Устройство для контроля плоских периодических рисунков

Устройство для контроля плоских периодических рисунков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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 призменный 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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

09) (11) (5D 4 G 01 В 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, 13

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

15

17 (21) 3956328/24-28 (22) 23 ° 09.85 (46) 30.12.86. Бюп. ¹ 48 (72) Я.Б.Шац, А.К.Ши))оков, И..Л,Анитропова и Г.Л.Никифорова (53) 531.715.25 (088.8) (56) Bruning Y. et all. An automated

mask inspection system — AMIS.

IEEE Trans. and Electr. I3ev. 1975

ЕЭ-22, М 7, рр. 487-495.

Патент GIIA ¹ 3972616, кл. G 06 К 9/00, 1976, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЛОСКИХ

ПЕРИОДИЧЕСКИХ РИСУНКОВ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для контроля плоских периодических рисунков. Цель изобретения — повышениепро-, изводительности 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 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 фокусирующей системой 10, выполненной в виде 4-компонентного объектива на

Ф Е рабочей поверхности контролируемого объекта 13, расположенного в держателе 12 на координатном столе 11. В результате на рабочей поверхности

128031 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. Проекционная система 15, выполненная в виде 5-компонентного объектива с переменным фокусным расстоянием, переносит иэображение световых точек с плоскости объекта 13 на жест0 ко связанные фотоприемники 16 и 17, . сигналы которых сравниваются 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 8 сравнения равен нулю. 1 ил, Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к оптическим методам контроля, и может быть использовано, в частности, для контроля дефектности топологи- 5 ческого рисунка фотошаблонов и интегральных схем.

Цель изобретения — повышение про1 изводительности контроля путем упро- 10 щения перестройки его при переходе от контроля объекта с одним периодом рисунка к объектам с другими периодами.

На чертеже представлена оптическая схема устройства для контроля плоских, периодических рисунков.

Устройство содержит источник 1 когерентного монохроматического излучения, KQJLlIHMBTop 2, дефпектор 3, 20 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 сегитальной плоскости системы, полупрозрачное зеркало 9, фокусирующую систему

10, механически жестко связанную с координатным столом 11 и выполненную .в виде 4-компонентного объектива, l-й, 2-й и 4-й компоненты которого— отрицательные, а 3-й - положительный, причем 1-й компонент расположен в фокусе последующих 3 компонентов, 3$ держатель 12 объекта 13 контроля, установленный на координатном столе 11, полупрозрачное зеркало 14, проекционную систему 15, выполненную в виде пятикомпонентного объектива с пере- 40 менным фокусным расстоянием, l-й, 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

l8 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 s виде дифференциального усилителя.

Устройство работает следующим образом.

Когерентное монохроматическое излучение от источника 1 (Не-Ne-лазер с длиной волны =0,63 мкм) формируется коллиматором 2 в узкий параллельный пучок (диаметром примерно

0,5 мм), попадающий на дефлектор 3, который представляет собой магнитоэлектрический дефлектор, 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 поверх1280310

ВНИИПИ Заказ 7047/39 Тираж б70 Подписное

1роизв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ности контролируемого объекта 13 формируются два световых пятна диаметром около 5 мкм, расстояние между .которыми точно равно периоду рисунка контролируемого объекта 13, 5

Дефпектор 3 синхронно развертывает эти световые пятна в линии сканирования так, что расстояние между ними постоянно равно периоду рисунка контролируемого объекта 13. 10

Проекционная система 15 переносит иэображение 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 компенсацию расходимости лазерного луча-и формирование плоскости перетяжки его во входном 20 зрачке фокусирующей системы 10, что обусловливает минимальные потери световой энергии.

Фокусирующая система 10 обеспечивает телецентрический ход лучей в пространстве изображений этой системы и, следовательно, независимость диаметров световых пятен на рабочей поверхности контролируемого объекта

13 от угла поворота дефпектора 3. З0

Проекционная система 15 обеспечивает фокусировку световых пучков, 1 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- 40 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 45 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, 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 его периоду. Контроль операции юстировки осуществляют с помощью микроскопа 21.

Формула изобретения

Устройство для контроля плоских периодических рисунков, содержащее последовательно расположенные источник 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 фотоприемника, блок сравнения .сигналов и систему визуального наблюдения, о т— л и ч а .ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности контроля, оно снабжено двумя стеклянными клиновыми элементами, рас— положенными симметрично относительно оптической оси и выполненными с возможностью одновременноro поворота в плоскости, перпендикулярной оптической оси, фокусирующая система жестко связана с координатным столом и выполнена в виде четырехкомпонентного объектива, первый, второй и четвертый компоненты которого — отрицательные, а третий — положительный, первый компонент расположен в фокусе последующих трех компонентов, проекционная система выполнена в виде пятикомпонентного объектива с переменным фокусным расстоянием, первый, второй и пятый компоненты которого— отрицательные, а третий и четвертый— 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 друroM.