JP4394012B2

JP4394012B2 - Disk inspection device

Info

Publication number: JP4394012B2
Application number: JP2005043308A
Authority: JP
Inventors: 学大海; 雅一平田
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2025-02-21
Also published as: JP2006226928A

Description

本発明は、ディスク状サンプル表面の形状や光学物性などの状態を高速に高分解能で検査するディスク検査装置に関する。 The present invention relates to a disk inspection apparatus that inspects the state of the surface of a disk-shaped sample, the state of optical properties, etc. at high speed with high resolution.

近年情報化社会における画像・動画・音楽などの情報の急激な増加に対応するため、情報記録再生装置は大容量化・小型化が進められている。光を用いた情報記録再生装置においては、記録密度が光波長に依存するため、短い波長の光を用いることで高密度化が図られてきた。波長に依存しない記録密度の実現の方法としては、近視野光を用いた記録再生原理が注目されている。また、光ディスクあるいはその原盤を検査する装置も高性能化が求められており、高密度で情報が記録されたディスクを高速に検査する装置が必要とされている。ディスク検査装置のプローブは、記録再生装置のヘッドと同一原理でディスク表面を評価することによって実際の情報再生を再現するものや、プローブ顕微鏡の原理でディスク表面を評価することによってより精密な検査を行うものがある（例えば特許文献１、２参照。）。 In recent years, in order to cope with a rapid increase in information such as images, moving images, and music in the information-oriented society, information recording / reproducing apparatuses have been increased in capacity and size. In an information recording / reproducing apparatus using light, since the recording density depends on the light wavelength, the density has been increased by using light having a short wavelength. As a method for realizing the recording density independent of the wavelength, a recording / reproducing principle using near-field light has attracted attention. In addition, an optical disk or an apparatus for inspecting an optical disk is required to have high performance, and an apparatus for inspecting a disk on which information is recorded at a high density at high speed is required. The probe of the disk inspection device reproduces the actual information reproduction by evaluating the disk surface according to the same principle as the head of the recording / reproducing device, and more precise inspection by evaluating the disk surface according to the principle of the probe microscope. There is what to do (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

記録再生ヘッドでディスク表面を検査する場合には、ディスク上にヘッドを走査させてデータの読み出しを行い、受光値が所定の範囲以外になった場所が欠陥であると判断する。また、プローブ顕微鏡によって検査する場合には、光学顕微鏡でディスク全体を観察しながら異物による散乱光が発生した場所に、プローブ顕微鏡のプローブをアプローチさせて微小領域を観察し検査する。 When the disk surface is inspected by the recording / reproducing head, data is read by scanning the head over the disk, and it is determined that the place where the received light value is outside the predetermined range is defective. Further, when inspecting with a probe microscope, the microscopic area is observed and inspected by approaching the probe of the probe microscope to a place where scattered light is generated by a foreign substance while observing the entire disk with an optical microscope.

また、これらの方法を組み合わせる試みもなされており、回転する記録媒体の記録情報を光ピックアップによって読み出し、不良箇所を発見した場合にはその場所に走査型プローブ顕微鏡のプローブを移動させて微細な観察評価を行う装置が開発されている（特許文献３参照）。
特開２００２−２６０２２４号公報（第３頁、第１図）特開平８−１５２４３０号公報（第４−５頁、第１０図）特開２００４−３２５４４６号公報（第６−９頁、第１図） In addition, attempts have been made to combine these methods. When recording information on a rotating recording medium is read by an optical pickup and a defective part is found, a probe of a scanning probe microscope is moved to that place for fine observation. An apparatus for performing evaluation has been developed (see Patent Document 3).
JP 2002-260224 A (page 3, FIG. 1) JP-A-8-152430 (page 4-5, FIG. 10) JP 2004-325446 A (page 6-9, FIG. 1)

しかしながらヘッドを走査させて欠陥を発見する場合は、発見した欠陥の微細な状態を知ることはできない。凹凸ピットに関してはピット形状、ピット側壁傾斜、ピット深さなどの状態が設計値からはずれているためにエラーとなることが考えられるが、そのようなナノメートルレベルの検査はヘッドでは行うことはできない。 However, when a defect is found by scanning the head, it is impossible to know the fine state of the found defect. Concerning uneven pits, the pit shape, pit side wall inclination, pit depth, etc. may be out of the design values, which may cause errors, but such nanometer-level inspection cannot be performed by the head. .

また、光学顕微鏡によって異物を発見しその位置をプローブ顕微鏡で検査する試みの場合には、近視野光を用いた記録再生装置に対応するディスクは、光の回折限界を超える分解能を持つヘッドでしか読み出すことができないため、光学顕微鏡では微細な欠陥を発見することはできない。 In addition, in the case of an attempt to find a foreign object with an optical microscope and inspect the position with a probe microscope, the disk corresponding to the recording / reproducing apparatus using near-field light can only be a head having a resolution exceeding the diffraction limit of light. Since it cannot be read out, a fine defect cannot be found with an optical microscope.

また、光ピックアップによって欠陥を発見しプローブ顕微鏡によってその欠陥を観察する装置においては、光ピックアップ部とプローブ顕微鏡部が別々の構造物となっており、互いに干渉しないように配置する必要があった（特許文献３、第７頁、段落００３７）。光ピックアップとプローブ顕微鏡の両方がサンプルディスクの一方の面側に配置された構成の場合には、光ピックアップで欠陥を発見したあとプローブ顕微鏡による観察のために位置合わせが必要となり、検査に時間を要し、また位置合わせ誤差が検査精度に影響を与えてしまう。 In addition, in an apparatus for finding a defect with an optical pickup and observing the defect with a probe microscope, the optical pickup unit and the probe microscope unit are separate structures and need to be arranged so as not to interfere with each other ( Patent Document 3, page 7, paragraph 0037). If both the optical pickup and the probe microscope are arranged on one side of the sample disk, alignment is necessary for observation with the probe microscope after the defect is detected with the optical pickup, and time is required for inspection. In addition, the alignment error affects the inspection accuracy.

ディスクの記録面側に光ピックアップを配置し、記録面の裏面側にプローブ顕微鏡を配置した構成の場合にはこの位置合わせは不要にすることが可能であるが、近視野光ディスクではデータの記録面に凹凸あるいは光学物性の違いによるビットが形成されているため、プローブ顕微鏡は記録面側に配置することが不可欠になり、上述の位置合わせが必要になってしまう。また、光ピックアップとプローブ顕微鏡はそれぞれ独立の制御系を持つ装置であり、それらを組み合わせた検査装置は小型化することが困難である。また、光ピックアップとプローブ顕微鏡はそれぞれ別の光源を使用しているため、それぞれから得られる検査結果は光源の特性に依存したものとなってしまう。また、光検出系も別々に設置する必要があり、検出系の特性にも依存した結果となり、装置の小型化も困難である。 If the optical pickup is arranged on the recording surface side of the disc and the probe microscope is arranged on the back side of the recording surface, this alignment can be made unnecessary. Since a bit due to unevenness or a difference in optical properties is formed, it is indispensable to arrange the probe microscope on the recording surface side, and the above-described alignment is required. In addition, the optical pickup and the probe microscope are devices having independent control systems, respectively, and it is difficult to downsize an inspection device that combines them. In addition, since the optical pickup and the probe microscope use different light sources, the inspection results obtained from the optical pickup and the probe microscope depend on the characteristics of the light source. In addition, it is necessary to install a light detection system separately, which results in dependence on the characteristics of the detection system, and it is difficult to reduce the size of the apparatus.

上記課題を解決するために本発明は、
近視野光を発生する近視野光発生素子を有し、発生させた近視野光を介して検査対象の近視野光ディスクに記録された情報を読み出し、走査しながら前記近視野光ディスクを検査する近視野光ヘッドと、先端に近視野光を発生するプローブを有し、発生させた近視野光を介して前記近視野光ディスクの表面形状を観察し、走査しながら前記近視野光ディスクの表面形状を検査する近視野光プローブと、光源と該光源から近視野光ヘッドまたは近視野光プローブへの光の導入を切り替える切替手段とを有する光出射部と、を具備することを特徴とするディスク検査装置とする。 In order to solve the above problems, the present invention
A near-field optical element that has a near-field light generating element that generates near-field light, reads information recorded on the near-field optical disk to be inspected via the generated near-field light, and inspects the near-field optical disk while scanning An optical head and a probe that generates near-field light at the tip, observe the surface shape of the near-field optical disc through the generated near-field light, and inspect the surface shape of the near-field optical disc while scanning A disk inspection apparatus comprising: a near-field optical probe; and a light emitting unit including a light source and a switching unit that switches introduction of light from the light source to the near-field optical head or the near-field optical probe. .

また本発明は、上述のディスク検査装置において、近視野光ヘッドまたは近視野光プローブから発生させた近視野光と近視野光ディスク表面との相互作用の結果発生した散乱光を受光し信号処理して検出する検出部を有することを特徴とする。
また本発明は、上述のディスク検査装置において、近視野光ヘッドからの近視野光から生じた散乱光の検出と、近視野光プローブからの近視野光から生じた散乱光の検出を、同一の検出部で行うことを特徴とする。 The present invention also provides the above-described disk inspection apparatus that receives and processes the scattered light generated as a result of the interaction between the near-field light generated from the near-field optical head or the near-field optical probe and the near-field optical disk surface and performs signal processing. It has a detection part to detect.
Further, the present invention provides the above disk inspection apparatus in which the detection of the scattered light generated from the near-field light from the near-field optical head and the detection of the scattered light generated from the near-field light from the near-field optical probe are the same. It is performed by the detection unit.

また本発明は、上述のディスク検査装置において、切替手段は、同一の光源からの光を近視野光ヘッドと近視野光プローブへそれぞれ分岐して光の導入を切り替える光スイッチからなることを特徴とする。 According to the present invention, in the above disk inspection apparatus, the switching unit includes an optical switch that switches light introduction by branching light from the same light source to the near-field optical head and the near-field optical probe. To do.

また本発明は、上述のディスク検査装置において、近視野光ヘッドは、光源からの光を伝搬させる光ファイバーと、光ファイバーからの光を反射させるミラー基板と、反射された光から近視野光を発生させる近視野光発生基板とを有することを特徴とする。
また本発明は、上述のディスク検査装置において、近視野光ヘッドは、光源からの光を伝搬させるとともに伝搬してきた光を伝搬方向とは異なる方向に反射させる反射面を先端に有する先端加工光ファイバーと、反射された光を受けて近視野光を発生させる近視野光発生基板とを有することを特徴とする。 According to the present invention, in the above disk inspection apparatus, the near-field optical head generates an optical fiber for propagating light from the light source, a mirror substrate for reflecting the light from the optical fiber, and near-field light from the reflected light. And a near-field light generating substrate.
According to the present invention, in the above-described disk inspection apparatus, the near-field optical head includes a tip-processed optical fiber having a reflection surface at the tip that propagates the light from the light source and reflects the propagated light in a direction different from the propagation direction. And a near-field light generating substrate that receives the reflected light and generates near-field light.

また本発明は、切替手段は、同一の光源から空中伝搬して出射される光を所定の同一位置で近視野光ヘッドまたは近視野光プローブが受光するように近視野光ヘッドまたは近視野光プローブを移動して光の導入を切り替える移動機構からなることを特徴とするディスク検査装置とする。 Further, according to the present invention, the switching means includes a near-field optical head or a near-field optical probe so that the near-field optical head or the near-field optical probe receives light emitted from the same light source in the air at a predetermined same position. The disk inspection apparatus is characterized by comprising a moving mechanism that switches the introduction of light by moving.

また本発明は、上述のディスク検査装置において、近視野光プローブが走査する近視野光ディスクの領域は、近視野光ヘッドによる検査データに基づいて決定されることを特徴とする。 According to the present invention, in the above-described disk inspection apparatus, the area of the near-field optical disk scanned by the near-field optical probe is determined based on inspection data from the near-field optical head.

本発明によれば、ヘッドへの光導入とプローブへの光導入が同一の光導入系を用いているため、ヘッドを用いて発見したディスク表面の欠陥箇所にプローブをアプローチする際に位置合わせが不要となり、ディスク検査の時間を大幅に短縮することができる。また、光導入系が共通であるため装置が小型化され、製造コストも低減される。 According to the present invention, since the same light introduction system is used for light introduction to the head and light introduction to the probe, alignment is performed when the probe is approached to a defective portion of the disk surface discovered using the head. It becomes unnecessary, and the time for disc inspection can be greatly reduced. Further, since the light introduction system is common, the apparatus is miniaturized and the manufacturing cost is reduced.

また、本発明によれば、ヘッドによってディスク表面の欠陥を発見し、その領域をプローブによって精査することができ、欠陥の発見を短時間で行うことができる。 Further, according to the present invention, a defect on the surface of the disk can be found by the head, and the area can be inspected by the probe, and the defect can be found in a short time.

また、本発明によれば、ヘッドに搭載された光ファイバーを通して光をヘッド内部に伝搬させるため、ヘッド上方に大型の光学系が不要となり、装置が小型化される。また、ヘッドのディスク半径方向への移動に関わらず安定した強度の光をヘッドに供給することができる。 Further, according to the present invention, light is propagated into the head through an optical fiber mounted on the head, so that a large optical system is not required above the head, and the apparatus is miniaturized. Further, it is possible to supply light having a stable intensity to the head regardless of the movement of the head in the radial direction of the disk.

また、本発明によれば、ヘッドが１枚の基板から成っているため小型軽量になり、回転するディスク上を空気浮上させたときの浮上量を低減することができ、高密度に記録された近視野ディスクに対応した検査装置となる。 In addition, according to the present invention, the head is made of a single substrate, so the size and weight of the head is reduced, and the flying height when the air is floated on the rotating disk can be reduced and recorded at high density. The inspection device is compatible with near-field discs.

また、本発明によれば、光導入系とヘッド、光導入系とプローブの接続が簡便なものとなり、操作が容易で、製造コストの低い検査装置となる。 In addition, according to the present invention, the connection between the light introduction system and the head, and the light introduction system and the probe is simple, and the inspection apparatus is easy to operate and low in manufacturing cost.

また、本発明によれば、光導入系が光ファイバーを含まない構成とすることもでき、その場合は光源からの光が途中に大きな減衰をすることなくヘッドあるいはプローブに到達することができる。ヘッドとプローブはディスク表面と近視野光を介して相互作用するため、強い近視野光を発生させることにより、高いＳ／Ｎ比での信号検出が可能となり、高い精度の検査装置となる。 In addition, according to the present invention, the light introduction system may be configured not to include an optical fiber, and in this case, light from the light source can reach the head or the probe without significant attenuation in the middle. Since the head and the probe interact with the disk surface via near-field light, signal generation at a high S / N ratio is possible by generating strong near-field light, resulting in a highly accurate inspection apparatus.

また、本発明によれば、ヘッドによる欠陥発見とプローブによる欠陥観察評価が共通の光検出系を用いているため、装置が小型化される。 In addition, according to the present invention, since a common light detection system is used for defect detection by the head and defect observation evaluation by the probe, the apparatus is miniaturized.

また、本発明によれば上述の効果に加えて、ヘッドによって発見された欠陥をプローブによって精査することができるため、ディスク表面全体の検査を短時間で行うことができる。 Further, according to the present invention, in addition to the above-described effects, the defect found by the head can be closely examined by the probe, so that the entire disk surface can be inspected in a short time.

以下に、この発明の実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１に本発明の実施の形態１に係るディスク検査装置１００の概略を示す。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an outline of a disk inspection apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention.

近視野光ディスク１０１は、近視野光を介してヘッドと相互作用することで情報の記録再生を行うための媒体であり、本実施の形態では検査対象物となる。近視野光ディスク１０１は回転ステージ１０２上に設置される。回転ステージ１０２は検査装置内部の耐震ステージ１０３に設置される。近視野光ヘッド１０４は、サスペンションアーム１０５に接着される。サスペンションアーム１０５と近視野光プローブ１０６は、光出射部１０７に接続され、光出射部１０７の軸回りに回転可能である。近視野光ヘッド１０４と、近視野光プローブ１０６には光出射部１０７から光が導入される。近視野光ヘッド１０４と近視野光プローブ１０６は先端から近視野光を発生させることで、光の回折限界を超える分解能を持つ。 The near-field optical disc 101 is a medium for recording / reproducing information by interacting with the head via near-field light, and is an inspection object in the present embodiment. The near-field optical disc 101 is installed on the rotary stage 102. The rotary stage 102 is installed on the earthquake resistant stage 103 inside the inspection apparatus. The near-field optical head 104 is bonded to the suspension arm 105. The suspension arm 105 and the near-field optical probe 106 are connected to the light emitting unit 107 and can rotate around the axis of the light emitting unit 107. Light is introduced into the near-field optical head 104 and the near-field optical probe 106 from the light emitting unit 107. The near-field optical head 104 and the near-field optical probe 106 generate near-field light from the tip, thereby having a resolution exceeding the light diffraction limit.

この検査装置１００による近視野光ディスク１０１の検査は２段階に分かれて行う。第１段階では、近視野光ディスク１０１が回転ステージ１０２によって高速に回転されており、その表面に近視野光ヘッド１０４が近接する。近視野光ヘッド１０４は、回転する近視野光ディスク１０１表面から空気浮上力を受け、サスペンションアーム１０５からかけられた負荷荷重との均衡により、安定した姿勢で近視野光ディスク１０１表面から数〜数十ｎｍだけ浮上する。近視野光ヘッド１０４から発生した近視野光が近視野光ディスク表面と相互作用することによって、近視野光ディスク１０１に記録された情報を読み出す。情報の読み出しにエラーが発生した場合はそのアドレスを記憶する。 The inspection of the near-field optical disc 101 by the inspection apparatus 100 is performed in two stages. In the first stage, the near-field optical disc 101 is rotated at a high speed by the rotary stage 102, and the near-field optical head 104 approaches the surface thereof. The near-field optical head 104 receives air levitation force from the surface of the rotating near-field optical disk 101, and is several to several tens of nanometers from the surface of the near-field optical disk 101 in a stable posture due to balance with the load applied from the suspension arm 105. Only emerge. Information recorded on the near-field optical disc 101 is read by the near-field light generated from the near-field optical head 104 interacting with the near-field optical disc surface. If an error occurs in reading information, the address is stored.

第２段階では、第１段階で得られたエラー発生アドレスに対応する近視野光ディスク１０１上の領域が、近視野光プローブ１０６先端に近接するよう近視野光ディスク１０１を移動させ、近視野光プローブ１０６によってエラー発生領域状態を詳細に観察する。近視野光ディスク１０１の移動は図示を略した微動３軸ステージによって行っているが、近視野光ディスク１０１を固定して近視野光プローブ１０６を移動することで近視野光プローブ１０６をエラー発生領域に近接させることもできる。サスペンションアーム１０５と近視野光プローブ１０６は、光出射部１０７の軸回りに所定の角度で接続されているため、第２段階で近視野光プローブ１０６をその角度だけ光出射部１０７の軸回りに回転させることで、容易にエラー発生領域に近接させることができる。 In the second stage, the near-field optical probe 101 is moved so that the area on the near-field optical disk 101 corresponding to the error occurrence address obtained in the first stage is close to the tip of the near-field optical probe 106. By observing the error occurrence area state in detail. Although the near-field optical disk 101 is moved by a fine-movement three-axis stage (not shown), the near-field optical probe 106 is moved closer to the error occurrence area by moving the near-field optical probe 106 while fixing the near-field optical disk 101. It can also be made. Since the suspension arm 105 and the near-field optical probe 106 are connected at a predetermined angle around the axis of the light emitting unit 107, the near-field optical probe 106 is rotated around the axis of the light emitting unit 107 by that angle in the second stage. By rotating, it can be easily brought close to the error occurrence region.

図２に本実施の形態に係るディスク検査装置１００のうち、光出射部１０７内部の概略を示す。レーザー２００からの光は、レンズ２０１によって集光されてレーザー側コネクター２０３に入射する。レーザー側コネクター２０３は光スイッチ２０４に光を送り、光スイッチ２０４で分岐した光は、ヘッド側コネクター２０５あるいはプローブ側コネクター２０６に送られる。ヘッド側コネクター２０５は光ファイバー２０８に接続され、プローブ側コネクター２０６は近視野光プローブ１０６に接続される。レーザー側コネクター２０３と光スイッチ２０４の接続、光スイッチ２０４とヘッド側コネクター２０５の接続、および、光スイッチ２０４とプローブ側コネクター２０６の接続には光ファイバー２０７が使われる。ここで、レーザー側コネクター２０３からヘッド側コネクター２０５およびプローブ側コネクター２０６までの部分を光導入系２０２と呼ぶ。光出射部１０７の動作は、レーザー２００からの光を受けた光導入系２０２が、光を必要に応じて光ファイバー２０８あるいは近視野光プローブ１０６のどちらかに光を導入するものである。 FIG. 2 shows an outline of the inside of the light emitting unit 107 in the disk inspection apparatus 100 according to the present embodiment. Light from the laser 200 is collected by the lens 201 and enters the laser-side connector 203. The laser side connector 203 sends light to the optical switch 204, and the light branched by the optical switch 204 is sent to the head side connector 205 or the probe side connector 206. The head-side connector 205 is connected to the optical fiber 208, and the probe-side connector 206 is connected to the near-field optical probe 106. An optical fiber 207 is used for the connection between the laser side connector 203 and the optical switch 204, the connection between the optical switch 204 and the head side connector 205, and the connection between the optical switch 204 and the probe side connector 206. Here, a portion from the laser side connector 203 to the head side connector 205 and the probe side connector 206 is referred to as a light introduction system 202. The operation of the light emitting unit 107 is such that the light introduction system 202 that receives light from the laser 200 introduces light into either the optical fiber 208 or the near-field optical probe 106 as necessary.

図３に本実施の形態に係るディスク検査装置１００のブロック図を示す。レーザー２００からの光は光導入系２０２によって近視野光ヘッド１０４あるいは近視野プローブ１０６に導入され、近視野光ディスク１０１表面との相互作用の結果発生した散乱光を光検出部２５７が受け、信号処理部２５８で処理される。光検出部２５７は、近視野光ヘッド１０４が浮上走査したときに発生する散乱光と、近視野光プローブが表面観察したときに発生する散乱光の両方を検出するが、近視野光ヘッド１０４による散乱光と近視野光プローブによる散乱光をそれぞれ別の検出部を用意して検出してもよい。 FIG. 3 shows a block diagram of the disk inspection apparatus 100 according to the present embodiment. Light from the laser 200 is introduced into the near-field optical head 104 or the near-field probe 106 by the light introduction system 202, and the light detection unit 257 receives the scattered light generated as a result of the interaction with the surface of the near-field optical disc 101, and performs signal processing. Processed by the unit 258. The light detection unit 257 detects both the scattered light generated when the near-field optical head 104 flies up and the scattered light generated when the near-field optical probe observes the surface. The scattered light and the scattered light from the near-field light probe may be detected by preparing separate detection units.

近視野光ディスク１０１は回転制御部２６０と、微動３軸ステージ２６１に接続され、回転制御部２６０と微動３軸ステージ２６１はディスク制御部２６２によって制御される。近視野光ヘッド１０４によって近視野光ディスク１０１表面を走査するときは回転制御部２６０によって近視野光ディスク１０１は回転する。近視野光プローブ１０６によって近視野光ディスク１０１表面を観察するときは微動３軸ステージ２６１によって近視野光ディスク１０１は微小領域を移動する。レーザー２００、光導入系２０２、信号処理部２５８、ディスク制御部２６２はコンピュータ２５９によって制御され、動作する。 The near-field optical disc 101 is connected to a rotation control unit 260 and a fine movement triaxial stage 261, and the rotation control unit 260 and the fine movement triaxial stage 261 are controlled by the disc control unit 262. When the surface of the near-field optical disc 101 is scanned by the near-field optical head 104, the near-field optical disc 101 is rotated by the rotation control unit 260. When observing the surface of the near-field optical disc 101 with the near-field optical probe 106, the near-field optical disc 101 is moved in a minute region by the fine movement triaxial stage 261. The laser 200, the light introduction system 202, the signal processing unit 258, and the disk control unit 262 are controlled and operated by a computer 259.

図４（ａ）、図４（ｂ）にそれぞれ本実施の形態に係る近視野光ヘッド１０４と、近視野光プローブ１０６の構造を示す。図４（ａ）に示す近視野光ヘッド１０４は、ミラー面１３１を持つミラー基板１３２と、マイクロレンズ１３３と空気浮上面１３４と近視野光発生部１３５を持つ近視野光素子基板１３６が接着剤によって接着され、光ファイバー２０８が挿入された構造になっている。図１〜図３で説明したように導入された光１４１は光ファイバー２０８内部を伝搬したあと端面から出射し、ミラー面１３１で反射した後マイクロレンズ１３３によって集光されて、近視野光発生部１３５によって近視野光１４２となる。 FIGS. 4A and 4B show the structures of the near-field optical head 104 and the near-field optical probe 106 according to the present embodiment, respectively. 4A, the near-field optical head 104 includes a mirror substrate 132 having a mirror surface 131, a near-field optical element substrate 136 having a microlens 133, an air floating surface 134, and a near-field light generating unit 135. And an optical fiber 208 is inserted. As described with reference to FIGS. 1 to 3, the introduced light 141 propagates through the optical fiber 208, exits from the end face, is reflected by the mirror surface 131, and then is collected by the microlens 133, and the near-field light generator 135. As a result, the near-field light 142 is obtained.

近視野光発生部１３５は、錐状ティップ先端に微小な光学的開口を形成したものであるが、入射した伝搬光を近視野光に変換する機能を持っていれば良く、開口ではなく微小な突起であっても良いし、また内部に突起を持つ開口のような組み合わせ構造であっても良い。図４（ｂ）に示す近視野光プローブ１０６は、光ファイバーの屈曲した先端１２１に微小な光学的開口を持つような、近視野光顕微鏡用のプローブである。図１〜図３で説明したように導入された光１２２は近視野光プローブ１０６内部を伝搬したあと先端部１２１から近視野光１２３となる。 The near-field light generating unit 135 has a minute optical opening formed at the tip of the cone-shaped tip. However, the near-field light generating unit 135 only needs to have a function of converting incident propagating light into near-field light. It may be a protrusion or a combined structure such as an opening having a protrusion inside. The near-field optical probe 106 shown in FIG. 4B is a near-field optical microscope probe having a minute optical opening at the bent tip 121 of the optical fiber. The light 122 introduced as described in FIGS. 1 to 3 becomes the near-field light 123 from the tip 121 after propagating through the near-field optical probe 106.

以上説明した構造のディスク検査装置によると、近視野光ディスク１０１表面に情報が正確に記録されているかどうかの検査を行う際に、まず空気浮上型の近視野光ヘッド１０４を用いて近視野光ディスク１０１のデータを読み出すため、高速走査が可能となり、極めて短時間で近視野光ディスク１０１全面の検査が実現される。エラーが発生した場合は、そのアドレスをコンピュータ２５９に記憶しておき、ディスクの回転を停止した後で近視野光プローブ１０６によってエラー発生領域を詳細に観察評価することができ、エラーの発生原因を特定することができる。 According to the disk inspection apparatus having the above-described structure, when inspecting whether or not information is accurately recorded on the surface of the near-field optical disk 101, first, the near-field optical disk 101 is used by using the near-field optical head 104 of the air floating type. Since this data is read out, high-speed scanning is possible, and the entire near-field optical disc 101 can be inspected in a very short time. If an error occurs, the address is stored in the computer 259, and after the rotation of the disk is stopped, the error occurrence area can be observed and evaluated in detail by the near-field optical probe 106. Can be identified.

このとき、近視野光ヘッド１０４に入射する光と、近視野光プローブ１０６に入射する光が同一の光導入系２０２を用いているため、光源の特性に依らない検査結果が得られる上に、全面検査から局所観察への切り替えが容易に行える。また、検査装置全体も小型になり、単一光源であるため調整が容易で製造コストも低減される。近視野光ヘッド１０４は光ファイバー２０８を用いて光を近視野光ディスク１０１表面に水平に入射しており、また、近接場光プローブ１０６も先端が屈曲した光ファイバーを用いていることから、光導入系２０２は近視野光ヘッド１０４と近視野光プローブ１０６の上方に設置する必要がなく、装置全体の小型化に適している。 At this time, since the light that enters the near-field optical head 104 and the light that enters the near-field optical probe 106 use the same light introduction system 202, an inspection result that does not depend on the characteristics of the light source is obtained. Easy switching from full-screen inspection to local observation. In addition, the entire inspection apparatus is reduced in size, and since it is a single light source, adjustment is easy and manufacturing cost is reduced. The near-field optical head 104 uses the optical fiber 208 to enter light horizontally on the surface of the near-field optical disk 101, and the near-field optical probe 106 also uses an optical fiber with a bent tip, so that the light introduction system 202 is used. Is not required to be installed above the near-field optical head 104 and the near-field optical probe 106, and is suitable for downsizing the entire apparatus.

従来のＤＶＤなどの光ディスクと違い、近視野光ディスク１０１は記録面表面側に記録ピットが形成されているが、本発明による検査装置では近視野光ヘッド１０４と近視野光プローブ１０６の両方が近視野光ディスク１０１の記録面側からアプローチする構造となっていることで、近視野光ディスク１０１の記録面を検査することが可能である。また光検出部２５７が、近視野光ヘッド１０４による散乱光と、近視野プローブ１０６による散乱光の両方を検出するため、検出部２５７の検出特性に依存しない検出信号が得られ、また装置の小型化に適している。
（実施の形態２）
図５に本発明の実施の形態２に係るディスク検査装置３００の概略を示す。実施の形態１と同一部分については同一符号とし、説明を省略あるいは簡略化する。ディスク検査装置３００の構成は、近視野光ディスク１０１を回転ステージ１０２の上に設置する部分は実施の形態１と同一である。実施の形態１と相違した構造を持つ部分は、近視野光ヘッド３０２、近視野光プローブ３０３、光出射部３０１である。光出射部３０１からの光は近視野光ディスク１０１に対して垂直に出射し、近視野光ヘッド３０２あるいは近視野光プローブ３０３に導入される。その他の構造、動作は実施の形態１と同様であるので説明を略す。 Unlike a conventional optical disc such as a DVD, the near-field optical disc 101 has a recording pit formed on the recording surface. However, in the inspection apparatus according to the present invention, both the near-field optical head 104 and the near-field optical probe 106 are near-field. With the structure approaching from the recording surface side of the optical disc 101, the recording surface of the near-field optical disc 101 can be inspected. Further, since the light detection unit 257 detects both the scattered light from the near-field light head 104 and the scattered light from the near-field probe 106, a detection signal independent of the detection characteristics of the detection unit 257 can be obtained, and the size of the apparatus can be reduced. Suitable for
(Embodiment 2)
FIG. 5 shows an outline of a disk inspection apparatus 300 according to Embodiment 2 of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified. The configuration of the disk inspection apparatus 300 is the same as that of the first embodiment in the part where the near-field optical disk 101 is installed on the rotary stage 102. Parts having a structure different from that of the first embodiment are a near-field optical head 302, a near-field optical probe 303, and a light emitting unit 301. Light from the light emitting unit 301 is emitted perpendicularly to the near-field optical disc 101 and introduced into the near-field optical head 302 or the near-field optical probe 303. Since other structures and operations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.

図６はこのディスク検査装置３００の平面図である。近視野光ヘッド３０２と近視野光プローブ３０３は光出射部３０１の下方に位置しており、光出射部３０１の内部に配置したレーザー（図示略）からの光照射を受ける。図６では近視野光プローブ３０３が光照射を受けるように位置した状態を示しているが、近視野光ヘッド３０３と近視野光ヘッド３０２を回転移動する機械的な移動機構を設けることによって近視野光ヘッド３０３がレーザーの直下に位置するように切り替えることもできる。図７は光出射部３０１内の構成を説明するための模式図である。光出射部３０１は内部にレーザー３０５とレンズ３０６を持つ。レーザー３０５からの光はレンズ３０６で集光され、集光光として光３１５となって出射する。 FIG. 6 is a plan view of the disk inspection apparatus 300. The near-field optical head 302 and the near-field optical probe 303 are located below the light emitting unit 301 and receive light from a laser (not shown) disposed inside the light emitting unit 301. FIG. 6 shows a state in which the near-field optical probe 303 is positioned so as to receive light irradiation. However, the near-field optical head 303 and the near-field optical head 302 are provided with a mechanical movement mechanism that rotates and moves the near-field optical head 303. It is also possible to switch so that the optical head 303 is positioned directly below the laser. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the configuration inside the light emitting unit 301. The light emitting unit 301 has a laser 305 and a lens 306 inside. Light from the laser 305 is collected by the lens 306 and emitted as light 315 as condensed light.

図８（ａ）、図８（ｂ）にそれぞれ本実施の形態における近視野光ヘッド３０２と近視野光プローブ３０３の構造を示す。図８（ａ）に示す近視野光ヘッド３０２は、透明な近視野光素子基板３１１上面にマイクロレンズ３１２、下面に空気浮上面３１３、近視野光発生部３１４を持つ。光出射部（図５〜７の３０１）からの光３１５はマイクロレンズ３１２によって集光されて近視野光発生部３１４に照射される。近視野光発生部３１４は、実施の形態１における近視野光発生部１３５と同様、入射光を近視野光３１６に変換する機能を持つような種々の構造が有り得る。図８（ｂ）に示す近視野光プローブ３０３は、透明なレバー３２１の下面に錐状突起３２２を持ち、その先端が光学的微小開口３２３となっている。光出射部（図５〜７の３０１）からの光３１５は光学的微小開口３２３に照射され、下方に近視野光３２４が生成する。レバー３２１の上面にマイクロレンズを形成することによって、光３１５を集光して光学的微小開口３２３に照射させることも可能である。 FIGS. 8A and 8B show the structures of the near-field optical head 302 and the near-field optical probe 303 in this embodiment, respectively. A near-field optical head 302 shown in FIG. 8A has a microlens 312 on the upper surface of a transparent near-field optical element substrate 311, an air floating surface 313 on the lower surface, and a near-field light generating unit 314. Light 315 from the light emitting unit (301 in FIGS. 5 to 7) is collected by the microlens 312 and irradiated to the near-field light generating unit 314. The near-field light generating unit 314 may have various structures having a function of converting incident light into the near-field light 316, like the near-field light generating unit 135 in the first embodiment. A near-field optical probe 303 shown in FIG. 8B has a conical protrusion 322 on the lower surface of a transparent lever 321, and the tip thereof is an optical minute opening 323. Light 315 from the light emitting portion (301 in FIGS. 5 to 7) is irradiated to the optical minute aperture 323, and near-field light 324 is generated below. By forming a microlens on the upper surface of the lever 321, the light 315 can be condensed and irradiated to the optical minute aperture 323.

このような構成の検査装置にすることによって、実施の形態１で述べた効果に加えて、近視野光ヘッド３０２あるいは近視野光プローブ３０３への光導入が空中伝搬であることから、光路中の光損失が極めて小さくなり、高いエネルギーの光を導入可能となる。結果として、発生する近視野光強度も増加し、高Ｓ／Ｎ比を持つ信号を得ることが実現される。近視野光ディスク１０１全面に渡る、高い精度の検査が極めて短時間で行うことができる。
（実施の形態３）
図９に本発明の実施の形態３に係るディスク検査装置における近視野光ヘッド４００の構造を示す。実施の形態１で説明した図４（ａ）と同一部分には同一符号を付け、説明を省略あるいは簡略化する。近視野光ヘッド４００の特徴は、ヘッドがマイクロレンズ１３３と空気浮上面１３４と近視野光発生部１３５を持つ近視野光素子基板１３６のみからなり、実施の形態１におけるミラー基板１３２は存在しない点である。図示を略した光導入系からの光は先端加工ファイバー４０１によって伝搬し、先端加工ファイバー４０１はその先端が斜めに研磨されていることでミラー面４０２を持つため、光１４１はミラー面４０２で反射し、マイクロレンズ１３３に向けて伝搬する。 By using the inspection apparatus having such a configuration, in addition to the effects described in the first embodiment, since the light introduction into the near-field optical head 302 or the near-field optical probe 303 is in the air propagation, Light loss becomes extremely small and high energy light can be introduced. As a result, the generated near-field light intensity increases, and a signal having a high S / N ratio is obtained. A highly accurate inspection over the entire surface of the near-field optical disc 101 can be performed in a very short time.
(Embodiment 3)
FIG. 9 shows the structure of the near-field optical head 400 in the disk inspection apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. The same parts as those in FIG. 4A described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified. The feature of the near-field optical head 400 is that the head is composed only of the near-field optical element substrate 136 having the microlens 133, the air floating surface 134, and the near-field light generating unit 135, and the mirror substrate 132 in the first embodiment does not exist. It is. Light from a light introduction system (not shown) is propagated by the tip processing fiber 401, and the tip processing fiber 401 has a mirror surface 402 because its tip is polished obliquely, so that the light 141 is reflected by the mirror surface 402. Then, it propagates toward the microlens 133.

このような構造の近視野光ヘッド４００を用いることによって、上述の実施の形態における効果に加えて、ヘッドがより薄型であることからディスクからの浮上量を低減することが可能となる。これにより、近視野光発生部１３５から発生する近視野光１４２は極めて局在した状態でサンプル表面と相互作用することができるため、高い分解能でディスクの検査を行うことが可能となる。 By using the near-field optical head 400 having such a structure, the flying height from the disk can be reduced because the head is thinner in addition to the effects in the above-described embodiment. As a result, the near-field light 142 generated from the near-field light generator 135 can interact with the sample surface in an extremely localized state, so that the disk can be inspected with high resolution.

実施の形態１に係るディスク検査装置１００の概観図である。1 is an overview diagram of a disk inspection apparatus 100 according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係るディスク検査装置１００のうち、光出射部１０７内部の構成を示す図である。2 is a diagram showing a configuration inside a light emitting unit 107 in the disk inspection apparatus 100 according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係るディスク検査装置１００のブロック図である。1 is a block diagram of a disk inspection apparatus 100 according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る近視野光ヘッド１０４の構造（ａ）及び近視野光プローブ１０６の構造（ｂ）を示す図である。2 is a diagram showing a structure (a) of a near-field optical head 104 and a structure (b) of a near-field optical probe 106 according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態２に係るディスク検査装置３００の概観図である。FIG. 4 is an overview diagram of a disk inspection apparatus 300 according to a second embodiment. 実施の形態２に係るディスク検査装置３００内の構成を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration within a disk inspection apparatus 300 according to a second embodiment. 実施の形態２に係る光出射部３０１内の構成を説明するための模式図である。6 is a schematic diagram for explaining a configuration in a light emitting unit 301 according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態２に係る近視野光ヘッド３０２の構造（ａ）及び近視野光プローブ３０３の構造（ｂ）を示す図である。It is a figure which shows the structure (a) of the near-field optical head 302 which concerns on Embodiment 2, and the structure (b) of the near-field optical probe 303. 実施の形態３に係るディスク検査装置における近視野光ヘッド４００の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the near-field optical head 400 in the disc inspection apparatus based on Embodiment 3. FIG.

Explanation of symbols

１００実施の形態１に係るディスク検査装置
１０１近視野光ディスク
１０２回転ステージ
１０３耐震ステージ
１０４近視野光ヘッド
１０５サスペンションアーム
１０６近視野光プローブ
１０７光出射部
１２１光ファイバーの屈曲した先端
１２２光
１２３近視野光
１３１ミラー面
１３２ミラー基板
１３３マイクロレンズ
１３４空気浮上面
１３５近視野光発生部
１３６近視野光素子基板
１４１光
１４２近視野光
２００レーザー
２０１レンズ
２０２光導入系
２０３レーザー側コネクター
２０４光スイッチ
２０５ヘッド側コネクター
２０６プローブ側コネクター
２０７光ファイバー
２０８光ファイバー
２５７光検出部
２５８信号処理部
２５９コンピュータ
２６０回転制御部
２６１微動３軸ステージ
２６２ディスク制御部
３００実施の形態２に係るディスク検査装置
３０１光出射部
３０２近視野光ヘッド
３０３近視野光プローブ
３０５レーザー
３０６レンズ
３１１近視野光素子基板
３１２マイクロレンズ
３１３空気浮上面
３１４近視野光発生部
３１５光
３１６近視野光
３２１レバー
３２２錐状突起
３２３光学的微小開口
３２４近視野光 100 Disc inspection apparatus according to Embodiment 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Near-field optical disk 102 Rotating stage 103 Earthquake-resistant stage 104 Near-field optical head 105 Suspension arm 106 Near-field optical probe 107 Light-emitting part 121 Optical fiber bent tip 122 Light
123 Near-field light 131 Mirror surface
132 Mirror substrate 133 Micro lens 134 Air floating surface 135 Near field light generation unit 136 Near field light element substrate 141 Light 142 Near field light 200 Laser 201 Lens 202 Light introduction system 203 Laser side connector 204 Optical switch 205 Head side connector 206 Probe side Connector 207 Optical fiber 208 Optical fiber 257 Photodetector 258 Signal processor
259 Computer 260 Rotation control unit 261 Fine movement 3-axis stage
262 Disc control unit 300 Disc inspection device 301 according to Embodiment 2 Light emitting unit 302 Near field optical head 303 Near field optical probe 305 Laser 306 Lens 311 Near field optical element substrate 312 Micro lens 313 Air floating surface 314 Generation of near field light Portion 315 Light 316 Near-field light 321 Lever 322 Conical projection 323 Optical minute aperture 324 Near-field light

Claims

A near-field optical element that has a near-field light generating element that generates near-field light, reads information recorded on the near-field optical disk to be inspected via the generated near-field light, and inspects the near-field optical disk while scanning An optical head and a probe that generates near-field light at the tip, observe the surface shape of the near-field optical disc through the generated near-field light, and inspect the surface shape of the near-field optical disc while scanning A disk inspection apparatus comprising: a near-field optical probe; and a light emitting unit having a light source and a switching unit that switches introduction of light from the light source to the near-field optical head or the near-field optical probe. .

A detector that receives scattered signal generated as a result of the interaction between the near-field light generated from the near-field optical head or the near-field optical probe and the surface of the near-field optical disc, and performs signal processing to detect the scattered light; The disk inspection apparatus according to claim 1, wherein

Detection of scattered light generated from the near-field light from the near-field light head and detection of scattered light generated from the near-field light from the near-field light probe are performed by the same detection unit. The disk inspection apparatus according to claim 2.

4. The switch according to claim 1, further comprising an optical switch that switches light introduction by branching light from the same light source to the near-field optical head and the near-field optical probe. The disc inspection apparatus according to any one of the above.

The near-field optical head includes an optical fiber that propagates light from the light source, a mirror substrate that reflects light from the optical fiber, and a near-field light generation substrate that generates near-field light from the reflected light. The disk inspection apparatus according to claim 1, wherein the disk inspection apparatus is a disk inspection apparatus.

The near-field optical head receives a tip-processed optical fiber having a reflecting surface at the tip that propagates light from the light source and reflects the propagated light in a direction different from the propagation direction, and the reflected light. 5. The disk inspection apparatus according to claim 1, further comprising a near-field light generating substrate that generates the near-field light.

The switching means includes the near-field optical head or the near-field light so that the near-field optical head or the near-field optical probe receives light emitted from the same light source in the air at a predetermined same position. 3. The disk inspection apparatus according to claim 1, further comprising a moving mechanism that moves a probe to switch introduction of the light.

8. The disk inspection according to claim 1, wherein an area of the near-field optical disk scanned by the near-field optical probe is determined based on inspection data from the near-field optical head. apparatus.