JP7304970B2 - Surface detection device and method - Google Patents
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Description
本発明の実施例は、半導体技術分野に関するものであり、特に、表面検出装置及び方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD Embodiments of the present invention relate to the field of semiconductor technology, and more particularly to surface detection apparatus and methods.
現在、大規模な集積回路が急速に発展するに伴い、シリコンウェハ表面の粒子の状況が部品の製造への影響が人々にますます重視されている。図1は、現在のシリコンウェハ表面の粒子に対して散乱測定する測定装置の典型的な構造例示図である。図1に示すように、前記測定装置は、本体200を含み、ここで、本体200の内部には、測定されるシリコンウェハ210を置く部品台220と、正面入射光λと傾斜入射光μとを放出する放射ユニット230と、光電検出器240が設けられる。放射ユニット230から放出された正面入射光λと傾斜入射光μは、部品台220の測定されるシリコンウェハ210の表面に照射され、測定されるシリコンウェハ210表面での反射光と散乱光γに対して分析することにより、測定されるシリコンウェハ210表面の粒子状況を検出することを実現する。全体のシリコンウェハに対して検出するために、部品台220には、x方向移動台とy方向移動台とが設けられる。移動台をx方向とy方向とで移動させたり、またはZ軸を中心に回転する回転装置(図2)を設けたりすることにより、Z軸を中心に回転されると同時に、x軸に、単一の方向に移動して、測定されるシリコンウェハ210の全体領域をスキャンして検出することを実現する。
At present, with the rapid development of large-scale integrated circuits, people pay more and more attention to the influence of particles on the surface of silicon wafers on the production of components. FIG. 1 is a typical structural illustration of a measuring apparatus for scattering measurement of particles on the surface of a silicon wafer at present. As shown in FIG. 1, the measuring apparatus includes a
しかし、先行技術の部品台を移動させることにより検出する方式は効率が低い。 However, detection by moving the component table of the prior art is inefficient.
本発明は、表面検出装置及び方法を提供し、検出効率を高める効果を実現することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention provides a surface detection device and method, and can achieve the effect of increasing detection efficiency.
本発明の実施例は、表面検出装置を提供し、前記表面検出装置は、回転機構と、光伝播経路に沿って順番に配列される第1の反射モジュールと受光モジュールを含み、前記第1の反射モジュールと前記受光モジュールは、前記回転機構内に固定され、前記回転機構には、鉛直部と傾斜部を含む貫通孔が設けられ、前記第1の反射モジュールは、前記鉛直部内に設けられ、前記回転機構は、第1回転軸を中心に回転され、前記第1回転軸は、前記鉛直部の中心対称軸と平行になり、前記第1回転軸は、検出対象の表面が存在する平面と垂直され、且つ前記第1の反射モジュールの前記検出対象の表面が存在する平面での投影と重なっており、前記第1の反射モジュールは、前記鉛直部に沿って入射された検出ビームを反射ビームに反射した後、前記傾斜部を通過して前記検出対象の表面に入射させ、前記受光モジュールは、前記反射ビームが前記検出対象の表面で散乱した後形成された散乱ビームを平行ビームに変換して放出させる。 An embodiment of the present invention provides a surface detection device, the surface detection device includes a rotating mechanism, a first reflective module and a light receiving module arranged in sequence along a light propagation path, wherein the first The reflecting module and the light receiving module are fixed in the rotating mechanism, the rotating mechanism is provided with a through hole including a vertical portion and an inclined portion, the first reflecting module is provided in the vertical portion, The rotation mechanism is rotated around a first rotation axis, the first rotation axis being parallel to the central symmetry axis of the vertical portion, and the first rotation axis being the plane on which the surface to be detected exists. is perpendicular and overlaps the projection of the first reflective module on the plane in which the surface of the object to be detected exists, the first reflective module converts the detection beam incident along the vertical portion into a reflected beam. after being reflected to the surface of the object to be detected through the inclined part, and the light receiving module converts the scattered beam formed after the reflected beam is scattered by the surface of the object to be detected into a parallel beam. to release.
また、集光モジュールをさらに含み、前記集光モジュールは、前記傾斜部に設けられ、前記第1の反射モジュール、前記集光モジュール及び前記受光モジュールは、光伝播経路に沿って順番に配列され、前記集光モジュールの焦点は前記受光モジュールの焦点と重合され、前記焦点は、前記検出対象の表面のスキャンポイントに対応する。 the light collecting module is provided on the inclined portion, the first reflecting module, the light collecting module and the light receiving module are arranged in order along a light propagation path; The focal point of the collecting module is superimposed with the focal point of the receiving module, the focal point corresponding to the scanning point of the surface of the object to be detected.
また、前記第1の反射モジュールの形状は、角錐体または角錐台のいずれかの一つを含み、前記第1の反射モジュールの中心軸は前記第1回転軸と平行になり、前記第1の反射モジュールは、順番に隣接して設けられる複数の外側壁を備え、前記第1の反射モジュールの少なくとも一部の外側壁に反射鏡が設けられ、前記反射鏡は、前記検出ビームを反射させる。 Also, the shape of the first reflection module includes either one of a pyramid and a truncated pyramid, the central axis of the first reflection module is parallel to the first rotation axis, and the first The reflective module comprises a plurality of outer walls arranged adjacent to each other in sequence, and a reflective mirror is provided on the outer wall of at least a portion of said first reflective module, said reflective mirror reflecting said detection beam.
また、前記受光モジュールは、複数の受光ユニットを含む。 Also, the light receiving module includes a plurality of light receiving units.
また、前記第1の反射モジュールの全周の外側壁には、前記反射鏡が連続的に配置され、前記貫通孔は、一つの前記鉛直部と複数の前記傾斜部を含み、前記受光ユニットと前記傾斜部は、一対一に対応するように設けられる。 Further, the reflecting mirrors are continuously arranged on the outer wall of the entire circumference of the first reflecting module, and the through hole includes one of the vertical portions and a plurality of the inclined portions, and the light receiving unit and the The inclined portions are provided in one-to-one correspondence.
また、前記複数の受光ユニットのうちの少なくとも2つの受光ユニットは、光学特性が異なる光学素子を使用し、前記光学特性が異なる光学素子は、異なるレンズまたは異なる球面鏡を含む。 At least two of the plurality of light receiving units use optical elements with different optical characteristics, and the optical elements with different optical characteristics include different lenses or different spherical mirrors.
また、前記集光モジュールは、前記回転機構内に固定され、前記貫通孔は、一つの鉛直部と複数の傾斜部を含み、前記第1の反射モジュールは、順番に隣接して設けられる複数の反射鏡を含み、それぞれの前記反射鏡と検出対象が存在する平面との夾角が異なるし、前記集光モジュールは、複数の集光ユニットを含み、前記受光モジュールは、複数の受光ユニットを含み、前記傾斜部、前記反射鏡、前記集光ユニット及び前記受光ユニットの個数は同一であり、互いに一対一に対応するように設けられ、前記集光モジュールのそれぞれの集光ユニットは、前記集光ユニットに対応する傾斜部内に設けられ、前記受光モジュールのそれぞれの受光ユニットの中心点から前記第1回転軸までの距離が異なり、それぞれの前記受光ユニットの焦点は、対応する前記集光ユニットの焦点と重合され、ここで、前記第1の反射モジュールは、そのうちの一つの反射鏡を用いて前記鉛直部に沿って入射された検出ビームを反射ビームに反射し、前記反射ビームは、前記反射鏡に対応する傾斜部内の集光ユニットによって集光された後、前記検出対象の表面に入射され、前記検出対象の表面で散乱された後形成された散乱ビームは、対応する受光ユニットによって平行ビームに変換された後、放出される。 In addition, the light collection module is fixed in the rotation mechanism, the through hole includes a vertical portion and a plurality of inclined portions, and the first reflection module includes a plurality of adjacent ones provided in sequence. including reflecting mirrors, the angle between each reflecting mirror and a plane on which a detection target exists is different, the light collecting module includes a plurality of light collecting units, the light receiving module includes a plurality of light receiving units, The number of the inclined portion, the reflecting mirror, the condensing unit, and the light receiving unit are the same and are provided in one-to-one correspondence, and each condensing unit of the condensing module is the condensing unit. and the distances from the center point of each light receiving unit of the light receiving module to the first rotation axis are different, and the focal point of each light receiving unit is the focal point of the corresponding light collecting unit. wherein the first reflective module uses one of its reflectors to reflect a detection beam incident along the vertical portion into a reflected beam, the reflected beam being reflected by the reflector; After being collected by the collecting unit in the corresponding inclined part, the scattered beams incident on the surface of the detection object and formed after being scattered on the surface of the detection object are converted into parallel beams by the corresponding light receiving units. after being released.
また、前記第1の反射モジュールは、第1の反射鏡と第2の反射鏡を含み、前記受光モジュールは、第1の受光ユニットと第2の受光ユニットを含み、前記第1の反射鏡と前記第1の受光ユニットは、対応するように設けられ、前記第1の受光ユニットは、第1の散乱ビームを平行ビームに変換した後放出し、前記第1の散乱ビームは、前記第1の反射鏡の反射ビームが前記第1の反射鏡に対応する集光ユニットによって集光された後前記検出対象の表面で散乱された後形成された散乱ビームであり、前記第2の反射鏡は、前記第2の受光ユニットと対応するように設けられ、前記第2の受光ユニットは、第2の散乱ビームを平行ビームに変換した後放出し、前記第2の散乱ビームは、前記第2の反射鏡の反射ビームが前記第2の反射鏡に対応する集光ユニットによって集光された後前記検出対象の表面で散乱された後形成された散乱ビームであり、前記第1の反射鏡と前記検出対象が存在する平面との夾角は、前記第2の反射鏡と前記検出対象が存在する平面との夾角よりも小さく、前記第1の受光ユニットの中心点から前記第1回転軸までの距離は、前記第2の受光ユニットの中心点から前記第1回転軸までの距離よりも大きい。 Also, the first reflecting module includes a first reflecting mirror and a second reflecting mirror, the light receiving module includes a first light receiving unit and a second light receiving unit, and the first reflecting mirror and The first light-receiving unit is correspondingly provided, the first light-receiving unit converts the first scattered beam into a parallel beam and then emits the first scattered beam, the first scattered beam a scattered beam formed after the reflected beam of the reflecting mirror is collected by a collecting unit corresponding to the first reflecting mirror and then scattered by the surface of the object to be detected; is provided correspondingly with the second light receiving unit, the second light receiving unit converts the second scattered beam into a parallel beam and then emits the second scattered beam, the second scattered beam being the second reflected beam; a scattered beam formed after a reflected beam of a mirror is collected by a collecting unit corresponding to the second reflecting mirror and then scattered by the surface of the object to be detected; The included angle with the plane on which the object exists is smaller than the included angle between the second reflecting mirror and the plane on which the detection object exists, and the distance from the center point of the first light receiving unit to the first rotation axis is , greater than the distance from the center point of the second light receiving unit to the first rotation axis.
また、前記第1の反射モジュールは、順番に隣接して設けられる第1の反射鏡ないし第n個の反射鏡を含み、前記第1の反射鏡と前記検出対象が存在する平面との夾角ないし第n個の反射鏡と前記検出対象が存在する平面との夾角は、それぞれθ1、θ2......θn-1及びθnであり、前記受光モジュールは、順番に設けられる第1の受光ユニットないし第n個の受光ユニットを含み、第i個の反射鏡と第i個の受光ユニットは対応するように具備され、iは1より大きいか同じであり、且つnより小さいか同じであり、前記第1の受光ユニットの中心点から前記第1回転軸までの距離ないし第n個の受光ユニットの中心点から前記第1回転軸までの距離は、それぞれL1、L2......Ln-1及びLnであり、ここで、θ1<θ2<......θn-1<θnであり、L1>L2>......Ln-1>Lnである。 In addition, the first reflecting module includes a first reflecting mirror to n-th reflecting mirrors that are arranged adjacent to each other in order, and an included angle between the first reflecting mirror and a plane on which the detection object exists. The included angles between the n-th reflecting mirror and the plane on which the detection target exists are θ 1 , θ 2 . . . . . . θ n−1 and θ n , and the light receiving module includes first to n light receiving units arranged in sequence, and the i th reflector and the i th light receiving unit correspond to each other. and i is greater than or equal to 1 and less than or equal to n, and the distance from the center point of the first light receiving unit to the first rotation axis or the number of n light receiving units The distances from the center point to said first axis of rotation are respectively L 1 , L 2 . . . . . . L n−1 and L n where θ 1 <θ 2 < . . . . . . θ n−1 <θ n and L 1 >L 2 > . . . . . . L n−1 >L n .
また、Li-Li-1=Kであり、ここで、Kは固定値である。 Also, L i −L i−1 =K, where K is a fixed value.
また、放物面鏡と光電検出器をさらに含み、前記第1の反射モジュール、前記受光モジュール、前記放物面鏡及び前記光電検出器は、光伝播経路に沿って順番に配列され、前記放物面鏡の対称軸は、前記第1回転軸に平行し、前記光電検出器の感光面は、前記放物面鏡の焦点に設けられる。 Further comprising a parabolic mirror and a photoelectric detector, wherein the first reflective module, the light receiving module, the parabolic mirror and the photoelectric detector are arranged in order along a light propagation path to The axis of symmetry of the object mirror is parallel to the first axis of rotation, and the photosensitive surface of the photodetector is located at the focal point of the parabolic mirror.
また、前記放物面鏡の対称軸は前記第1回転軸と重合され、前記光電検出器の感光面は、前記放物面鏡の焦点に位置し、前記光電検出器の感光面は、前記放物面鏡の対称軸に垂直される。 Further, the axis of symmetry of the parabolic mirror is superimposed on the first axis of rotation, the photosensitive surface of the photoelectric detector is located at the focal point of the parabolic mirror, and the photosensitive surface of the photoelectric detector is located at the focal point of the parabolic mirror. perpendicular to the axis of symmetry of the parabolic mirror.
また、第2の反射モジュールと光電検出器をさらに含み、前記第2の反射モジュール及び前記光電検出器は、前記回転機構内に固定され、前記第1の反射モジュール、前記受光モジュール、前記第2の反射モジュール及び前記光電検出器は、光伝播経路に沿って順番に配列され、前記第2の反射モジュールは前記平行ビームを前記光電検出器に反射させる。 Also, further comprising a second reflective module and a photoelectric detector, wherein the second reflective module and the photoelectric detector are fixed within the rotating mechanism, and the first reflective module, the light receiving module, the second a reflective module and the photodetector are arranged in sequence along a light propagation path, and the second reflective module reflects the parallel beam to the photodetector.
また、第2の反射モジュールと光電検出器をさらに含み、前記第2の反射モジュール及び前記光電検出器は、前記回転機構内に固定され、前記第1の反射モジュール、前記受光モジュール、前記第2の反射モジュール及び前記光電検出器は、光伝播経路に沿って順番に配列され、前記第2の反射モジュールは、前記平行ビームを前記光電検出器に反射させ、前記第2の反射モジュール及び前記光電検出器は、それぞれ複数の第2の反射ユニットと複数の光電検出器を含み、前記第2の反射ユニットと前記光電検出器の個数は、前記傾斜部と、前記反射鏡及び前記受光ユニットの個数と同じであり、互いに対応するように設けられる。 Also, further comprising a second reflective module and a photoelectric detector, wherein the second reflective module and the photoelectric detector are fixed within the rotating mechanism, and the first reflective module, the light receiving module, the second and the photoelectric detector are arranged in order along a light propagation path, the second reflective module reflects the parallel beam to the photoelectric detector, and the second reflective module and the photoelectric The detector includes a plurality of second reflection units and a plurality of photoelectric detectors, respectively, and the number of the second reflection units and the number of the photoelectric detectors is equal to the number of the inclined portion, the reflecting mirror and the light receiving unit. and are provided to correspond to each other.
また、作業台をさらに含み、
前記検出対象が前記作業台に置かれ、前記作業台は、第1の方向に沿って移動し、ここで、前記反射ビームが前記検出対象の表面に反射して完成されたのは、第2の方向のスキャンであり、前記第1の方向と前記第2の方向は交差する。
Also including a workbench,
The object to be detected is placed on the workbench, the workbench is moved along a first direction, wherein the reflected beam is reflected off the surface of the object to be detected to complete a second , and the first direction and the second direction intersect.
同じ発明思想に基づいて、本発明の実施例は、表面検出方法を提供し、前記表面検出方法は、前記表面検出装置に基づいて実現され、前記表面検出方法は、第1の反射モジュールを制御して、鉛直部に沿って入射された検出ビームを反射ビームに反射させた後、傾斜部を通過して前記検出対象の表面に入射させるステップS11、及び、受光モジュールを用いて、前記反射ビームが検出対象の表面で散乱された後形成された散乱ビームを平行ビームに変換させて放出させるステップS12、を含む。 Based on the same inventive idea, an embodiment of the present invention provides a surface detection method, said surface detection method is realized based on said surface detection device, said surface detection method controls a first reflection module. a step S11 of reflecting the detection beam incident along the vertical portion into a reflected beam and then incident on the surface of the object to be detected through the inclined portion; is scattered on the surface to be detected, converting the formed scattered beam into a parallel beam and emitting a step S12.
また、前記表面検出装置は、作業台をさらに含み、ステップS11を行った後、前記作業台を制御して、第1の方向に沿ってプリセット距離ほど移動させるステップをさらに含み、または、ステップS12を行うとき、前記作業台を第1の方向に沿ってプリセット距離ほど移動させるステップをさらに含み、ここで、前記反射ビームが前記検出対象の表面に反射して完成されたのは、第2の方向のスキャンであり、前記第1の方向と前記第2の方向は交差する。 In addition, the surface detection apparatus further includes a work table, and after performing step S11, further includes controlling the work table to move a preset distance along a first direction, or step S12. moving the worktable a preset distance along a first direction, wherein the reflected beam is completed by reflecting off the surface to be detected when performing the second It is a directional scan, and the first direction and the second direction intersect.
同じ発明思想に基づいて、本発明の実施例は、表面検出方法を提供し、前記表面検出方法は、前記表面検出装置に基づいて実現され、前記表面検出方法は、第1の反射モジュールを制御して鉛直部に沿って入射された検出ビームを反射ビームに反射した後、傾斜部の集光モジュールを通過して検出対象の表面に入射されるS21、及び、受光モジュールを用いて前記反射ビームが検出対象の表面で散乱された後形成された散乱ビームを平行ビームに変換して放出させるS22、を含む。 Based on the same inventive idea, an embodiment of the present invention provides a surface detection method, said surface detection method is realized based on said surface detection device, said surface detection method controls a first reflection module. After reflecting the detection beam incident along the vertical portion into a reflected beam, the reflected beam passes through the condensing module of the inclined portion and is incident on the surface of the object to be detected S21, and the light receiving module is used to convert the reflected beam is scattered on the surface to be detected, converting the formed scattered beam into a parallel beam and emitting S22.
また、前記表面検出装置は、作業台をさらに含み、前記第1の反射モジュールは、第1の反射鏡と第2の反射鏡を含み、前記受光モジュールは、第1の受光ユニットと第2の受光ユニットを含み、前記第1の反射鏡は、前記第1の受光ユニットに対応するように設けられ、前記第2の反射鏡は、前記第2の受光ユニットに対応するように設けられ、前記第1の反射鏡と前記検出対象が存在する平面との夾角は、前記第2の反射鏡と前記検出対象が存在する平面との夾角より小さく、前記第1の受光ユニットの中心点から前記第1回転軸までの距離は、前記第2の受光ユニットの中心点から前記第1回転軸までの距離より大きく、前記表面検出方法は、第1の反射鏡を制御して鉛直部に沿って入射された検出ビームを反射ビームに反射した後、前記第1の反射鏡に対応するように設けられる傾斜部内の集光ユニットによって集光された後、検出対象の表面に入射され、第1の散乱ビームを形成するS211、第1の受光ユニットを用いて、第1の散乱ビームを平行ビームに変換して放出させるS212、第2の反射鏡を制御して鉛直部に沿って入射された検出ビームを反射ビームに反射した後、前記第2の反射鏡に対応するように設けられる傾斜部内の集光ユニットによって集光された後、前記検出対象の表面に入射され、第2の散乱ビームを形成するS213、第2の受光ユニットを用いて、第2の散乱ビームを平行ビームに変換して放出させるS214、及び、前記作業台を制御して、第1の方向に沿ってプリセット距離ほど移動させるS215、を含み、ここで、前記反射ビームが、前記検出対象の表面に反射して完成されたのは、第2の方向のスキャンであり、前記第1の方向と前記第2の方向は交差する。 The surface detection device further includes a workbench, the first reflection module includes a first reflector and a second reflector, and the light receiving module includes a first light receiving unit and a second light receiving unit. a light receiving unit, wherein the first reflecting mirror is provided to correspond to the first light receiving unit; the second reflecting mirror is provided to correspond to the second light receiving unit; The included angle between the first reflecting mirror and the plane on which the detection target exists is smaller than the included angle between the second reflecting mirror and the plane on which the detection target exists, and the angle from the center point of the first light receiving unit to the first light receiving unit is smaller than that between the second reflecting mirror and the plane on which the detection target exists. The distance to one rotation axis is greater than the distance from the center point of the second light receiving unit to the first rotation axis, and the surface detection method controls the first reflecting mirror to make the light incident along the vertical part. After the detected beam is reflected into a reflected beam, it is collected by a collecting unit in an inclined portion provided corresponding to the first reflecting mirror, and then incident on the surface of the object to be detected for first scattering. forming a beam S211, using the first receiving unit to convert the first scattered beam into a parallel beam to emit S212, controlling the second reflecting mirror to make the detection beam incident along the vertical section. into a reflected beam, and then condensed by a condensing unit in an inclined portion provided corresponding to the second reflecting mirror, and then incident on the surface of the object to be detected to form a second scattered beam S213, using a second light receiving unit to convert and emit a second scattered beam into a parallel beam S214, and controlling the worktable to move a preset distance along a first direction. S215, wherein the reflected beam is reflected off the surface of the object to be detected to complete a scan in a second direction, the first direction and the second direction crossing. do.
本実施例の技術案において、第1の反射モジュールと受光モジュールとを第1回転軸を中心に回転する回転機構に固定させることで、スキャンするときに、第1の反射モジュールと受光モジュールが回転機構と一緒に第1回転軸を中心に回転されて、第1の反射モジュールから反射された入射ライトスポットが検出対象の表面で1つのスキャン円弧が形成され、さらに回転機構の高速回転することと組み合わせることで、検出対象の表面の高周波のスキャンを実現でき、検出効率を高めることができる。 In the technical solution of this embodiment, the first reflection module and the light receiving module are fixed to a rotation mechanism that rotates about the first rotation axis, so that the first reflection module and the light receiving module rotate during scanning. rotating together with the mechanism about the first rotation axis so that the incident light spot reflected from the first reflection module forms a scanning arc on the surface to be detected, and rotating the rotation mechanism at high speed; By combining them, it is possible to realize high-frequency scanning of the surface of the detection target, and to improve the detection efficiency.
図面を参照して、下記の詳細な説明を見ると、本発明の実施方式の前記の目的及び又一つの目的、特徴及び長所が容易に理解することができる。図面において、例示的に本発明の複数の実施方式を説明するが、限定的に説明するものではない。 The foregoing and other objects, features and advantages of the modes of implementation of the present invention can be easily understood from the following detailed description with reference to the drawings. In the drawings, several modes of implementation of the present invention are illustrated by way of example and not by way of limitation.
以下、複数の例示的な実施方法を参照して、本発明の原理及び精神を説明する。理解するのは、このような実施方式を提供することは、ただ当業者が本発明をよりよく理解するためのもので、本発明の範囲をどのような方法に限定するものではない。 The principles and spirits of the present invention are explained below with reference to several exemplary implementations. It is understood that providing such an implementation is merely for the better understanding of the invention by those skilled in the art, and does not limit the scope of the invention in any way.
図3は、本発明の実施形態による表面検出装置の構造例示図である。図3に示すように、前記表面検出装置は、回転機構10と、光伝播経路に沿って配列される第1の反射モジュール20と受光モジュール40を含む。第1の反射モジュール20と受光モジュール40は、回転機構10に固定される。回転機構10内には、貫通孔11が設けられる。貫通孔11は、鉛直部111と傾斜部112との2つの部分の構造を含む。第1の反射モジュール20は、鉛直部111内に設けられる。回転機構10は、第1回転軸Zを中心に回転する。第1回転軸Zは、鉛直部111の中心対称軸と平行になる。第1回転軸Zは、検出対象50の表面が存在する平面に垂直になり、第1の反射モジュール20の検出対象50の表面が存在する平面での投影と重なる。検出ビームaは、貫通孔11の鉛直部111に沿って第1の反射モジュール20に入射され、第1の反射モジュール20によって反射されて反射ビームbを形成して傾斜部112を通過して検出対象50の表面に入射される。受光モジュール40は、反射ビームbを検出対象50の表面によって散乱された後形成された散乱ビームcを平行ビームdに変換して放出させる。
FIG. 3 is a structural illustration diagram of a surface detection device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the surface detection device includes a
ここで、第1の反射モジュール20は、例えば、平面鏡を含むことができるが、検出ビームaを検出対象50の表面に反射させるものであれば、本実施例では、これに限定しない。受光モジュール40は、例えば、レンズを含むことができるが、反射ビームbを検出対象50の表面によって散乱された後形成された散乱ビームcを平行ビームdに変換して放出させるものであれば、本実施例では、これに限定しない。回転機構10は、第1回転軸Zを中心に回転されるので、第1の反射モジュール20と受光モジュール40を第1回転軸Zを中心に回転させる。第1の反射モジュール20が第1回転軸Zを中心に回転されるので、第1の反射モジュール20によって反射された反射ビームbが検出対象50の表面に1つのスキャン円弧を形成する。もし検出対象50の表面に欠陥が存在すると、検出対象50の表面に入射した反射ビームbは、散乱されて散乱ビームcを形成する。前記散乱ビームcは、受光モジュール40を通過した後、平行ビームdを形成して放出される。
Here, the
具体的には、検出ビームaは、貫通孔11の鉛直部111に沿って、第1の反射モジュール20に入射され、第1の反射モジュール20によって反射され、反射ビームbを形成した後、検出対象50の表面に入射される。回転機構10が第1回転軸Zを中心に急速に回転され、第1の反射モジュール20が回転機構10に固定されるので、第1の反射モジュール20も第1回転軸Zを中心に速く回転して、第1の反射モジュール20によって反射された反射ビームbが検出対象50の表面に1つのスキャン円弧を形成させるようるにする。図4に示すように、図4は、本発明の実施形態による表面検出装置が検出対象の表面に対して検出するスキャン経路の例示図である。もし検出対象50の表面に欠陥が存在する場合、検出対象50の表面に入射した反射ビームbは、散乱されて散乱ビームcを形成する。前記散乱ビームcは、受光レンズ30を通過した後、平行ビームdを形成して放出される。本技術案は、回転機構10の速い回転を用いて、第1の反射モジュール20を第1回転軸Zを中心に急速に回転させるので、第1の反射モジュール20によって反射された反射ビームbが検出対象50の表面に1つのスキャン円弧を形成させて、部品台100の運動と組み合わせて検出対象50の表面全体の高速スキャンを実現し、スキャン効率を高める。
本
Specifically, the detection beam a is incident on the
Book
実施例の技術案において、第1回転軸を中心に回転する回転機構内に第1の反射モジュールと受光モジュールが固定されて設けされることによって、スキャンするときに、第1の反射モジュールと受光モジュールを回転機構と一緒に第1回転軸を中心に回転させて、第1の反射モジュールによって反射された入射ライトスポットが検出対象の表面に1つのスキャン円弧を形成し、さらに回転機構の高速回転と組み合わせることによって、検出対象の表面に対して高周波スキャンを実現して、検出効率を高める効果を実現する。 In the technical solution of the embodiment, the first reflecting module and the light receiving module are fixed in a rotating mechanism rotating about the first rotation axis, so that the first reflecting module and the light receiving module are fixed during scanning. rotating the module together with the rotating mechanism about the first rotating axis, so that the incident light spot reflected by the first reflecting module forms one scanning arc on the surface to be detected, and rotating the rotating mechanism at high speed; By combining with , a high-frequency scan is realized with respect to the surface of the detection target, and the effect of improving the detection efficiency is realized.
前記の技術案に基づいて、選択的に、図5は、本発明の実施形態による又一つの表面検出装置の構造例示図である。図5に示したように、前記表面検出装置は、集光モジュール30をさらに含む。集光モジュール30は、貫通孔11の傾斜部112内に設けられる。第1の反射モジュール20、集光モジュール30と受光モジュール40は、光伝播経路に沿って配列される。集光モジュール30の焦点と受光モジュール40の焦点が重合され、これらの2つの重合された焦点Qは、検出対象50の表面に位置され、検出対象50の表面のスキャンポイントに対応される。
Based on the above technical solution, optionally, FIG. 5 is a structural illustration of another surface detection device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the surface detection device further includes a
ここで、集光モジュール30は、例えば、レンズを含むことができるが、反射ビームbが検出対象50の表面に集中されているスキャンポイントと受光モジュール40との相対位置が変わらないのであれば、本実施例では、これに限定しない。入射された検出ビームaと、第1回転軸Zが重合されるとき、入射された検出ビームaが貫通孔11の鉛直部111を通過して第1の反射モジュール20によって反射された反射ビームbが検出対象50の同じポイントに直接的に集中することができる。入射された検出ビームaが第1回転軸Zから離脱されたとき(図5)、入射された第1の反射モジュール20のライトスポットは、鉛直方向(検出対象50の表面が存在する平面に垂直た方向)での高さは回転機構10が回転することにより変化する。したがって、第1の反射モジュール20によって反射された反射ビームbが検出対象50の表面に投影された位置は、スキャンする過程で、受光モジュール40に対して変化する。さらに、受光モジュール40が散乱ビームcに対しての収集効果に影響を与えて、検出結果に影響を与える。本技術案において、光伝播経路の方向に沿って貫通孔11の傾斜部112内に集光モジュール30を設置する。集光モジュール30の焦点は、受光モジュール40の焦点と重合され、前記2つの重合された焦点Qは、検出対象50の表面に位置する。これにより、入射された検出ビームaと第1回転軸Zが重合されなくても、反射ビームbが検出対象50の表面に入射されたスキャンポイントは、前記重合された焦点に位置することになる。
Here, the
本技術案において、光伝播経路の方向に沿って貫通孔11の傾斜部112内に集光モジュールを設けることにより、第1回転軸から離脱された検出ビームが第1の反射モジュールによって反射された反射ビームが検出対象の表面に集中されるスキャンポイントと受光モジュールとの相対位置は変わらない。すなわち、前記スキャンポイントは集光モジュールと受光モジュールとの重合された焦点に位置することにより、受光モジュールを通過して形成された平行ビームが検出されるのに便利であり、検出結果の正確性を高める。
In the present technical scheme, a light collection module is installed in the
前記の技術案に基づいて、選択的に、図6は、本発明の実施形態による又一つの表面検出装置の構造例示図であり、図7は、本発明の実施形態による表面検出装置の底面図であり、図8は、図6の第1の反射モジュールの構造例示図である。図6と図8に示すように、第1の反射モジュール20の形状は、角錐体または角錐台のいずれかの一つを含む。第1の反射モジュール20の中心軸と第1回転軸Zは平行になる。第1の反射モジュール20は、順番に隣接して設けられる複数の外側壁21を備える。第1の反射モジュール20の少なくとも一部の外側壁21には、反射鏡が設けられて、検出ビームaを反射する。
Based on the above technical solution, alternatively, FIG. 6 is a structural illustration of another surface detection device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a bottom view of the surface detection device according to an embodiment of the present invention. 8 is a structural illustration of the first reflection module of FIG. 6; FIG. As shown in FIGS. 6 and 8, the shape of the first
ここで、第1の反射モジュール20は、角錐体または角錐台のいずれかの一つを含み、その断面はポリゴンであり、例えば、三角形である。対応的に、第1の反射モジュール20は、順番に隣接して設けられる3つの外側壁(図8を参照)を備える。3つの外側壁のうち少なくとも一つの外側壁に反射鏡が設けられる。好ましくは、第1の反射モジュール20の全周の外側壁に反射鏡が連続的に配置される。
Here, the first
例示的に、第1の反射モジュール20は三稜体である。対応的に、第1の反射モジュール20は、順番に隣接して設けられる3つの外側壁を備える。3つの外側壁には全部反射鏡が設けられる。三稜体の中心軸は第1回転軸Zと重合され、三稜体はその中心軸を中心に急速に回転される。回転機構10が一回り回転されるとき、3つの円弧のスキャンを実現して、スキャン効率を向上させることができる。
Illustratively, the first
例示的に、Nは、第1の反射モジュール20に設けられる反射鏡の個数である。大略的な計算により、一つの反射鏡によって反射されて形成された一つのスキャン円弧が対応する中心角は2π/Nである。Nが十分に大きい場合、中心角は小さくなり、スキャン円弧は、単一の直線に近くなる。第1の反射モジュール20が一回り回転されるたびに、N回のスキャンを実現することができる。さらに、回転機構の高速の回転と組み合わせて、検出対象の表面の高周波のスキャンを実現する。
Exemplarily, N is the number of reflecting mirrors provided in the first reflecting
ただし、第1の反射モジュール20の形状は、前記実例に限定されず、第1の反射モジュール20の横断面は、三角形を含むが、これに限定されない。当業者は、製品の必要に応じて、第1の反射モジュール20の形状を自主的に選択することができ、断面の辺数を設定することができ、本発明は、これに対して具体的に限定しない。図6と図8には、第1の反射モジュール20の形状が角錐台であり、第1の反射モジュール20の横断面が三角形であることのみを例示的に示されている。一方、反射鏡の個数は、必要に応じて設けることができる。
However, the shape of the first reflecting
本技術案において、第1の反射モジュールの形状を角錐体または角錐台のいずれかの一つに設け、第1の反射モジュールの少なくとも一部の外側壁に反射鏡を設けることにより、回転機構が一回り回転されたとき、複数の円弧のスキャンを完成することができ、さらにスキャンの効率を高める。 In this technical proposal, the shape of the first reflecting module is either a pyramid or a truncated pyramid, and a reflecting mirror is provided on at least a part of the outer wall of the first reflecting module, so that the rotation mechanism is When it is rotated once, it can complete the scanning of multiple arcs, further enhancing the scanning efficiency.
前記の技術案に基づいて、選択的に、継続して図7を参照すると、ここで、受光モジュール40は、複数の受光ユニット41を含む。複数の受光ユニット41のうちの少なくとも2つの受光ユニット41は、光学特性が異なる光学素子を使用する。
Based on the above technical solution, optionally continue to refer to FIG. 7 , wherein the
前記の技術案に基づいて、選択的に、第1の反射モジュールの全周の外側壁に反射鏡が連続的に配置される。続いて図7を参照すると、ここで、受光モジュール40は、複数の受光ユニット41を含む。貫通孔11は、一つの鉛直部111と、複数の傾斜部112を含む。受光ユニット41と傾斜部112は、互いに一対一で対応するように設けられる。複数の受光ユニット41のうちの少なくとも2つの受光ユニット41は、光学特性が異なる光学素子を使用する。
Based on the above technical solution, optionally, the reflective mirrors are continuously arranged on the outer wall of the first reflective module. Continuing to refer to FIG. 7 , here, the
ここで、3つの受光ユニット41は、例えば、レンズまたは球面鏡のいずれかの一つを含むことができる。受光ユニット41の形状は、例えば円形または正方形などを含むことができるが、集光作用を有し、検出対象50を通過した散乱ビームcを平行ビームdに変換させるものであれば、受光ユニット41の種類と形状について限定しない。
Here, the three light receiving
本実施例では、3つの受光ユニット41が設けられる。しかし、3つに限定されない。各受光ユニット41の受光特性は同じであってもよく、異なってもよい。または、各受光ユニット41に異なる光学素子(図示せず)を設置して、異なる受光特性を得ることができる。
In this embodiment, three light receiving
例示的に、3つの受光ユニット41のうちの少なくとも2つの受光ユニットは異なる光学設計を使用することができる。例えば、異なる穴径のレンズを設置し、及び、異なる絞りを組み合わせて、異なる受光角度を実現したり、及び/または、異なる偏光検出シートを用いて、異なる偏光特性の選択を実現するか、及び/または、異なる波長フィルタを用いて、異なる波長の選択を実現する。
Illustratively, at least two of the three light receiving
具体的には、第1の反射ビームbが検出対象50の表面に散乱されて角度が異なる散乱ビームcを形成する。前記散乱ビームcは、異なる受光特性を有する複数の受光ユニット41によって受信される。本技術案において、異なる光学設計の受光ユニット41を利用することで、第1の反射モジュールが一回り回転されるときに、異なる光学設計の受光ユニットが、角度が異なるか、または偏光特性が異なるか、波長が異なる散乱信号を収集することができるので、異なる欠陥を検出こなせることができ、検出効率を高める同時に検出品質を向上させる。
Specifically, the first reflected beam b is scattered by the surface of the
前記の技術案に基づいて、選択的に、図9は、本発明の実施形態による又一つの表面検出装置の構造例示図である。図9に示すように、表面検出装置は、放物面鏡71(図面には放物面鏡の微小な部分を示す)と光電検出器60をさらに含む。第1の反射モジュール20、受光モジュール40、放物面鏡71と光電検出器60は、光伝播経路に沿って順番に配列される。放物面鏡71の対称軸は、第1回転軸Zと平行になり、光電検出器60の感光面は放物面鏡71の焦点に設けされることによって、位置が異なる平行ビームdが放物面鏡71を通過して光電検出器60に集光されて、散乱ビームcを効率的かつ全面的に検出することを実現する。
Based on the above technical solution, optionally, FIG. 9 is a structural illustration of another surface detection device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the surface detection device further includes a parabolic mirror 71 (a minute portion of the parabolic mirror is shown in the drawing) and a
前記の技術案に基づいて、選択的に、図10は、本発明の実施形態による又一つの表面検出装置の構造例示図である(回転機構が省略され)。放物面鏡71の対称軸は、第1回転軸Zと重合され、光電検出器60の感光面は放物面鏡71の焦点に位置され、光電検出器60の感光面は放物面鏡71の対称軸と垂直になる。
Based on the above technical solution, alternatively, FIG. 10 is a structural illustration of another surface detection device according to an embodiment of the present invention (the rotation mechanism is omitted). The symmetry axis of the
ここで、回転機構10が回転されるとき、反射ビームbが検出対象50の表面に一つの円弧のスキャンを実現することができる。しかし、反射ビームbが検出対象50の表面にスキャン完成したスキャン円弧の位置が異なるため、スキャン完成後に形成された散乱ビームcが受光モジュール40を通過して平行ビームdに変換された後、次に放物面鏡71を通過して集光された後、異なる角度で光電検出器60に入射される。光電検出器60の感光特性は、一般的に光の入射角の影響を受けるので、システム誤差を招来する。これらの誤差を避けるために、本発明の実施例は、放物面鏡71を調節することにより、スキャン円弧の位置が異なるとしても、スキャン完成後に形成され散乱ビームcが受光モジュール40を通過して平行ビームdに変換された後、放物面鏡71を通過して、同じ入射角で光電検出器60の感光面に入射されるようにする。
Here, when the
具体的には、放物面鏡71の対称軸は、第1回転軸Zと重合され、光電検出器60の感光面は放物面鏡71の焦点に位置し、光電検出器60の感光面は放物面鏡71の対称軸と垂直になる。これにより、スキャン円弧の位置が異なるとしても、スキャンした後に形成され散乱ビームcが受光モジュール40を通過して平行ビームdに変換された後放物面鏡71を通過して、同じ入射角で光電検出器60の感光面に入射される。本技術案において、放物面鏡71を設置し、放物面鏡71の対称軸と第1回転軸Zが重合して、光電検出器60の感光面が放物面鏡71の焦点に位置され、光電検出器60の感光面が放物面鏡71の対称軸と垂直なるようにすることで、システム誤差を除去し、誤差を減らし、検出の品質を向上させることができる。
Specifically, the symmetry axis of the
選択的に、図11は、本発明の実施形態による又一つの表面検出装置の構造例示図である。図10に示すように、表面検出装置は、第2の反射モジュール72と光電検出器60をさらに含む。第2の反射モジュール72と光電検出器60は、すべて回転機構10内に固定されて設けられる。第1の反射モジュール20、受光モジュール40、第2の反射モジュール72と光電検出器60は、光伝播経路に沿って順番に配列される。第2の反射モジュール72は、平行ビームdを光電検出器60に反射させる。
Alternatively, FIG. 11 is a structural illustration of another surface detection device according to an embodiment of the present invention. The surface detection device further includes a second
本発明の実施例は、第2の反射モジュール72を用いて、スキャン円弧の位置が異なるとしても、スキャン後に形成された散乱ビームcが受光モジュール40を通過して、平行ビームdに変換された後、第2の反射モジュール72を通過して、すべて同じ入射角で光電検出器60の感光面に進入されるので、検出品質を向上させることができる。前記の技術案に基づいて、選択的に、継続して図9と図11を参照すると、表面検出装置は、放射モジュール80をさらに含む。放射モジュール80は、光伝播経路に配置される。放射モジュール80は、検出ビームaを放出する。本発明の第2の反射モジュールは、反射鏡であることができる。
Embodiments of the present invention use the
ここで、放射モジュール80は、例えば、半導体レーザー、ファイバーレーザー、固体レーザーまたはガスレーザーなどのいずれかの一つを含むことができる。放射モジュール80は、例えば、レーザービームまたは連続波長のビームを放出することができる。検出対象50の表面の欠陥を検出することができるものであれば、本実施例はこれに対して限定しない。
Here, the
選択的に、表面検出装置は、第3の反射モジュール90をさらに含む。第3の反射モジュール90は、光伝播経路に配置されて放射モジュール80から放出された検出ビームaを鉛直部111を通過して第1の反射モジュール20に反射されるようにする。光伝播経路に第3の反射モジュール90を設けることにより、放射モジュール80の位置の適用性を増加することができる。
Optionally, the surface detection device further includes a third
前記の技術案に基づいて、選択的に、継続して図1を参照すると、作業台100をさらに含む。検出対象50は、作業台100に置かれ、部品台100は、第1の方向Xに沿って移動される。ここで、第1の反射ビームbが検出対象50の表面に反射して完成されたのは、第2の方向Yのスキャンである。第1の方向Xと第2の方向Yを交差する。
Optionally, continuing to refer to FIG. A
具体的には、入射された検出ビームaが回転される第1の反射モジュール20によって反射される反射ビームbは、検出対象50の表面に1つのスキャン円弧を形成する。前記スキャン円弧の方向は、第2の方向Yである。同時に、作業台100に置かれた検出対象50は、第1の方向Xに沿って移動される。このように繰り返すことにより、検出対象50の全領域のスキャン検出を完成することができる。または、入射された検出ビームaが回転される第1の反射モジュール20によって反射される反射ビームbは、検出対象50の表面で第2の方向Yのいずれかの一つの円弧スキャンを完成した後、作業台100が第1の方向Xに沿って次の一列スキャン位置にステップされる。このように繰り返すことにより、検出対象50の全領域のスキャン検出を完成することができる。
Specifically, the reflected beam b reflected by the first reflecting
本技術案において、反射ビームが検出対象の表面に反射されて第2の方向のいずれかの一つの円弧スキャンを完成した後、または完成するときに、作業台を第1の方向に沿ってプリセット距離ほど移動するように制御して、検出対象の全体領域のスキャン検出を完成することができる。 In this technical solution, after or when the reflected beam is reflected by the surface of the object to be detected to complete one arc scan in any one of the second directions, the workbench is preset along the first direction. It is possible to complete the scan detection of the entire area of the detection object by controlling the movement by a certain distance.
同一の発明思想に基づいて、本発明の実施例は、表面検出方法をさらに提供する。前記表面検出方法は、前記表面検出装置に基づいて実現される。図11は、本発明の実施例による表面検出方法のフローチャートである。図11に示すように、前記表面検出方法は、第1の反射モジュールを制御して、鉛直部に沿って入射された検出ビームを反射ビームに反射させた後、傾斜部を通過して検出対象の表面に入射させるステップS11、及び、受光モジュールを用いて、反射ビームが検出対象の表面によって散乱された後形成された散乱ビームを平行ビームに変換させた後、放出させるステップS12、を含む。 Based on the same inventive idea, embodiments of the present invention further provide a surface detection method. The surface detection method is implemented based on the surface detection device. FIG. 11 is a flowchart of a surface detection method according to an embodiment of the invention. As shown in FIG. 11, the surface detection method controls the first reflection module to reflect the detection beam incident along the vertical part into a reflected beam, and then passes through the inclined part to detect the object to be detected. and using a light receiving module to convert the scattered beam formed after the reflected beam is scattered by the surface to be detected into a parallel beam and then emit S12.
本実施例の技術案において、第1の反射モジュールと受光モジュールとを第1回転軸を中心に回転する回転機構に固定し、スキャンしたときに、第1の反射モジュールと受光モジュールが回転機構と一緒に第1回転軸を中心に回転し、第1の反射モジュールによって反射された入射ライトスポットが検出対象の表面に1つのスキャン円弧を形成し、さらに回転機構の高速回転と組み合わせることで、検出対象の表面に対するして高周波スキャンを実現して、検出効率を高める効果を得る。 In the technical solution of this embodiment, the first reflective module and the light receiving module are fixed to a rotating mechanism that rotates about the first rotation axis, and when scanning is performed, the first reflecting module and the light receiving module are rotated by the rotating mechanism. The incident light spot rotated together about the first rotation axis and reflected by the first reflection module forms one scanning arc on the surface to be detected, further combined with the high speed rotation of the rotation mechanism, the detection High-frequency scanning can be achieved on the surface of the object to obtain the effect of increasing the detection efficiency.
前記の技術案に基づいて、選択的に、ステップS11を行った後、作業台を制御して、第1の方向に沿ってプリセット距離ほど移動させるステップをさらに含み、または、
ステップS12を行うとき、
作業台を制御して、第1の方向に沿ってプリセット距離ほど移動させるステップをさらに含む。
Based on the above technical solution, optionally, after performing step S11, further comprising controlling the worktable to move a preset distance along the first direction, or
When performing step S12,
Further comprising controlling the worktable to move a preset distance along the first direction.
ここで、前記反射ビームが前記検出対象の表面に反射されて完成されたのは、第2の方向のスキャンであり、前記第1の方向と前記第2の方向は交差する。 Here, the reflected beam is reflected by the surface of the object to be detected to complete scanning in the second direction, and the first direction and the second direction intersect.
本技術案において、反射ビームが検出対象の表面に反射されて第2の方向のスキャンが完了した後、または完成するとき、作業台を第1の方向に沿ってプリセット距離ほど移動するように制御して、検出対象の全体領域のスキャン検出を完成することができる。 In this technical solution, after or when the reflected beam is reflected by the surface of the object to be detected and the scanning in the second direction is completed, the workbench is controlled to move a preset distance along the first direction. Then, scanning detection of the whole area of the detection object can be completed.
図13は、本発明の実施形態による又一つの第1の反射モジュールの構造例示図であり、図14は、本発明の実施形態による又一つの表面検出装置の底面から見た構造例示図である。図6、図13及び図14に示したように、前記表面検出装置は、回転機構10と、光伝播経路に沿って順番に配列される第1の反射モジュール20、集光モジュール30と受光モジュール40を含む。第1の反射モジュール20、集光モジュール30と受光モジュール40は、回転機構10内に固定される。回転機構10内には、貫通孔11が設けられる。貫通孔11は、一つの鉛直部111と、複数の傾斜部112を含む。第1の反射モジュール20は、順番に隣接して設けられる複数の反射鏡21を含む。集光モジュール30は、複数の集光ユニット31を含む。受光モジュール40は、複数の受光ユニット41を含む。反射鏡21、傾斜部112、集光ユニット31と受光ユニット41の個数が同じであり、互いに一対一に対応するように設けられる。第1の反射モジュール20は、貫通孔11の鉛直部111内に設けられる。第1の反射モジュール20のそれぞれの反射鏡21と検出対象50が存在する平面との夾角は異なる。集光モジュール30のそれぞれの集光ユニット31は、前記集光ユニット31に対応する傾斜部112内に設けられる。受光モジュール40のそれぞれの受光ユニット41の中心点は、第1回転軸Zとの距離が異なり、それぞれの受光ユニット41の焦点と、これに対応する集光ユニット31の焦点が重合される。回転機構10は、第1回転軸Zを中心に回転される。第1回転軸Zは、鉛直部111の中心対称軸に平行になる。第1回転軸Zは、検出対象50の表面が存在する平面に垂直され、第1の反射モジュール20の検出対象50の表面が存在する平面での投影と重なる。ここで、第1の反射モジュール20は、その中の一つの反射鏡21を用いて、鉛直部111に沿って入射された検出ビームaを反射ビームbに反射させる。反射ビームbは、前記反射鏡21に対応する傾斜部112内の集光ユニット31に集光された後、検出対象50の表面に入射され、検出対象50の表面で散乱された後形成された散乱ビームcは、対応する受光ユニット41によって平行ビームdに変換された後、放出される。
FIG. 13 is a structural illustration diagram of a first reflection module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a structural illustration diagram of a surface detection device viewed from the bottom surface according to an embodiment of the present invention. be. As shown in FIGS. 6, 13 and 14, the surface detection device includes a
ここで、第1の反射モジュール20の形状は、角錐体または角錐台のいずれかの一つを含み、その横断面(検出対象50が存在する平面と平行する方向)は、ポリゴンであり、例えば、四辺形である。対応するように第1の反射モジュール20は、順番に隣接して設けられる4つの反射鏡21を設ける(図13を参照)。集光モジュール30の集光ユニット31は、例えば、レンズを含むことができるが、本実施例では、これに限定されない。受光モジュール40の受光ユニット41は、例えば、レンズまたは球面鏡のうち少なくとも一つを含むことができ、受光ユニット41の形状は、例えば円形または正方形などであることができますが、反射ビームbが検出対象50の表面で散乱された後形成された散乱ビームcが平行ビームdに変換された後、放出されるのであれば、本実施例では、これに限定されない。
Here, the shape of the
例示的に、第1の反射モジュール20は、四角錐台である。図13に示すように、対応的に、第1の反射モジュール20は、順番に隣接して設けられる4つの反射鏡21を備える。四角錐台の中心軸は第1回転軸Zと重合される。回転機構10は、第1回転軸Zを中心に急速に回転して、第1の反射モジュール20、集光モジュール30と受光モジュール40とを第1回転軸Zを中心に回転させ、つまり四角錐台をその中心軸を中心に急速に回転させるようにする。検出ビームaが貫通孔11の鉛直部111に沿って、第1の反射モジュール20のいずれかの一つの反射鏡21に入射されたとき、前記反射鏡21によって反射された後形成された反射ビームbがこれに対応する集光ユニット31によって検出対象50の表面に集光されるスキャンポイントは、前記集光ユニット31の焦点位置に配置される。すなわち、前記集光ユニット31に対応する受光ユニット41の焦点に位置されることで、検出ビームaが、それぞれの反射鏡21と、これに対応する集光ユニット31を経った後、検出対象50の表面に入射したスキャンポイントは、前記反射鏡21、集光ユニット31に対応する受光ユニット41に入射される相対位置とは固定されており、これはスキャンポイントに形成された散乱ビームcが平行光dに変換されて検出を行って、検出精度を高める有利である。回転機構10が回転することによって、検出ビームaが第1の反射モジュール20のいずれかの一つの反射鏡21を経るたびに、検出対象50の表面に1つのスキャン円弧を形成する。回転機構10が一回り回転されるとき、4つの円弧のスキャンを実現することができ、一つのスキャンユニットAA(図4を参照)を形成し、検出対象50の表面の高周波スキャンを実現し、スキャン効率を向上させる。
Illustratively, the first
さらに、図15は、本発明の実施形態による第1の反射モジュールの反射鏡と、検出対象が存在する平面との夾角が異なるときに、反射ビームが検出対象の表面に反射された位置の例示図である。図4、図13及び図15を参照すると、それぞれの反射鏡21と検出対象50が存在する平面との夾角が異なる。すなわち、反射鏡211/21、反射鏡212/21、反射鏡213/21は、反射鏡214/21と検出対象50が存在する平面との夾角は、それぞれθ1、θ2、θ3及びθ4である。検出ビームaが、それぞれの反射鏡21によって反射され、これに対応する集光ユニット31によって検出対象50の表面に集光されるスキャンポイントの位置が異なる。つまり、検出対象50の表面に形成された異なるスキャンポイントは、それぞれQ1、Q2、Q3及びQ4である。したがって、回転機構10が一回り回転されるとき、検出対象50が移動していない前提で、4つのスキャン円弧のスキャンを実現することにより、検出対象50の移動速度の制限や移動する実際の速度と予想速度との間の差によってスキャン速度や精度に影響を与えることを避けることができ、スキャンの効果と精度を向上させることができる。
Further, FIG. 15 is an illustration of the position where the reflected beam is reflected on the surface of the detection target when the included angle between the reflector of the first reflection module according to the embodiment of the present invention and the plane on which the detection target exists is different. It is a diagram. Referring to FIGS. 4, 13 and 15, the included angles between the reflecting mirrors 21 and the plane on which the
ただし、第1の反射モジュール20の形状は、前記実例に限定されず、第1の反射モジュール20の断面は、四辺形を含めることができますが、これに限定されず、当業者は、製品の必要に応じて、第1の反射モジュール20の形状を選択することができ、断面の辺数を設定することができ、本発明は、具体的に限定しない。図3と図4には、第1の反射モジュール20の形状が角錐台であり、第1の反射モジュール20の横断面が四角形であることだけを例示的に説明した。
However, the shape of the first
まとめると、本発明は、第1の反射モジュールと受光モジュールが第1回転軸を中心に回転する回転機構に固定され、第1の反射モジュールが検出対象が存在する平面との夾角が異なる複数の反射鏡を含むことにより、検出ビームが検出対象の表面に入射されるスキャンポイントの位置が異なる。したがって、回転機構が一回り回転されるとき、検出対象が移動していない前提で、複数のスキャン円弧のスキャンを実現することができて、検出対象の移動速度の制限または移動される実際速度と予想速度の間に差が存在することによりスキャン速度や精度に影響を与えることを避けることができ、スキャン効率と精度を向上させることができる。また、傾斜部内に集光モジュールを設置して、集光モジュールと受光モジュールの焦点が重合されることにより、第1回転軸から離脱された検出ビームが第1の反射モジュールによって反射された反射ビームが検出対象の表面に集光されるスキャンポイントと受光モジュールの相対位置が変わらない。すなわち、前記スキャンポイントは、前記重合された焦点に位置することで、受光モジュールによって形成された平行ビームが検出されるのに便利であり、検出結果の正確性を高める。 In summary, the present invention provides a plurality of sensors in which a first reflection module and a light receiving module are fixed to a rotation mechanism rotating around a first rotation axis, and the first reflection module has different included angles with respect to a plane on which a detection target exists. By including a reflector, the position of the scan point at which the detection beam is incident on the surface to be detected is different. Therefore, when the rotating mechanism is rotated once, it is possible to realize scanning of multiple scanning arcs on the premise that the detection object is not moving, and limit the moving speed of the detection object or the actual speed of the movement. Scanning speed and accuracy can be avoided from being affected by differences between expected velocities, and scanning efficiency and accuracy can be improved. In addition, the light collecting module is installed in the inclined part, and the focal points of the light collecting module and the light receiving module are overlapped, so that the detection beam separated from the first rotation axis is reflected by the first reflection module. is focused on the surface of the object to be detected and the relative positions of the light receiving module do not change. That is, the scanning point is located at the superimposed focal point, so that the parallel beams formed by the light receiving module are conveniently detected, and the accuracy of the detection result is enhanced.
前記の技術案に基づいて、選択的に、継続して図4、図13、図14及び図15を参照すると、第1の反射モジュール20は、第1の反射鏡211/21及び第2の反射鏡212/21を含む。受光モジュール40は、第1の受光ユニット411/41及び第2の受光ユニット412/41を含む。第1の反射鏡211/21と第1の受光ユニット411/41は、対応するように設けられる。第1の受光ユニット411/41は、第1の散乱ビームc1を平行ビームdに変換させた後、放出する。第1の散乱ビームc1は、第1の反射鏡211/21の反射ビームbが集光モジュール30によって集光された後、検出対象50の表面で散乱された後形成された散乱ビームである。第2の反射鏡212/21と第2の受光ユニット412/41は、対応するように設けられる。第2の受光ユニット412/41は、第2の散乱ビームc2を平行ビームに変換させた後に放出する。第2の散乱ビームc2は、第2の反射鏡212/21の反射ビームbが集光モジュール30によって集光された後、検出対象50の表面で散乱された後形成された散乱ビームである。第1の反射鏡211/21と検出対象50が存在する平面との夾角θ1は、第2の反射鏡212/21と検出対象50が存在する平面との夾角θ2よりも小さい。第1の受光ユニット411/41の中心点から第1回転軸Zまでの距離は、第2の受光ユニット412/41の中心点から第1回転軸Zまでの距離よりも大きい。
4, 13, 14 and 15, optionally based on the above technical scheme, the first reflecting
具体的には、反射鏡21と検出対象50が存在する平面との夾角が異なることにより、検出対象50の表面に入射されたスキャンライトスポットが検出対象50の表面上の位置が異なり、これにより受光ユニット41の位置を確定する。すなわち、反射鏡21と検出対象50が存在する平面との夾角が大きいほど、それに対応する受光ユニット41の中心点から第1回転軸Zまでの距離が小さい。本実施例は、第1の反射モジュール20が第1の反射鏡211/21及び第2の反射鏡212/21を含み、対応的に、受光モジュール40が第1受光ユニット411/41及び第2の受光ユニット412/41を含み、反射鏡21と検出対象50が存在する平面との夾角が大きいほど、これに対応する受光ユニット41の中心点から第1回転軸Zまでの距離が小さいので、検出ビームaが検出対象50の表面に入射されるスキャンポイントの位置が異なる。したがって、回転機構10が一回り回転されるとき、検出対象50が移動していない前提で、複数のスキャン円弧のスキャンを実現することができ、検出対象50の移動速度の制限または移動する実際の速度と予想速度の間に差が存在することによりスキャン速度や精度影響を与えることを避けることができ、スキャン効率と精度を向上させることができる。
Specifically, since the included angle between the reflecting
選択的に、継続して図4、図13、図14及び図15を参照すると、第1の反射モジュール20は、順番に隣接して設けられる第1の反射鏡21ないし第n個の反射鏡21を含む。第1の反射鏡21と検出対象50が存在する平面との夾角ないし第n個の反射鏡21と検出対象50が存在する平面との夾角は、それぞれθ1、θ2......θn-1及びθnである。受光モジュール40は、順番に設けられる第1の受光ユニット41ないし第n個の受光ユニット41を含む。第i個の反射鏡21と第i個の受光ユニット41は、対応するように設けられる。iは1より大きいか同じであり且つnより小さいか同じである。第1の受光ユニット41の中心点から第1回転軸Zまでの距離ないし第n個の受光ユニット41の中心点から第1回転軸Zまでの距離は、それぞれL1、L2......Ln-1及びLnである。ここで、θ1<θ2<......θn-1<θnであり、L1>L2>......Ln-1>Lnである。
Alternatively, continuing to refer to FIGS. 4, 13, 14 and 15, the first reflecting
ただし、実際に設置する過程では、それぞれの受光ユニット41の中心点から第1回転軸Zまでの距離は、反射ミラー21と検出対象50が存在する平面との夾角の変化に応じて設置され、受光ユニット41に対応する反射鏡21を経た反射ビームbが検出対象50の表面に入射されるスキャンポイントが対応する受光ユニット41の焦点に位置するのであれば、本実施例は、具体的に限定しない。そして、スキャンポイントの散乱ビームcを平行ビームdに変換させて放出することができるのであれば、本実施例は、具体的に限定しない。選択的に、集光モジュール30の集光ユニット31が異なる集光パラメータに配置され、集光ユニット31に対応する受光ユニット41の中心点から第1回転軸Zまでの距離がそれぞれ異なることができる。本発明は、これに対して、具体的に限定しない。
However, in the actual installation process, the distance from the center point of each light receiving
選択的に、それぞれの受光ユニット41の受光特性は、同じまたは異なることができ、または、それぞれの受光ユニット41に異なる光学素子(図示せず)を設置し、異なる受光特性を得ることができる。例示的に、受光ユニット41のうちの少なくとも2つの受光ユニットは異なる光学設計を使用することができる。例えば、異なる穴径のレンズを設置し、及び、異なる絞りを組み合わせて、異なる受光角度を実現したり、及び/または異なる偏光検出シートを用いて、異なる偏光特性を選択するか、及び/または、異なる波長フィルタを用いて、異なる波長の選択を実現することができる。第1の反射モジュール20が一回り回転されるとき、異なる光学設計の受光ユニットは、異なる角度、異なる偏光特性または異なる波長の散乱信号を収集することができるので、異なる欠陥を検出こなせることができ、検出効率を高めると同時に、検出品質を向上させることができる。
Alternatively, the light receiving characteristics of each light receiving
前記の技術案に基づいて、選択的に、継続して図4、図14及び図15を参照すると、Li-Li-1=Kであり、ここでKは固定値である。 Based on the above proposal, optionally continuing to refer to FIGS. 4, 14 and 15, L i −L i−1 =K, where K is a fixed value.
本実施例において、隣接する2つの受光ユニット41の中心点から第1回転軸Zまでの距離は徐々に増加または減少されるので、検出対象50の表面に入射されたスキャン円弧が検出対象50の表面での位置の間の距離が同じであるようにする。つまり、図7を参照すると、任意の2つのスキャン円弧の間の距離はβである。例示的に、図5を参照すると、L4-L3=K、L3-L2=K、L2-L1=Kであり、ここで、L1は、第1の受光ユニット411/41の中心点から第1回転軸Zまでの距離であり、L2は、第2の受光ユニット412/41の中心点から第1回転軸Zまでの距離であり、L3は、第3の受光ユニット413/41の中心点から第1回転軸Zまでの距離であり、L4は、第4の受光ユニット414/41の中心点から第1回転軸Zまでの距離である。本技術案は、検出対象50の表面の均一なスキャンを実現することができるので、精度を高め、検出品質を向上させることができる。
In this embodiment, the distance from the center point of the two adjacent
図16は、本発明の実施形態による又一つの表面検出装置の構造例示図である。前記の技術案に基づいて、選択的に、図16を参照すると、表面検出装置は、放物面鏡71と光電検出器60を含む。第1の反射モジュール20、集光モジュール30、受光モジュール40、放物面鏡71と光電検出器60は、光伝播経路に沿って順番に配列される。放物面鏡71の対称軸と第1回転軸Zは平行し、光電検出器60の感光面は放物面鏡71の焦点に設けられる。これにより、位置が異なる平行ビームdが放物面鏡71を通過して、光電検出器60に集中されることができるので、散乱ビームcの高効率的で、全面的な検出を実現することができる。
FIG. 16 is a structural illustration diagram of another surface detection device according to an embodiment of the present invention. Based on the above technical solution, optionally referring to FIG. The first reflecting
前記の技術案に基づいて、選択的に、継続して図10を参照すると、放物面鏡71の対称軸と第1回転軸Zが重合される。光電検出器60の感光面は放物面鏡71の焦点に位置し、光電検出器60の感光面は放物面鏡71の対称軸と垂直になる。
Based on the above technical solution, optionally, continuing to refer to FIG. 10, the symmetry axis of the
ここで、回転機構10が回転されるとき、反射ビームbが検出対象50の表面に対して複数の円弧のスキャンを実現することができる。しかし、反射ビームbが検出対象50の表面でスキャンを完成されたスキャン円弧の位置は異なり、スキャン完成後に形成された散乱ビームcが受光モジュール40を通過して平行ビームdに変換して、放物面鏡71を通過して集中した後、異なる角度で光電検出器60に入射される。光電検出器60の感光特性は、一般的に光線の入射角度の影響を受けるので、システム誤差を招来する。これらの誤差を避けるために、本発明の実施例は、放物面鏡71を調節することにより、スキャン円弧の位置が異なるとしても、スキャンされた後形成された散乱ビームcは、受光モジュール40を通過して、平行ビームdに変換して、放物面鏡71を経た後、同じ入射角道路光電検出器60の感光面に入射されるようにすることができる。
Here, when the
具体的には、放物面鏡71の対称軸は第1回転軸Zと重合され、光電検出器60の感光面が放物面鏡71の焦点に位置し、光電検出器60の感光面は放物面鏡71の対称軸と垂直になる。したがって、スキャン円弧の位置が異なるとしても、スキャンされた後形成された散乱ビームcは、受光モジュール40を通過して、平行ビームdに変換されて、放物面鏡71を経た後、同じ入射角道路光電検出器60の感光面に入射される。本技術案において、放物面鏡71を設置し、放物面鏡71の対称軸が第1回転軸Zと重合され、光電検出器60の感光面が放物面鏡71の焦点に位置し、光電検出器60の感光面が放物面鏡71の対称軸と垂直れることにより、システム誤差を除去し、誤差を減らし、検出の品質を向上させることができる。
Specifically, the symmetry axis of the
図17は、本発明の実施形態による又一つの表面検出装置の構造例示図である。前記の技術案に基づいて、選択的に、図17を参照すると、表面検出装置は、第2の反射モジュール72と光電検出器60をさらに含む。第2の反射モジュール72と光電検出器60は、回転機構10内に固定される。第1の反射モジュール20、集光モジュール30、受光モジュール40、第2の反射モジュール72と光電検出器60は、光伝播経路に沿って順番に配列される。第2の反射モジュール72は、平行ビームdを光電検出器60に反射させる。第2の反射モジュール72と光電検出器60のそれぞれは、複数の第2の反射ユニットと、複数の光電検出器を含み、第2の反射ユニットと光電検出器の個数は傾斜部、反射鏡、集光ユニット及び受光ユニットの個数と同じで、互いに一対一に対応するように設けられる。
FIG. 17 is a structural illustration of another surface detection device according to an embodiment of the present invention. Based on the above technical solution, optionally referring to FIG. 17 , the surface detection device further includes a second
本発明の実施例は、第2の反射モジュール72を用いて、スキャン円弧の位置が異なるとしても、スキャンされた後形成された散乱ビームcが対応するように設けられる受光モジュール40を通過して、平行ビームdに変換された後、対応される第2の反射モジュール72を通過して、すべて同じ入射角で光電検出器60の感光面に入射されることによって、検出品質を向上させることができる。
Embodiments of the present invention use the second
前記の技術案に基づいて、選択的に、継続して図6を参照すると、表面検出装置は、作業台100をさらに含む。検出対象50は、作業台100に置かれ、作業台100は、第1の方向Xに沿って移動される。ここで、反射ビームbが検出対象50の表面に入射されて完成されたのは、第2の方向Yのスキャンであり、第1の方向Xと第2の方向Yが交差する。
Optionally, continuing to refer to FIG. A
具体的には、入射された検出ビームaが回転される第1の反射モジュール20のそれぞれの反射鏡21を経た後生成された反射ビームbは、集光モジュール30を通過して、検出対象50の表面に集中して、複数のスキャン円弧を形成する。これらのスキャン円弧の方向は、第2の方向Yである。第1の反射モジュール20が一回り回転して、複数の円弧のスキャンを実現した後、作業台100に置かれた検出対象50は、第1の方向Xに沿って移動される。このように繰り返すことにより、検出対象50の全領域に対してスキャン検出を完成することができる。本願は回転機構10が一回り回転されるとき、検出対象50が移動せず、回転機構10が一回り回転した後、検出対象50をプリセット位置にステップする。つまり、検出対象50が移動していなくても、複数のスキャン円弧のスキャンを実現することができ、検出対象50の移動速度の制限や移動する実際の速度と予想速度の間に差が存在することによりスキャン速度または精度影響を与えることを避けることができ、スキャンの効果と精度を向上させることができる。
Specifically, after the incident detection beam a passes through each reflecting
同一の発明思想に基づいて、本発明の実施例は、又一つの表面検出方法を提供する。前記表面検出方法は、前記表面検出装置に基づいて実現される。図18は、本発明の実施形態による表面検出方法のフローチャートである。図18に示したように、前記表面検出方法は、第1の反射モジュールを制御して、鉛直部に沿って入射された検出ビームを反射ビームに反射させた後、傾斜部の集光モジュールを通過して検出対象の表面に入射させるステップS21、及び、受光モジュールを用いて、前記反射ビームが検出対象の表面で散乱された後形成された散乱ビームを平行ビームに変換させて放出させるステップS22、を含む。 Based on the same inventive idea, the embodiments of the present invention also provide a surface detection method. The surface detection method is implemented based on the surface detection device. FIG. 18 is a flowchart of a surface detection method according to an embodiment of the invention. As shown in FIG. 18, the surface detection method controls the first reflection module to reflect the detection beam incident along the vertical part into a reflection beam, and then the light collection module in the inclined part. Step S21 of passing through and impinging on the surface of the object to be detected, and step S22 of converting the scattered beam formed after the reflected beam is scattered on the surface of the object to be detected into a parallel beam and emitting it by means of a light receiving module S22. ,including.
本発明は、第1の反射モジュール、集光モジュール及び受光モジュールを第1回転軸を中心に回転する回転機構に固定し、第1の反射モジュールが検出対象が存在する平面との夾角が異なる複数の反射鏡を含むことにより、検出ビームが検出対象の表面に入射されたスキャンポイントの位置が異なる。したがって、回転機構が一回り回転されるとき、検出対象が移動していない前提で、複数のスキャン円弧のスキャンを実現することができ、検出対象の移動速度の制限や移動する実際の速度と予想速度の間に差が存在することによりスキャン速度や精度に影響を与えることを避けることができ、スキャン効率と精度を向上させることができる。また、傾斜部内に集光モジュールを設けて集光モジュールと受光モジュールの焦点が重合させることにより、第1回転軸から離脱する検出ビームが第1の反射モジュールによって反射された反射ビームが検出対象の表面に集中しているスキャンポイントと受光モジュールとの相対的な位置が変わらないようにする。すなわち、前記スキャンポイントが前記重合された焦点に位置することにより、受光モジュールを通過して形成された平行ビームの検出が便利であり、検出結果の精度を高めることができる。 According to the present invention, a first reflection module, a light collection module, and a light reception module are fixed to a rotation mechanism that rotates about a first rotation axis, and the first reflection modules have different included angles with respect to a plane on which a detection target exists. , the position of the scan point where the detection beam is incident on the surface to be detected is different. Therefore, when the rotating mechanism is rotated once, it is possible to realize scanning of multiple scanning arcs on the premise that the detection object is not moving, and the moving speed limit of the detection object and the actual moving speed and the expected speed can be realized. Scanning speed and accuracy can be avoided from being affected by the presence of a difference between speeds, and scanning efficiency and accuracy can be improved. In addition, by providing the light collecting module in the inclined portion and overlapping the focal points of the light collecting module and the light receiving module, the detection beam that departs from the first rotation axis is reflected by the first reflection module, and the reflected beam becomes the detection target. To keep the relative positions of the scan points concentrated on the surface and the light receiving module unchanged. That is, since the scanning point is positioned at the superimposed focal point, it is convenient to detect the parallel beam formed by passing through the light receiving module, and the precision of the detection result can be enhanced.
図19は、本発明の実施形態による又一つの表面検出方法のフローチャートである。選択的に、第1の反射モジュールは、第1の反射鏡と第2の反射鏡を含む。受光モジュールは、第1の受光ユニットと第2の受光ユニットを含む。第1の反射鏡と第1の受光ユニットは、対応するように設けられる。第2の反射ミラーと第2の受光ユニットは、対応するように設けられる。第1の反射鏡と検出対象が存在する平面との夾角は、第2の反射鏡と検出対象が存在する平面との夾角よりも小さい。第1の受光ユニットの中心点から第1回転軸までの距離は、第2の受光ユニットの中心点から第1回転軸までの距離よりも大きい。 FIG. 19 is a flowchart of another surface detection method according to an embodiment of the invention. Optionally, the first reflector module includes a first reflector and a second reflector. The light receiving module includes a first light receiving unit and a second light receiving unit. The first reflecting mirror and the first light receiving unit are provided correspondingly. A second reflecting mirror and a second light receiving unit are provided correspondingly. The included angle between the first reflecting mirror and the plane on which the detection target exists is smaller than the included angle between the second reflecting mirror and the plane on which the detection target exists. The distance from the center point of the first light receiving unit to the first rotation axis is greater than the distance from the center point of the second light receiving unit to the first rotation axis.
図19を参照すると、表面検出方法は、
第1の反射鏡を制御して、鉛直部に沿って入射された検出ビームを反射ビームに反射させた後、前記第1の反射鏡に対応するように設けられる傾斜部内の集光ユニットによって集光させた後、検出対象の表面に入射させ、第1の散乱ビームを形成するステップS211、第1の受光ユニットを用いて、第1の散乱ビームを平行ビームに変換させて放出させるステップS212、第2の反射鏡を制御して、鉛直部に沿って入射された検出ビームを反射ビームに反射させた後、第2の反射鏡に対応するように設けられる傾斜部内の集光ユニットによって集光させた後、前記検出対象の表面に入射させ、第2の散乱ビームを形成するステップS213、第2の受光ユニットを用いて、第2の散乱ビームを平行ビームに変換させて放出させるステップS214、及び、作業台を制御して、第1の方向に沿ってプリセット距離ほど移動させるステップS215、を含む。
Referring to FIG. 19, the surface detection method comprises:
After controlling the first reflecting mirror to reflect the detection beam incident along the vertical portion into a reflected beam, it is collected by the collecting unit in the inclined portion provided corresponding to the first reflecting mirror. step S211 of illuminating and then incident on the surface of the object to be detected to form a first scattered beam; using a first light receiving unit to convert the first scattered beam into a parallel beam and emitting a step S212; After controlling the second reflecting mirror to reflect the detection beam incident along the vertical portion into a reflected beam, the light is collected by the collecting unit in the inclined portion provided corresponding to the second reflecting mirror. and then making it incident on the surface of the object to be detected to form a second scattered beam (S213); using a second light receiving unit to convert the second scattered beam into a parallel beam and emit it (S214); and controlling the worktable to move a preset distance along the first direction S215.
ここで、反射ビームが検出対象の表面に反射して完成されたのは、第2の方向のスキャンであり、第1の方向と第2の方向は交差する。 Here, the reflection of the reflected beam off the surface of the object to be detected completes the scanning in the second direction, and the first direction and the second direction intersect.
本願は、回転機構が一回り回転されるとき、検出対象が移動していなくても、複数のスキャン円弧のスキャンを実現することができて、検出対象の移動速度の制限や移動する実際の速度と予想速度の間に差が存在することにより、スキャン速度や精度影響を与えることを避けることができ、スキャンの効果と精度を向上させることができる。 In the present application, when the rotating mechanism rotates once, even if the detection object is not moving, it can realize the scanning of multiple scanning arcs, and the limit of the movement speed of the detection object and the actual speed of movement can be realized. It can avoid affecting the scanning speed and accuracy due to the existence of a difference between the and the expected speed, and can improve the scanning effect and accuracy.
注意すべきは、前記の内容は、本発明の好適な実施例と使用されている技術の原理である。当業者が理解することができるのは、本発明は、前記特定の実施例に限定されず、当業者にとって、本発明の保護範囲を逸脱しないように自明の変更、再調整、交換を行うことができる。したがって、たとえ前記実施例は、本発明について詳細に説明しているが、本発明は、前記実施例のみに限定されるものではなく、本発明の思想を逸脱しない状況で、又一つの等価の実施例を含むことができ、本発明の範囲は、添付されている特許請求の範囲によって決定される。 It should be noted that the above is the preferred embodiment of the present invention and the principles of the technology used. It can be understood by a person skilled in the art that the present invention is not limited to the above-mentioned specific embodiments, and that a person skilled in the art can make obvious modifications, adaptations and replacements without departing from the scope of protection of the present invention. can be done. Therefore, even though the foregoing embodiments describe the invention in detail, the invention is not limited to the foregoing embodiments only, without departing from the spirit of the invention, and in accordance with one equivalent. Examples can be included, and the scope of the invention is determined by the appended claims.
10 回転機構
11 貫通孔
20 第1の反射モジュール
21 反射鏡
30 集光モジュール
31 集光ユニット
40 受光モジュール
41 受光ユニット
50 検出対象
60 光電検出器
71 放物面鏡
80 放射モジュール
90 第3の反射モジュール
100 作業台
111 鉛直部
112 傾斜部
200 本体
210 シリコンウェハ
220 部品台
230 放射ユニット
240 光電検出器
10
Claims (19)
前記回転機構には、鉛直部と傾斜部を含む貫通孔が設けられ、前記第1の反射モジュールは、前記鉛直部内に設けられ、前記回転機構は、第1回転軸を中心に回転され、前記第1回転軸は、前記鉛直部の中心対称軸と平行になり、前記第1回転軸は、検出対象の表面が存在する平面と垂直され、且つ前記第1の反射モジュールの前記検出対象の表面が存在する平面での投影と重なっており、
前記第1の反射モジュールは、前記鉛直部に沿って入射された検出ビームを反射ビームに反射した後、前記傾斜部を通過して前記検出対象の表面に入射させ、
前記受光モジュールは、前記反射ビームが前記検出対象の表面で散乱した後形成された散乱ビームを平行ビームに変換して放出させることを特徴とする表面検出装置。 a rotating mechanism, a first reflective module and a light receiving module arranged in sequence along a light propagation path, the first reflective module and the light receiving module fixed within the rotating mechanism;
The rotation mechanism is provided with a through hole including a vertical portion and an inclined portion, the first reflection module is provided in the vertical portion, the rotation mechanism is rotated about a first rotation axis, and the A first rotation axis is parallel to a central axis of symmetry of the vertical part, the first rotation axis is perpendicular to a plane on which a surface to be detected exists, and the surface to be detected of the first reflection module. is superimposed on the projection on the plane in which
the first reflecting module reflects the detection beam incident along the vertical portion into a reflected beam, and then passes through the inclined portion to impinge on the surface of the object to be detected;
The surface detecting device, wherein the light receiving module converts the scattered beam formed after the reflected beam is scattered on the surface of the detection target into a parallel beam and emits the same.
前記集光モジュールの焦点は前記受光モジュールの焦点と一致し、前記焦点は、前記検出対象の表面のスキャンポイントに対応することを特徴とする請求項1に記載の表面検出装置。 further comprising a light collecting module, wherein the light collecting module is provided on the inclined part, the first reflecting module, the light collecting module and the light receiving module are arranged in order along a light propagation path;
2. The surface detection apparatus according to claim 1, wherein the focal point of said light-collecting module coincides with the focal point of said light-receiving module, said focal point corresponding to a scan point on the surface of said object to be detected.
前記貫通孔は、一つの鉛直部と複数の傾斜部を含み、
前記第1の反射モジュールは、順番に隣接して設けられる複数の反射鏡を含み、それぞれの前記反射鏡と検出対象が存在する平面との夾角が異なるし、
前記集光モジュールは、複数の集光ユニットを含み、
前記受光モジュールは、複数の受光ユニットを含み、
前記傾斜部、前記反射鏡、前記集光ユニット及び前記受光ユニットの個数は同一であり、互いに一対一に対応するように設けられ、
前記集光モジュールのそれぞれの集光ユニットは、前記集光ユニットに対応する傾斜部内に設けられ、前記受光モジュールのそれぞれの受光ユニットの中心点から前記第1回転軸までの距離が異なり、それぞれの前記受光ユニットの焦点は、対応する前記集光ユニットの焦点と一致し、
ここで、前記第1の反射モジュールは、そのうちの一つの反射鏡を用いて前記鉛直部に沿って入射された検出ビームを反射ビームに反射し、前記反射ビームは、前記反射鏡に対応する傾斜部内の集光ユニットによって集光された後、前記検出対象の表面に入射され、前記検出対象の表面で散乱された後形成された散乱ビームは、対応する受光ユニットによって平行ビームに変換された後、放出されることを特徴とする請求項2に記載の表面検出装置。 the light collection module is fixed within the rotating mechanism;
the through hole includes one vertical portion and a plurality of inclined portions;
The first reflecting module includes a plurality of reflecting mirrors arranged adjacent to each other in order, the included angles between the respective reflecting mirrors and a plane in which the detection target exists, and
the light collection module includes a plurality of light collection units;
The light receiving module includes a plurality of light receiving units,
the number of the inclined portions, the reflecting mirrors, the light collecting units, and the light receiving units are the same, and are provided in one-to-one correspondence;
Each light-collecting unit of the light-collecting module is provided in an inclined portion corresponding to the light-collecting unit, and has a different distance from the center point of each light receiving unit of the light receiving module to the first rotation axis. the focus of the light receiving unit coincides with the focus of the corresponding light collecting unit;
Here, the first reflecting module uses one of the reflecting mirrors to reflect the incident detection beam along the vertical portion into a reflected beam, and the reflected beam has an inclination corresponding to the reflecting mirror. After being condensed by a condensing unit in the section, the scattered beam formed after being incident on the surface of the detection object and scattered on the surface of the detection object is converted into a parallel beam by a corresponding light receiving unit. 3. The surface sensing device of claim 2, wherein .
前記第1の反射鏡と前記第1の受光ユニットは、対応するように設けられ、前記第1の受光ユニットは、第1の散乱ビームを平行ビームに変換した後放出し、前記第1の散乱ビームは、前記第1の反射鏡の反射ビームが前記第1の反射鏡に対応する集光ユニットによって集光された後前記検出対象の表面で散乱された後形成された散乱ビームであり、
前記第2の反射鏡と前記第2の受光ユニットは、対応するように設けられ、前記第2の受光ユニットは、第2の散乱ビームを平行ビームに変換した後放出し、前記第2の散乱ビームは、前記第2の反射鏡の反射ビームが前記第2の反射鏡に対応する集光ユニットによって集光された後前記検出対象の表面で散乱された後形成された散乱ビームであり、
前記第1の反射鏡と前記検出対象が存在する平面との夾角は、前記第2の反射鏡と前記検出対象が存在する平面との夾角よりも小さく、前記第1の受光ユニットの中心点から前記第1回転軸までの距離は、前記第2の受光ユニットの中心点から前記第1回転軸までの距離よりも大きいことを特徴とする請求項7に記載の表面検出装置。 the first reflecting module includes a first reflecting mirror and a second reflecting mirror; the receiving module includes a first receiving unit and a second receiving unit;
The first reflecting mirror and the first light-receiving unit are provided correspondingly, and the first light-receiving unit converts the first scattered beam into a parallel beam and then emits the first scattered beam. the beam is a scattered beam formed after the reflected beam of the first reflecting mirror is collected by a collecting unit corresponding to the first reflecting mirror and then scattered on the surface of the object to be detected;
The second reflecting mirror and the second light-receiving unit are correspondingly provided, and the second light-receiving unit converts the second scattered beam into a parallel beam and then emits the second scattered beam. the beam is a scattered beam formed after the reflected beam of the second reflector is collected by a collection unit corresponding to the second reflector and then scattered on the surface of the object to be detected;
The included angle between the first reflecting mirror and the plane on which the detection target exists is smaller than the included angle between the second reflecting mirror and the plane on which the detection target exists, and the angle from the center point of the first light receiving unit is 8. The surface detection device according to claim 7, wherein the distance to said first rotation axis is greater than the distance from the center point of said second light receiving unit to said first rotation axis.
前記受光モジュールは、順番に設けられる第1の受光ユニットないし第n個の受光ユニットを含み、第i個の反射鏡と第i個の受光ユニットは対応するように設けられ、iは1より大きいか同じであり、且つnより小さいか同じであり、前記第1の受光ユニットの中心点から前記第1回転軸までの距離ないし第n個の受光ユニットの中心点から前記第1回転軸までの距離は、それぞれL1、L2......Ln-1及びLnであり、
ここで、θ1<θ2<......θn-1<θnであり、L1>L2>......Ln-1>Lnであることを特徴とする請求項7に記載の表面検出装置。 The first reflecting module includes first to n-th reflecting mirrors which are arranged adjacent to each other in order, and includes an included angle between the first reflecting mirror and a plane on which the detection target exists to the n-th reflecting mirror. The included angles between the reflecting mirrors and the plane on which the detection target exists are respectively θ 1 , θ 2 . . . . . . θ n−1 and θ n ,
The light-receiving module includes first to n-th light-receiving units arranged in sequence, the i-th reflecting mirror and the i-th light-receiving unit are correspondingly arranged, and i is greater than 1. is the same and is less than or equal to n, and the distance from the center point of the first light receiving unit to the first rotation axis or the distance from the center point of the nth light receiving unit to the first rotation axis The distances are L 1 , L 2 . . . . . . L n-1 and L n ;
where θ 1 <θ 2 < . . . . . . θ n−1 <θ n and L 1 >L 2 > . . . . . . 8. The surface detection device of claim 7, wherein L n-1 >L n .
前記第2の反射モジュール及び前記光電検出器は、それぞれ複数の第2の反射ユニットと複数の光電検出器を含み、前記第2の反射ユニットと前記光電検出器の個数は、前記傾斜部と、前記反射鏡及び前記受光ユニットの個数と同じであり、互いに一対一に対応するように設けられることを特徴とする請求項7に記載の表面検出装置。 further comprising a second reflective module and a photodetector, wherein the second reflective module and the photodetector are fixed within the rotating mechanism, the first reflective module, the light receiving module, the second reflective module; a module and the photodetector are arranged in sequence along a light propagation path, the second reflective module reflecting the parallel beam to the photodetector;
The second reflective module and the photoelectric detector each include a plurality of second reflective units and a plurality of photoelectric detectors, and the number of the second reflective units and the photoelectric detectors is equal to the inclined portion, 8. The surface detecting device according to claim 7, wherein the number of the reflecting mirrors and the number of the light receiving units are the same as the number of the light receiving units, and are arranged in one-to-one correspondence.
前記検出対象が前記作業台に置かれ、前記作業台は、第1の方向に沿って移動し、
ここで、前記反射ビームが前記検出対象の表面に入射して、第2の方向のスキャンが完成し、前記第1の方向と前記第2の方向は交差することを特徴とする請求項1または請求項7に記載の表面検出装置。 further comprising a workbench;
the object to be detected is placed on the workbench, the workbench moves along a first direction;
wherein the reflected beam is incident on the surface of the object to be detected to complete scanning in a second direction , the first direction intersecting the second direction; 8. A surface detection device according to claim 7.
第1の反射モジュールを制御して、鉛直部に沿って入射された検出ビームを反射ビームに反射させた後、傾斜部を通過して前記検出対象の表面に入射させるステップS11、
受光モジュールを用いて、前記反射ビームが検出対象の表面で散乱された後形成された散乱ビームを平行ビームに変換させて放出させるステップS12、を含むことを特徴とする表面検出方法。 In a surface detection method realized based on the surface detection device according to any one of claims 1 to 6, 11, 12, 13 and 15,
step S11 of controlling the first reflecting module to reflect the detection beam incident along the vertical portion into a reflected beam, and then pass through the inclined portion to impinge on the surface of the object to be detected;
A method for detecting a surface, comprising a step S12 of using a light receiving module to convert the scattered beam formed after the reflected beam is scattered by the surface to be detected into a parallel beam and emit the beam.
ステップS11を行った後、前記作業台を制御して、第1の方向に沿ってプリセット距離移動させるステップをさらに含み、または、
ステップS12を行うとき、
前記作業台を制御して、第1の方向に沿ってプリセット距離移動させるステップをさらに含み、ここで、前記反射ビームが前記検出対象の表面に入射して、第2の方向のスキャンが完成し、前記第1の方向と前記第2の方向は交差することを特徴とする請求項16に記載の表面検出方法。 The surface detection device further comprises a workbench,
after performing step S11, further comprising controlling the worktable to move a preset distance along a first direction; or
When performing step S12,
further comprising controlling the worktable to move a preset distance along a first direction, wherein the reflected beam is incident on the surface to be detected and scanning in a second direction is 17. The method of surface detection of claim 16, wherein completing , said first direction and said second direction intersect.
前記表面検出方法は、
第1の反射モジュールを制御して、鉛直部に沿って入射された検出ビームを反射ビームに反射させた後、傾斜部の集光モジュールを通過して検出対象の表面に入射させるステップS21、
受光モジュールを用いて、前記反射ビームが検出対象の表面で散乱された後形成された散乱ビームを平行ビームに変換させて放出させるステップS22、を含むことを特徴とする表面検出方法。 In a surface detection method realized based on the surface detection device according to any one of claims 6 to 14,
The surface detection method comprises:
Step S21 of controlling the first reflecting module to reflect the detection beam incident along the vertical portion into a reflected beam, and then pass through the collecting module of the inclined portion to impinge on the surface to be detected;
A method for detecting a surface, comprising a step S22 of using a light receiving module to convert the scattered beam formed after the reflected beam is scattered by the surface to be detected into a parallel beam and emit the beam.
前記表面検出方法は、
第1の反射鏡を制御して、鉛直部に沿って入射された検出ビームを反射ビームに反射させた後、前記第1の反射鏡に対応するように設けられる傾斜部内の集光ユニットによって集光させた後、検出対象の表面に入射させ、第1の散乱ビームを形成するステップS211、
第1の受光ユニットを用いて、第1の散乱ビームを平行ビームに変換させて放出させるステップS212、
第2の反射鏡を制御して、鉛直部に沿って入射された検出ビームを反射ビームに反射させた後、前記第2の反射鏡に対応するように設けられる傾斜部内の集光ユニットによって集光させた後、前記検出対象の表面に入射させ、第2の散乱ビームを形成するステップS213、
第2の受光ユニットを用いて、第2の散乱ビームを平行ビームに変換させて放出させるステップS214、及び、
前記作業台を制御して、第1の方向に沿ってプリセット距離移動させるステップS215、
を含み、
ここで、前記反射ビームが前記検出対象の表面に入射して、第2の方向のスキャンが完成し、前記第1の方向と前記第2の方向は交差することを特徴とする請求項18に記載の表面検出方法。 The surface detection device further includes a workbench, the first reflecting module includes a first reflecting mirror and a second reflecting mirror, and the light receiving module includes a first light receiving unit and a second light receiving unit. wherein the first reflecting mirror and the first light receiving unit are provided correspondingly, the second reflecting mirror and the second light receiving unit are provided correspondingly, and the first is smaller than the included angle between the second reflecting mirror and the plane on which the detection target exists, and the first rotation from the center point of the first light receiving unit the distance to the axis is greater than the distance from the center point of the second light receiving unit to the first rotation axis;
The surface detection method comprises:
After controlling the first reflecting mirror to reflect the detection beam incident along the vertical portion into a reflected beam, it is collected by the collecting unit in the inclined portion provided corresponding to the first reflecting mirror. step S211 of illuminating and then impinging on the surface to be detected to form a first scattered beam;
converting the first scattered beam into a parallel beam and emitting it using the first light receiving unit S212;
After controlling the second reflecting mirror to reflect the detection beam incident along the vertical portion into a reflected beam, it is collected by the collecting unit in the inclined portion provided corresponding to the second reflecting mirror. step S213 of illuminating and then impinging on the surface of the object to be detected to form a second scattered beam;
converting S214 the second scattered beam into a parallel beam and emitting it using a second light receiving unit ; and
S215 controlling the worktable to move a preset distance along a first direction ;
including
19. The method according to claim 18, wherein the reflected beam impinges on the surface of the object to be detected to complete scanning in a second direction , the first direction and the second direction intersecting. The surface detection method described.
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