[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE4134747C2 - Lichtmeßanordnung zur Detektion von Oberflächendefekten - Google Patents

Lichtmeßanordnung zur Detektion von Oberflächendefekten

Info

Publication number
DE4134747C2
DE4134747C2 DE19914134747 DE4134747A DE4134747C2 DE 4134747 C2 DE4134747 C2 DE 4134747C2 DE 19914134747 DE19914134747 DE 19914134747 DE 4134747 A DE4134747 A DE 4134747A DE 4134747 C2 DE4134747 C2 DE 4134747C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measuring arrangement
detector
light
light measuring
receivers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19914134747
Other languages
English (en)
Other versions
DE4134747A1 (de
Inventor
Horst Prof Dr Truckenbrodt
Thomas Dipl Ing Schroeter
Thomas Dipl Ing Weigel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE19914134747 priority Critical patent/DE4134747C2/de
Publication of DE4134747A1 publication Critical patent/DE4134747A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4134747C2 publication Critical patent/DE4134747C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N2021/4704—Angular selective
    • G01N2021/4711—Multiangle measurement
    • G01N2021/4716—Using a ring of sensors, or a combination of diaphragm and sensors; Annular sensor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtmeßanordnung zur Detektion von Oberflächendefekten (Kratzer, Risse, Punktdefekte usw.) gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Nach dem derzeitigen technischen Entwicklungsstand lassen sich Oberflächendefekte nur mittels aufwendiger Verfahren der Bildverarbeitung bei geringer Genauigkeit detektieren.
Aus der DE 30 37 622 A1 ist eine Einrichtung zur Bestimmung der Oberflächengüte streuend reflektierender Oberflächen bekannt, bei der eine Probe mit Licht beleuchtet und reflektierte und/oder gestreute Lichtanteile auf eine Detektorzeile oder ein Detektorarray geleitet werden. Die Auswertung der gewonnenen Signale erfolgt in einer Recheneinheit, die sehr leistungsfähig ausgebaut sein muß, um die anfallenden Datenmengen zu verarbeiten und um zu charakteristischen Größen zu kommen, die qualitative und quantitative Aussagen über den Zustand der Meßoberfläche liefern.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Probenoberfläche wesentlich genauer bei vergleichsweise geringen Kosten auf Defekte zu untersuchen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Lichtmeßanordnung besteht aus einer rotierenden Probenaufnahme mit Antriebsmotor und einer Sensoreinheit mit Antriebsmotor, bestehend aus Lichtquelle, Projektionsoptik und Sensorkopf.
Kernstück des Sensorkopfes sind zwei Halbleiterfotoempfänger, auf die das reflektierte Streulicht aufgeteilt wird: ein Mehrfachkreisringdetektor zur Detektion der radialen Verteilung des Streulichtes und ein kreisförmiges Array zur Detektion der azimutalen Verteilung des Streulichtes.
Der Mehrfachringdetektor ist aus einer Mehrzahl von kreisförmigen Detektorringen aufgebaut. Vorzugsweise besteht er aus kreisringförmigen Detektorelementen mit einem Außendurchmesser des größten Detektorringes von 10 mm.
Das kreisförmige Array ist aus einer Mehrzahl von kreisringförmig angeordneten Detektorelementen aufgebaut. Der Außendurchmesser der kreisringförmigen Anordnung ist vorzugsweise 2 mm.
Dieses Vorgehen weist eine völlig neue Qualität auf, da zum einen mit der Ringstruktur die über alle Azimute integrierte Streulichtverteilung und zum anderen die azimutale Verteilung bei einem Streuwinkel detektiert werden können, d. h. die Sensoren weisen bereits den Charakter von Signalvorverarbeitungseinheiten auf.
Die beiden Kennfunktionen - azimutal integrierte Streulichtverteilung und azimutale Verteilung in einem Schnitt -, welche zur Charakterisierung bestimmter Oberflächenmerkmale völlig ausreichend sind, stehen somit ohne weitere Rechenschritte sofort zur Verfügung.
Weitere Bestandteile der Sensoreinheit sind eine Laserquelle, zwei Strahlteiler zur Lenkung des Laserstrahles auf die Probe bzw. des reflektierten Streulichtes auf die beiden genannten Empfänger sowie eine Optik zur Strahlformung. Alle Bestandteile der Sensoreinheit sind vorzugsweise starr miteinander verbunden.
Die Sensoreinheit ist gegenüber der rotierenden Probenaufnahme linear verschieblich über deren Radius angeordnet. Eine definierte lineare Verschiebung der Sensoreinheit wird durch Ankupplung an einen Linearmotor realisiert.
Durch gleichzeitige Drehbewegung des Probentisches und lineare Bewegung der Sensoreinheit werden die Punkte der Probenoberfläche mit dem Laserstrahl nacheinander abgetastet (Plattenspielerprinzip).
Die gesamte Oberfläche der Materialprobe wird mit einem Lichtfleck abgerastert und es werden jeweils die radialen und azimutalen Intensitätsverteilungen des von jedem Lichtfleck ausgehenden Streulichtes ermittelt und ausgewertet.
Es zeigen:
Fig. 1 Lichtmeßanordnung zur Detektion von Oberflächendefekten
Fig. 2 Schnitte durch den Ringdetektor und das kreisförmige Array.
Die Lichtmeßanordnung besteht aus einer Sensoreinheit 1 und einer Probenaufnahme 2 mit Antriebsmotor 3. Die Probenaufnahme nimmt den auf Oberflächendefekte zu untersuchenden Prüfling 10 auf. Das Kernstück der Sensoreinheit 1 ist ein Sensorkopf 13. Der Sensorkopf 13 besteht aus zwei um 90° versetzten Halbleiter-Fotoempfängern (4, 5), wobei der erste Empfänger 4 als Mehrfachringdetektor und der zweite Empfänger 5 als ringförmiges Array ausgeführt ist, vor denen ein Strahlteiler 14 angeordnet ist, um das reflektierte Streulicht auf die beiden Empfänger (4, 5) aufzuteilen.
Ihre Strukturen gehen in Fig. 2 aus dem Schnitt A-A als Mehrfachringdetektor und aus dem Schnitt B-B als ringförmiges Array hervor.
Die beiden Strahlteiler 8 und 14 lenken das von der Probenoberfläche reflektierte Streulicht auf die beiden Empfänger 4 und 5. Mit Hilfe des als Mehrfachringdetektor ausgebildeten Empfängers 4 wird die radiale Intensitätsverteilung des Streulichtes detektiert, während mit dem als ringförmiges Array ausgeführten Empfänger 5 die azimutale Verteilung detektiert wird.
Der Mehrfachringdetektor ist aus einer Mehrzahl von kreisförmigen Detektorringen aufgebaut, vorzugsweise aus 15 kreisförmigen Detektorringen 11 mit einem Außendurchmesser des größten Detektorringes von 10 mm.
Das ringförmige Array ist aus einer Mehrzahl von kreisringförmig angeordneten Detektorelementen 12 aufgebaut, vorzugsweise aus 35 Detektorelementen 12 mit einem Außendurchmesser der kreisringförmigen Anordnung von 2 mm. Die gesamte Sensoreinheit 1 ist gegenüber der rotierenden Probenaufnahme 2 linear verschieblich über den Radius derselben angeordnet.
Eine definierte lineare Bewegung der Sensoreinheit wird durch Ankopplung an einen Linearmotor 9 realisiert. Durch gleichzeitige Drehbewegung der Probenaufnahme 2 und lineare Bewegung der Sensoreinheit 1 werden die einzelnen Punkte der Oberfläche nacheinander mit dem Laserstrahl abgetastet.
Zur Strahlerzeugung dient die Laserquelle 6, deren Licht über den ersten Strahlteiler 8 auf die Oberfläche des Prüflings 10 gelangt. Zur Strahlformung wird eine bekannte Optik 7 eingesetzt.

Claims (3)

1. Lichtmeßanordnung zur Detektion von Oberflächendefekten, bestehend aus einer Laserquelle (6), einer drehbaren Probenaufnahme (2) mit Antriebsmotor (3) zur Aufnahme des Prüflings (10) und einer in der Ebene verschiebbaren Sensoreinheit (1) mit einer Einrichtung zur Strahlformung (7) und einer Einrichtung zur Strahlteilung (8) des Laserstrahles auf den Prüfling (10) und des reflektierten Streulichts auf einen Sensorkopf (13), der aus zwei versetzt angeordneten Empfängern (4, 5) aufgebaut ist, wobei
  • - der erste Empfänger (4) als Mehrfachringdetektor zur Detektion der radialen Lichtverteilung und
  • - der zweite Empfänger (5) als ringförmiges Array zur Detektion der azimutalen Verteilung ausgeführt ist und
  • - vor den beiden Empfängern (4, 5) ein zweiter Strahlteiler (14) angeordnet ist, mit dem das reflektierte Streulicht auf die Empfänger (4, 5) aufteilbar ist.
2. Lichtmeßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrfachringdetektor aus einer Mehrzahl von kreisförmigen Detektorringen (11) aufgebaut ist.
3. Lichtmeßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Array aus einer Mehrzahl von kreisringförmig angeordneten Detektorelementen (12) aufgebaut ist.
DE19914134747 1991-10-22 1991-10-22 Lichtmeßanordnung zur Detektion von Oberflächendefekten Expired - Fee Related DE4134747C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19914134747 DE4134747C2 (de) 1991-10-22 1991-10-22 Lichtmeßanordnung zur Detektion von Oberflächendefekten

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19914134747 DE4134747C2 (de) 1991-10-22 1991-10-22 Lichtmeßanordnung zur Detektion von Oberflächendefekten

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4134747A1 DE4134747A1 (de) 1993-04-29
DE4134747C2 true DE4134747C2 (de) 1997-09-25

Family

ID=6443110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19914134747 Expired - Fee Related DE4134747C2 (de) 1991-10-22 1991-10-22 Lichtmeßanordnung zur Detektion von Oberflächendefekten

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4134747C2 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH685519A5 (de) * 1993-03-29 1995-07-31 Tencor Instruments Verfahren und Einrichtung zur zerstörungsfreien Oberflächen-Inspektion.
DE4324800C2 (de) * 1993-07-23 1997-05-22 Olaf Dr Ing Schnabel Vorrichtung zur Bestimmung von Fehlern von Oberflächen hoher Güte
US6271916B1 (en) 1994-03-24 2001-08-07 Kla-Tencor Corporation Process and assembly for non-destructive surface inspections
DE19839512A1 (de) * 1998-08-29 2000-11-30 Christoph Berthold Verfahren um mit Hilfe von Laserbeugungsgeräten, die gängigerweise zur Korngrößenmessung verwendet werden, Aussagen über die Geometrie (Kornform) der zu messenden Partikel zu gewinnen
US6861660B2 (en) 2002-07-29 2005-03-01 Applied Materials, Inc. Process and assembly for non-destructive surface inspection
US7068363B2 (en) 2003-06-06 2006-06-27 Kla-Tencor Technologies Corp. Systems for inspection of patterned or unpatterned wafers and other specimen
US7471382B2 (en) * 2004-10-04 2008-12-30 Kla-Tencor Technologies Corporation Surface inspection system with improved capabilities

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3037622C2 (de) * 1980-10-04 1987-02-26 Theodor Prof. Dr.-Ing. 1000 Berlin Gast Einrichtung zur Bestimmung der Oberflächengüte
DE3637477A1 (de) * 1986-11-04 1988-05-11 Wacker Chemitronic Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der qualitaet von oberflaechen, insbesondere von halbleiterscheiben
DE4202247A1 (de) * 1992-01-28 1993-07-29 Widmann Bildverarbeitungssyste Vorrichtung zum optischen pruefen von gegenstaenden

Also Published As

Publication number Publication date
DE4134747A1 (de) 1993-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69622384T2 (de) Anordnung zum prüfen von oberflächen und verfahren zum prüfen der oberfläche eines werkstücks
DE3626724C2 (de) Anordnung zur Oberflächenprüfung
DE2602001C3 (de) Vorrichtung zur Überprüfung einer bearbeiteten Oberfläche eines Werkstucks
DE3007233C2 (de) Verfahren und Einrichtung zur Fehlerbestimmung von Oberflächen
DE69324242T2 (de) Wirbelstromsondensystem in einem array
DE3876487T2 (de) Geraet und verfahren zur detektion und bestaetigung oberflaechenfehler.
DE2611514C3 (de) Oberflächen-Abtastprüfvorrichtung
CH660629A5 (de) Sonde.
DE3620129A1 (de) Vorrichtung zum pruefen von bauteilen aus transparentem material auf oberflaechenfehler und einschluesse
DE69719427T2 (de) Optische Vorrichtung zur schnellen Defektanalyse
DE2637375A1 (de) Oberflaechen-pruefgeraet
DE4134747C2 (de) Lichtmeßanordnung zur Detektion von Oberflächendefekten
DE4320845C1 (de) Anordnung zur Messung von Streulicht in Bohrungen von Werkstücken oder in Rohren
EP0249798B1 (de) Verfahren zum Prüfen von Bauteilen aus transparentem Material auf Oberflächenfehler und Einschlüsse
DE3620108A1 (de) Vorrichtung zum beleuchten von bauteilen aus transparentem material bei der fehlerpruefung
DE19713973C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum optischen Prüfen der Mantelfläche zylindrischer Körper
DE102008027831B4 (de) Messung der Linsenmittendicke
DE2052672A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur optischen Oberflachenprufung
DE3232885A1 (de) Verfahren zur automatischen pruefung von oberflaechen
WO2021176650A1 (ja) 孔内状況検査方法並びに装置
DE2428594C3 (de) Vorrichtung zur Erkennung von Bereichen andersartiger Oberflächenstruktur auf Werkstücken mit ansonsten glatter Oberfläche
DE4306107C2 (de) Durchmesser- und Profilabtaster
DE3641862A1 (de) Vorrichtung zur pruefung rotationssymmetrischer werkstuecke
EP0959344A1 (de) Verfahren und Baugruppe zur Durchführung von Durchstrahlungsprüfungen an Werkstoffeinheiten
DE2100304C (de) Verfahren und Vorrichtung zum beruh rungslosen Messen der Oberflachenbeschaf fenheit, insbesondere Rauhigkeit einer im wesentlichen ebenen Flache

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER ANGEWAN

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee