大口徑高精度光學(xué)元件疵病檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-17 15:55
表面疵病是高精度光學(xué)元件質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。疵病的存在會(huì)帶來光束的散射,造成衍射條紋、熱像差、膜系破壞、能量聚集等現(xiàn)象,并最終影響高精度光學(xué)元件的成像質(zhì)量和使用壽命。投影物鏡作為光刻機(jī)的核心部件,對(duì)成像質(zhì)量有著嚴(yán)苛的要求,即使元件表面的細(xì)小疵病也將嚴(yán)重影響物鏡最終的曝光成像效果。光刻投影物鏡中光學(xué)元件的尺寸大都在幾百毫米,且有平面/球面/非球面等多種元件類型,要實(shí)現(xiàn)大口徑光學(xué)元件上的微米量級(jí)疵病的客觀量化檢測(cè),亟需一套高效率、高可靠性的光學(xué)元件表面疵病自動(dòng)化檢測(cè)裝置。目前,對(duì)疵病檢測(cè)的方法主要還是人工目視法,這種方法受主觀影響比較大,可靠性和復(fù)現(xiàn)性低,在大批量檢測(cè)時(shí)并不適用。盡管國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中提及了多種疵病檢測(cè)方法,但大都無法兼顧光刻投影鏡片檢測(cè)大口徑、高檢測(cè)效率、多鏡片類型、高精度定量檢測(cè)的多方面要求。暗場(chǎng)顯微成像法平衡了多方面的需求,且具有系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單、檢測(cè)結(jié)果直觀、檢測(cè)效率高等優(yōu)勢(shì),已成為了自動(dòng)化表面疵病檢測(cè)的重要方法。然而,暗場(chǎng)顯微成像法的疵病散射理論尚不完備,在系統(tǒng)選型和參數(shù)設(shè)置時(shí)多依靠經(jīng)驗(yàn)或幾何光學(xué)仿真結(jié)論,不滿足微米級(jí)疵病缺陷的高精度仿真需求,無法有效指導(dǎo)高信噪比圖像的獲取...
【文章來源】:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)吉林省
【文章頁(yè)數(shù)】:140 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
GB/T1185-2006中表面疵病公差的構(gòu)成[16]
目視法[16]
大口徑高精度光學(xué)元件疵病檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究81.2.2.2虛像疊加比較法圖1.4虛像疊加比較法[16]Figure1.4Virtualimagesuperpositioncomparisonmethod虛像疊加比較法[16][28]將光學(xué)元件放在放大鏡的前焦點(diǎn)上,使樣品在放大鏡作用下成正立虛像。直接利用人眼觀察被放大后的像,將觀察結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)板上的實(shí)際線寬作比較,從而判斷疵病的大校虛像疊加比較法的測(cè)試裝置示意圖如圖1.4所示。由于加入了放大鏡,這種方法在一定程度上提高了觀測(cè)的靈敏度。但是,該方法依舊是利用人眼觀測(cè),會(huì)加入主觀因素的干擾,容易引起分歧。1.2.2.3濾波成像法在目視檢測(cè)法的基礎(chǔ)上,發(fā)展形成了濾波成像法。根據(jù)所采用的濾波器的不同,濾波成像法又分為高通濾波法、低通濾波法、自適應(yīng)濾波法[29]-[32]。圖1.5高/低通濾波法Figure1.5High/lowpassfiltermethod疵病散射光主要是高頻成分,通過在成像光路中加入低通光闌,實(shí)現(xiàn)明場(chǎng)成像,從而在成像面上形成“亮背景暗目標(biāo)”,即為低通濾波法。也可以在成像光路上加入高通光闌,實(shí)現(xiàn)暗場(chǎng)成像,從而在成像面上形成“暗背景亮目標(biāo)”,即為高通濾波法。高通/低通濾波法的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖1.5所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]An Effective On-line Surface Particles Inspection Instrument for Large Aperture Optical Element[J]. Wen-Dong Ding,Zheng-Tao Zhang,Da-Peng Zhang,De Xu,Hai-Bing Lv,Xin-Xiang Miao,Guo-Rui Zhou,Hao Liu. International Journal of Automation and Computing. 2017(04)
[2]Dark-field detection method of shallow scratches on the super-smooth optical surface based on the technology of adaptive smoothing and morphological differencing[J]. 李晨,楊甬英,柴惠婷,張毅暉,吳凡,周林,閆凱,白劍,沈亦兵,許喬,姜宏振,劉旭. Chinese Optics Letters. 2017(08)
[3]光學(xué)元件表面缺陷散射光成像數(shù)值模擬研究[J]. 王世通,楊甬英,趙麗敏,柴惠婷,劉東,白劍,沈亦兵. 中國(guó)激光. 2015(07)
[4]Alignment methods for micron-scale surface defects automatic evaluation of large-aperture fine optics[J]. 曹頻,楊甬英,李晨,柴惠婷,李陽(yáng),謝世斌,劉東. Chinese Optics Letters. 2015(04)
[5]基于條紋反射的光學(xué)表面疵病檢測(cè)法[J]. 趙文川,鐘顯云,劉彬. 光子學(xué)報(bào). 2014(09)
[6]美國(guó)軍用規(guī)范MIL-PRF-13830B表面疵病要求詳解[J]. 王麗榮. 硅谷. 2012(04)
[7]GB/T 1185《光學(xué)零件表面疵病》與俄、美相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析[J]. 劉慶明,盛益鵬. 國(guó)防技術(shù)基礎(chǔ). 2007(08)
[8]相干濾波成像系統(tǒng)測(cè)量光學(xué)元件表面疵病[J]. 沈衛(wèi)星. 光學(xué)技術(shù). 2000(04)
[9]光學(xué)零件表面疵病的標(biāo)識(shí)[J]. 果寶智. 激光與紅外. 2000(02)
[10]國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《光學(xué)零件表面疵病》的實(shí)施[J]. 李義安. 電光與控制. 1999(01)
博士論文
[1]球面及非球面表面疵病檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉江.中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2016
[2]精密表面缺陷檢測(cè)散射成像理論建模及系統(tǒng)分析研究[D]. 王世通.浙江大學(xué) 2015
[3]球面光學(xué)元件表面疵病評(píng)價(jià)系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 曹頻.浙江大學(xué) 2015
碩士論文
[1]大口徑光學(xué)元件表面疵病檢測(cè)[D]. 蘇森.西南科技大學(xué) 2017
[2]大口徑球面/非球面疵病檢測(cè)儀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 楊薈琦.中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 2016
[3]基于多光譜技術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測(cè)技術(shù)的研究[D]. 羅茂.浙江大學(xué) 2016
[4]球面元件表面疵病自動(dòng)化檢測(cè)若干關(guān)鍵技術(shù)探索研究[D]. 李璐.浙江大學(xué) 2015
[5]大口徑光學(xué)元件表面疵病自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵問題討論與研究[D]. 肖冰.浙江大學(xué) 2010
本文編號(hào):3595015
【文章來源】:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)吉林省
【文章頁(yè)數(shù)】:140 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
GB/T1185-2006中表面疵病公差的構(gòu)成[16]
目視法[16]
大口徑高精度光學(xué)元件疵病檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究81.2.2.2虛像疊加比較法圖1.4虛像疊加比較法[16]Figure1.4Virtualimagesuperpositioncomparisonmethod虛像疊加比較法[16][28]將光學(xué)元件放在放大鏡的前焦點(diǎn)上,使樣品在放大鏡作用下成正立虛像。直接利用人眼觀察被放大后的像,將觀察結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)板上的實(shí)際線寬作比較,從而判斷疵病的大校虛像疊加比較法的測(cè)試裝置示意圖如圖1.4所示。由于加入了放大鏡,這種方法在一定程度上提高了觀測(cè)的靈敏度。但是,該方法依舊是利用人眼觀測(cè),會(huì)加入主觀因素的干擾,容易引起分歧。1.2.2.3濾波成像法在目視檢測(cè)法的基礎(chǔ)上,發(fā)展形成了濾波成像法。根據(jù)所采用的濾波器的不同,濾波成像法又分為高通濾波法、低通濾波法、自適應(yīng)濾波法[29]-[32]。圖1.5高/低通濾波法Figure1.5High/lowpassfiltermethod疵病散射光主要是高頻成分,通過在成像光路中加入低通光闌,實(shí)現(xiàn)明場(chǎng)成像,從而在成像面上形成“亮背景暗目標(biāo)”,即為低通濾波法。也可以在成像光路上加入高通光闌,實(shí)現(xiàn)暗場(chǎng)成像,從而在成像面上形成“暗背景亮目標(biāo)”,即為高通濾波法。高通/低通濾波法的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖1.5所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]An Effective On-line Surface Particles Inspection Instrument for Large Aperture Optical Element[J]. Wen-Dong Ding,Zheng-Tao Zhang,Da-Peng Zhang,De Xu,Hai-Bing Lv,Xin-Xiang Miao,Guo-Rui Zhou,Hao Liu. International Journal of Automation and Computing. 2017(04)
[2]Dark-field detection method of shallow scratches on the super-smooth optical surface based on the technology of adaptive smoothing and morphological differencing[J]. 李晨,楊甬英,柴惠婷,張毅暉,吳凡,周林,閆凱,白劍,沈亦兵,許喬,姜宏振,劉旭. Chinese Optics Letters. 2017(08)
[3]光學(xué)元件表面缺陷散射光成像數(shù)值模擬研究[J]. 王世通,楊甬英,趙麗敏,柴惠婷,劉東,白劍,沈亦兵. 中國(guó)激光. 2015(07)
[4]Alignment methods for micron-scale surface defects automatic evaluation of large-aperture fine optics[J]. 曹頻,楊甬英,李晨,柴惠婷,李陽(yáng),謝世斌,劉東. Chinese Optics Letters. 2015(04)
[5]基于條紋反射的光學(xué)表面疵病檢測(cè)法[J]. 趙文川,鐘顯云,劉彬. 光子學(xué)報(bào). 2014(09)
[6]美國(guó)軍用規(guī)范MIL-PRF-13830B表面疵病要求詳解[J]. 王麗榮. 硅谷. 2012(04)
[7]GB/T 1185《光學(xué)零件表面疵病》與俄、美相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析[J]. 劉慶明,盛益鵬. 國(guó)防技術(shù)基礎(chǔ). 2007(08)
[8]相干濾波成像系統(tǒng)測(cè)量光學(xué)元件表面疵病[J]. 沈衛(wèi)星. 光學(xué)技術(shù). 2000(04)
[9]光學(xué)零件表面疵病的標(biāo)識(shí)[J]. 果寶智. 激光與紅外. 2000(02)
[10]國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《光學(xué)零件表面疵病》的實(shí)施[J]. 李義安. 電光與控制. 1999(01)
博士論文
[1]球面及非球面表面疵病檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉江.中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2016
[2]精密表面缺陷檢測(cè)散射成像理論建模及系統(tǒng)分析研究[D]. 王世通.浙江大學(xué) 2015
[3]球面光學(xué)元件表面疵病評(píng)價(jià)系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 曹頻.浙江大學(xué) 2015
碩士論文
[1]大口徑光學(xué)元件表面疵病檢測(cè)[D]. 蘇森.西南科技大學(xué) 2017
[2]大口徑球面/非球面疵病檢測(cè)儀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 楊薈琦.中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 2016
[3]基于多光譜技術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測(cè)技術(shù)的研究[D]. 羅茂.浙江大學(xué) 2016
[4]球面元件表面疵病自動(dòng)化檢測(cè)若干關(guān)鍵技術(shù)探索研究[D]. 李璐.浙江大學(xué) 2015
[5]大口徑光學(xué)元件表面疵病自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵問題討論與研究[D]. 肖冰.浙江大學(xué) 2010
本文編號(hào):3595015
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