關(guān)于方位角的表面特征的制作方法
【專利說明】關(guān)于方位角的表面特征 交叉引用
[0001] 本申請要求2013年5月30日提交的美國臨時專利申請No. 61/829, 157的權(quán)益。 背景
[0002] 在生產(chǎn)線上制造的物品可被檢查某些特征，包括可使物品或包括該物品的系統(tǒng)的 性能變差的缺陷。例如，硬盤驅(qū)動器的硬盤可在生產(chǎn)線上被制造并且可被檢查某些表面特 征，包括可使硬盤或硬盤驅(qū)動器的性能變差的表面和次表面缺陷。因此，一些設(shè)備和方法可 被用于檢查物品的特征（諸如缺陷）。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本文提供了一種設(shè)備，包括：光子發(fā)射裝置，配置為將光子以數(shù)個方位角發(fā)射到物 品的表面上；以及處理裝置，配置為處理對應(yīng)于從該物品的表面特征散射的光子的光子檢 測器陣列信號并從該光子檢測器陣列信號中產(chǎn)生該物品的一個或多個表面特征映射，該光 子檢測器陣列信號對應(yīng)于從該物品的表面特征散射的光子。
[0004] 參考以下附圖、描述以及所附權(quán)利要求書將更佳地理解本文提供的概念的這些和 其它特征和方面。
【附圖說明】
[0005] 圖1提供了根據(jù)各實(shí)施例的一個方面示出物品的表面特征的檢測的示意圖。
[0006] 圖2提供了根據(jù)各實(shí)施例的一個方面示出從物品的表面特征散射的光子的示意 圖。
[0007] 圖3提供了根據(jù)各實(shí)施例的一個方面示出從物品的表面特征散射的光子通過光 學(xué)組件并到達(dá)光子檢測器陣列上的示意圖。
[0008]圖4提供了根據(jù)各實(shí)施例的一個方面的物品的表面特征映射的圖像。
[0009]圖5提供了根據(jù)各實(shí)施例的一個方面的物品的表面特征映射的特寫圖像。
[0010] 根據(jù)本實(shí)施例的各方面，圖6A(頂）提供了來自表面特征映射的表面特征的特寫 圖像，而圖6A(底）提供了該表面特征的光子散射強(qiáng)度分布。
[0011] 根據(jù)本實(shí)施例的各方面，圖6B(頂）提供了來自表面特征映射的表面特征的特寫 的像素-內(nèi)插圖像，而圖6B(底）提供了該像素-內(nèi)插表面特征的光子散射強(qiáng)度分布。
[0012] 圖7A提供了根據(jù)各實(shí)施例的一個方面示出物品的表面特征以第一方位角的檢測 的示意圖。
[0013] 圖7B提供了根據(jù)各實(shí)施例的一個方面示出物品的表面特征以第二方位角的檢測 的示意圖。
[0014] 圖7C提供了根據(jù)各實(shí)施例的一個方面示出物品的表面特征以第一方位角的檢測 的示意圖。
[0015] 圖7D提供了根據(jù)各實(shí)施例的一個方面示出物品的表面特征以第二方位角的檢測 的示意圖。
[0016] 圖8A提供了根據(jù)各實(shí)施例的一個方面的物品的表面特征映射在第一方位角的圖 像。
[0017] 圖8B提供了根據(jù)各實(shí)施例的一個方面的物品的表面特征映射在第二方位角的圖 像。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 在更加詳細(xì)地描述和/或示出一些特定實(shí)施例之前，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的 是本文提供的特定實(shí)施例不限制本文提供的概念，因?yàn)檫@種特定實(shí)施例中的元素可以變 化。同樣地應(yīng)當(dāng)理解，本文中所提供的特定實(shí)施例具有可容易地與特定實(shí)施例分離的元素 并且該元素可選擇性地結(jié)合或代替本文中所描述和/或示出的若干其它實(shí)施例中的任何 一個中的元素。
[0019] 本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)該理解到，本文中使用的術(shù)語是出于說明一些特定實(shí)施例的 目的，且該術(shù)語不限制本文中提供的概念。除非另外指出，序數(shù)（例如第一、第二、第三等） 被用于區(qū)分或標(biāo)識一組元素或步驟中的不同元素或步驟，且不提供序列或數(shù)量限制。例如， "第一"、"第二"和"第三"元素或步驟不需要必定以該順序出現(xiàn)，且實(shí)施例不需要必定受限 于三個元素或步驟。還應(yīng)當(dāng)理解，除非另外指出，任何標(biāo)記，諸如"左"、"右"、"前"、"后"、 "頂"、"底"、"正向"、"反向"、"順時針"、"逆時針"、"上"、"下"或其它類似的術(shù)語，諸如"上 部"、"下部"、"尾部"、"頭部"、"垂直的"、"水平的"、"近端的"、"遠(yuǎn)端的"等等是為了方便而 使用并且不旨在意味著，例如，任何特定的固定位置、取向或方向。相反，這些標(biāo)記被用于反 映，例如，相對位置、取向或方向。還應(yīng)當(dāng)理解，"一"、"一種"以及"該"的單數(shù)形式包括復(fù)數(shù) 引用，除非上下文另外明確地指出。
[0020] 除非另外指出，本文中所使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員通常所理解的相同的含義。
[0021 ] 在生產(chǎn)線上制造的物品可被檢查某些特征，包括可使物品或包括該物品的系統(tǒng)的 性能變差的缺陷。例如，硬盤驅(qū)動器的硬盤可在生產(chǎn)線上被制造并且可被檢查某些表面特 征，包括可使硬盤或硬盤驅(qū)動器的性能變差的表面和次表面缺陷。本文中提供的是用于檢 查物品以檢測、映射和/或表征某些表面特征（諸如表面和/或次表面缺陷）的設(shè)備和方 法。
[0022] 關(guān)于可利用本文的設(shè)備和方法進(jìn)行檢查的物品，這樣的物品包括具有一個或多個 表面（例如一個或多個光學(xué)平滑表面）的任何制品或制品在制造的任何階段中的工件，該 物品的示例包括但不限于半導(dǎo)體晶片、磁記錄介質(zhì)（例如，硬盤驅(qū)動器的硬盤）及其在制造 的任何階段中的工件，包括透明物品（諸如用于磁記錄介質(zhì)的玻璃坯件）。這些物品可被檢 查某些特征，包括可能使物品的性能變差的表面和/或次表面缺陷，其中表面和/或次表面 缺陷包括顆粒和污點(diǎn)污染，以及包括劃痕和空隙的缺陷。關(guān)于顆粒污染，例如，在硬盤驅(qū)動 器的中間硬盤（即，工件）的表面上捕獲的顆?？蓳p壞隨后濺鍍的膜。顆粒污染還可污染 硬盤驅(qū)動器的已完成表面，導(dǎo)致劃痕形成、碎肩產(chǎn)生以及硬盤與讀寫頭之間的間距的誤用。 如此，利用本文的設(shè)備和方法檢查物品以糾正導(dǎo)致表面和/或次表面缺陷的制造趨勢并且 增加產(chǎn)品質(zhì)量是重要的。
[0023] 圖1提供了開始本文提供的設(shè)備和方法的特征的描述的基礎(chǔ)。鑒于先前所述的， 圖1提供了示出用于檢測、映射、和/或表征物品的表面特征的設(shè)備100的非限制性示意 圖，該設(shè)備100包括：光子發(fā)射器110 ;光學(xué)設(shè)置120,包括光學(xué)組件；光子檢測器陣列130 ; 計算機(jī)或等效的設(shè)備140 ;任選的平臺150,配置為支撐物品160和/或以數(shù)個方位角旋轉(zhuǎn) 物品160 ;以及物品160的表面的表面特征映射170。如此，圖1提供了開始描述光子發(fā)射 器、光學(xué)設(shè)置的光學(xué)組件、光子檢測器陣列等的基礎(chǔ)。本文提供的設(shè)備和方法不限于圖1，因 為本文提供了附加的實(shí)施例，而且附加的實(shí)施例可由本文中更詳細(xì)地提供的特征來實(shí)現(xiàn)。
[0024] 設(shè)備可包括單個光子發(fā)射器（例如參見圖1的光子發(fā)射器110)或數(shù)個光子發(fā)射 器（例如參見圖7C和7D的光子發(fā)射器110A-C)。例如在一些實(shí)施例中，該設(shè)備可包括至少 1、2、3、4、5、6、7、8、9或10個光子發(fā)射器。例如在一些實(shí)施例中，該設(shè)備可包括不超過10、 9、8、7、6、5、4、3、2或1個光子發(fā)射器。前述內(nèi)容的組合也可被用于描述該設(shè)備的數(shù)個光子 發(fā)射器。例如在一些實(shí)施例中，該設(shè)備可包括至少2個光子發(fā)射器且不超過10個光子發(fā)射 器（例如，在2個與10個之間的光子發(fā)射器），諸如至少2個光子發(fā)射器且不超過6個光 子發(fā)射器（例如，在2個和6個之間的光子發(fā)射器），包括至少2個光子發(fā)射器且不超過4 個光子發(fā)射器（例如，在2個和4個之間的光子發(fā)射器）。單個光子發(fā)射器可被用于將光 子發(fā)射到物品的表面（諸如物品的整個表面或物品的表面的某些預(yù)定部分（例如，如果需 要，用于物品的分級旋轉(zhuǎn)以便分段檢查））上；數(shù)個光子發(fā)射器中的每個光子發(fā)射器可被用 于以光子發(fā)射器的任意集合在不同時間和/或在相同時間將光子發(fā)射到物品的表面（諸 如物品的整個表面或物品的表面的某些預(yù)定部分）上（例如參見圖7C和7D的光子發(fā)射器 110A-C)。進(jìn)一步關(guān)于此數(shù)個光子發(fā)射器，數(shù)個光子發(fā)射器中的每一個光子發(fā)射器可以是相 同的或不同的或它們的某種組合（例如，至少2個相同的光子發(fā)射器，而其余的光子發(fā)射器 是不同的；至少4個相同的光子發(fā)射器，而其余的光子發(fā)射器是不同的；等）。例如在一些 實(shí)施例中，該設(shè)備可包括至少兩個不同的光子發(fā)射器，其中該兩個不同的光子發(fā)射器各自 被分別配置為將光子發(fā)射到物品的表面（諸如物品的整個表面或物品的表面的某些預(yù)定 部分）上。
[0025] 無論設(shè)備包括單個光子發(fā)射器或數(shù)個光子發(fā)射器，每一光子發(fā)射器可以針對一種 或多種類型的特征進(jìn)行優(yōu)化的一個或多個距離和/或角度將光子發(fā)射到物品的表面上，這 些類型的特征在本文中更詳細(xì)地描述。一角度可等于掠射（glancing)角，該掠射角是入射 角的余角（complement)，并且該入射角是包含入射在物品的表面上的發(fā)射光子的光線和光 線入射的點(diǎn)處的法線（例如，垂直于物品的表面的線或向量）之間的角度。該掠射角還可 被描述為包含入射在物品的表面上的發(fā)射光子的光線和該光線入射的點(diǎn)處的表面之間的 高度角或最小角。針對一個或多個類型的特征進(jìn)行優(yōu)化的另一個角可等于方位角，其在本 文中更詳細(xì)地描述。
[0026] 圖2提供了包括入射在物品160的表面162上的發(fā)射光子的數(shù)條光線，該數(shù)條光 線與表面162形成掠射角。圖2進(jìn)一步提供了與表面的法線形成反射角的包含反射光子 的若干光線，該反射角在大小上等于入射角。圖2甚至進(jìn)一步提供了包含來自物品160的 表面162上的特征164的散射光子的若干光線，該若干光線包含形成各種散射角的散射光 子。光子發(fā)射器可以以從0°到90°的范圍的掠射角發(fā)射光子，其中0°的掠射角表不光子 發(fā)射器從物品的一側(cè)將光子發(fā)射到物品的表面上，并且其中90°的掠射角表示光子發(fā)射器 從物品的正上方將光子發(fā)射到物品的表面上。例如在一些實(shí)施例中，光子發(fā)射器可將光子 發(fā)射到物品的表面上從而使得掠射角至少為0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、 40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°、85°或90°。例如在一些實(shí)施例中， 光子發(fā)射器可將光子發(fā)射到物品的表面上從而使得掠射角不超過90°、85°、80°、75°、 70°、65°、60°、55°、50°、45°、40°、35°、30°、25°、20°、15°、10°或5°。前述內(nèi) 容的組合也可被用于描述光子發(fā)射器可將光子發(fā)射到物品的表面上的掠射角。在某些實(shí)施 例中，例如，光子發(fā)射器可將光子發(fā)射到物品的表面上從而使得掠射角為包括至少45°并 且不超過90°(S卩，在45°和90°之間）的至少0°并且不超過90°(S卩，在0°和90° 之間），諸如至少0°并且不超過45°(S卩，在0°和45°之間）。
[0027] 光子發(fā)射器可將光子發(fā)射到物品的表面（諸如整個表面或表面的某個預(yù)定部分 (例如，如果需要，用于物品的分級旋轉(zhuǎn)以便分段檢查））上。光子發(fā)射器可進(jìn)一步將光子發(fā) 射到