Устройство для контроля дефектов оптических поверхностей Советский патент 1990 года по МПК G01N21/88 

Изобретение относится к контролй поверхности оптического качества и может применяться в микроэлектронике для контроля поверхностных загрязнений полупроводниковых пластин.

Цепью изобретения является повышение чувствительности устройства и устранение анизотропии чувствительности относительно ориентации дефектов иа контролируемой поверхности.

На чертеже изображена схема устройства. Устройство содержит источник I излучения, коллиматор 2, двумерное сканирующее устройство 3, фиксирующий объектив Л, держатель 5 образца, вогнутое зеркало 6 с отверстием для ввода и вывода отраженного излучения, вогнутое зеркало 7, фотоприемник 8, плоское зеркало 9, дополнительное наклонное зеркало 10 и дополнительный фотоприемник II.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от источника 1 расширяется до необходимого размера коллиматором 2 и двумерным сканирующим устройством 3 разворачивается в растр вдоль взаимно перпендикулярных направлений, а затем фокусирующим объективом 4 фокусируется на иссле- дуем.ую поверхность, установленную в держателе 5. Свет, рассеянньш дефектом, находящимся на исследуемой поверхности, преобразуется зеркалом 6 в пучок, близкий.к параллельному, который затем зеркалом 7 фокусируется в изображение дефекта на поверхности фотоприемника 8. При контроле . .прозрачных деталей прошедшие пучки света вьгаодятся из схемы после отражения от плоского зеркала 9.

При наличии поверхностных дефек- тов с размерами, значительно превышающими длину волны источника света, рассеянный свет направлен в основном под Малыми углами к отраженному пучку и выходит из отверстия в зеркале 6, что уменьшает . чувствительность системы регистрации. В зтом случае рассеянный свет собирается дополнительным наклонным зеркалом 10 на поверхность

15

20

плоскости зеркала, можно согласовать размеры исследуемой поверхности и фотокатода фотоприемиика. В устройст ве рост чувствительности происходит за счет того, что практически весь рассеянный дефектом свет (не учиты- вая малые потери на отражение от поверхности зеркал 6 и 7) фокусируется

Q на поверхность фотоприемника путем преобразования расходящегося пучка в параллельньй пучок, переноса на второе зеркало и фокусировки на фото приемник. Особенно повышается чувствительность при регистрации частиц, размер которых гораздо меньше длины волны излучения, характеризуемых широкой индикатриссой рассеяния малой амплитуды. В силу осевой Ьимметрии устройства его чувствительность не. зависит от анизотропии индикатриссы рассеяния, например, царапин либо ограненных частиц.

Из-за того, что система сбора рас

25 сеянного света в устройстве дрлжна лишь передать рассеянную энергию на фотоприемник, а качество изображения при зтом может быть низким, в схеме возможно применение сферических зер30 кал низкого качества без потери по- ложительного эффекта.

Формула изобретения

25 Устройство для контроля дефектов оптических поверхностей, содержащее источник излучения, установленные последовательно, по ходу излучения коллиматор, двумерное сканирующее

(50 устройство, фокусирующий объектив, держатель образца, фотопрнемник, отличающееся тем, что, с целью повьппения чувствительности устройства и устранения анизотропии

45 чувствительности относительно ориентации дефектов на контролируемой поверхности, за фокусирующим объективом дополнительно установлены два вогнутых зеркала, расположенных со50 осио вогнутыми поверхностями друг к другу, причем первое по ходу излучения зеркало выполнено с отверстием для ввода и вывода излучения, двумерное сканирующее устройство располо-

дополнительного фотоприемника 11, что 55 жено в передней фокальной плоскости коьшенсирует снижение чувствитель-фокусирующего объектива, а держатель

ности системы регистрации.образца и фотоприемник - в фокальньпс

Меняя положение исследуе юй по-плоскостях первого и второго вогнуверхности относительно фокальнойтых зеркал соответственно.

плоскости зеркала, можно согласовать размеры исследуемой поверхности и фотокатода фотоприемиика. В устройстве рост чувствительности происходит за счет того, что практически весь рассеянный дефектом свет (не учиты- вая малые потери на отражение от поверхности зеркал 6 и 7) фокусируется

на поверхность фотоприемника путем преобразования расходящегося пучка в параллельньй пучок, переноса на второе зеркало и фокусировки на фотоприемник. Особенно повышается чувствительность при регистрации частиц, размер которых гораздо меньше длины волны излучения, характеризуемых широкой индикатриссой рассеяния малой амплитуды. В силу осевой Ьимметрии устройства его чувствительность не. зависит от анизотропии индикатриссы рассеяния, например, царапин либо ограненных частиц.

Из-за того, что система сбора рассеянного света в устройстве дрлжна лишь передать рассеянную энергию на фотоприемник, а качество изображения при зтом может быть низким, в схеме возможно применение сферических зеркал низкого качества без потери по- ложительного эффекта.

Формула изобретения

Устройство для контроля дефектов оптических поверхностей, содержащее источник излучения, установленные последовательно, по ходу излучения коллиматор, двумерное сканирующее

устройство, фокусирующий объектив, держатель образца, фотопрнемник, отличающееся тем, что, с целью повьппения чувствительности устройства и устранения анизотропии

чувствительности относительно ориентации дефектов на контролируемой поверхности, за фокусирующим объективом дополнительно установлены два вогнутых зеркала, расположенных соосио вогнутыми поверхностями друг к другу, причем первое по ходу излучения зеркало выполнено с отверстием для ввода и вывода излучения, двумерное сканирующее устройство располо-

7

Изобретение относится к метрологии поверхностей оптического качества и может применяться в микроэлектронике для контроля поверхностных загрязиений полупроводниковых пластин, а также в оптическом производстве для определения класса обработки оптических поверхиостей. Изобретение позволяет получить изображение контролируемой поверхности в свете, рассеянном поверхностными дефектами. Повышение чувствительности прибора и устранение анизотропии чувствительности относ1 гтельно ориентации дефектов на контролируемой поверхности реализуется путем вьтол- нения системы сбора рассеянного спета из двух вогнутьк зеркальных поверхностей, расположенных соосно навстречу друг другу так, что держатель образца находится вблизи фокальной - плоскости зеркала с отверстием для ввода падающего и вывода отраженного света, а фотоприёмник - вблизи фокальной плоскости другого зеркала. Сканирующее устройства, расположенное в фокусе системы фокусировки, формирует через отверстие в зеркале световой растр на контролируемой поверхности, при попадании сканируемого пучка на дефект pacceHBaeMbrfl им свет зеркалом преобразуется в световой пучок, близкий к параллельному, а второе зеркало из него формирует изображение дефекта на поверхности фотоприемиика. I ил. g СО со ю С35 о о N{

Редактор Т.Иванова Заказ 2489

Составитель Н.Шандин Техред Л.Олийнык

Корректор

Тираж 512 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, ГвУжгород, ул.Проектная, 4

Корректор В.Гирняк