NL1029285C2

NL1029285C2 - Detection system includes light source and detector and involves object in holder scanned for detection of particles

Info

Publication number: NL1029285C2
Application number: NL1029285A
Authority: NL
Inventors: Marnix Aldert Tas; Franciscus Henricus Alphon Fey
Original assignee: Ccm Beheer Bv
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2005-06-17
Publication date: 2006-12-19

Abstract

The detection system includes a light source (10) and a detector (38) and involves an object (24) in a holder (30) scanned for the presence of particles. The light source is portrayed with an optical device on a linear light spot, which projects vertically onto the object. The detector functions at an angle, preferably between 20 and 45 degrees, and under the effect of an optical system and also in a linear light spot (32). The system therefore works in a dark field mode. In an important version, the system incorporates at least two colored lights, so that interference patterns appropriately can be discarded from the measurements. The light source is a light emitting diode or a series of several LEDs positioned in a row. The optical system limits the picture field of the detector in a main picture direction and the detector detects light which is reflected out of the light bunch (18) in the direction of the detector.

Description

Korte aanduiding: DetectiesysteemShort indication: Detection system

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een deeltjesdetectiesysteem, omvattende een lichtbron, een detector met een optisch systeem dat is ingericht voor begrenzen van een beeldveld van de detector, een objecthouder die is ingericht voor het opnemen 5 van een object dat door de lichtbundel dient te worden beschenen, en een verplaatsingsmiddel dat is ingericht om een onderlinge verplaatsing tussen de objecthouder en de lichtbundel tot stand te brengen.The present invention relates to a particle detection system, comprising a light source, a detector with an optical system which is adapted to define an image field of the detector, an object holder which is adapted to receive an object to be picked up by the light beam and a displacement means adapted to effect mutual displacement between the object holder and the light beam.

Dergelijke deeltjesdetectiesystemen zijn bekend, en worden 10 toegepast om het oppervlak van een object, zoals een chipmasker, af te tasten op deeltjes, krassen en andere vervuiling of beschadigingen. Vaak is de lichtbron een laser, die een smalle maar intense lichtbundel voortbrengt. Een detector, zoals een fotodetector, wordt op de lichtvlek van de laser op het oppervlak 15 gericht, en door ten opzichte van elkaar bewegen van het object en/of de lichtvlek wordt het oppervlak afgetast.Such particle detection systems are known, and are used to scan the surface of an object, such as a chip mask, for particles, scratches and other contamination or damage. The light source is often a laser, which produces a narrow but intense light beam. A detector, such as a photo detector, is aimed at the laser's light spot on the surface, and the surface is scanned by moving the object and / or the light spot relative to each other.

Een nadeel van dit bekende deeltjesdetectiesysteem is juist het gebruik van een laser als lichtbron. Niet alleen is aan het gebruik van een laserbron een reeks veiligheidseisen verbonden, maar ook gaat 20 het aftasten ondanks de hoge intensiteit van de laserbundel tamelijk traag, tenzij daarentegen gebruik wordt gemaakt van een zeer snelle detector, wat weer kostenverhogend werkt. Met name indien een hoog ruimtelijk oplossend vermogen gewenst is, is een systeem volgens de stand van de techniek hetzij betrekkelijk traag, hetzij betrekkelijk 25 complex en kostbaar vanwege de hoge eisen aan de onderdelen. Een ander belangrijk nadeel van een laser is dat een dergelijk systeem erg gevoelig is voor metingsverstoring door diffractieinvloeden.A disadvantage of this known particle detection system is the use of a laser as a light source. Not only is the use of a laser source associated with a series of safety requirements, but scanning is also rather slow despite the high intensity of the laser beam, unless, on the other hand, use is made of a very fast detector, which in turn increases costs. Particularly if a high spatial resolution is desired, a system according to the prior art is either relatively slow or relatively complex and expensive because of the high demands on the components. Another important disadvantage of a laser is that such a system is very sensitive to measurement disturbance due to diffraction influences.

Aangezien het licht monochroom is, is reeds een klein stukje regelmatig (lijnen)patroon of dergelijke of het object voldoende om 30 een metingsartefact in de vorm van een diffractiebundel te veroorzaken. Een dergelijke bundel zou de detector kunnen treffen, en dan een verstrooiend deeltje simuleren, dat er in werkelijkheid niet is.Since the light is monochrome, a small piece of regular (line) pattern or the like or the object is already sufficient to cause a measurement artifact in the form of a diffraction beam. Such a beam could hit the detector, and then simulate a scattering particle that is not actually there.

Een doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van· 35 een systeem van de in de aanhef genoemde soort, dat voor tenminste een deel van bovengenoemde problemen een oplossing, althans een 1029285 - 2 - alternatief verschaft. In het bijzonder, maar niet uitsluitend, verschaft de uitvinding een systeem met een eenvoudige constructie, en dat toch snel een groot oppervlak kan aftasten.An object of the present invention is to provide a system of the type mentioned in the preamble, which provides a solution, at least an alternative for at least a part of the above problems. In particular, but not exclusively, the invention provides a system with a simple construction that can still quickly scan a large area.

Dit doel wordt bereikt met een deeltjesdetectiesysteem volgens 5 conclusie 1, in het bijzonder een deeltjesdetectiesysteem, omvattende een lichtbron voor het uitzenden van licht, een optisch bundelvormingsmiddel dat het licht van de lichtbron bundelt tot een lichtbundel met een hoofdbundelrichting, een objecthouder die is ingericht voor het opnemen van een object dat door de lichtbundel 10 dient te worden beschenen, een verplaatsingsmiddel, dat in staat is om een onderlinge verplaatsing tussen de objecthouder en de lichtbundel tot stand te brengen, een detector met een optisch systeem dat is ingericht voor begrenzen van een beeldveld van de detector in een hoofdbeeldrichting, en waarbij de detector is 15 ingericht voor detecteren van licht dat door het beschenen object uit de lichtbundel is weerkaatst in de richting van de detector, waarbij de hoofdbundelrichting een hoek ongelijk nul maakt met de hoofdbeeldrichting, waarbij het optische bundelvormingsmiddel is i ingericht om het licht te bundelen tot een lichtbundel die een in j 20 hoofdzaak lijnvormige lichtvlek werpt op het te beschijnen object, en waarbij het beeldveld van de detector eveneens in hoofdzaak lijnvormig is, en in hoofdzaak evenwijdig loopt aan en tenminste gedeeltelijk samenvalt met de lichtvlek. Een dergelijk systeem verschaft en gebruikt een lichtvlek die in hoofdzaak lijnvormig is, ! 25 dat wil zeggen langwerpig, alsmede een detector met een overeenkomstig beeldveld. Aldus kan een in principe veel groter oppervlak in één keer worden afgetast zonder dat een lichtvlek of object snel moet worden bewogen in een richting loodrecht op een hoofdverplaatsingsrichting. Daardoor kan bijvoorbeeld de 30 aftastsnelheid eenvoudig worden opgevoerd door gebruik van parallelle detectoren, hetgeen positief uitwerkt op de met name de vereiste constructie-inspanning, aangezien de elektronische en mechanische aansturing sterk kan worden vereenvoudigd.This object is achieved with a particle detection system according to claim 1, in particular a particle detection system, comprising a light source for emitting light, an optical beam-forming means that bundles the light from the light source into a light beam with a main beam direction, an object holder adapted for recording an object to be illuminated by the light beam 10, a displacement means capable of effecting a mutual displacement between the object holder and the light beam, a detector with an optical system adapted to limit a image field of the detector in a main image direction, and wherein the detector is adapted to detect light reflected by the illuminated object from the light beam in the direction of the detector, the main beam direction making an angle unequal to zero with the main image direction, the Optical beam forming means is arranged around the light to bundle into a light beam which throws a substantially linear light spot on the object to be illuminated, and wherein the image field of the detector is also substantially linear, and is substantially parallel to and at least partially coincides with the light spot. Such a system provides and uses a light spot that is substantially linear. 25, i.e., elongated, as well as a detector with a corresponding image field. A surface area that is in principle much larger can thus be scanned in one go without a light spot or object having to be moved quickly in a direction perpendicular to a main displacement direction. As a result, for example, the scanning speed can simply be increased by using parallel detectors, which has a positive effect on, in particular, the required construction effort, since the electronic and mechanical control can be greatly simplified.

Bijzondere uitvoeringsvormen zijn weergegeven in de 35 onderconclusies. In het bijzonder worden de volgende, niet-beperkende uitvoeringsvormen vermeld.Special embodiments are shown in the subclaims. In particular, the following non-limiting embodiments are mentioned.

De hoofdbundelrichting en de hoofdbeeldrichting zijn verschillend. Bij voorkeur is de detector niet gevoelig voor .licht dat direct uit de lichtbron komt of dat via directe reflectie op het 1 029285 - 3 - oppervlak van het te onderzoeken object wordt weerkaatst. Dit komt neer op de op zich bekende donker-veld-beginselen.The main beam direction and the main image direction are different. The detector is preferably not sensitive to light that comes directly from the light source or that is reflected via direct reflection on the surface of the object to be examined. This amounts to the dark field principles known per se.

Bij voorkeur is de opstelling van de objecthouder ten opzichte van de hoofdbundelrichting zodanig dat de hoofdbundelrichting in 5 hoofdzaak loodrecht op het te beschijnen oppervlak van het object staat. De hoofdbeeldrichting staat bijgevolg onder een hoek met dat oppervlak. Een voordeel van een in hoofdzaak loodrechte hoofdbundelrichting is dat licht dat wordt weerkaatst aan het oppervlak van het object in hoofdzaak ook terugkeert naar de 10 lichtbron, of bijvoorbeeld naar een bij en/of rond die lichtbron geplaatste stralingsabsorber of "heat sink". Daardoor kan er geen of althans veel minder vertorende strooistraling ontstaan in het systeem. Overigens is het uiteraard wel nog mogelijk om een dergelijke niet-loodrechte hoofdbundelrichting toe te passen.Preferably, the arrangement of the object holder with respect to the main beam direction is such that the main beam direction is substantially perpendicular to the surface of the object to be illuminated. The main image direction is therefore at an angle with that surface. An advantage of a substantially perpendicular main beam direction is that light that is reflected on the surface of the object also substantially also returns to the light source, or, for example, to a radiation absorber or heat sink placed at and / or around that light source. As a result, no or at least much less disturbing scattered radiation can occur in the system. Incidentally, it is of course still possible to use such a non-perpendicular main beam direction.

15 Bij voorkeur bedraagt de hoek tussen hoofdbeeldrichting en oppervlak van het object minder dan 45° en met meer voorkeur tussen ongeveer 20 en 30°. Dergelijke hoeken hebben een voordeel bij met name doorzichtige objecten. Hier is het namelijk niet alleen het naar de bundel toegekeerde oppervlak dat voor reflectie kan zorgen, maar 20 ook het aan de andere zijde van het object liggende oppervlak. Dat andere oppervlak wordt eveneens belicht door de bundel, en kan ook deeltjes, krasjes, (lithografische) patronen en dergelijke omvatten. Nu is de detector in beginsel ook gevoelig voor dergelijke deeltjes, mits deze verlicht worden. Om dat te vermijden dient het zich op dat 25 andere oppervlak bevindende beeldveld van de detector in hoofdzaak niet te worden verlicht door de bundel. Dit stelt zekere geometrisch-optische voorwaarden aan de hoofdbeeldrichting ten opzichte van de hoofdbundelrichting. Bijvoorbeeld is een in hoofdzaak loodrechte hoofdbeeldrichting in een aantal gevallen betrekkelijk ongunstig, 30 aangezien een verlicht deeltje, dat dan zelf wederom een stralingsbron wordt, in het altijd enigszins spiegelende onderoppervlak een "ghost image" vormt, hetgeen leidt tot valse detectie. Bij genoemde hoofdbeeldrichtingen met hoeken van maximaal 45°, en in het bijzonder tussen 20 en 30° .is er eenvoudig aan de 35 genoemde voorwaarden te voldoen. Andere hoeken zijn echter ook mogelijk. Bijvoorbeeld kan een opstelling met schuin invallende straling, zoals onder een hoofdbundelrichting onder een hoek tussen 20 en 50°, en een hoofdbeeldrichting onder een hoek met het object tussen bijvoorbeeld 45° en 90°, waarbij de hoek tussen de 1029285 - 4 - hoofdbeeldrichting en de hoofdbundelrichting tussen 0° en 70° bedraagt, eveneens gunstige resultaten opleveren.Preferably, the angle between main image direction and surface of the object is less than 45 ° and more preferably between about 20 and 30 °. Such angles have an advantage in particular with transparent objects. Namely, it is here not only the surface facing the beam that can cause reflection, but also the surface lying on the other side of the object. That other surface is also illuminated by the bundle, and may also include particles, scratches, (lithographic) patterns and the like. Now, in principle, the detector is also sensitive to such particles, provided that they are illuminated. To avoid that, the image field of the detector located on that other surface should not be substantially illuminated by the beam. This places certain geometric-optical conditions on the main image direction with respect to the main beam direction. For example, in a number of cases a substantially perpendicular main image direction is relatively unfavorable, since an illuminated particle, which then itself again becomes a radiation source, forms a "ghost image" in the always slightly mirrored bottom surface, which leads to false detection. With said main image directions with angles of at most 45 °, and in particular between 20 and 30 °, it is easy to satisfy the aforementioned conditions. However, other angles are also possible. For example, an arrangement with obliquely incident radiation, such as under a main beam direction at an angle between 20 and 50 °, and a main image direction at an angle with the object between, for example, 45 ° and 90 °, wherein the angle between the main image direction and 1029285-4 the main beam direction is between 0 ° and 70 °, also yield favorable results.

Een bijzonderheid van het systeem volgens de uitvinding de lichtvlek, inzonderheid lijnvormige lichtvlek. Door verschaffen van 5 een dergelijke lichtvlek wordt voorkomen dat een onnodig groot gedeelte van het te scannen object wordt verlicht, hetgeen via verstrooiing en reflectie voor verstorende signalen zou kunnen zorgen. In het bijzonder is de lichtvlek ten hoogste 1 cm breed, bij voorkeur ten hoogste 1 mm, en met nog meer voorkeur ten hoogste 0,5 10 mm breed. De lengte van de lichtvlek kan daarbij een veelvoud van de breedte bedragen, zoals enkele decimeters, centimeters of millimeters. De breedte en lengte van de lichtvlek kan hierbij worden vastgesteld met de full-width-half-maximum methode. Bij voorkeur heeft de lichtvlek een over de lengte in hoofdzaak homogene 15 intensiteit. Uiteraard hoeft dit niet in alle gevallen te gelden, en kan er ook bijvoorbeeld een zekere afval naar de randen toe zijn. In de breedte zal over het algemeen een zeker intensiteitsprofiel aanwezig zijn. Ook hier verdient een homogene intensiteit over de breedte de voorkeur, maar dat is hier van minder belang.A special feature of the system according to the invention is the light spot, in particular line-shaped light spot. By providing such a light spot it is prevented that an unnecessarily large part of the object to be scanned is illuminated, which could cause disturbing signals via scattering and reflection. In particular, the light spot is at most 1 cm wide, preferably at most 1 mm, and even more preferably at most 0.5 mm wide. The length of the light spot can be a multiple of the width, such as a few decimeters, centimeters or millimeters. The width and length of the light spot can be determined with the full-width-half-maximum method. The light spot preferably has a substantially homogeneous intensity along its length. Of course, this does not have to apply in all cases, and there may also be a certain amount of waste towards the edges, for example. A certain intensity profile will generally be present in the width. Here too, homogeneous intensity across the board is preferable, but that is of less importance here.

20 De lichtbron omvat in een bijzondere uitvoeringsvorm een LED of een reeks van meerdere op een rij geplaatste LED's. Aldus is met zeer eenvoudige middelen een eenvoudige, compacte en toch lichtsterke bron verkregen. Met name hoogvermogen-LED1s bereiken tegenwoordig een zeer bruikbare intensiteit, zonder de gevaren van een laserbron.In a special embodiment, the light source comprises an LED or a series of several LEDs arranged in a row. A simple, compact and yet bright source is thus obtained with very simple means. High-power LEDs in particular nowadays achieve a very usable intensity, without the dangers of a laser source.

25 In een andere uitvoeringsvorm omvat het systeem voorts een afschermmiddel voor wegnemen van door de LED uitgestraald licht in een ruimtehoek rond de hoofdbundelrichting. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de omstandigheid dat een LED meestal in twee dimensies een grotere uitgebreidheid heeft dan in de derde, bv. in de 30 verhouding 10:10:1 (ordegrootte), terwijl een LED toch in beginsel in alle richtingen vrij homogeen licht uitzendt. Door nu het licht dat wordt uitgezonden in de richting rond de richting van de kleinste uitgebreidheid weg te nemen, wordt in feite een compactere lichtbron verkregen, die op een kleinere lichtvlek kan worden afgebeeld. Het 35 betreft hier dus het licht loodrecht op het vlakje van de LED. Bij afschermmiddelen kan gedacht worden aan absorberende stukken, spiegels, gaten in optische elementen enzovoort.In another embodiment, the system further comprises a shielding means for removing light emitted by the LED in a space angle around the main beam direction. Use is made here of the fact that an LED usually has a greater extent in two dimensions than in the third, eg in the ratio 10: 10: 1 (order of magnitude), while an LED nevertheless in principle is fairly homogeneous light in all directions. broadcasts. By now removing the light emitted in the direction around the direction of the smallest extension, a more compact light source is in fact obtained, which can be imaged on a smaller light spot. This therefore concerns the light perpendicular to the plane of the LED. With shielding means one can think of absorbent pieces, mirrors, holes in optical elements and so on.

In een speciale uitvoeringsvorm omvat de lichtbron een lijnvormig lichtuitstralend gedeelte. Het is hierbij van voordeel 40 wanneer de lichtbron zelf reeds een lijnvorm heeft, zodat die niet 1029285 - 5 - hoeft te worden verkregen door het uitgezonden licht in een dergelijke bundelvorm te brengen.In a special embodiment, the light source comprises a linear light-emitting portion. It is advantageous here if the light source itself already has a line shape, so that it does not have to be obtained by bringing the emitted light into such a beam shape.

Bijvoorbeeld omvat de lichtbron een lijnvormige gloeilamp, een lijnvormige halogeengloeilamp, of een hogedrukgasontladingslamp. Deze 5 lampentypen kenmerken zich door betrekkelijk hoge intensiteiten bij compacte afmetingen van het daadwerkelijk licht uitstralende j gedeelte, namelijk de gloeidraad respectievelijk het plasma. !For example, the light source comprises a linear incandescent lamp, a linear halogen incandescent lamp, or a high-pressure gas discharge lamp. These lamp types are characterized by relatively high intensities with compact dimensions of the part that actually emits light, namely the filament or the plasma. !

In een speciale uitvoeringsvorm heeft de lichtbron een r instelbare kleur. Hierbij kan worden gedacht aan verschillend 10 aanstuurbare LED's, of lampen met een breed spectrum, waarbij een kleur wordt geselecteerd. Met een dergelijke lichtbron kan het licht worden aangepast aan de eigenschappen van het te onderzoeken object, bv. voor zo gering mogelijke absorptie, of zo groot mogelijke reflectie of doorlaatbaarheid. Bij voorkeur is de lichtbron ingericht 15 voor het uitzenden van licht in ten minste twee kleuren, met respectieve golflengtes die ten minste 50 nm verschillen. Alternatief kan de lichtbron ook in hoofdzaak wit licht uitzenden. Dit hoeft uiteraard niet licht te zijn met een strikt homogene intensiteitsverdeling, maar betreft hier veeleer licht met een breed 20 spectrum, waarin meerdere kleuren zijn vertegenwoordigd. Bijvoorbeeld omvat dit een daglichtspectrum, een spectrum zoals van zogenaamde tl-lampen, dat van hogedruknatriumlampen, enz.In a special embodiment, the light source has an adjustable color. Think of differently controllable LEDs, or lamps with a broad spectrum, whereby a color is selected. With such a light source, the light can be adapted to the properties of the object to be examined, for example for the lowest possible absorption, or the highest possible reflection or transmittance. The light source is preferably adapted to emit light in at least two colors, with respective wavelengths that differ by at least 50 nm. Alternatively, the light source can also substantially emit white light. This of course does not have to be light with a strictly homogeneous intensity distribution, but rather concerns light with a broad spectrum in which several colors are represented. This includes, for example, a daylight spectrum, a spectrum such as that of so-called fluorescent lamps, that of high-pressure sodium lamps, etc.

Alternatief of aanvullend omvat het systeem hiertoe een in het licht plaatsbaar kleurfilter. Ook kan worden gedacht aan een 25 verplaatsbare dichroitische spiegel. Het is duidelijk dat de lichtbron vrijwel nooit een laser kan zijn, die juist worden gekenmerkt door monochromatisch licht, met uitzondering van bv. multimodelasers.Alternatively or additionally, the system comprises a color filter that can be placed in the light for this purpose. A movable dichroic mirror can also be envisaged. It is clear that the light source can hardly ever be a laser that is characterized by monochromatic light, with the exception of, for example, multi-model lasers.

Hier wordt opgemerkt dat een lichtbron met al dan niet 30 gelijktijdig meer dan een kleur licht bijzonder geschikt is voor een detectiesysteem voor doormeten van bepaalde objecten met daarop patronen. Dergelijke objecten kunnen onder bepaalde omstandigheden ervoor zorgen dat het erop vallende licht diffractiepatronen vertoont, en zodoende een vals detectiesignaal oplevert. Hierbij kan 35 met name worden gedacht aan zogenaamde maskers (reticles) voor lithografie van geïntegreerde schakelingen, de uiteindelijk verkregen chips zelf, harde schijven, hologrammen, cd's, dvd's, masters daarvoor, enzovoort. Al dergelijke objecten kennen meer of minder regelmatige oppervlaktepatronen die een deeltjesdetectie zouden 40 kunnen verstoren. Nu is het echter zo dat diergelijke verstoringen 1029285 - 6 - grofweg bestaan uit reflectie van het opvallende detectielicht in een of meer voorkeursrichtingen, welke richting golflengteafhankelijk is. De hierboven beschreven systemen laten een meting bij een andere golflengte toe. Hierbij verandert het diffractiepatroon, zodat een 5 eventueel storend diffractiepatroon slechts bij hooguit één van de golflengten kan optreden. Een signaal van een eventueel deeltje, kras of andere verontreiniging zal echter meestal wél een constant signaal opwekken. Derhalve kunnen artefacten in de vorm van diffractiepatronen eenvoudig worden uitgefilterd, hetgeen in een 10 signaalverwerkingssysteem eenvoudig kan worden verwezenlijkt.It is noted here that a light source with or without more than one color of light is particularly suitable for a detection system for measuring certain objects with patterns thereon. Such objects can, under certain circumstances, cause the incident light to exhibit diffraction patterns, and thus produce a false detection signal. In particular, so-called masks (reticles) for lithography of integrated circuits, the eventually obtained chips themselves, hard disks, holograms, CDs, DVDs, masters therefor, and so on. All such objects have more or less regular surface patterns that could interfere with particle detection. However, it is now the case that animal-like distortions consist roughly of reflection of the striking detection light in one or more preferred directions, which direction is wavelength dependent. The systems described above allow a measurement at a different wavelength. The diffraction pattern changes here, so that a possibly disturbing diffraction pattern can only occur at no more than one of the wavelengths. However, a signal from a possible particle, scratch or other contamination will usually generate a constant signal. Therefore, artifacts in the form of diffraction patterns can easily be filtered out, which can easily be realized in a signal processing system.

Bovendien biedt het verschaffen van meer dan een kleur licht nog de volgende mogelijkheid. Het bundelvormingssysteem kan bij een andere kleur licht een andere optische werking vertonen, en aldus een andere lichtvlek werpen, met andere woorden een andere focussering 15 geven. Indien een oppervlak van het af te tasten object niet geheel vlak is, kan derhalve, door de kleur van het licht te veranderen zodoende de focus toch op het oppervlak gelegd worden. Uiteraard is het alternatief ook mogelijk om een bundelvormingssysteem te verschaffen dat voor de meerdere kleuren licht wel een in hoofdzaak 20 gelijkblijvende focussering verschaft.Moreover, providing more than one color of light offers the following possibility. The beam forming system can exhibit a different optical effect with a different color of light, and thus cast a different light spot, in other words give a different focusing. If a surface of the object to be scanned is not entirely flat, therefore, by changing the color of the light, the focus can nevertheless be placed on the surface. Of course, the alternative is also possible to provide a beam-forming system that provides a substantially constant focusing for the multiple colors of light.

Bij voorkeur omvat het optische bundelvormingselement een spiegel. Hiermee is efficiënt een bundeling te verwezenlijken. Alternatief kan een lens of objectief worden gebruikt. Een spiegel is echter doelmatig indien een gedeelte van het licht dient te worden 25 afgeschermd, omdat dit reeds door de lichtbron zelf kan geschieden, zoals in de figuurbeschrijving zal worden toegelicht.The optical beam forming element preferably comprises a mirror. This allows efficient bundling. Alternatively, a lens or objective can be used. However, a mirror is effective if a portion of the light is to be shielded, since this can already be done by the light source itself, as will be explained in the description of the figures.

Bij voorkeur omvat de spiegel een elliptische spiegel. Met name indien de lichtbron in een brandpunt van de spiegel is geplaatst wordt het uitgezonden licht doelmatig gebundeld en afgebeeld op het 30 tweede brandpunt van de spiegel. Aldus is het mogelijk om met een LED een lichtvlek te verschaffen met een breedte van bijvoorbeeld enkele tiende millimeters, hoewel bredere lichtvlekken van bijvoorbeeld enkele millimeters uiteraard ook mogelijk zijn. Alternatief, met name bij compacte lichtbronnen en compacte gewenste bundels, kan ook een 35 parabolische spiegel worden gebruikt.The mirror preferably comprises an elliptical mirror. In particular if the light source is placed in a focal point of the mirror, the emitted light is effectively bundled and imaged at the second focal point of the mirror. It is thus possible to provide a light spot with a width of, for example, a few tenth millimeters with an LED, although wider light spots of for instance a few millimeters are of course also possible. Alternatively, in particular with compact light sources and compact desired beams, a parabolic mirror can also be used.

In een speciale uitvoeringsvorm is een reeks op regelmatige onderlinge lichtbron-afstand geplaatste lichtbronnen in de lijn van brandpunten geplaatst, waarbij het systeem voorts twee vlakke spiegels omvat die in hoofdzaak loodrecht op de lijn van brandpunten 40 staan. Op deze wijze is een schijnbaar oneindige reeks lichtbronnen 1 029285 - 7 - verschaft, die, vooral bij een gunstig gekozen onderlinge lichtbronafstand, die eenvoudig door de vakman kan worden bepaald, aldus een betrekkelijk hoge homogeniteit van de verlichting waarborgt. Uiteraard is het ook mogelijk om de lichtbronnen op niet 5 geheel regelmatige onderlinge afstand te plaatsen, en/of niet op de lijn van brandpunten, hoewel de homogeniteit dan over het algemeen wat minder goed zal zijn.In a special embodiment, a series of light sources arranged at regular mutual light source distance is placed in the line of focal points, the system further comprising two flat mirrors which are substantially perpendicular to the line of focal points 40. In this way a seemingly infinite series of light sources 1 029285 - 7 - is provided which, especially at a favorably chosen mutual light source distance, which can easily be determined by a person skilled in the art, thus ensuring a relatively high homogeneity of the lighting. Of course, it is also possible to place the light sources at a not completely regular mutual distance, and / or not on the line of focal points, although the homogeneity will then generally be somewhat less good.

Bij voorkeur zijn de vlakke spiegels aan weerszijden van de reeks lichtbronnen geplaatst op een afstand tot de reeks die althans 10 nagenoeg gelijk is aan de helft van de onderlinge lichtbronafstand.The flat mirrors are preferably placed on either side of the series of light sources at a distance from the series which is at least substantially equal to half the mutual light source distance.

Op deze wijze wordt een regelmatig patroon van lichtbronnen ideaal voortgezet.In this way, a regular pattern of light sources is ideally continued.

De detector omvat bij voorkeur een lichtgevoelig deel, waarbij het optische systeem voor de detector is ingericht voor het afbeelden 15 van tenminste een deel van de lijnvormige lichtvlek op het lichtgevoelige deel. Hiermee wordt bedoeld dat de detector slechts gevoelig is voor stralingsrichtingen afkomstig uit hoogstens een deel van de lijnvormige lichtvlek. Hierdoor wordt reeds grotendeels voorkomen dat de detector een meetsignaal geeft bij belichting vanuit 20 ongewenste richting, bijvoorbeeld enkel- of meervoudige reflecties van de lichtbundel.The detector preferably comprises a light-sensitive part, the optical system for the detector being adapted to display at least a part of the line-shaped light spot on the light-sensitive part. This means that the detector is only sensitive to radiation directions from at most a part of the line-shaped light spot. As a result, it is already largely prevented that the detector gives a measuring signal when exposed from undesired direction, for example single or multiple reflections of the light beam.

Het optische systeem kan hiertoe bijvoorbeeld een lens of optiek omvatten, zoals een cilindrische lens. Deze kan dan bijvoorbeeld zodanig zijn uitgevoerd dat de lichtvlek geheel of 25 gedeeltelijk wordt afgebeeld op de detector, en omgekeerd.The optical system may for this purpose comprise, for example, a lens or optic, such as a cylindrical lens. This can then, for example, be designed such that the light spot is wholly or partially imaged on the detector, and vice versa.

In een bijzondere uitvoeringsvorm omvat de detector een langwerpige, bij voorkeur lijnvormige fotodetector. Deze eenvoudige uitvoeringsvorm maakt een snelle detectie mogelijk. Deze is met name j interessant als de plaatsbepaling van de (stof)deeltjes of andere ; 30 verontreinigingen minder belangrijk is, of bv. slechts in één dimensie bekend hoeft te zijn. Door een scannende meting in de richting van die dimensie uit te voeren kan de gewenste informatie worden verkregen. Bij een dergelijke detector kan worden gedacht aan een enkele lichtgevoelige cel of dergelijke.In a special embodiment, the detector comprises an elongated, preferably line-shaped photo detector. This simple embodiment makes rapid detection possible. This is particularly interesting as the location of the (dust) particles or others; 30 contaminants is less important or, for example, only needs to be known in one dimension. The desired information can be obtained by performing a scanning measurement in the direction of that dimension. With such a detector, a single light-sensitive cell or the like can be envisaged.

35 In het bijzonder omvat de detector ten minste een fotodetector omvat die een op een rij geplaatste reeks lichtgevoelige elementen. Een dergelijke opbouw is geschikt voor plaatsbepalende meting van deeltjes in de dimensie evenwijdig aan de detector, waarbij het oplossende vermogen afhankelijk is van de dichtheid van de 1 029285 - 8 - lichtgevoelige elementen. Een dergelijke detector kan een reeks lichtcellen omvatten, of bijvoorbeeld een CCD- of CMOS-eenheid.In particular, the detector comprises at least one photodetector that comprises a series of photosensitive elements arranged in a row. Such a construction is suitable for locating measurement of particles in the dimension parallel to the detector, the resolution being dependent on the density of the light-sensitive elements. Such a detector can comprise a series of light cells, or for example a CCD or CMOS unit.

In een speciale uitvoeringsvorm omvat de detector meerdere onderling evenwijdige fotodetectoren. Een dergelijke uitvoeringsvorm 5 kan bijvoorbeeld nuttig zijn ter controle van metingen, om valse detectie van deeltjes te voorkomen. Een bepaald signaal voor een van de detectoren dient dan, na een tijdsvertraging die afhankelijk is van de onderlinge detectorafstand en de scansnelheid, ook te worden gemeten door een andere detector.In a special embodiment, the detector comprises a plurality of mutually parallel photo detectors. Such an embodiment may, for example, be useful for checking measurements, to prevent false detection of particles. A certain signal for one of the detectors must then, after a time delay that is dependent on the mutual detector distance and the scanning speed, also be measured by another detector.

10 In het bijzonder liggen de detectoren in hoofdzaak bijeen, dat wil zeggen in een zodanige positie dat de respectieve hoofdbeeldrichting van de respectieve detectoren een onderlinge hoek van ten hoogste 10°, bij voorkeur ten hoogste 5° maken. Daarbij liggen de detectoren of bij elkaar horende groepen detectoren op een 15 onderlinge afstand van ten hoogste 5 cm, bij voorkeur ten hoogste 1 cm. Bij voorkeur vormen de detectoren een onderling mechanisch gekoppeld geheel, zoals een blok of dergelijke.In particular, the detectors are situated substantially together, that is to say in a position such that the respective main image direction of the respective detectors make an angle of at most 10 °, preferably at most 5 °. The detectors or associated groups of detectors are located at a mutual distance of at most 5 cm, preferably at most 1 cm. The detectors preferably form a mutually mechanically coupled whole, such as a block or the like.

Ook is het mogelijk om de detectoren en een of meer bijbehorende optische systemen zodanig op te stellen of anderszins 20 uit te voeren dat de respectieve detectoren door de bijbehorende een of meer optische systemen op verschillende plekken worden afgebeeld, met name op verschillende hoogte ten opzichte van het te onderzoeken object. Dit biedt met name voordelen indien het object niet geheel vlak is, of niet geheel vlak is opgesteld in de objecthouder. In dat 25 geval kan het voorkomen dat een gedeelte van het object zich in focus of althans op een juiste (meet)afstand bevindt ten opzichte van een eerste detector, maar bijvoorbeeld niet voor andere van de detectoren. Na verplaatsen van het object kan het echter gebeuren dat een hoger of lager gedeelte wordt beschenen, zodat het oppervlak van 30 het object voor die eerste detector niet meer op de juiste afstand ligt. Bij geschikt kiezen van de instelafstanden van de andere detectoren kan het echter zijn dat dat hogere of lagere gedeelte wel geschikt ligt ten opzichte van een of meer andere van de detectoren.It is also possible to arrange or otherwise implement the detectors and one or more associated optical systems such that the respective detectors are imaged by the associated one or more optical systems in different places, in particular at different heights relative to the object to be investigated. This offers advantages in particular if the object is not entirely flat or is not arranged completely flat in the object holder. In that case it can occur that a part of the object is in focus or at least at a correct (measuring) distance with respect to a first detector, but not, for example, for others of the detectors. After moving the object, however, it may happen that a higher or lower portion is illuminated, so that the surface of the object for that first detector is no longer at the correct distance. However, with suitable selection of the setting distances of the other detectors, it may be that that higher or lower portion is indeed suitable with respect to one or more other of the detectors.

In een speciale uitvoeringsvorm hebben ten minste twee van de 35 meerdere fotodetectoren een onderling verschillende kleurgevoeligheid. Bijvoorbeeld is een fotodetector gevoelig voor licht met een eerste golflengte, en is een andere fotodetector gevoelig voor licht met een tweede golflengte, die bijvoorbeeld ten minste 50 nm verschilt van de eerste golflengte. In een bijzondere 40 uitvoeringsvorm zijn er tenminste fotodetectoren verschaft met drie 1 0292 85 - 9 - gevoeligheden volgens het RGB-systeem. Een dergelijk systeem is zeer geschikt voor betrouwbare metingen. Zo kan het, zoals hierboven reeds beschreven, doelmatig nadelige beïnvloeding door diffractiepatronen wegnemen.In a special embodiment, at least two of the plurality of photo-detectors have mutually different color sensitivity. For example, a photodetector is sensitive to light with a first wavelength, and another photodetector is sensitive to light with a second wavelength, which differs, for example, by at least 50 nm from the first wavelength. In a particular embodiment, at least photodetectors are provided with three sensitivities according to the RGB system. Such a system is very suitable for reliable measurements. Thus, as already described above, it can effectively eliminate adverse influence by diffraction patterns.

5 Tevens is het mogelijk dat de verschillende detectoren via hun respectieve optische systemen corresponderen met verschillende brandpunten. Ook zodoende kunnen, met name indien de brandpunten op verschillende hoogten liggen, de verschillende brandpunten worden gebruikt voor niet volledig vlakke objecten.. Alternatief kunnen de 10 detectoren en hun respectieve optische systemen zodanig zijn ingericht dat hun brandpunten in hoofdzaak samenvallen.It is also possible that the different detectors correspond to different focal points via their respective optical systems. Also thus, in particular if the focal points are at different heights, the different focal points can be used for objects which are not completely flat. Alternatively, the detectors and their respective optical systems can be arranged such that their focal points substantially coincide.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de in de tekening getoonde en hieronder beschreven niet-beperkende uitvoeringsvormen. In de tekening toont: 15 - Fig. 1 een schematische weergave in dwarsdoorsnede van een deeltjesdetectiesysteem volgens de uitvinding; - Fig. 2 toont een aanzicht in perspectief van een reflector 16; - Fig. 3 toont een schematisch onderaanzicht van de reflector volgens Fig. 2; 20 - Fig. 4a respectievelijk 4b toont zeer schematisch een zijaanzicht, respectievelijk vooraanzicht van een detector 38; - Fig. 4c toont een zijaanzicht van een andere detector 38, en fig.The invention will be further elucidated with reference to the non-limiting embodiments shown in the drawing and described below. In the drawing: FIG. 1 is a diagrammatic cross-sectional view of a particle detection system according to the invention; FIG. 2 shows a perspective view of a reflector 16; FIG. 3 shows a schematic bottom view of the reflector according to FIG. 2; 20 - FIG. 4a and 4b respectively show a very schematic side view or front view of a detector 38; FIG. 4c shows a side view of another detector 38, and FIG.

4d toont een vooraanzicht van de detector van fig. 4c; - Fig. 5 toont schematisch een deeltjesdetectiesysteem volgens de 25 uitvinding in werking; - Fig. 6 toont een schematisch zijaanzicht van een deeltjesdetectiesysteem volgens de uitvinding; en | - Fig. 7 geeft schematisch verschillende brandpunten voor verschillende detectoren respectievelijk kleuren.4d shows a front view of the detector of FIG. 4c; FIG. 5 schematically shows a particle detection system according to the invention in operation; FIG. 6 shows a schematic side view of a particle detection system according to the invention; and | FIG. 7 schematically shows different focal points for different detectors and colors.

30 Hierin is 10 een lichtbron met een voedingsdeel 12. Het uitgezonden licht 14 wordt met een spiegel 16 gebundeld tot lichtbundel 18 met een hoofdbundelrichting 20 en een brandpunt 22.Herein 10 is a light source with a power supply part 12. The emitted light 14 is bundled with a mirror 16 into a light beam 18 with a main beam direction 20 and a focal point 22.

Een object 24 heeft een bovenzijde 26 en een onderzijde 28, en is opgenomen in gedeeltelijk weergegeven objecthouder 30.An object 24 has an upper side 26 and a lower side 28, and is accommodated in partially shown object holder 30.

35 Lichtbundel 18 werpt een lichtvlek 32 op de onderzijde 28 van object 24.Light beam 18 casts a light spot 32 on the underside 28 of object 24.

Lens 36 bepaalt het beeldveld 34 van detector 38, die is verbonden met uitleesinrichting 40. 42 Geeft de hoofdbeeldrichting weer, die een hoek a.2 maakt met de bovenzijde 26. De 40 hoofdbundelrichting 20 maakt een hoek al met de bovenzijde 26.Lens 36 defines the image field 34 of detector 38, which is connected to readout device 40. 42 Displays the main image direction, which makes an angle a.2 with the top side 26. The 40 main beam direction 20 already makes an angle with the top side 26.

1029285 - 10 -1029285 - 10 -

Het beeldveld 34 omvat een beeldvlek 44 op de onderzijde 28.The image field 34 comprises an image spot 44 on the underside 28.

Met 46 resp. 48 zijn een eerste resp. een tweede deeltje weergegeven.With 46 resp. 48 are a first resp. a second particle.

De lichtbron 10 omvat in dit geval een LED met een voedings-en aanstuurgedeelte 12. De LED 10 is in het brandpunt van een 5 elliptische spiegel 16 geplaatst. Hierdoor zal het uitgestraalde licht 14 zodanig weerkaatsen op de spiegel 16 dat de daardoor ontstane lichtbundel 18 weer bijeenkomt in het andere brandpunt van de spiegel 16. Dit brandpunt is aangeduid met 22. Overigens wordt hier met nadruk opgemerkt dat in deze figuur de onderdelen niet op 10 schaal zijn getekend. Met name is het object 24 overdreven dik weergegeven, terwijl het brandpunt 22 in verhouding juist te klein is weergegeven.The light source 10 in this case comprises an LED with a supply and control part 12. The LED 10 is placed in the focal point of an elliptical mirror 16. As a result, the radiated light 14 will reflect on the mirror 16 in such a way that the resulting light beam 18 comes together again at the other focal point of the mirror 16. This focal point is indicated by 22. Incidentally, it is emphasized here that in this figure the components are not 10 scale. In particular, the object 24 is shown excessively thick, while the focal point 22 is shown to be relatively small.

De hoofdbundelrichting 20, te vergelijken met de optische as van het systeem, maakt een hoek al met de bovenzijde 26 van het 15 object 24. De hoek al is in dit geval nagenoeg 90°. |The main beam direction 20, comparable to the optical axis of the system, makes an angle already with the upper side 26 of the object 24. The angle a1 in this case is substantially 90 °. |

Een detectiesysteem omvat een detector 38 met uitleessysteem ! 40, dat desgewenst ook voor een eventueel benodigde voeding kan j zorgen. De detector 38 heeft een beeldveld 34 met een | hoofdbeeldrichting 42. Het beeldveld 34 wordt bepaald door optisch 20 bundelvormingselement 36, in dit geval een positieve lens. De lens 36 en de detector 38 zijn zodanig opgesteld dat het beeld van het j brandpunt 22 op de detector wordt geworpen.A detection system comprises a detector 38 with a reading system! 40, which, if desired, can also provide a possibly required power supply. The detector 38 has an image field 34 with a | main image direction 42. The image field 34 is determined by optical beam-forming element 36, in this case a positive lens. The lens 36 and the detector 38 are arranged such that the image of the focal point 22 is cast on the detector.

Met deze opstelling wordt in hoofdzaak slechts een zeer klein gedeelte van de bovenzijde van het object 24 belicht, namelijk het 25 brandpunt 22, dat in dit geval in feite een lijn van brandpunten is, j die loopt loodrecht op het vlak van de tekening. De lichtvlek 32 kan j een eerste deeltje 46 omvatten, dat weliswaar kan uitstralen, maar voor welk uitgestraalde licht de detector 38 niet gevoelig is. Immers valt dit licht buiten het beeldveld 34. Anderzijds kan er weliswaar 30 een tweede deeltje 48 in de beeldvlek 44 aanwezig zijn, doch dit tweede deeltje 48 wordt niet belicht, en zal zodoende niet de meting kunnen verstoren. Dit geldt ook voor patronen, zoals lithografische patronen, die op deze wijze eveneens de metingen niet zullen kunnen verstoren. Dit is met name een voordeel bij lithografische maskers, 35 die uiteraard dergelijke patronen omvatten, en wel meestal aan de onderzijde van een doorzichtig substraat.With this arrangement, substantially only a very small part of the upper side of the object 24 is illuminated, namely the focal point 22, which in this case is in fact a line of focal points which extends perpendicular to the plane of the drawing. The light spot 32 may comprise a first particle 46, which may radiate, but for which radiated light the detector 38 is not sensitive. After all, this light falls outside the image field 34. On the other hand, although a second particle 48 may be present in the image spot 44, this second particle 48 is not illuminated and will therefore not be able to disturb the measurement. This also applies to patterns, such as lithographic patterns, which will also not be able to disturb the measurements in this way. This is in particular an advantage with lithographic masks, which naturally comprise such patterns, and usually on the underside of a transparent substrate.

Op deze wijze zullen in beginsel alleen deeltjes worden gedetecteerd die zich bevinden in het brandpunt 22, en kan dus heel lokaal worden gemeten. Door het object 24 met behulp van objecthouder 1029285 - 11 - 30 te verplaatsen kan de gehele bovenzijde 26 worden afgetast. Deeltjes kunnen dan worden gedetecteerd door veranderingen in het in de richting van het beeldveld 34 weerkaatste licht vanuit bundel 18. Hierbij wordt opgemerkt dat het in hoofdzaak lijnvormig zijn van de 5 lichtbundel 18 en het brandpunt 22, alsmede bijgevolg van het beeldveld 34, een aanzienlijke tijdwinst kan worden verkregen bij aftasten van de bovenzijde 26.In this way, in principle only particles that are located in the focal point 22 will be detected, and can therefore be measured very locally. By moving the object 24 with the aid of object holder 1029285 - 11 - 30, the entire upper side 26 can be scanned. Particles can then be detected by changes in the light reflected from the beam 18 in the direction of the image field 34. It is noted here that the substantially linear shape of the light beam 18 and the focal point 22, and consequently of the image field 34, is a considerable time savings can be obtained by scanning the top 26.

Een criterium om te voorkomen dat eerste of tweede deeltjes ongewenst bijdragen aan een meetresultaat is dat de lichtvlek 32 en 10 de beeldvlek 44 in hoofdzaak geen overlap vertonen. Een en ander kan met eenvoudige geometrie worden bepaald. In feite komt her erop neer dat de lichtbundel 18 alsmede de reflectie ervan aan bovenzijde 26 niet binnen het beeldveld 34 vallen.A criterion for preventing first or second particles from contributing undesirably to a measurement result is that the light spot 32 and 10 show the image spot 44 substantially no overlap. All this can be determined with simple geometry. In fact it comes down to the fact that the light beam 18 as well as its reflection at the top 26 do not fall within the image field 34.

Het getoonde systeem zou eveneens gebruikt kunnen worden om de 15 onderzijde 28 van het object 24 af te tasten. Daartoe dient uiteraard het brandpunt 22 van zowel de lichtbundel 18 als van het beeldveld 34 samen te vallen op de onderzijde 28. Daartoe kan eenvoudig de onderlinge positie van de lichtbron 10, het detectiesysteem met lens 36 en detector 38 ten opzichte van het object 24 worden aanpast.The system shown could also be used to scan the underside 28 of the object 24. For this purpose, of course, the focal point 22 of both the light beam 18 and of the image field 34 should coincide on the underside 28. For this purpose, the mutual position of the light source 10, the detection system with lens 36 and detector 38 with respect to the object 24 can be easily adjusted. adjusts.

20 Uiteraard dient rekening te worden gehouden met lichtbreking in het object 24, en dient uiteraard het object 24 tenminste gedeeltelijk lichtdoorlatend te zijn.Of course, light refraction in the object 24 must be taken into account, and the object 24 must of course be at least partially translucent.

In het figuur 1 getoonde geval zou dan het eerste deeltje 46 in het brandpunt 22 kunnen vallen en worden gedetecteerd door 25 detector 38. Nog steeds is het zo dat het tweede deeltje 48 niet wordt aangestraald, en dus ook niet het meetresultaat negatief kan beïnvloeden. Uiteraard zal bij verplaatsen van het object 24 het tweede deeltje 48 wel in het brandpunt 22 kunnen vallen, zodat het op die positie wel degelijk wordt gedetecteerd.In the case shown in Figure 1, the first particle 46 could then fall into the focal point 22 and be detected by detector 38. It is still the case that the second particle 48 is not irradiated, and therefore cannot adversely affect the measurement result. Of course, when the object 24 is moved, the second particle 48 can fall into the focal point 22, so that it is indeed detected at that position.

30 Fig. 2 toont een aanzicht in perspectief van een reflector 16, met zij reflectoren 50 en uit de respectieve reflectoren verwijderde delen 52 en 54,FIG. 2 shows a perspective view of a reflector 16, with side reflectors 50 and parts 52 and 54 removed from the respective reflectors,

De reflector 16 is bijvoorbeeld uitgevoerd als (een deel van) een elliptische reflector, of alternatief een parabolische reflector. 35 Een lichtbron kan dan in een brandpunt van de ellips, of van de parabool, worden geplaatst. In het eerstgenoemde geval wordt er een lichtbundel uit de reflector geworpen die weer bijeenkomt in het tweede brandpunt van de ellips, in het laatstgenoemde geval wordt een in hoofdzaak evenwijdige lichtbundel uitgeworpen.The reflector 16 is, for example, designed as (a part of) an elliptical reflector, or alternatively a parabolic reflector. A light source can then be placed in a focal point of the ellipse, or of the parabola. In the first-mentioned case, a light beam is ejected from the reflector, which again meets at the second focal point of the ellipse, in the latter case, a substantially parallel light beam is ejected.

1029285 - 12 -1029285 - 12 -

De zij reflectoren 50 staan in hoofdzaak evenwijdig, en loodrecht op de ellips van de reflector 16 opgesteld. Door deze opstelling kunnen de zijreflectoren de in de reflector 16 aanwezige lichtbronnen een in wezen onbeperkt aantal malen reflecteren, en 5 zodoende een schijnbaar oneindig lange lichtbron nabootsen. Een dergelijk lange lichtbron verschaft een homogenere uitstraling.The side reflectors 50 are substantially parallel and arranged perpendicular to the ellipse of the reflector 16. This arrangement allows the side reflectors to reflect the light sources present in the reflector 16 an essentially unlimited number of times, and thus to imitate a seemingly infinitely long light source. Such a long light source provides a more homogeneous appearance.

De uit de reflector verwijderde gedeelten 52 en 54 zijn in het bijzonder van toepassing bij gebruik van LED'’s als lichtbronnen, aangezien deze in de richting loodrecht op de beoogde 10 uitstraalrichting vaak een grotere afmeting hebben dan in de richting van de beoogde uitstraalrichting. Door wegnemen van de gedeeltes 52 en 54 uit de reflectoren 16 en 50 wordt een gedeelte van het licht dat wordt uitgestraald vanaf een vlak van de LED met de relatief grootste afmetingen uit de bundel gehouden. Hierdoor worden de 15 schijnbare afmetingen van de lichtbron, in dit geval de LED, verkleind. Daardoor is het ook mogelijk om de afmetingen van de, in het geval van een elliptische reflector 16, geworpen lichtvlek te verkleinen, althans te versmallen. Overigens wordt hier opgemerkt dat het niet noodzakelijk is om de gedeelten 52 en 54 fysiek te 20 verwijderen doch dat het tevens mogelijk is om deze gedeelten bijvoorbeeld te voorzien van een absorberende laag, of juist doorzichtig uit te voeren. Het is in hoofdzaak slechts van belang dat het op de betreffende gedeelten 52 respectievelijk 54 vallende licht uit de bundel wordt weggenomen.The portions 52 and 54 removed from the reflector are particularly applicable when LEDs are used as light sources, since they often have a larger dimension in the direction perpendicular to the intended emitting direction than in the direction of the intended emitting direction. By removing the portions 52 and 54 from the reflectors 16 and 50, a portion of the light emitted from a surface of the LED with the relatively largest dimensions is kept out of the beam. This reduces the apparent dimensions of the light source, in this case the LED. As a result, it is also possible to reduce, or at least narrow, the dimensions of the light spot cast in the case of an elliptical reflector 16. Incidentally, it is noted here that it is not necessary to physically remove portions 52 and 54, but that it is also possible to provide these portions with, for example, an absorbent layer or, on the contrary, to be transparent. It is essentially only important that the light falling on the respective sections 52 and 54 respectively be removed from the bundle.

25 Fig. 3 toont een schematisch onderaanzicht van de reflector volgens fig. 2, met een viertal lichtbronnen 10.FIG. 3 shows a schematic bottom view of the reflector according to FIG. 2, with four light sources 10.

In dit geval zijn de vier lichtbronnen 10 zodanig geplaatst ten opzichte van de zij reflectoren 50 dat de spiegelbeelden van de lichtbronnen 10, hier aangeduid met 10' , op een zelfde afstand tot de 30 lichtbronnen 10 liggen als de onderlinge afstand van die lichtbronnen 10. Hierdoor wordt de reeks lichtbronnen in beginsel oneindig voortgezet.In this case, the four light sources 10 are positioned relative to the side reflectors 50 such that the mirror images of the light sources 10, here designated 10 ', are at the same distance from the light sources 10 as the mutual distance of those light sources 10. This basically continues the series of light sources indefinitely.

Opgemerkt wordt dat de dichtheid van de lichtbronnen 10, oftewel hun onderlinge afstand, zodanig wordt gekozen dat een 35 bepaalde gewenste homogeniteit van de lichtvlek (niet weergegeven) ! wordt verkregen. In de praktijk kan het gewenst zijn om een hogere ! dichtheid van lichtbronnen 10 te verschaffen dan aangeduid in fig. 3. Alternatief of aanvullend is het mogelijk om lichtbronnen 10 te verschaffen met een grotere lengte. Op deze wijze is het mogelijk om 1029285 - 13 - elk gewenst aantal lichtbronnen 10 te verschaffen in de reflector 16, ! bijvoorbeeld één (zoals een langgerekte lichtbron), twee, drie, enz.It is noted that the density of the light sources 10, or their mutual distance, is chosen such that a certain desired homogeneity of the light spot (not shown)! is obtained. In practice it may be desirable to have a higher one! provide density of light sources 10 than indicated in FIG. 3. Alternatively or additionally, it is possible to provide light sources 10 of greater length. In this way it is possible to provide any desired number of light sources 10 in the reflector 16, 1029285-13. for example one (such as an elongated light source), two, three, etc.

Overigens zijn de lichtbronnen 10 niet beperkt tot LED's in al hun verschijningsvormen, doch kunnen zij ook bijvoorbeeld 5 (halogeen)gloeilampen of gasontladingslampen met korte of lange ontladingsafstand, enz. omvatten.Incidentally, the light sources 10 are not limited to LEDs in all their forms, but they can also comprise, for example, 5 (halogen) incandescent lamps or gas discharge lamps with a short or long discharge distance, etc.

Fig. 4a respectievelijk 4b toont zeer schematisch een zijaanzicht, respectievelijk vooraanzicht van een detector 38. Fig.FIG. 4a and 4b show very schematically a side view or front view of a detector 38, respectively.

4c en fig. 4d tonen respectievelijk een zijaanzicht en vooraanzicht 10 van een andere detector 38.4c and 4d respectively show a side view and front view 10 of another detector 38.

Fig. 4a respectievelijk 4b toont een enkelvoudige detector 38 met een grote lengte-breedteverhouding. Een dergelijke detector is bijvoorbeeld geschikt voor scannen van een oppervlak zonder dat daarover plaatsgevoelige informatie gewenst is, althans in meer dan 15 één richting. Indien een deeltje gedetecteerd wordt, kan wel de plaats op het object 24 in scanrichting worden bepaald, maar niet dwars op de scanrichting, d.w.z. evenwijdig aan de detector 38.FIG. 4a and 4b, respectively, shows a single detector 38 with a large aspect ratio. Such a detector is for instance suitable for scanning a surface without location-sensitive information about it being desired, at least in more than one direction. If a particle is detected, the location on the object 24 in the scanning direction can be determined, but not transversely of the scanning direction, i.e. parallel to the detector 38.

Zeer schematisch is een aansluitdraad 39 weergegeven, via welke de detector 38 een meetsignaal kan afgeven. Dit is in verdere 20 figuren niet meer aangeduid.A connecting wire 39 is shown very diagrammatically, via which the detector 38 can provide a measuring signal. This is no longer indicated in further figures.

Fig. 4c toont een zijaanzicht van een andere detector 38, en fig. 4d toont een vooraanzicht van de detector van fig. 4c.FIG. 4c shows a side view of another detector 38, and FIG. 4d shows a front view of the detector of FIG. 4c.

De detector 38 omvat hier een eerste, tweede en derde detector 621, 6211 respectievelijk 62III. Elk van de eerste tot en met derde 25 detectoren omvatten elk weer deeldetectoren, respectievelijk aangeduid met 64, 66 en 68. Een dergelijke opstelling kan bijvoorbeeld zijn uitgevoerd in de vorm van een roodgevoelige detector, een groengevoelige detector en een blauwgevoelige detector volgens het zogenaamde RGB-principe. Uiteraard zouden ook andere 30 kleurgevoeligheden worden toegepast. Bovendien is elk van de RGB- detectoren opgedeeld in deeldetectoren, zodat ook in de richting evenwijdig aan de detector 38 informatie plaatsgevoelig kan worden bepaald. Het aantal deeldetectoren is in dit geval 12, doch kan uiteraard elk mogelijk en gewenst aantal bedragen. Dit aantal kan 35 oplopen tot in de duizendtallen, of nog meer.The detector 38 here comprises a first, second and third detector 621, 6211 and 62III, respectively. Each of the first to third detectors each comprises sub-detectors, indicated respectively by 64, 66 and 68. Such an arrangement can for instance be in the form of a red-sensitive detector, a green-sensitive detector and a blue-sensitive detector according to the so-called RGB -principle. Of course, other color sensitivities would also be applied. Moreover, each of the RGB detectors is divided into sub-detectors, so that information can also be determined location-sensitive in the direction parallel to the detector 38. The number of sub-detectors in this case is 12, but can of course be any possible and desired number. This number can reach 35 to the thousands, or even more.

Zoals in de inleiding reeds beschreven biedt het verschaffen van meerdere en onderling verschillend kleurgevoelige detectoren op in hoofdzaak dezelfde plaats het voordeel dat eventueel optredende diffractiepatronen doelmatig kunnen worden uitgeschakeld. Hier wordt 40 opgemerkt dat ook reeds het verschaffen van twee of meer detectoren 1029285 - 14 - met dezelfde kleurgevoeligheid reeds voordelen kan bieden om artefacten uit te schakelen. M.a.w. kunnen met twee of meer detectoren bijvoorbeeld metingen worden gemiddeld, om toevallige reflecties en dergelijke uit te schakelen.As already described in the introduction, providing multiple and mutually different color-sensitive detectors at substantially the same location offers the advantage that any diffraction patterns occurring can be effectively switched off. It is noted here that also providing two or more detectors 1029285-14 with the same color sensitivity can already offer advantages for switching off artifacts. M.a.w. For example, measurements can be averaged with two or more detectors to disable random reflections and the like.

5 Fig. 5 toont schematisch een deeltjesdetectiesysteem volgens de uitvinding in werking.FIG. 5 schematically shows a particle detection system according to the invention in operation.

Hierin is 22 een lichtvlek, die wordt geworpen door een niet-weergegeven lichtbron, en 24 is een object dat is opgesteld in objecthouder 30.Herein, 22 is a light spot thrown by a light source (not shown), and 24 is an object disposed in object holder 30.

10 De lichtvlek 22 scant over het oppervlak van het object 24 in de richting van de twee pijlen. Hierbij wordt opgemerkt dat daartoe zowel de lichtvlek 22 als het object 24 in de houder 30 kan worden verplaatst.The light spot 22 scans over the surface of the object 24 in the direction of the two arrows. It is noted here that both the light spot 22 and the object 24 can be displaced in the holder 30 for this purpose.

Tevens is te zien dat de lichtvlek 22 een lengte heeft die 15 groter is dan de breedte van het te scannen object 24. M.a.w. kan het gehele oppervlak in één keer worden gescand. Uiteraard is het ook mogelijk om een smallere lichtvlek 22 te verschaffen, waarbij het oppervlak van het object 24 in meerdere scans wordt gescand.It can also be seen that the light spot 22 has a length that is larger than the width of the object 24 to be scanned. the entire surface can be scanned in one go. Of course, it is also possible to provide a narrower light spot 22, wherein the surface of the object 24 is scanned in multiple scans.

Fig. 6 toont een schematisch zijaanzicht van een 20 deeltjesdetectiesysteem volgens de uitvinding.FIG. 6 shows a schematic side view of a particle detection system according to the invention.

Hierin is 24 wederom een object in een objecthouder 30 die beweegbaar is op een tafel 70. Een arm 72 verbindt lichtbron 10 met tafel 70. Lichtbron 10 werpt een lichtvlek 22 op het object 24.Herein 24 is again an object in an object holder 30 which is movable on a table 70. An arm 72 connects light source 10 with table 70. Light source 10 casts a light spot 22 on the object 24.

Verstrooid licht wordt gedetecteerd door detector 38, in verbinding 25 met een uitleesinrichting 40.Scattered light is detected by detector 38, in connection with a reading device 40.

De getoonde uitvoeringsvorm omvat een objecthouder 30 die beweegbaar is ten opzichte van tafel 70. Zodoende kan in een stationaire opstelling het oppervlak worden afgetast. Bovendien kunnen de detector 38 en de uitleesinrichting 40 eveneens stationair 30 worden opgesteld. Een stationaire opstelling heeft voordelen met betrekking tot de uitrichting van lichtvlek en beeldveld van de detector 38.The embodiment shown comprises an object holder 30 which is movable relative to table 70. Thus, the surface can be scanned in a stationary arrangement. Moreover, the detector 38 and the reading device 40 can also be arranged stationarily. A stationary arrangement has advantages with regard to the alignment of light spot and image field of the detector 38.

Met voordeel is de objecthouder 30 eveneens verticaal beweegbaar ten opzichte van de lichtbundel, om zodoende de lichtvlek 35 22 altijd op dezelfde plek te kunnen aanbieden, onafhankelijk van de dikte van het object 24.Advantageously, the object holder 30 is also movable vertically with respect to the light beam, so as to always be able to present the light spot 22 at the same location, independently of the thickness of the object 24.

Fig. 7 geeft schematisch weer hoe er voor verschillende detectoren respectievelijk kleuren verschillende brandpunten kunnen zijn. In de figuur is 24' een eerste deel van een object, en 24' is 40 een onderdeel, met een iets andere dikte. Bovendien zijn drie 1029285 - 15 - beeldvelden van drie verschillende detectoren getoond, : respectievelijk met een getrokken lijn, een korte streeplijn en een lange streeplijn, en met respectieve brandpunten van de beeldvelden 60a, 60b en 60c.FIG. 7 schematically shows how different focal points can be for different detectors or colors. In the figure, 24 'is a first part of an object, and 24' is a part with a slightly different thickness. In addition, three image fields of three different detectors are shown, respectively: with a solid line, a short dashed line and a long dashed line, and with respective focal points of the image fields 60a, 60b and 60c.

5 In de figuur blijkt brandpunt 60c zich te bevinden op het oppervlak van objectdeel 24' . De andere twee brandpunten 60a en 60b bevinden zich boven het oppervlak van objectdeel 24'.In the figure, focal point 60c appears to be located on the surface of object part 24 '. The other two focal points 60a and 60b are located above the surface of object portion 24 '.

Daarentegen blijkt, indien het object 24 evenwijdig zou zijn verplaatst, het links getekende objectdeel 24'' een oppervlak te 10 hebben dat zou samenvallen met brandpunt 60a. M.a.w. is er een veel grotere kans dat het oppervlak van een object zich in tenminste één brandpunt van een detector bevindt. Dit verhoogt de nauwkeurigheid van de metingen. Hierbij wordt opgemerkt dat de lichtvlek een veel grotere afmeting heeft dan het brandpunt van een beeldveld van een 15 detector, en zodoende heeft de instelling van de lichtvlek een veel geringere invloed op de nauwkeurigheid dan die van de detectoren.On the other hand, if the object 24 were moved in parallel, the object part 24 '' shown on the left appears to have a surface that would coincide with focal point 60a. M.a.w. there is a much greater chance that the surface of an object is in at least one focal point of a detector. This increases the accuracy of the measurements. It is noted here that the light spot has a much larger dimension than the focal point of an image field of a detector, and thus the setting of the light spot has a much smaller influence on the accuracy than that of the detectors.

i 10292851029285

Claims

Particle detection system, comprising: - a light source for emitting light, - an optical beam forming means that bundles the light from the light source into a light beam with a main beam direction, 5. an object holder adapted to receive an object which is light beam should be viewed, - a displacement means, which is capable of effecting mutual displacement between the object holder and the light beam, 10. a detector with an optical system adapted to limit an image field of the detector in a main image direction, and wherein the detector is adapted to detect light reflected from the light beam by the illuminated object in the direction of the detector, wherein the main beam direction makes an angle unequal to zero with the main image direction, the optical beam forming means being arranged to to bundle light into a light beam that acts as a substantially linear light spot pt on the object to be illuminated, and wherein the image field of the detector is also substantially linear, and substantially parallel to and at least partially coincides with the light spot.

2. Particle detection system according to claim 1, wherein the light source 25 comprises an LED or a series of several LEDs arranged in a row.

3. Particle detection system according to one of the preceding claims, further comprising a shielding means for removing light emitted by the LED in a space angle around the main beam direction. 30

A particle detection system according to any one of the preceding claims, wherein the light source comprises a linear light-emitting portion.

5. Particle detection system as claimed in any of the foregoing claims, wherein the light source comprises a linear incandescent lamp, a linear halogen incandescent lamp, or a high-pressure gas discharge lamp. 1029285 - 17 -

Particle detection system according to one of the preceding claims, wherein the light source has an adjustable color.

A particle detection system according to any one of the preceding claims, wherein the light source is adapted to emit light in at least two colors, with respective wavelengths that differ by at least 50 nm.

8. Particle detection system according to one of the preceding claims, comprising a color filter that can be placed in the light.

A particle detection system according to any one of the preceding claims, wherein the optical beam forming means comprises a mirror.

The particle detection system of claim 9, wherein the mirror comprises an elliptical mirror.

11. Particle detection system according to claim 10, wherein a series of light sources placed at substantially regular mutual light source distance is placed substantially in the line of focal points, the system furthermore comprising two flat mirrors that are perpendicular to the line of focal points.

12. Particle detection system according to claim 11, wherein the planar mirrors are placed on either side of the series of light sources at a distance from the series that is substantially equal to half the mutual light source distance.

13. Particle detection system according to one of the preceding claims, wherein the detector comprises a light-sensitive part, and the optical system for the detector is adapted to display at least a part of the line-shaped light spot on the light-sensitive part.

Particle detection system according to one of the preceding claims, wherein the detector comprises an elongated, preferably line-shaped photo detector. 1029285 - - 18 -

A particle detection system according to any one of the preceding claims, wherein the detector comprises at least one photo detector comprising a series of photosensitive elements arranged in a row.

A particle detection system according to any one of the preceding claims, wherein the detector comprises a plurality of mutually parallel photo detectors.

17. Particle detection system according to claim 16, wherein at least two of the plurality of photo detectors have mutually different color sensitivity. 1029285