錄介質是光碟。應當注意到本發明不僅僅局限於這個實施例。
圖1是用於示出根據第一實施例的盤檢查裝置1的整體結構的平面圖。盤檢查裝置1包括盒座2、微型環境裝置3、負載鎖定室4和檢查室5。
盒座2保持用於安裝盤的盒子。通過傳送機器人(未示出)從盒子中取出盤，然後，將盤傳送到微型環境裝置3的微型環境室。
微型環境裝置3用作將盤維持在清潔空氣內。在微型環境裝置3中，提供通過採用HEPA或者ULPA清潔的空氣。如圖2所示，微型環境裝置3被設置成使得導致空氣向下流動。在其它方面，微型環境裝置3也可以被設置成使得空氣在微型環境室內循環。此外，微型環境裝置3可以被設置成使得提供例如惰性氣體的清潔氣體。待檢查的盤通過傳送機器人從微型環境室傳送到負載鎖定室4，然後，將待檢測的盤安裝在負載鎖定室4中採用的安裝基座上。
負載鎖定室4被設置為使得將檢查室5的壓力保持在合適的壓力值。檢查室5的內部空間是高度真空，而在檢查室5外部的檢查裝置處於大氣壓力下。不希望在緊接著打開檢查室5的門之後空氣立即滲入檢查室5。為了避免在緊接著打開檢查室5的門之後空氣立即滲入檢查室5，負載鎖定室4被設置作為能夠起緩衝功能作用的室。一旦待檢查的光碟傳送給負載鎖定室4，則然後關閉負載鎖定室的門。此後，打開在檢查室5和負載鎖定室之間設置的門，然後，將光碟傳送給檢查室5。由於實施了以上說明的結構和操作，所以可以避免當待檢查的盤被傳送進檢查室5中時，檢查室5的內部空間壓力快速地升高。
如將在下文中說明的那樣，根據本實施例，檢查室5設置有一個檢查裝置10，它利用電子束。然後，在以上說明的配置中，作為待檢查的對象的光碟經由微型環境裝置3和負載鎖定室4順序地從盒座2傳送到檢查室5，從而在檢查室5中檢查光碟。
圖3圖示性地示出在圖1的檢查室5中設置的檢查裝置10的配置。檢查裝置10設置有電子槍12、主系統透鏡14、維恩(Wien)濾波器16、載物臺18、輔助系統透鏡20、檢測器22和圖像產生設備24。
接下來，說明這些結構和功能。電子槍12沿著預定的方向發射電子。電子槍12可以是場致發射型電子槍，或者是熱電子發射型電子槍。待發射的電子束可以是窄電子束，其直徑被變窄為單個像素，以便在SEM(電子掃描顯微鏡)中使用。此外，電子槍12可以產生具有特定射束面(certain area)的電子束，以便在圖像投影型結構中使用。至於後面提到的電子束，多個像素被包含在其射束直徑中，並且該電子束擁有對應於多個像素的大小。
主系統透鏡14是用於聚焦電子束的透鏡。通過改變和調節施加於主系統透鏡14的電壓的設置條件來實現電子束的聚焦。
Wien濾波器16在一個平面內的垂直方向產生電場和磁場以施加洛倫茲力給電子束，這樣，以不同的偏轉角來偏轉進入的主電子束和反射的輔助電子束，使得通過Wien濾波器16將主電子束和輔助電子束彼此分離。設置通常的Wien濾波器，使得導致主電子束沿著直線穿透，並且彎曲輔助電子束的軌道。在其他方式中，可以設置通常的Wien濾波器，使得彎曲主電子束的軌道，其被沿著傾斜的方向朝著目標的方向發射，以指向一個樣本，並且導致反射的輔助電子束沿著直線傳送。在圖3的例子中，採用提到的後一種結構。因此，Wien濾波器16被設置為使得導致主電子束被偏轉，並且導致輔助電子束沿著直線穿透。
載物臺18設置有安裝基座，在其上安裝作為樣本的光碟，並且被設置為使得能夠沿旋轉方向和徑向方向移動光碟。如在圖4中示意性示出的，沿著旋轉方向順序地設置光碟的信息。因此，本實施例的檢查裝置10沿著在光碟上的數據移動載物臺18，也就是說，沿著光碟的旋轉方向移動載物臺18。當移動載物臺18時，將電子束髮射到盤上並且利用電子束照射光碟，以及獲得圖像。此時，旋轉載物臺18，同時將光碟的中心設置為軸。此外，沿著光碟的徑向方向移動載物臺18。從而，可以檢查沿著徑向方向的不同位置。
設置驅動電路30和控制電路32用來驅動載物臺18。驅動電路30驅動設置在載物臺18上的致動器，以便旋轉其上安裝有光碟的載物臺18，以及沿著光碟的徑向方向移動載物臺18。控制電路32傳送控制信號給驅動電路30，以便控制載物臺18的操作，使得控制電路32控制光碟的旋轉數、位置及其他參數。具有驅動電路30的控制電路32用作對準控制設備，其將載物臺18和光碟設置到預定位置。
檢測器22通過利用電子束照射光碟來檢測從光碟發射的電子。在將主電子束變窄為在SEM(電子掃描顯微鏡)中採用的光束的情況下，檢測器22由二極體檢測器等等構成，並且根據或者對應於檢測的電子量輸出電信號。
另一方面，在具有特定射束面的面積光束被採用作為主光束的情況下，如在圖5和圖6所示的那樣，諸如CCD或者TDI-CCD的成像單元被合適地採用作為檢測器22。在這種情況下，通過透鏡20或者輔助光學系統的偏轉器調節電子束的路徑，並且執行聚焦操作，使得盤表面的圖像被聚焦在檢測器22上。已知兩種不同類型的檢測器作為使用成像單元的檢測器22。在一種類型的檢測器中，在光檢測表面上接收光，然後，接收的光被轉換為電信號(這種類型的檢測器是常規公知的)。在另一種類型的檢測器中，由檢測表面直接接收電子，然後，根據接收的電子來輸出電信號(已知這種類型的檢測器為所謂的「EB-CCD」、或者「EB-TDI-CCD」等等)。圖7表示EB-TDI類型檢測器的結構例子。在這個實施例中，可以應用任何一種類型的檢測器。在檢測器通過光接收表面(CCD、或者TDI-CCD)等等接收光的情況下，從光碟發出的電子被MCP放大，並且此外，通過閃爍器將電子轉換為光。這樣被轉換為光的光信號藉助於使用成像單元被聚焦到檢測器的檢測表面上。
TDI(時間延遲積分)是一種積分類型線傳感器，並且在檢測表面上具有二維像素陣列。當相對於線傳感器，相對地移動樣本(介質)時，樣本的投影圖像也在檢測表面上移動。TDI傳感器擁有以二維像素陣列的線單位來對圖像信號進行積分的功能，也就是說，通過TDI，對所述二維像素陣列的多行的信號進行積分，作為積分單位(對線信號進行積分)。其中，對樣本(介質)的相應的線圖像進行積分。更具體地說，當對應於在樣本上的一行的圖像在檢測表面上移動時，TDI傳感器順序地獲得鄰近像素行的信號，並且和圖像的移動一起積分獲得的線信號。從而，當相同部分(線部分)的圖像穿過或者橫切檢測表面時，捕獲這個線部分的圖像，然後，連續地獲得和積分該相同線部分的圖像的信號。因此，積分樣本的圖像。
將從檢測器22輸出的電信號提供給圖像產生設備24。這個技術點類似於執行以上說明的掃描類型檢測的情況，並且也類似於執行圖像投影類型檢測的情況。從檢測器22導出的電信號是表示檢測結果的信號，並且擁有表示光碟之表面的圖像的信息。圖像產生設備24設置有顯示器。圖像產生設備24從檢測器22檢測的信號中產生光碟之表面的圖像，然後，在該顯示器上顯示產生的圖像。此外，圖像產生設備24將光碟之表面的圖像的數據提供給控制計算機40。
控制計算機40是用於控制檢查裝置10的計算機，並且執行用於處理光碟的圖像信息以及判斷是否存在一個異常狀態的處理操作。通過由控制計算機40執行判斷程序，來執行用於判斷是否存在異常狀態的處理操作。此外，可以提供能夠實現判斷處理操作的電路。控制計算機40可以被以整體方式與控制電路32一起設置。
如先前說明的，在這個實施例中，由於在盤檢查期間光碟是由載物臺18旋轉的，所以沿著在光碟上的信號方向(即，旋轉方向)，以同心圓形或者螺旋形獲得圖像。如果圖像信號被在異常狀態下改變，則控制計算機40可以掌握圖像數據串被在異常狀態下改變，因此，可以迅速地發現光碟的異常狀態。一般而言，對此，由於在光碟上的信息例如表示語音和/或圖像，在信號中的變化寬度必須在預定的範圍之內。因此，事先提供一個特定參數的變化寬度的閾值。當檢測到變化寬度超過該閾值時，控制計算機40可以判斷在光碟上存在一個異常狀態。可以根據數據源的性質確定一個恰當的範圍，作為該閾值。此外，參數的主體例如是凹坑的凹槽的尺寸(例如，凹坑凹槽的長度和寬度)。可以採用密度，作為一個判斷主體的參數。在這種情況下，根據試驗值，獲得凹槽深度和圖像的暗/亮之間的關係，然後，該密度的寬度可以被設置為閾值。
設置控制計算機40，使得執行以上描述的判斷處理操作。例如，在用於判斷主體的參數是凹槽寬度的情況下，控制計算機40通過相對於光碟的圖像來執行圖像處理操作獲得光碟上的凹槽寬度。控制計算機40往其中存儲一個作為該閾值的正常範圍的凹槽寬度。然後，控制計算機40將從圖像中獲得的凹槽寬度與該閾值比較，以判斷是否存在一個異常狀態。
此外，控制計算機40可以用作比較單元，用於比較設計數據與圖像，並且通過這個比較操作來判斷是否存在一個異常狀態。在這種情況下，控制計算機40往其中存儲對應於該設計數據的信息。將該存儲的信息與待檢查的光碟的圖像進行比較，以便控制計算機40可以基於存儲的信息和該光碟的圖像之間的差別，來判斷是否存在異常狀態。
此外，控制計算機40可以用作比較單元，用於比較一個圖像與另一個圖像，並且通過這個圖像比較操作來判斷是否存在一個異常狀態。在這種情況下，控制計算機40往其中例如存儲一個正常光碟的圖像。然後，將該存儲的圖像與待檢查的光碟的圖像進行比較，以便控制計算機40可以基於該存儲的圖像和這個光碟的圖像之間的差別分量，來判斷是否存在一個異常狀態。在該差別圖像分量大於或者等於一個預定的水平的情況下，控制計算機40判斷存在異常狀態。
在以上描述的判斷處理操作中包括比較和計算的處理可以根據需要通過比較電路來執行，並且也可以通過使用處理器構造計算設備來執行。如先前說明的，以上描述的比較操作可以通過在該控制計算機40中執行軟體比較操作來執行。
在上述說明中，描述了根據該實施例的檢查裝置10的相應結構。現在將描述這個檢查裝置10的操作。光碟的定位是通過載物臺18來實現的。當光碟被旋轉時，從電子槍12中發射電子束。電子束通過Wien濾波器16被彎曲，並且利用電子束照射光碟的希望或者期望的位置。當發射電子束並且利用電子束照射盤時，從光碟發出諸如反射電子的電子。這些發射的電子擁有光碟之表面的信息。這些電子穿過Wien濾波器16和輔助透鏡系統20，並且由檢測器22檢測。然後，將電信號從檢測器22輸出給圖像產生設備24，然後，這個圖像產生設備24產生光碟的此表面的圖像。產生的圖像被顯示在顯示器上。由於顯示了光碟之表面的圖像，所以可以看到形成在光碟上的凹坑的形狀等等。此外，將光碟之表面的圖像提供給控制計算機40。控制計算機40處理圖像信息，以根據以上描述的方式，基於圖像信息來機械地判斷是否存在異常狀態。將判斷結果與光碟之表面的圖像一起從監視器等等輸出。
說明本發明的優選實施例。根據這個實施例，該檢查裝置利用電子束照射信息記錄介質，檢測已經獲得信息記錄介質之表面的信息的電子，並且獲得信息記錄介質之表面的圖像。因此，可以檢查信息記錄介質之表面的結構。此外，由於採用電子束，所以可以檢查非常細微的形狀，並且此外，該檢查裝置可以檢查具有記錄目的的結構體的信息記錄介質，其中這些記錄目的的結構體被以非常細微的形狀製造，以便實現可以檢查高的存儲容量。
此外，如先前說明的，這個實施例的檢查裝置可以進一步設置有比較單元，用於對所述圖像進行相互比較。由於對所述圖像進行互相比較，所以可以機械地檢測缺陷。
此外，如先前說明的，這個實施例的檢查裝置可以進一步設置有判斷計算單元，用於根據是否與凹坑形狀相關的值存在於預定的範圍內，來判斷是否存在異常狀態。因此，判斷計算單元可以機械地判斷是否存在異常狀態。
如先前說明的，這個實施例中，該檢測器可以在該檢測表面上擁有多個像素陣列，並且該信息記錄介質的表面圖像可以被投影到該檢測表面上。因此，可以合適地獲得信息記錄介質的投影圖像的信息。此外，通過執行該圖像投影，可以縮短觀察時間和檢查時間。這個特點被使用，並且然後該檢查裝置和步驟可以組合在生產線中，從而可以改善生產率。
此外，在這個實施例中，如先前說明的，該檢測器可以在檢測表面上具有二維像素陣列。當該載物臺移動時，這個檢測器可以擁有能夠對投影在檢測表面上的圖像信號進行積分的功能。可以在這個二維的像素陣列的線單元中對所述圖像的信號進行積分，也就是說，可以對該二維的像素陣列的線信號進行積分，作為積分單位(對線信號進行積分)。典型地，這個檢測器可以是以上的TDI傳感器。由於提供了上述的檢測器，所以可以獲得具有大的S/N比的適當的檢查數據，以便可以改善檢查精度。
(第二實施例)下面，將描述本發明的第二實施例。圖8示意性地示出這個實施例的檢查裝置50。檢查裝置50設置有一個作為整體配置的缺陷檢測單元52和缺陷觀察(查看)單元54。缺陷檢測單元52被構成為使得通過採用光檢測一個在光碟上的缺陷。在這個實施例中，由缺陷檢測單元52採用雷射。缺陷觀察單元54被構成為使得通過使用缺陷觀察目的的電子束觀察和查看缺陷。該缺陷觀察單元54設置有以上描述的根據第一實施例的檢查裝置的配置。缺陷觀察單元54被構成為使得觀察由缺陷檢測單元52檢測的缺陷。隨後，現在將說明圖8所示的相應配置。
在圖8中，用於保持光碟的載物臺56被支撐在主軸58上，並且主軸58被支撐在滑動器60上。如先前在第一實施例中說明的，主軸58旋轉載物臺56。此外，載物臺56被設置為使得能夠與光碟一起沿著徑向方向移動。滑動器60設置有這樣一個機構，其滑動載物臺56並且在缺陷檢測單元52和缺陷觀察單元54之間移動這個載物臺56。主軸58和滑動器60是由主軸/滑動器驅動電路62驅動的。
接下來，現在將說明缺陷檢測單元52的結構。缺陷檢測單元52設置有雷射源70、半反射鏡72、檢測器74和控制計算機76。雷射源70利用雷射照射待檢查的光碟。半反射鏡72改變雷射的方向。檢測器74是由光接收設備構成的，並且檢測從光碟反射的光。來自檢測器74的檢測結果被提供給控制計算機76。控制計算機76用作基於由檢測器74檢測的信息指定缺陷位置的計算單元。此外，控制計算機76用作在其中存儲指定的缺陷位置的數據的存儲器。此外，控制計算機76用作將缺陷位置的數據傳送給缺陷觀察單元54的輸出單元。
雷射源70沿著大體上平行於光碟的方向發出雷射光束。半反射鏡72被設置為使得接收從雷射源70發出的雷射，並且以大約90度的角度改變雷射的方向，以便在垂直方向上將雷射輸入進光碟。檢測器74恰好放置在光碟的上方，並且這個檢測器74被設置為使得接收和檢測從光碟反射並且穿過半反射鏡72的雷射。
發射/接收雷射的結構並不局限於在本發明技術範圍內的上述說明的結構。可以採用其他的結構，只要檢測器可以接收雷射。例如，可以提供一種雷射發射/接收結構，其中雷射被沿著傾斜的方向輸入到光碟，然後，雷射被從這個光碟沿著傾斜的方向反射。例如，雷射源可以恰好提供在光碟上，並且檢測器的位置可以沿著橫向移動，以及反射光可以通過採用反射器被引導給檢測器。
當光碟正在旋轉時，執行雷射的照射操作。光碟的旋轉速度和位置是由控制計算機76調整的。控制計算機76發送控制信號給主軸/滑動器驅動電路62，以控制滑動器60和主軸58，從而控制載物臺56和光碟的位置和旋轉。執行以上說明的旋轉和盤位置控制操作。根據光碟30上的數據記錄順序，以圓形或者螺旋形執行雷射的照射，以便讀出信息。
此外，檢測器74是通過一個光接收單元來配置的。可以應用能夠測量光強度的各類光接收單元，作為這個光接收單元。例如，最好是採用一個光電檢測器被組合在其中的光接收單元。
如先前說明的，控制計算機6擁有一個能夠從來自檢測器74檢測的反射光信息中獲得缺陷位置的功能。控制計算機76已經事先在其中存儲了一個對應於設計數據的信號模式。這個存儲的信號模式可與由檢測器74檢測的信號進行比較，以便檢測一個錯誤(缺陷)。在這種情況下，當在設計數據和檢測的值之間的差別大於或者等於一個預定的水平時，控制計算機76判斷存在一個錯誤。當發現錯誤時，獲得錯誤凹坑的位置，以存儲在其中。
如以上說明的，控制計算機76將包含在反射光中的信息與設計數據進行比較，以便判斷是否存在凹坑缺陷，並且獲得缺陷凹坑的位置，然後，將缺陷位置數據存儲進存儲器中。應該明白，為了執行以上描述的比較計算，可以分別地提供比較計算電路。
此外，控制計算機76被設置為使得採用缺陷位置數據(錯誤凹坑位置信息)，並且發送指令給主軸/滑動器驅動電路62，從而控制滑動器60和主軸58，並且使載物臺56移動。控制計算機76移動具有光碟的載物臺56，使得通過缺陷觀察單元54，利用電子束照射錯誤凹坑。在這裡，控制計算機76用作基於缺陷位置數據來定位該光碟的對準控制設備，從而用作缺陷觀察單元的一部分。作為一個修改，可以在缺陷觀察單元側上在電子束光學系統中提供一個偏轉設備，並且偏轉該電子束，以便照射該缺陷位置。
如先前說明的，在這個實施例中，提供了可以在雷射源和電子束源兩者之間移動的載物臺56，以便利用雷射束和電子束照射將要檢查的光碟。如在這個圖中表示的，通過採用滑動器60，來執行載物臺56在照射位置之間的移動。如以上說明的，對於兩類照射，採用通常使用的載物臺56。因此，當缺陷觀察單元54利用電子束照射通過缺陷檢查單元52檢測的缺陷的位置，不再需要上述用於在分別提供的載物臺上定位光碟的工作。因此，電子束可以被迅速地和正確地發射到缺陷位置上。
下面，將進行缺陷觀察54的說明。缺陷觀察單元54通過採用電子束產生一個被用於觀察缺陷形狀的圖像。缺陷觀察單元54被設置為使得利用電子束照射樣本(盤)，並且利用檢測器檢測產生的電子。缺陷觀察單元54包括在第一實施例中說明的檢查裝置的配置。
這個實施例的缺陷觀察單元54被設置為使得利用電子束照射通過缺陷檢測單元52指定的缺陷部分。電子束源被合適地設置為使得發出一個具有預定面積的電子束。此外，可以在該檢測器中合適地採用CCD或者TDI-CCD。
在這個實施例中，更具體地說，缺陷部分已經由缺陷檢測單元52指定。因此，對於缺陷觀察單元54，其最好是確定該結構和規範，以便獲得主要目的，其將獲得具有高解析度而不是寬視野的圖像。鑑於這個技術點，提供了一個圖像投影類型的觀察裝置，並且合適地使用高倍放大模式。可以採用電子掃描顯微鏡(SEM)，作為該顯微鏡本身的模型。圖像產生設備80從檢測器提供的信號中產生表示光碟的表面形狀信息的盤表面圖像。監視器82在其上顯示由圖像產生設備80產生的圖像。缺陷觀察單元54可以進一步提供有如在第一實施例中所述的那種異常判斷計算單元。異常判斷計算單元的功能可以被組合在圖8的控制計算機76中。在這種情況下，控制計算機76也可以用作缺陷觀察單元54。
在以上說明中，描述了根據這個實施例的檢查裝置50的相應結構。現在將描述這個檢查裝置50的操作。滑動器60和主軸58是在控制計算機76的控制之下由主軸/滑動器驅動電路62驅動的。從而，載物臺56被定位到缺陷檢測單元52，並且光碟被旋轉。在這個條件下，利用來自雷射源70的雷射照射光碟，並且由檢測器74檢測反射光。然後，控制計算機76基於由檢測器74檢測的信息檢測缺陷，並且指定這個缺陷的位置。缺陷位置的數據被存儲在控制計算機76中，並且提供給缺陷觀察單元54。
控制計算機76進一步基於缺陷位置數據來控制滑動器60和主軸58。光碟被隨著載物臺56移動到缺陷觀察單元54，使得光碟的缺陷被設置在電子束的照射位置上。然後，利用電子束照射缺陷位置，產生缺陷位置的圖像，並且將其顯示在監視器82上。該光碟的表面形狀可以通過查看顯示在監視器82上的圖像觀察到。
如先前說明的，根據這個實施例，通過由缺陷檢測單元52採用光發現缺陷，並且缺陷部分的圖像由缺陷觀察單元54採用電子束獲得。因此，可以迅速地以高解析度實現缺陷的形狀分析。最好是通過採用光發現缺陷，以便可以迅速地發現缺陷。另一方面，最好是通過採用電子束觀察非常小的形狀。適合於發現缺陷的裝置與適合於觀察缺陷形狀的裝置相結合，並且這些裝置被分別地操作，以便能夠以更高的水平獲得兩個功能，例如缺陷發現和缺陷觀察。然後，可以迅速地發現缺陷部分，並且發現的缺陷部分可以被以高解析度觀察。因此，能夠以高解析度觀察缺陷部分。
此外，根據這個實施例，通常相對於使用光的缺陷檢測裝置和使用電子束的缺陷觀察裝置來使用載物臺。在將光碟安裝在相同的載物臺上的條件下，控制檢查裝置，使得基於檢測的缺陷位置數據，利用電子束照射光碟。不再需要光碟的替換操作和在替換操作中執行的定位操作，使得可以縮短觀察缺陷所需要的準備時間。因此，能夠以在線的方法將根據這個實施例的檢查裝置引入到用於光碟的生產線中。
(第三個實施例)接下來，現在將使用圖9說明本發明的第三個實施例。這個實施例提供了用於對信息記錄介質連續地執行記錄操作和檢查操作的裝置90。檢查裝置90屬於所謂的「寫後讀」型檢查裝置，並且被設置為使得在記錄信息之後執行一個檢查操作。
在圖9中，通過作為一個整體結構的記錄單元92和檢查單元94設置根據這個實施例的檢查裝置90。在該圖的左側圖示了記錄單元92，而在右側圖示了檢查單元94。信息記錄介質為圓盤狀，並且被安裝在待旋轉的載物臺上。設置記錄單元92，使得沿著載物臺的旋轉方向在上遊側上在信息記錄介質上記錄信息。設置檢查單元94，使得沿著載物臺的旋轉方向在下遊側上檢查信息記錄介質。
記錄單元92設置有一個用於暴露電子束的電子束源96。電子束源96對應於第一電子槍，並且被構成為使得利用電子束照射介質，以便形成圖案。通過利用電子束照射信息記錄介質，將信息記錄在信息記錄介質上。
檢查單元94具有在以上說明的實施例中表示的檢查裝置的配置。如在這個圖中所示的，該檢查單元94提供有一個檢查目的的電子束源98、一個用於檢測從信息記錄介質發出的電子的檢測器100、和進一步在以上描述的實施例中說明的配置。此外，以類似於以上說明的實施例的方式，設置控制計算機。控制計算機用作缺陷計算操作單元。因此，從通過檢測器100檢測的電子中讀出記錄在信息記錄介質上的信息。控制計算機判斷是否在信息記錄介質中存在一個異常狀態。如先前說明的，以圖像的形式獲得記錄在信息記錄介質上的信息。
檢查目的的電子束源98對應於第二電子槍。在這個實施例中，最好是使用一個擁有寬的照射區域的區域光束作為檢查目的電子束，並且該區域光束覆蓋或者對應於在照射區域內的多個像素。最好是，檢測器100可以同時執行多個像素的成像操作。例如，可以在檢測器100中適當地採用CCD或者以上說明的TDI-CCD。
相對於記錄目的的電子束的照射位置，將檢查目的的電子束的照射位置設置在沿著旋轉方向的上遊側上。在這個實施例中，在距信息記錄介質的旋轉中心或者外周相同距離處，提供暴露目的的電子束的照射位置和檢查目的的電子束的照射位置。也就是說，電子束的照射位置是這樣的點，即其在相同的圓弧上彼此分開。但是，可以沿著徑向方向位置上移動電子束的照射位置。由此，在從記錄(形成)操作直至檢查操作的時間周期，可以形成很大的時滯。例如，可以將檢查目的的電子束的照射位置沿徑向設置為在暴露目的的電子束的稍微內側，以便在該記錄操作旋轉一到若干次之後，利用檢查目的的電子束照射介質。
接下來，描述根據本發明這個實施例的記錄和檢查裝置90的操作。信息記錄介質被安裝在載物臺上，並且繞這個載物臺旋轉。在該條件下，從電子束源96發出暴露目的的電子束，以便在信息記錄介質的表面中形成圖案凹槽。在沿著旋轉位置正好位於暴露位置下遊位置處，檢查目的的電子束髮送到其上形成圖案的信息記錄介質上。然後，由檢測器100檢測從信息記錄介質發出的電子。檢查單元94通過檢測信號檢查是否在該圖案中存在缺陷。
當一個圖案被形成在信息記錄介質上時，在該圖案形成之後，通常實施一個顯影載物臺，此後，檢查該圖案。但是，在本技術領域中，眾所周知的是，對於例如矽襯底的特定襯底，可以形成圖案，而沒有顯影步驟。根據這個實施例的寫後讀型的檢查裝置合適地應用於這樣的襯底。然後，可以檢查是否恰好在該形成操作之後存在信號缺陷，由此可以非常有效地執行製造步驟。
如根據這個實施例先前描述的，通過採用記錄目的的第一電子束源，將信息記錄在安裝在載物臺上的信息記錄介質上，以及通過採用檢查目的的第二電子束源，檢查信息記錄介質。檢查裝置可以檢查是否恰好在記錄之後存在缺陷，因此，可以提高生產率。
本領域普通技術人員應該意識到，在不脫離本發明新穎的和優勢的特徵下，可以對以上的實施例進行許多修改和變化。因此，企圖將所有這些修改和變化都包括在所附的權利要求的範圍內。說明書和例子僅僅示範性的。以下的權利要求限定了本發明實際的範圍和精神。
權利要求
1.一種信息記錄介質檢查裝置，用於檢查信息記錄介質的外觀，包括電子槍，用於利用電子束照射所述信息記錄介質的所希望的位置；載物臺，用於保持所述信息記錄介質，使得所述信息記錄介質可沿旋轉方向和徑向方向移動；檢測器，用於通過利用所述電子束照射所述信息記錄介質，來檢測已經獲得所述信息記錄介質之表面的信息的電子；和圖像產生單元，用於根據由所述檢測器檢測的所述電子，來獲得所述信息記錄介質之所述表面的圖像。
2.根據權利要求1所述的信息記錄介質檢查裝置，還包括比較單元，用於對圖像進行相互比較。
3.根據權利要求1所述的信息記錄介質檢查裝置，還包括判斷計算單元，用於通過檢查與形成在所述信息記錄介質上的凹坑的形狀相關的值是否在預定的範圍中，來判斷是否存在異常狀態。
4.根據權利要求1到3任意一個所述的信息記錄介質檢查裝置，其中所述檢測器在檢測表面上擁有多個像素的陣列，並且所述信息記錄介質之所述表面的所述圖像被投影到所述檢測表面上。
5.根據權利要求4所述的信息記錄介質檢查裝置，其中所述檢測器在所述檢測表面上具有二維像素陣列；和所述檢測器擁有能夠對所述信息記錄介質之所述表面的所述圖像的信號進行積分的功能，當所述載物臺移動時，所述信息記錄介質之所述表面的所述圖像被投射到所述檢測表面上，其中，對所述二維的像素陣列的線信號進行積分，作為積分單位。
6.根據權利要求1到5任意一個所述的信息記錄介質檢查裝置，其中所述電子槍發射具有一個面積的電子束，該電子束的所述面積能夠照射一個區域，該區域包含對應於所述檢測器的成像區域的樣本上的區域。
7.根據權利要求1到6任意一個所述的信息記錄介質檢查裝置，還包括缺陷檢測單元，用於當光被發射到所述信息記錄介質上時，從產生的反射光中獲得在所述信息記錄介質上的凹坑的缺陷，以便產生表示所述缺陷的位置的缺陷位置數據；以及其中，所述電子槍利用電子束照射由通過所述缺陷檢測單元產生的所述缺陷位置數據表示的所述缺陷位置。
8.根據權利要求1到7任意一個所述的信息記錄介質檢查裝置，其中所述信息記錄介質檢查裝置設置有記錄目的的電子槍，用於利用電子束照射所述信息記錄介質，以便在所述信息記錄介質上記錄信息；和所述檢查目的的電子束的照射位置提供在通過所述記錄目的的電子槍的所述記錄目的的電子束的照射位置的後部位置處。
9.一種信息記錄介質檢查裝置，用於檢查信息記錄介質，包括信息記錄介質缺陷檢測單元，包括光源，用於利用光照射所述信息記錄介質；載物臺，用於旋轉所述信息記錄介質；光接收設備，用於從所述信息記錄介質接收反射光；和計算裝置，用於通過對所述接收的反射光的信息與設計數據進行比較，來判斷是否在所述信息記錄介質上存在凹坑的缺陷，和用於產生所述凹坑的缺陷位置數據；和信息記錄介質缺陷觀察單元，包括電子槍，用於利用電子束照射包含由所述缺陷位置數據表示的所述缺陷位置的區域；檢測器，用於檢測從利用電子束照射的所述信息記錄介質的所述區域產生的電子；和圖像產生單元，用於根據由所述檢測器檢測的所述電子，來產生所述信息記錄介質之表面的圖像。
10.一種信息記錄介質記錄和檢查裝置，用於利用電子束照射信息記錄介質的表面以便在所述信息記錄介質上記錄信息和用於檢查所述記錄的信息的異常狀態，包括第一電子槍，用於利用電子束照射所述信息記錄介質，以便在所述信息記錄介質上記錄信息；載物臺，用於在其上安裝所述信息記錄介質，使得所述信息記錄介質可沿旋轉方向和徑向方向移動；第二電子槍，用於利用電子束照射所述信息記錄介質，以便讀取記錄在所述信息記錄介質上的所述信息；檢測器，用於檢測從所述信息記錄介質發射的電子；和缺陷計算操作單元，用於從由所述檢測器檢測的所述電子中讀取記錄在所述信息記錄介質上的所述信息，並且判斷是否存在所述信息記錄介質的異常狀態。
11.一種信息記錄介質檢查方法，用於檢查信息記錄介質的外觀，包括利用電子束照射所述信息記錄介質的所希望的位置；通過利用所述電子束照射所述信息記錄介質，來檢測已經獲得所述信息記錄介質之表面的信息的電子；和從所述檢測的電子中獲得所述信息記錄介質之所述表面的圖像。
全文摘要
本發明公開了一種檢查裝置，其中電子槍(12)利用電子束照射信息記錄介質上的所希望的位置。載物臺(18)保持信息記錄介質，使得信息記錄介質可以沿旋轉方向和徑向方向移動。檢測器(22)通過利用電子束照射信息記錄介質，來檢測已經獲得信息記錄介質之表面的信息的電子。圖像產生單元(24)根據由檢測器(22)檢測的電子來獲得信息記錄介質之表面的圖像。檢查裝置可以檢查是否諸如CD和DVD的信息記錄介質上存儲缺陷，而且可以檢查其缺陷的形狀。檢查裝置還可以檢查具有大存儲容量的信息記錄介質。
文檔編號G01N21/892GK1776413SQ20051011350
公開日2006年5月24日 申請日期2005年10月14日 優先權日2004年10月14日
發明者遠山敬一, 野路伸治, 吉川省二 申請人:株式會社荏原製作所