Устройство для контроля плоских периодических рисунков Советский патент 1986 года по МПК G01B9/00 

объекта 13 формируются два световых пятна, расстояние между которыми точно равно периоду рисунка объекта 13. Дефлектор 3 синхронно развертывает эти световые пятна в линии сканирования, Проекционнай система 15, выполненная в виде 5-компонентного объектива с переменным фокусным расстоянием, переносит изображение световых точек с плоскости объекта 13 на жестИзобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к оптическим методам контроля, и может быть использовано, в частности, для контроля дефектности топологи- ческого рисунка фотошаблонов и интегральных схем.

Цель изобретения - повышение производительности контроля путем упрощения перестройки его при переходе от контроля объекта с одним периодом рисунка к объектам с другими периодами.

На чертеже представлена оптичес- кая схема устройства для контроля плоских,периодических рисунков.

Устройство содержит источник 1 когерентного монохроматического излучения, коллиматор 2, дефлектор 3, призменный расщепитель 4, две телескопические системы 5 и 6, два клиновых элемента 7 и 8, расположенные симметрично относительно оптической оси и выполненные с возможностью одновременного поворота в сегиталь- ной плоскости системы, полу.прозрач- ное зеркало 9, фокусирующую систему 10, механически жестко связанную с координатным столом 1 1 и выполненную в виде 4-компонентного объектива, 1-й, 2-й и 4-й компоненты которого - отрицательные, а 3-$ - положительный, причем 1-й компонент расположен в фокусе последующих 3 компонентов, держатель 12 объекта 13 контроля, установленный на координатном столе 11 полупрозрачное зеркало 14, проекционную систему 15, выполненную в виде пятикомпонентного объектива с пере- менным фокусным расстоянием, 1-й,

ко связанные фотоприемники 16 и 17, сигналы которых сравршваются в блоке 18 сравнения сигналов. При отсутствии дефектов в периодическом рисунке объекта 13 световые потоки, попадающие на фотоприемники 16 и 17, равны между собой и разностный сигнал на выходе блока 18 сравнения равен нулю. 1 ил,.

2-й, 5-й компоненты которого отрицательные, а 3-й и 4-й - положительные, последний отрицательный компонент имеет возможность перемещения вдоль оптической оси относительно других компонентов, фотоприемники 16 и 17, жестко связанные друг с другом и .выполненные с возможностью перемещения вдоль оптической оси, блОк 18 сравнения сигналов и систему визуального наблюдения, включающую лампу 19 накаливания, конденсатор 20 зеркало 9 и микроскоп 21. Вся проекционная система 15 имеет возможность перемещения вдоль оптической оси,

Блок 18 сигналов может быть выполнен н виде дифференциального усилителя.

Устройство работает следующим образом.

Когерентное монохроматическое излучение от источника 1 (He-Ne-лазер с длиной волны 0,63 мкм) формируется коллиматором 2 в узкий параллельный пучок (диаметром примерно О,,5 мм), попадающий на дефлектор 3, который представляет собой магнитоэлектрический дефпектор, колеблющийся с частотой до 2000 Гц. Далее световой пучок попадает на призменный расщепитель 4,;,разделяется на два луча равной интенсивности, которые попадают в телескопические системы 5 и 6 соответственно. Далее световые лучи отклоняются клиновыми элементами 7 и 8 и фокусируются системой 10 на рабочей поверхности контролируемого объекта 13, расположенного в держателе 12 на координатном столе 11, В результате на рабочей поверхности контролируемого объекта 13 формируются два световых пятна диаметром около 5 мкм, расстояние между которыми точно равно периоду рисунка контролируемого объекта 13.

Дефлектор 3 синхронно развертывает эти световые пятна в линии сканирования так, что расстояние между ними постоянно равно периоду рисунка контролируемого объекта 13,

Проекционная система 15 переносит изображение световых точек с плоскости контролируемого объекта 13 на фотоприемники 16 и 17 соответственно, сигналы которых сравниваются в блоке 18 сравнения сигналов.

Телескопические системы 5 и 6 обеспечивают компенсадию расходимости лазерного луча- и формирование плоскости перетяжки его во входном зрачке фокусирующей системы 10, что обусловливает минимальные потери световой энергии.

Фокусирующая система 10 обеспечивает теледентрический ход лучей в пространстве изображений этой системы и, следовательно, независимость диаметров световых пятен на рабочей поверхности контролируемого объекта 13 от угла поворота дефлектора 3.

Проекционная система 15 обеспечивает фокусировку световых пучков, прошедших через контролируемый объект, НА поверхности фотоприемников 16 и 17,

При отсутствии дефектов в периодическом рисунке контролируемого объекта 13 световые потоки, попадающие на фотоприемники 16 и 17, равны между собой и разностный сигнал, фокуси- руемый на выходе блока 18 сравнения, равен нулю. При попадании дефекта в один из световых пучков разностный сигнал на выходе блока 18 сравнения сигналов отличается от нуля, причем полярность сигнала характеризует вид дефекта, а уровень сигнала - размер дефекта.

При необходимости контроля объекта с другим шагом мультипликации, т.е. другим периодом контролируемого рисунка, перестройку устройства осуществляют следующим образом.

ВНИИПИ Заказ 7047/39Тираж 670

Подписное

1роизв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5

О

15

0

5 0

5

0 5

0

Клиновые элементы 7 и 8 одновременно поворачивают в плоскости, перпендикулярной оптической оси устройства, до тех пор, пока расстояние между световыми пятнами на рабочей поверхности контролируемого рисунка на объекте 13 не будет равно е.го периоду. Контроль операции юстировки осуществляют с помощью микроскопа 21.

Формула изобретения

Устройство для контроля плоских периодических рисунков, содержащее последовательно расположенные и.сточ- ник когерентного монохроматического излучения, коллиматор, дефлектор, призменный расщепитель, делящий световой пучок на два луча, две телескопические системы,размещенные по ходу каждого луча соответственно, фокусирующую систему, координатный стол с держателем объекта контроля, проекционную систему, два фотоприем- ника, блок сравнения -сигналов и систему визуального наблюдения, о т - лича-ющееся тем, что, с целью повьппения производительности контроля, оно снабжено двумя стеклянными клиновыми элементами, расположенными симметрично относительно оптической оси и выполненными с возможностью одновременного поворота в плоскости, перпендикулярной оптической оси, фокусирующая система жестко связана с координатным столом и выполнена в виде четырехкомпонент- ного объектива, первьш, второй и четвертый компоненты которого - отрицательные, а третий - положительный, первый компонент расположен в фокусе последующих трех компонентов, проекционная система выполнена в виде пя- тикомпонентного объектива с переменным фокусным расстоянием, первый, второй и пятый компоненты которого - отрицательные, а третий и четвертЕ 1Й - положительные, пятый компонент выполнен с возможностью перемещения вдоль оптической оси относительно других компонентов, вся система - с возможностью перемещения вдоль оптической оси, а фотоприемники жестко связаны друг с другом.

Подписное

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для контроля плоских периодических рисунков. Цель изобретения - повышение производительности контроля путем упрощения перестройки его при переходе от контроля объекта с одним периодом рисунка к объектам с другими периодами. Когерентное монохроматическое излучение от источника 1 формируется коллиматором 2 в узкий параллельный пучок, попадающий на дефлектор 3. Далее световой пучок попадает на приз- менный расщепитель 4, разделяется на два луча равной интенсивности, которые попадают в телескопические системы 3 и 6 соответственно. Далее световые лучи отклоняются клиновыми элементами 7 и 8 к фокусируются фокусирующей системой 10, выполненной в виде 4-компонентного объектива, на рабочей поверхности контролируемого объекта 13, расположенного в держателе 12 на координатном стсще 11, В результате на рабочей поверхности (Л -i-e3 Н 6 8 17