Устройство для контроля случайных дефектов рисунка фотошаблона Советский патент 1979 года по МПК G02B27/18 

1

Изобретение относится к оптическим устройствам для контроля плоских объектов с периодическим рисунком, например фотошаблонов, с целью обнарун ения случайных дефектов рисунка (проколы, царапины, загрязнения и т. п.).

В промышленности обнаружение дефектов рисунка осуществляется визуально с помощью проекторов. Низкая объективность (60-65%) и больщая трудоемкость визуального контроля фотощаблонов обусловлена трудностью выявления малых (размером 1-1,5 мкм) дефектов на фоне чрезвычайно сложного правильного рисунка фотощаблона.

Известно устройство для контроля фотощаблонов 1, которое основано на формировании пространственного спектра рисунка фотошаблона и подавлении периодической информации с помощью фильтра пространственных частот соответствующего периодического рисунка.

Известное устройство содержит последовательно расположенные на оптической оси источник света с системой формирования освещающего пучка, в котором расположен контролируемый фотощаблон, размещенный в передней фокальной плоскости объектива прямого преобразования Фурье, фильтр пространственных частот, подавлящии периодическую топологию рисунка и расположенный в задней фокальной плоскости этого объектива, объектив обратного преобразования Фурье (проекционный объектив) и регистратор выходного сигнала (матовый экран, катод видикона или фотопленка).

В этом устройстве в задней фокальной плоскости объектива прямого преобразоваПИЯ формируется дифракционное изображение рисунка фотощаблона, которое имеет вид периодической последовательности максимумов света с расстояпим между

,,р максимума (где X - длина волны

света; Д - период рисунка; F - фокусное расстояние объектива). На это изображение накладывается фильтр пространственных частот, который представляет собой последовательность непрозрачных областей на прозрачном поле. Размеры областей выбираются таким образом, чтобы перекрыть максимумы интенсивности света от периодического рисунка.

Такой фильтр простраиственных частот практически полностью подавляет энергию, пасущую изобралчение периодической части рисунка, и почти не влияет на энергию от случайных дефектов.

Проекционный объектив формирует в плоскости регистратора выходного сигнала отфильтрованное изображение, которое имеет вид ярко светящихся дефектов на фоне в значительной стенени нодавленного рисунка фотошаблона.

Недостаток известного устройства заключается в том, что нри контроле фотошаблонов с разными иернодами изменяется вид дифракционного изображения и каждый раз возникает необходимость в изготовлении и юстировке в оптической схеме нового фильтра пространственных частот, что усложняет процесс контроля и снижает производительность.

Цель изобретения - обеспечение возможности контроля фотошаблонов с различной периодичностью рнсунка без смены фильтра.

Цель достигается тем, что в устройстве для контроля случайных дефектов рнсунка фотошаблонов, содержанием последовательно расположенные на одной онтической оси источник света, систему формирования освеш,ающего пучка, держатель фотошаблона, фильтр пространственных частот, проекционный объектив и регистратор выходного сигнала, система формирования освеш,аюп1,его пучка, выполненная в виде двух неконфокально расположенных объективов, жестко связана с фильтром пространственных частот, а держатель фотошаблона установлен с возможностью перемеш,ения вдоль оптической оси относительно указанной системы и жестко связан с нроекционным объективом и регистратором выходного сигнала.

На чертеже представлена оптическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содерл ит расположенные на одной оптической оси источник света 1, систему 2 формирования освеш;аюш,его пучка, выполпеппую из двух неконфокально расположенных объективов, держатель 3 фотошаблона, фильтр пространственных частот 4, установленный в плоскости дифракционного изображения рисунка фотошаблона (оптически сопряженной с источником света), проекционный объектив 5 и фотопленку 6, служаш;ую регистратором выходного сигнала. Система 2 жестко связана с фильтром 4, а держатель 3 фотошаблона жестко связан с проекционным объективом 5 и пленкой 6. Система 2 и держатель 3 фотошаблона установлены с возможностью относительного перемеш,ения вдоль оптической оси устройства.

Устройство работает следуюш,им образом.

Свет от источника 1 формируется системой 2 в сходяш,ийся пучок, освеш,аюш,ий контролируемый фотошаблон, установленный в держателе 3. В плоскости дифракционного изображения рнсунка фотошаблона установлен фильтр 4 пространственных частот. Проекционный объектив 5 создает на фотопленке 6 отфильтрованное изображение случайных дефектов рисунка фотошаблона за счет подавления фильтром 4 энергии, несуш,ей информацию о периодическом рисунке.

Фильтр 4 представляет собой периодическую структуру ненрозрачных областей

на прозрачном фоне, размеры и расстояние между которыми соответствуют размерам и расстоянию между максимумами интенсивности в дифракционном изображении рисунка фотошаблона.

В описанном устройстве расстояние между максимумами интенсивности в дифракционном изображении фотошаблона в нлоскости фильтра 4 определяется выра.fif ,. жением (где л - длина волны света;

d - расстояние между фотошаблоном и фильтром; А - период рисунка фотошаблона).

Поэтому если необходимо проконтролировать фотошаблон с периодом рисунка АЬ то нет необходимости изготавливать новый фильтр пространственных частот. Достаточно изменить расстояние между фотошаблоном и фильтром на новую величину , которая бы удовлетворяла соотношению

лЙ1 Ы

и нериод расположения максимумов интенсивности в плоскости фильтра будет совпадать с периодом расположения блокируюш,их областей фильтра, и правильный (бездефектный) рисунок фотошаблона будет нодавляться.

В данном устройстве изменяют расстояние между двумя узлами: системой 2 с фильтром 4 и держателем 3 фотошаблона с проекционным объективом 5 и регистратором 6. При перемешении этих узлов относительно друг друга плоскость отфильтрованного изображения постоянно совмен ена с плоскостью регистратора; дополнительная юстировка оптической схемы устройства не требуется.

Формула изобретения

Устройство для контроля случайных дефектов рисунка фотошаблона, содержаш,ее

последовательно расноложенные на одной оптической оси источник света, систему формирования освещаюш,его пучка, держатель фотошаблона, фильтр пространственных частот, проекционный объектив н регистратор выходного сигнала, отличаюш,ееся тем, что, с целью обеспечения возможности контроля фотошаблонов с различной периодичностью рисунка без смены фильтра, система формирования освещающего пучка, выполненная в виде двух неконфокально расположенных объективов, жестко связана с фильтром пространственных частот, а держатель фотошаблона установлен с возможностью перемещения вдоль оптической оси относительно указанной системы и жестко связан с проекционным объективом и регистратором выходного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3630596, кл. 350-162. 1971.