[发明专利]一种暗场照明装置及表面缺陷检测装置

说明书

本发明公开了一种暗场照明装置及表面缺陷检测装置，其中，所述暗场照明装置包括光源、光传导匀化结构、固定件及装置固定架，所述光传导匀化结构包括入射端、传导段和若干出射端，所述光源发出的光入射到所述入射端端面，经所述传导段后从若干所述出射端倾斜于待测试平面射出，若干所述出射端构成环形，并通过所述固定件固定在所述装置固定架上，所述光传导匀化结构为一体式注塑结构。本发明采用的光传导匀化结构为一体式注塑结构，光源发出的光在其中进行传导时发生全反射，各个方向的全反射对光进行匀化，提高了暗场照明装置的照明均匀性，同时，一体式注塑结构具有接近100％的填充率，一体式注塑结构简单，易于制造和装配。

技术领域

本发明涉及一种暗场照明装置及表面缺陷检测装置，应用于半导体行业。

背景技术

暗场照明技术广泛应用于仪器视觉领域，如表面缺陷检测领域，暗场照明是指照明光束以极大的入射角投射到试样表面上，如果试样表面是一个抛光镜面，则从镜面上反射的光线以极大的反射角反射出去，而不能进入物镜成像，在目镜中只能看到一片漆黑；如果试样表面存在缺陷特征，则从缺陷特征处漫反射的光线有一部分可进入物镜成像，这些缺陷特征呈明亮的像映衬在黑暗的视场内，最终可以在目镜中被观测到。环形暗场照明装置提供均匀的照明光，用于检测试样表面的凹陷、突起、划痕等缺陷特征，因此，环形暗场照明装置照明光的均匀性决定了缺陷的检测质量。

现有技术的环形暗场照明装置常采用LED环形暗场照明和光纤环形暗场照明，其中，LED环形暗场照明作为脉冲光源使用时，能量无法满足高扫描速度的需求，无法适应半导体行业对扫描和检测速度越来越高的要求，作为连续光源使用时存在能量不足的问题。

如图1和图2所示，现有技术的光纤环形暗场照明装置通过传导光纤102作为光传导介质，将光源发出的光从入射端101传导到出射端103后射出，对试样表面进行暗场照明，可同时适用于连续光源和脉冲光源。光纤环形暗场照明使用大量的光纤来传导光，由于光源面分布往往不均匀，现有技术的光纤环形暗场照明装置没有匀光装置，导致进入光纤环形暗场照明装置中每根光纤的能量差异较大，降低了光纤环形暗场照明装置出射光的均匀性，从而影响了缺陷检测质量。由于使用大量彼此独立的光纤作为传导介质，导致该结构的填充率不高，降低了耦合效率，使光源的能量利用率降低，造成光能量损失。同时，采用大量的光纤线缆，造成了暗场照明装置的结构变得复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有光传导和匀化作用、高耦合效率且结构简单的暗场照明装置及表面缺陷检测装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种暗场照明装置，包括光源、光传导匀化结构、固定件及装置固定架，所述光传导匀化结构包括入射端、传导段和若干出射端，所述光源发出的光入射到所述入射端端面，经所述传导段后从若干所述出射端倾斜于待测试平面射出，若干所述出射端构成环形，并通过所述固定件固定在所述装置固定架上，所述光传导匀化结构为一体式注塑结构。

优选的，所述光在所述传导段内进行全反射。

优选的，所述入射端为端面是多边形的柱状结构。

优选的，所述出射端为长方体结构。

优选的，所述固定件的数量与所述出射端的数量一致，每个所述固定件固定一个所述出射端后排布在一起形成环形。

优选的，若干所述出射端注塑成一体式环形结构，所述固定件为与所述一体式环形结构匹配的环形固定件。

优选的，所述入射端的数量不少于2个，所述入射端连接的出射端组合后构成环形。

优选的，每个所述入射端对应的光源均相同。

优选的，所述光传导匀化结构采用聚碳酸酯材料或有机玻璃。