DE10054099B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Defektenauf oder in einem Gegenstand - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Defektenauf oder in einem Gegenstand Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Bestimmen von Defekten auf oder in einem Gegenstand (41), bei dem der Gegenstand (41) mit Licht beleuchtet und danach wenigstens ein Teil des Lichts aufgenommen wird, wobei der Gegenstand (41) beugende Strukturen aufweist, und das daran gebeugte Licht mit wenigstens einer Beugungsordnung größer Null aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand (41) mit mehreren Lichtbündeln unterschiedlicher Wellenlänge beleuchtet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen von Defekten auf oder in einem Gegenstand, bei dem der Gegenstand mit Licht beleuchtet und danach wenigstens ein Teil des Lichts aufgenommen wird, wobei der Gegenstand beugende Strukturen aufweist, und das daran gebeugte Licht mit wenigstens einer Beugungsordnung größer Null aufgenommen wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Bestimmen von Defekten auf oder in einem Gegenstand, mit einer Lichtquelle und einem Lichtempfänger, wobei der Gegenstand beugende Strukturen aufweist und der Lichtempfänger so angeordnet ist, daß er gebeugtes Licht mit wenigstens einer Beugungsordnung größer Null empfängt.
  • Es sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, um reflektierende oder transparente Gegenstände auf Defekte wie Kratzer, sonstige Fehler, Verunreinigungen wie Staub, Ablagerungen, usw. zu inspizieren. Hierbei wird grundsätzlich zwischen der sogenannten Hellfeld- und der Dunkelfeldmessung unterschieden.
  • 1 zeigt ein Beispiel für eine Anordnung, mit der eine Hellfeldmessung in Reflektion durchgeführt wird. Eine Lichtquelle 1 beleuchtet über eine kollimierende Optik 2 einen Gegenstand 3, der einer Qualitätskontrolle unterzogen werden soll. Ein derartiger Gegenstand 3 ist beispielsweise eine Compact Disc, die während des und nach dem Fertigungsprozeß auf Defekte, Kratzer, Staub, Ölflecke und/oder sonstige Fehler inspiziert werden soll. Ein gegenüber einem einfallenden Lichtstrahl 4 spiegelreflektierter Lichtstrahl 5 fällt auf einen Lichtempfänger 6, beispielsweise eine CCD-Zeile einer Zeilenkamera 7, die ein Empfangsobjektiv 8 aufweist, mit der die Oberfläche des Gegenstands 3 auf den Empfänger 6 scharf abgebildet wird. Wenn der Gegenstand 3 eine plane spiegelnde Fläche ohne Störungen ist, so wird der Lichtempfänger 6 hell und im wesentlichen homogen ausgeleuchtet. Befinden sich in dem abge bildeten Bereich der Oberfläche des zu inspizierenden Gegenstands 3 Störungen 9, z.B. Staubpartikel, Kratzer, Verunreinigungen oder sonstige Defekte, so führt dies zu lokalen Lichtverlusten im spiegelnden, reflektierten Lichtstrahl 5 und der Lichtempfänger 6 sieht dies als lokale Reduzierung der Lichtintensität. Bei der Hellfeldmessung werden also Defekte als dunkle Strukturen vor einem hellen Hintergrund erkannt.
  • Der Nachteil einer derartigen Hellfeldanordnung besteht insbesondere darin, daß die räumliche Zuordnung der Lichtquelle 1 und des Lichtempfängers 6 aufeinander abgestellt werden müssen, so daß dadurch die konstruktiven Freiheiten eingeschränkt sind und nicht optimal an die vorhandenen räumlichen und sonstigen Gegebenheiten angepaßt werden können. Darüber hinaus ist bei einer derartigen Hellfeld-Meßanordnung eine Betrachtung des Gegenstands 3 senkrecht zu seiner Oberfläche, also in einem Betrachtungswinkel von 90° Grad, nicht ohne weiteres möglich, denn der Einfallswinkel des Lichts auf die Oberfläche muß mit dem Ausfallwinkel des reflektierten Lichts übereinstimmen, was zu apparatemäßigen Schwierigkeiten führt. Bei der Betrachtung unter 90° Grad muß das Licht ebenfalls unter 90° Grad eingestrahlt werden, so daß das eingestrahlte und reflektierte Licht daher durch einen optischen Strahlteiler getrennt werden muß, was in der Praxis üblicherweise zu erheblichen Schwierigkeiten führt und nachteilig ist.
  • Die genannten Schwierigkeiten und Nachteile treten ebenfalls bei einer Hellfeldmessung in Transmission auf, bei der das von einer Lichtquelle abgestrahlte Licht einen transparenten Gegenstand durchstrahlt und direkt auf das Empfangsobjektiv beispielsweise einer Kamera auftrifft. Die zu inspizierende Ebene des Gegenstandes wird auch in diesem Falle vom Empfangsobjektiv auf den Empfänger abgebildet.
  • In 2 ist die Anordnung für eine herkömmliche Dunkelfeldmessung in Reflektion schematisch dargestellt. Wie im Falle einer Hellfeldmessung wird ein zu inspizierender Gegenstand 3 mit einer von einer Lichtquelle 1 über eine kollimierende Optik 2 bereit gestelltes Lichtbündel beleuchtet. Im Falle der Dunkelfeldmessung trifft der gegenüber dem einfallenden Lichtstrahl 4 spiegelreflektierte Lichtstrahl 5 jedoch nicht auf den Lichtempfänger auf, wenn die Oberfläche keine Störungen 9 aufweist. Sind Störungen oder Defekte 9 auf der Oberfläche des zu inspizierenden Gegenstands 3 vorhanden, so erzeugen sie Streulicht 10, das teilweise auf das Empfangsobjektiv 8 der Kamera 7 auftrifft und somit auf dem Lichtempfänger 6 abgebildet wird. Bei der Dunkelfeldmessung werden also Defekte als helle Strukturen vor einem dunklen Hintergrund erkannt.
  • Der Nachteil bei Dunkelfeldmessungen besteht darin, daß sie von den Streu- und Absorbtionseigenschaften der Defekte stark abhängen. Beispielsweise werden stark lichtabsorbierende Defekte sehr schlecht erkannt und weniger deutlich abgebildet als weniger stark absorbierende Störungen.
  • Im Falle einer Dunkelfeldmessung in Transmission durchstrahlt das von der Lichtquelle kommende Licht einen transparenten Gegenstand und trifft auch in diesem Falle nicht direkt auf das Empfangsobjektiv auf. Lediglich das von den Defekten im zu inspizierenden Gegenstand gestreute Licht trifft teilweise auf das Empfangsobjektiv der Kamera auf und wird auf dem Lichtempfänger abgebildet. Die zuvor in Zusammenhang mit der Dunkelfeldmessung in Reflektion beschriebenen Nachteile treffen auch für Dunkelfeldmessungen in Transmission zu.
  • Aus der US-Patentschrift 4 352 564 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Der Gegenstand, auf bzw. an dem die Defekte bestimmt werden sollen, wird dabei mit monochromatischem Licht einer Laserquelle, also mit Licht einer bestimmten Wellenlänge bestrahlt. Dadurch ist der Winkel, mit dem das gebeugte Licht vom Gegenstand abgegeben wird, sehr definiert. Der Lichtempfänger muss daher an einer ganz bestimmten Stelle angeordnet werden, wodurch die Freiheitsgrade bei der Konzeption der Vorrichtung sehr beschränkt sind, was insbesondere im Hinblick darauf nachteilig ist, daß der Raum zum Einbau einer derartigen Meßeinrichtung in den Fertigungsvorrichtungen für die Gegenstände, insbesondere CD's sehr klein und begrenzt ist. Die Sende- und Empfangsgeometrie ist daher sowohl hinsichtlich der Meßanordnungen selbst als auch hinsichtlich der Montage und Justierung bei der bekannten Vorrichtung aufgrund des definierten Beugungswinkels sehr kritisch.
  • Die US-Patentschrift 4 395 122 zeigt und beschreibt eine Fehler-Meßvorrichtung zur Bestimmung von Defekten auf CD's. Abgesehen davon, daß bei dieser Vorrichtung insbesondere auch die Beugung nullter Ordnung zusätzlich zur Beugung einer Beugungsordnung größer als Null für die Defektbestimmung ausgenutzt wird, ist explizit eine kohärente Lichtquelle, beispielsweise in Form eines Helium-Neon-Laser vorgesehen, so daß auch bei dieser Vorrichtung aufgrund der definierten Beugungswinkel die Anordnung aufwendig und raumfordernd ist.
  • Aus der US-Patentschrift 5 574 276 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung von Staubpartikeln bekannt, die einen Laserstrahl mit einer Kohärenz von größer als 1 km emittiert. Abgesehen davon, dass die Anwendung der Vorrichtung in einem anderen Zusammenhang als mit der Bestimmung von Defekten auf Gegenständen verwendet wird, gilt auch in Zusammenhang mit dieser Vorrichtung das zuvor Gesagte, daß nämlich die Meßanordnung aufgrund des definierten Beugungswinkels in ihrem Aufbau und ihrer Handhabung kritisch ist.
  • Aus der DE 197 39 794 A1 , die auf dieselbe Anmelderin wie die vorliegende Anmeldung zurückgeht, ist ein Verfahren zur Regelung eines Beschichtungsvorgangs für das Aufbringen einer Schicht auf einem Substrat bekannt, wobei das Oberflächenrelief der aufgebrachten Schicht, d.h. die Tiefe und die Breite der Grooves durch die Intensitäten der gebeugten Lichtbündel ermittelt wird. Abgesehen davon, daß diese Vorrichtung nicht zur Bestimmung von Defekten auf einem Gegenstand verwendet wird, werden auch Beugungsordnungen gleich Null für die Schichtdickenbestimmung herangezogen und in Beziehung zu Beugungsstrahlen höherer Ordnung gesetzt. Bei dieser bekannten Mes sung wird insbesondere auch der Brechungsindex zur Bestimmung der Schichtdicke herangezogen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben bzw. zu schaffen, mit dem bzw. mit der die Nachteile der herkömmlichen Hellfeld- und Dunkelfeld- Meßanordnungen vermieden werden und insbesondere die konstruktiven Möglichkeiten derartiger Meßvorrichtungen erweitert und die Identifizierung und Klassifizierung von Defekten an zu inspizierenden Gegenständen noch zuverlässiger und mit einfachen Mitteln durchgeführt werden kann.
  • Die gestellte Aufgabe wird bei dem eingangsgenannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gegenstand mit mehreren Lichtbündeln unterschiedlicher Wellenlänge beleuchtet wird.
  • Gemäß der vorliegender Erfindung wird der direkt reflektierte Lichtstrahl also nicht ausgewertet, sondern ein Lichtstrahl oder mehrere Lichtstrahlen höherer Beugungsordnung. Dadurch ist es möglich, die Anordnung und räumliche Zuordnung der Lichtquelle und des Empfängers freier zu wählen und die Meßanordnung an vorhandene Erfordernisse, beispielsweise Raumbeschränkungen, anzupassen. Sowohl hinsichtlich des Konstruktions- als auch des Fertigungs- und Wartungsaufwands ergeben sich dadurch erhebliche Vorteile.
  • Insbesondere aufgrund der Verwendung von mehreren Lichtbündeln unterschiedlicher Wellenlänge, beispielsweise einer Weißlichtquelle als Lichtquelle für die Ausleuchtung weist jede Beugungsordnung des an der beugenden Struktur des Gegenstands gebeugten Lichtbündels nicht nur einen definierten Beugungswinkel, sondern auch ein Winkelspektrum auf, weil jede Wellenlänge des gebeugten Lichts unter einem anderen Winkel gebeugt wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Sende- und Empfangsgeometrie wesentlich weniger kritisch ist als bei herkömmlichen Meßanordnungen. Insbesondere kann sowohl die Apertur der beleuchtenden Lichtquelle als auch die Empfangsapertur des Lichtempfängers bzw. des Empfangsobjektivs beispielsweise einer Kamera kleiner als der abzubildende Bereich des Gegenstands gewählt werden, da es üblicherweise für die Messung ausreicht, wenn irgendwelche Wellenlängen des gebeugten Lichts auf die Empfangsapertur auftreffen.
  • Vorteilhaft ist es, wenn das Lichtbündel in einem Winkel ungleich 90° Grad auf den Gegenstand trifft. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es dennoch mit Vorteil möglich, wenigstens eines der gebeugten Lichtbündel aufzunehmen, das im wesentlichen senkrecht zum zu untersuchenden Gegenstand von ihm abgestrahlt wird. Dadurch ist es möglich, den Gegenstand senkrecht zur Oberfläche, also in einem Betrachtungswinkel von 90° Grad, zu inspizieren, ohne daß im Gegensatz zu den herkömmlichen Hellfeldmessungen optische Strahlteiler erforderlich sind, die den Meßvorgang erheblich erschweren und in seiner Genauigkeit beeinträchtigen. Trotz der Möglichkeit, den Gegenstand senkrecht zur Oberfläche zu betrachten, ist es mit der vorliegenden Erfindung also möglich, Licht unter einem anderen Einfallswinkel als 90° Grad einzustrahlen.
  • Bei herkömmlichen Hellfeld- Meßanordnungen muß entweder die Apertur der beleuchteten Lichtquelle oder die Apertur des Empfangsobjekts größer als des abzubildenden Bereich des zu inspizierenden Gegenstands sein, weil das von diesem Bereich reflektierte Licht vollständig vom Empfangsobjekt erfaßt werden muß. Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann die Apertur sowohl der beleuchtenden Lichtquelle als auch des Empfangsobjekts kleiner als der abzubildende Bereich des Gegenstands gewählt werden, da es im Normalfall für eine Messung genügt, daß irgendwelche Wellenlängen des gebeugten Lichts auf die Empfangsapertur auftreffen.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß das erfindungsgemäße Verfahren unempfindlich oder wesentlich weniger empfindlich als herkömmliche Verfahren auf die Verkippung der reflektierenden Fläche ist, da auch bei einer Verkippung noch für die Messung ausreichendes Licht auf das Empfangsobjekt auftrifft.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der zu untersuchende Gegenstand unter unterschiedlichen Einfallswinkeln gleichzeitig beleuchtet, da es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich ist, mehrere Beugungsordnungen des vom zu untersuchenden Gegenstand abgestrahlten Lichts für die Messung heran zu ziehen. Dies hat den großen Vorteil, daß Defekte mit charakteristischen Streueigenschaften sowohl hinsichtlich ihrer Genauigkeit als auch ihrer Abmessungen und der Möglichkeit ihrer Auffindung noch zuverlässiger festgestellt werden können.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren entfaltet seine Vorteile sowohl bei einer Ausführungsform, bei der das vom Gegenstand gebeugte Licht in Reflektion aufgenommen wird, als auch dann, wenn das durch einen transparenten Gegenstand transmittierte, gebeugte Licht aufgenommen wird. Das erfindungsgemäße Inspektions- bzw. Meßverfahren ist mit all seinen Vorteilen sowohl bei Messungen in Reflektion als auch in Transmission einsetzbar.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden diejenige Bereiche des Gegenstands ermittelt, die beugende Strukturen aufweisen. Im Falle, daß der Gegenstand eine Compact Disc (CD) ist, bestehen die beugenden Strukturen aus sogenannten Grooves. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es daher auf einfache Weise möglich, zwischen Bereichen des Gegenstands mit beugenden Strukturen, beispielsweise Grooves, und Bereichen ohne beugende Strukturen zu unterscheiden. Insbesondere bei CDs wird der Beginn und das Ende des beugenden Bereichs, also des Bereichs mit den Grooves, auf einfache Weise erkannt und überprüft. Darüber hinaus ist es möglich, z.B. durch eine simultane Erfassung des Innenlochs der CD und des Anfangs der Grooves auf der CD deren Exzentrizität auf einfache Weise zu bestimmen.
  • Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei der der zu untersuchende Gegenstand beugende Strukturen aufweist, und der Lichtempfänger so angeordnet ist, daß er gebeugtes Licht mit wenigstens einer Beugungsordnung größer Null empfängt, wobei die Lichtquelle zur Abstrahlung von Licht unterschiedlicher Wellenlänge vorgesehen ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen Meßanordnungen ist daher eine feste Ausrichtung oder Zuordnung der Lichtquelle bezüglich des Lichtempfängers mit allen damit verbundenen konstruktiven Nachteilen nicht mehr erforderlich, da der direkt reflektierte Lichtstrahl, das heißt ein Lichtstrahl mit einer Beugung nullter Ordnung, nicht mehr empfangen zu werden braucht. Auf diese Weise und wegen der unterschiedlichen Wellenlängen ergibt sich ganz allgemein eine größere konstruktive Freiheit in der Zuordnung von Sender (Lichtquelle) und Empfänger (Kamera).
  • Vorzugsweise ist die Lichtquelle gemäß einer weiteren Ausführungsform so angeordnet, daß das von ihr abgegebene Licht in einem Winkel ungleich 90° Grad auf den Gegenstand auftrifft. Aufgrund des zuvor beschriebenen Sachverhalts, daß nämlich die Gleichsetzung des Einfall- und Ausfallwinkels bei der vorliegender Erfindung nicht mehr eingehalten werden muß, ist es möglich, den Lichtempfänger im wesentlichen senkrecht auf den Gegenstand auszurichten, und das für die Beleuchtung vorgesehene Lichtbündel unter einem Winkel ungleich 90° Grad auf den Gegenstand zu richten, mit dem Vorteil, Strahlungsteiler und die damit verbundene Nachteile vermeiden zu können.
  • Eine weitere sehr vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, mehrere Lichtquellen zur Beleuchtung des Gegenstands unter unterschiedlichen Einfallswinkeln vorzusehen. Wie bereits in Zusammenhang mit dem er findungsgemäßen Verfahren ausgeführt wurde, ist damit das Auffinden von Defekten einfacher und zuverlässiger möglich, die charakteristische Streueigenschaften aufweisen.
  • Die mehreren Lichtquellen können selbstverständlich auch in einer Beleuchtungsanordnung zusammengefaßt werden, die mehrere Lichtbündel mit unterschiedlichen oder einstellbaren Einfallswinkeln abgibt und auf den zu inspizierenden Gegenstand richtet.
  • Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung Lichtbündel mit definierten, vorgegebenen Wellenlängen vorteilhaft.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere für die Qualitätskontrolle eines reflektierenden oder transparenten Gegenstands mit Beugungsstruktur und insbesondere periodischer Beugungsstruktur von besonderem Vorteil, wie sie insbesondere auch bei einer CD oder sonstigen optischen Speichermedien vorliegt.
  • Die Erfindung sowie weitere Ausführungsformen und Vorteile wird bzw. werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine zuvor bereits beschriebene, herkömmliche Hellfeld- Meßanordnung für die Messung in Reflektion als schematische Darstellung,
  • 2 eine bereits beschriebene, herkömmliche Dunkelfeld- Meßanordnung für die Messung in Reflektion als schematische Darstellung,
  • 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der an Beugungsstrukturen auftretenden Beugungsordnungen und
  • 4 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Meßanordnung in schematischer Darstellung.
  • Wie in 3 schematisch dargestellt ist, wird ein einfallender Lichtstrahl 31 an einer beugenden Struktur eines Gegenstands 32 gebeugt, so daß Strahlen 33, 34, 35 und 36 mit unterschiedlichen Beugungsordnungen, nämlich der nullten Beugungsordnung 33, das heißt in direkter Reflektion, sowie der ersten, zweiten und dritten Beugungsordnung 34, 35 und 36 abgestrahlt werden, die jeweils ausgewertet werden können.
  • Bei der in 4 schematisch dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung zur Bestimmung von Defekten eines Gegenstands 41, z.B. einer CD, ist eine Beleuchtungsvorrichtung 42 mit einer Lichtquelle 43 und einer kollimierenden Optik 44 vorgesehen, die ein paralleles Lichtbündel 45 bereit stellt, das in einem Winkel α auf den Gegenstand 41 auftrifft. Die Meßvorrichtung weist weiterhin eine Kamera 46 mit einem Empfangsobjektiv 47 und einem Lichtempfänger 48 auf. Die Kamera 46 kann beispielsweise eine Zeilenkamera sein, mit der die empfangenen Bilder zur Weiterverarbeitung in digitale Grauwertsignale umgesetzt werden.
  • Wie aus 4 ersichtlich ist, ist die Kamera 46 und damit der Lichtempfänger 48 bezüglich des zu inspizierendes Gegenstands 41 so positioniert, daß ein direkt reflektiertes Lichtbündel 49, das mit der nullten Beugungsordnung eines Beugungsvorgangs identisch ist, nicht auf das Empfangsobjektiv 47 und damit nicht auf den Lichtempfänger 48 auftrifft. Die Kamera 46 ist vielmehr so angeordnet, daß der Lichtstrahl erster Beugungsordnung 50 und/oder der Lichtstrahl einer anderen Beugungsordnung, beispielsweise der zweiten oder dritten Beugungsordnung 51, 52 des an der Beugungsstruktur des Gegenstands 41 gebeugten Lichts in die Kamera 46 und auf den Lichtempfänger 48 auftrifft.
  • Wenn die Oberfläche des zu inspizierenden Gegenstands keine Defekte aufweist, so wird der Empfänger hell und im wesentlichen homogen ausgeleuchtet, wie dies auch bei einer herkömmlichen, eingangs beschriebenen Hellfeld-Meßanordnung der Fall ist. Befinden sich in dem abgebildeten Bereich der Oberfläche des Gegenstands oder im Inneren des Gegenstands bei transparenter oder teilweise transparentem Gegenstand Defekte oder Störungen, z.B. Staubpartikel, Kratzer, Verschmutzungen oder dergleichen, so führt dies zu einem lokalen Lichtverlust sowohl im direkt reflektierten Lichtstrahl 49 als auch in den Lichtstrahlen 50, 51 und 52 höherer Beugungsordnung. Der Lichtempfänger 48 stellt daher eine den Defekten entsprechende lokale Reduzierung der Lichtintensität fest, die gemäß den üblichen Bildauswertungssysteme ausgewertet werden und Rückschlüsse auf Defekte ermöglichen.
  • Wie aus 4 unmittelbar ersichtlich ist, ist im Gegensatz zu herkömmlichen Hellfeld- Meßanordnungen die starre Zuordnung der Positionierung von Beleuchtungsvorrichtung 42 und Kamera 46 bzw. Lichtquelle 43 und Lichtempfänger 48 aufgehoben, da Strahlen höherer Beugungsordnung als der nullten Beugungsordnung unabhängig von der Beziehung Einfallswinkel α gleich Ausfallwinkel erfaßt werden. Insbesondere ist es möglich, wie in 4 dargestellt ist, die Kamera 46 bzw. den Lichtempfänger 48 senkrecht über den Gegenstand 41 anzuordnen, wobei der Einstrahlwinkel α im Gegensatz zu herkömmlichen Hellfeld- Meßanordnungen nicht ebenfalls 90° Grad betragen muß. Auf diese Weise ergeben sich wesentliche konstruktive Freiheitsgrade bei der Herstellung und Anpassung der Meßvorrichtungen an die gegebenen Bedingungen und Einsatzfälle.
  • Die Erfindung wurde zuvor anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. Dem Fachmann sind jedoch zahlreiche Ausführungsformen, Abwandlungen und Ausgestaltungen möglich, ohne daß dadurch der Erfindungsgedanke verlassen wird. Beispielsweise ist es möglich, die erfindungsgemäßen Prinzipien auch für Meßanordnungen anzuwenden, bei denen der einer Qualitätskontrolle unterliegende Gegenstand 41 transparent ist, und der Meßvorgang in Transmission durchgeführt wird. Wie zuvor bereits ausgeführt wurde, ist es auch vorteilhaft, die Ausleuchtung des Gegenstands 41 mit einer Weißlichtquelle durchzuführen, so daß jede Beugungsordnung des an der beugenden Struktur des Gegenstands gebeugten Lichts einen definierten Beugungswinkel erhält und darüber hinaus auch ein definiertes Winkelspektrum besitzt, da jede Wellenlänge des gebeugten Lichts oder einem anderen Winkel gebeugt wird, wie dies in 4 durch die Beugungsstrahlen 50, 51 und 52 schematisch dargestellt ist.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Bestimmen von Defekten auf oder in einem Gegenstand (41), bei dem der Gegenstand (41) mit Licht beleuchtet und danach wenigstens ein Teil des Lichts aufgenommen wird, wobei der Gegenstand (41) beugende Strukturen aufweist, und das daran gebeugte Licht mit wenigstens einer Beugungsordnung größer Null aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand (41) mit mehreren Lichtbündeln unterschiedlicher Wellenlänge beleuchtet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand (41) unter einem Einfallswinkel (α) ungleich 90° Grad beleuchtet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein gebeugtes Lichtbündel (50, 51, 52) aufgenommen wird, das im wesentlichen senkrecht zum Gegenstand von ihm abgestrahlt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand mit unterschiedlichen Einfallswinkeln beleuchtet wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand mit wenigstens einem Lichtbündel (45) vorgegebener Wellenlänge beleuchtet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche des Gegenstands ermittelt werden, die beugende Strukturen aufweisen.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Gegenstand (41) reflektierte Licht aufgenommen wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand (41) transparent ist und daß das den Gegenstand (41) durchstrahlende Licht aufgenommen wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand (41) eine Compact Disc ist und die beugenden Strukturen Grooves sind.
  10. Vorrichtung zum Bestimmen von Defekten auf oder in einem Gegenstand, mit einer Lichtquelle (43) und einem Lichtempfänger (48), wobei der Gegenstand (41) beugende Strukturen aufweist und der Lichtempfänger (48) so angeordnet ist, daß er gebeugtes Licht (50, 51, 52) mit wenigstens einer Beugungsordnung größer Null empfängt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (43) zur Abstrahlung von Licht unterschiedlicher Wellenlänge vorgesehen ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (43) so angeordnet ist, daß das von ihr abgegebene Licht in einem Winkel ungleich 90° Grad auf den Gegenstand (41) fällt.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtempfänger (48) im wesentlichen senkrecht auf den Gegenstand (41) ausgerichtet ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lichtquellen zur Beleuchtung des Gegenstands unter unterschiedlichen Einfallswinkeln vorgesehen sind.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4352564A (en) * 1980-05-30 1982-10-05 Rca Corporation Missing order defect detection apparatus
US4395122A (en) * 1981-04-29 1983-07-26 Rca Corporation Defect detection system
US4541716A (en) * 1983-04-15 1985-09-17 Rca Corporation Detection of defects in a circular or spiral diffraction grating
US5574276A (en) * 1994-03-30 1996-11-12 Sony Corporation Apparatus and method for detecting a dust particle having high purity inert gas atmosphere
DE19739794A1 (de) * 1997-09-10 1999-04-01 Steag Hamatech Gmbh Machines Verfahren zur Regelung eines Beschichtungsvorgangs

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4030835A (en) * 1976-05-28 1977-06-21 Rca Corporation Defect detection system
US4456375A (en) * 1981-11-23 1984-06-26 Discovision Associates Optical disc measurement by refraction
JPH02123537A (ja) * 1988-11-01 1990-05-11 Hitachi Electron Eng Co Ltd 光ディスクのグルーブ欠陥の検出方法
JP3338561B2 (ja) * 1994-08-26 2002-10-28 株式会社ソニー・ディスクテクノロジー ディスク欠陥検査装置
US5742575A (en) * 1995-08-18 1998-04-21 Sony Corporation Method and device for identifying disc
US5726748A (en) * 1996-07-24 1998-03-10 General Electric Company Optical disc cloud analyzer
JP2001208517A (ja) * 2000-01-28 2001-08-03 Victor Co Of Japan Ltd 光ディスク検査装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4352564A (en) * 1980-05-30 1982-10-05 Rca Corporation Missing order defect detection apparatus
US4395122A (en) * 1981-04-29 1983-07-26 Rca Corporation Defect detection system
US4541716A (en) * 1983-04-15 1985-09-17 Rca Corporation Detection of defects in a circular or spiral diffraction grating
US5574276A (en) * 1994-03-30 1996-11-12 Sony Corporation Apparatus and method for detecting a dust particle having high purity inert gas atmosphere
DE19739794A1 (de) * 1997-09-10 1999-04-01 Steag Hamatech Gmbh Machines Verfahren zur Regelung eines Beschichtungsvorgangs

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