Устройство для контроля дефектов полированной поверхности Советский патент 1990 года по МПК G01N21/88 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для дефектоскопии полированной поверхности полупроводниковых пластин и оптических деталей.

Цель изобретения - улучшение качества контроля-путем повышения точности определения размеров дефектов.

На фиг.1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 - временная диаграмма его работы.

Устройство содержит лазер 1, ска- нирзтощее устройство 2, систему 3 сбора рассеянного на дефектах поверхности образца 4 света, фотоприемник 5, амплитудный детектор 6, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 7, цифровой компаратор 8, запоминающее устройство (ЗУ) 9, синхронизатор 10, :блок 1 1 счета и отображения информа г ции, при этом лазер I через сканирующее устройство 2 оптически связан с поверхностью контролируемого образца 4 и через систему 3 сбора рассеянного света - с фотоприемником 5, выход которого подключен к второму входу детектора 6, последовательно включенного с АЦП 7 и цифровым компаратором

8, выход которого подключен к первому входу синхронизатора 10, первьв выход которого подключен к первому входу амплитудного детектора 6, второй выход синхронизатора 0 подключен к входу запуска АЦП 7, выход сигнала конца преобразования которого подключен к второму входу синхронизатора 10, третий и четвертый выходы синхронизатора 10 подключены соответственно к адресному входу и к входу Запись-считывание ЗУ 9, информаци- онньш вход которого подключен к выходу АЦП 7, а выход - к второму входу цифрового .компаратора 8, причем синх poHii3aTOp 0 связан со сканирующим устройством 2 в зависимости от типа последнего - электрически, оптически или -кинематически..

I Устройство работает следующим об- разом.

Луч света от лазера Г с помощью сканирующего устройства 2 перемещается с частичным перекрытием строк по поверхности образца 4 по двум-координатам.

Рассеянный на дефектах свет собирается системой 3 сбора рассеянного света и направляется на фотоприемник 5, где рассеянный свет преобразуется в электрические сигналы U (фиг. 2). . При поступлении на амплитудный детектор 6 импульса напряжения с фотоприемника 5 на выходе детектора устанавливается постоянное напряжение, равное амплитуде полученного импульса (фиг. 2, и) . При пересечении лазерным лучом границы условной сетки на поверхности образца (моменты времени t, t, tg) импульс Ug с второго выхода синхронизатора 10 включает АЦП 7, который преобразует постоянное напряжение с амплитудного детектора 6 в цифровой код. В эти моменты времени (t, t, tg) сигналом с третьего выхода синхронизатора 10 про-- изводится выбор ячейки ЗУ 9, соответствующей данному 5 частку поверхности

По окончании аналого-цифрового преобразования (моменты времени tg, , tg) сигнал U4 с выхода конца преобразования АЦП 7 поступает на второй вход синхронизатора 10, который сигналом со своего первого выхода на первый вход амплитудного детектора устанавливает нулевое напряжение на выходе детектора 6, тем самым подготавливая его к приему сигналов от

5

-й

5

0

5

0

0

5

следующего участка условной сетки на поверхностен образца 4, Одновременно с этим импульсом с третьего выхода синхронизатора 10 поступает импульс Ug на вход Запись-считывание ЗУ 9 при появлении разрешающего напряжения Ug на выходе цифрового компаратора 8, что соответствует условию превышения числа А на выходе АЦП 7 над числом В на выходе ЗУ 9 (А В), Наличие напряжения на входе Запись-считывание ЗУ 9 соответствует режиму Запись, при котором информация с выхода АЦП 7 записываетг ся в соответствующую ячейку ЗУ 9.

Таким образом, сигналы, полученные от одного дефекта в каждой последующей строке сравниваются с предыдущим результатом, и максимальный сигнал записывается в соответствующую ячейку памяти.

После завершения сканирования лазерным лучом всей контролируемой поверхности в каждой ячейке памяти оказывается записанным число , пропорциональное максимальной амплитуде импульса рассеянного дефектом света, полученной при сканировайии соответствующего квадрата условной сетки.

Для определения распределения дефектов контролируемой поверхности по размерам осуществляется последовательное считывание ячеек памяти и подсчет количества одинаковых чисел (каждое из которых соответствует определенному диапазону размеров дефектов) с помощью многоканального счетчика, находящегося в блоке 11 счета, и отображение информации.

Пространственное распределение дефектов на контролируемой поверхности отображается с помощью устройства отображения, входящего в состав блока 11 счета.и отображения информации, которое может также использоваться для отображения распределения дефектов по размерам.

Применение устройства для контроля дефектов поверхности с частичным перекрытием строк при ее сканировании лазерным лучем позволяет повысить качество контроля за счет исключения погрешностей, связанных с неравномерным распределением интенсивности света по сечени о сканирующего луча. Установлено, что опттгмальное смещение (расстояние между строками) составляет, удвоенную величину смеще51448

ния светового пятна относительно центра дефекта, при котором относительное изменение интенсивности рассеянного света равно изменению интенсивности максимальных импульсов рассеянного света, вызванному различньм расположением дефектов по поверхности образца.

Формула изобретения

Устройство для ко.нтроля дефектов полированной поверхности, содержащее лазер, сканирующее устройство, опти- ческую систему сбора рассеянного из- лучения) фотоприемник и запоминающее устройство, выход которого подключен к блоку счета и отображения информации, отличающееся тем, 4TOj с целью улучшения качества контроля путем повыше шя точности определения размеров дефектов, в него введены синхронизатор 5 связанный со сканирующим устройством, последователь-

но включенные амплитудный детектор, аналого-цифровой преобразователь и цифровой компаратор, выход которого подлючен к первому входу синхронизатора, первый выход которого подключен к первому входу амплитудного детектора, к второму входу которого ; подключен фотопркемник, второй выход синхронизатора подключен к входу запуска аналого-цифрового преобразова-; теля, выход сигнала конца преббразо--а. вания которого подключен к второму входу синхронизатора, третий и чет- верь уый выходы которого подключены соответственно к адресному входу и входу Запись-считывание запоминающего устройства, информационный вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, а выход - к второму входу цифрового компаратора, при этом разрядность ячеек запоминающего устройства выбрана не меньше разрядности аналого-цифрового преобразователя.

Изобретение относится к. контрольно-измерительной технике и может быть использовано для дефектоскопии полированной поверхности полупроводниковых пластин и оптических деталей. Цель изобретения - улучшение качества контроля полированной поверхности путем повышения точности определения размеров дефекта. Устройство содержит лазер, сканирующее устройство, фотоприемник, последовательно соединенные амплитудный детектор, аналого- цифровой преобразователь, цифровой компаратор, запоминающее устройство, синхронизатор и блок счета и отображение информации. Синхронизатор подключен к сканирующему устройству, амплитудному детектору, аналого-цифровому преобразователю и запоминающему устройству, выход которого под- ютючен к второму входу компаратора. Выход аналого-цифрового преобразователя подключен к запоминающему устройству, 2 ил. / :ra:; j Хг2:ЯЕ1В