Способ неразрушающего контроля
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля качества фотошаблонов и кристаллов интегральных микросхем. Целью изобретения является повышение точности и достоверности контроля за счет учета влияния неконтролируемых параметров, искажающих информативный оптический сигнал. Для этого информативный оптический сигнал, представляющий собой отраженную от объекта световую волну, направляют в два канала, в каждом из которых имеется опорная голограмма и амплитудные транспаранты. После их прохождения осуществляется пространственное усреднение результирующих волн, после чего регистрируют их интенсивность и по соотношению интенсивностей в обоих каналах определяют величину отклонения контролируемого образца от эталонного значения. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (g1)g С О I В 9/021
ГОСУ АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО И БРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ НТ СССР
К А TOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ вЂ” ) (54) (57) роль быть конт крис конт в ча ства р >4 разр шабл ми кр
Ц иост тем пара опти
Н реал конт
П занн чени (21) (22) (46) (72) и В. (53) (56; мето схем шенс
1982
462278 5/24-28
19. 12.88
23. 11. 90. Бюл. )) 43
В.М. Гомоюнов, M. Г. Кар тамышев . 1Цербак
531. 717.82 (088.8) арданян Ю.С. и др. Оптические
ы контроля интегральных микроСостояние и перспективы совервования. — M. Радио и связь, с. 61-62.
СПОСОБ НЕРАЗРУ1ПАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ
Изобретение относится к конто-измерительной технике и может использовано для неразрушающего оля качества фотошаблонов и аллов интегральных микросхем. обретение относится к области ольно-измерительной техники, тности к области контроля качеэлементов электронной аппаратуможет быть использовано для нешающего контроля качества фотонов и кристаллов интегральных схем.. ь изобретения — повышение точи достоверности контроля пуета влияния неконтролируемых етров, искажающих информативный еский сигнал. чертеже приведен, процессор, зующий способ неразрушающего оля ° оцессор содержит оптически свя(е источник 1 когерентного иэлуколлиматор 2, оптический блок
Целью изобретения является повышенйе точности и достоверности контроля за счет учета влияния неконтролируемых параметров, искажающих информативный оптический сигнал. Для этого информативный оптический сигнал, представляющий собой отраженную от объекта световую волну, направляют в два канала, в каждом из которых имеется опорная голограмма и амплитудные транспаранты. После их прохождения осуществляется пространственное усреднение результирующих волн, после чего регистрируют их интенсивность и по соотношению интенсивностей в обоих каналах определяют величину отклонения контролируемого образца от эталонного значения, 1 ил.
3, снабженный подвижной шторкой 4, а также размещенные в оптическом переходнике 5 опорные голограммы 6-8, амплитудные фильтры 9-11, призму I 2 с зеркалами, бипризму 13, линзу 14, фотоприемники 15 и 16, электрические сигналы с которых подаются на дели-. тель 17.
Оптический блок 3 выполнен в виде призмы, имеющей поперечное сечение в виде прямоугольной трапеции, нижняя грань которой обращена к коллиматору
2, а верхняя, являясь блоком 18 ввода информации, служит для установки эталонных или испытываемых образцов.
Кроме того, на наклонную боковую грань призмы нанесен отражатель 19 для формирования опорной волны при записи. интерференционной картины от
8493 4
55
3 160 эталонного образца. Призма 12 содержит отражатель 20, подающий параллельно обрабатываемые во втором канале оптические сигналы для их суммирования на обладающее односторонней прозрачндстью зеркало 21. Способ осуществляется следующим образом.
Устанавливают в блок 18 ввода информации эталонный объект.
При открытой шторке 4 производят запись картииы, полученной при интерференции плоской опорной волны 22, отраженной от отражателя 1.9 и рассеянной эталонным образцом, который установлен в блоке 18 ввода информации, волной 23.
Синтезируют опорные голограммы
6-8, описываемые, соответственно соотношением здп(Ф (x, у;% =Яд, Я ))» соз(Ф (х, у, 9 = A„; . )1 и модулирующие траспаранты 9-11, обладающие соответственно, пропусканием
+
Ь (хФ y) — д ф (ху yÔ,9 э C )/q я 7
b,,(õ,y) -, 9(х,y, Ú,Е )/ q, b>(z,у) - (, g> (x,ó, h, E)/q.g,) где У(х,у, 4 = h Е ) — пространственное распределениее разности фаэ опорной и предметной волн в плоскости для случая, когда испытывается эталонный образец; — значение о контролируемого параметра для эталонного образца, E, - вектор неконтролируемых параметров.
Такой синтез может быть осуществлен, например, при помощи ЭВМ с последующим переносом информации на фотопленку, как это делается в цифровой голографии.
После этого устанавливают контролируемый объект вместо эталонного в
45 блок 18 ввода информации, а шторку
4 закрывают так, чтобы устранить б попадание плоской волны 22 на отражатель 19, предотвращая этим возникновение в каналах обработки процессора неинформативных сигналов, затрудняющих контроль, Сигнал от источника 1 когерентного излучения формируется коллиматором 2 в плоскую волну 22, которая рассеивается в блоке 18 ввода информации контролируемым объектом с образованием информативного сигнала
F(x,у) в плоскости опорных голограмм
6-8. Рассеянные волны 23 восстанавливают голограммы 6-8, что соответствует умножению информативного сигнала Р (х у) на функции s in@ (x, у Q =
= 9,,; F„)g и cosP(x,у, Д =%, E.)) в каналах обработки процессора. Дифрагированные на голограммах 6-8 волны модулируют траспарантами 9-11, что соответствует умножению сигналов на функции Ъ (х,y), Ь (х,у), Ь (х,у) .
Во втором канале после модуляции транспарантами 10 и 11 волны посредством отражателя 20 и зеркала 21, размещенного в призме 12, сводятся в один пучок и интерферируют, образуя результирующий сигнал второго канала обработки. Линза 14 выполняет операцию пространственного усреднения сигналов в каналах обработки и направляет их на разнесенные.в пространстве фотоприемники 15 и 16.
Для разделения усредненных сигналов каналов обработки в плоскости фотоприемников предназначена бипризма 13.
Фотоприемники 15 и 16 преобразуют оптические сигналы в электрические и направляют их в делитель 17, который формирует на выходе электрический сигнал, пропорциональный оценке максимального правдоподобия, т. е. величине отклонения контролируемого параметра испытываемого образца от эталонного значения: (1) где ? „ I 1608493 ((..у, А = А,, Я ), Д.,, ) ) = ) F(x y)sin)lp(x у Я =Я g)Ja Я ) 5 и У(хууг% У E,)/>% dxdy ) (1(x,у А = A,l Е ), F(x,у)) (х,y)(sin(P (x,y,q = Ë а E)) P (ху Q Я)/ + + с я(р (х,у,,%-А,я))х Р (х,т, A; E ) l . f)ax а), ляющих оптического сигнала S; (P (x у, Я = = .; е.) — разность фаз опорной и предметной волн при испытаниях эталонно10, ro образца, т. е. при )((= () р ° Подставляя (3) с учетом (4) в (2) и выполняя операцию дифференцирования, а также принимая во внимание 15 то, что вне областей пространственного усреднения Z < и Z каналов обработки сигнала опорный сигнал эталонного образца тождественно равен нулю, и что регистрирующие излучения устройства вьщают сигнал, пропорциональный квадрату амплитуды излучений, получают соотношение для оптимальной обработки (1) . где чес шаю Реализация предлагаемого способа в сравнении с существующими способами неразрушающего контроля позволяет осуществлять контроль с учетом влияния неконтролируемых параметров, 3р тем самым повышая точность и достоверность контроля, а также является. способом. оптимальной обработки информативных сигналов, т.е. имеет практически предельно допустимую точность оценки контролируемого параметра по сравнению с другими неоптимальными способами обработки. этог пара от о этал ноше (2) где Z <, Z — области пространственного усреднения результирующих сигналов в каналах обработки. пособ реализует метод статистиого синтеза процессоров неразруего контроля по критерию максиного правдоподобия. Согласно о критерия величина отклонения етра.) испытываемого образца орного значения параметра Я О нного образца определяется соотием 6% а ° Y(3) / -%. ($) — оптимальный выходной эффект системы контроля, определяемый по соотношению — амплитуды постоянной и переменной состав-Формула иs обретения А J F(x,ó) (х,уД = о э ) S(x,у;%= A(,с)dx dy (3) где lIp света кости гра ной, Фрэ S(x, + I,Ф=Ъ,,E) = I, + ,„,„ Д (4) 45 — опорный сигнал, соответствующий эталонному образцу, — постоянный коэффициент. использовании когерентного 50 оптический сигнал в любой плоспредставляет собой интерфероволны опорной и волны предметэтому опорный сигнал S(x óÄ= ) описывается соотношением Сп ос об н ер а зр ушающег о . контр оля, заключающийся в том, что формируют соответствующий эталонному образцу фильтр, пр опус кают ч ер ез фильтр информативную оптическую волну F(x,у) от контролируемого образца и по параметрам прошедшей оптической волны судят о соответствии контролируемого образца эталонному, о т - л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности контроля, фильтр формируют в виде совокупности опорных голограмм и фазовых транспарантов, расположенных в двух каналах, при пропускании оптической волны F(x,у) через фильтр восстанавливают оптической волной F(x,ó) опорные голограммы, модулируют восстановленные с голограмм вол1608493 формуле а «Ф ны по закону P (x,уд;Е.) / = а где I .I+ интенсивности ре-. зультирующий волн ф (х,у "Я = =+, g.) Я;А г Составитель В.Бахтин Техред М.Ходанич Корректор Т.Палий Редактор Е.Папп Заказ 3609 Тираж 491 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при I KHT СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 первом канале и одновременно по зако нам Р(х,у;Я;Е )/9 =Ъо ф — Ф (Х,VL2 Е ) /Я =.Я ) Во ВТОРОМ а канале, складывают промодулированные волны во втором канапе, усредняют 10 по пространственным координатам волны в первом и втором каналах и регистрируют интенсивность результирующих волн, а в качестве параметра, по которому судят о соответствии контро-15 лируемого образца эталонному, используют величины интенсивностей результирующих сигналов, по которым рассчи- . тывают величину 54 отклонения контролируемого образца от эталонного по .>р пространственное распределение разности фаз опорной и предметной волн для случая эталонного образца; значение контроли- руемого параметра для эталонного образца, вектор неконтролируемых параметров.
