The invention relates to a high-speed sensing confocal microscopic measurement method, which belongs to the field of optical imaging and detection technology. The sensor characteristic curve is obtained by subtracting the misalignment of data sets on both sides of the confocal axial characteristic curve by adding them. The axial scanning interval is defined as the misalignment amount when the sample is scanned in the axial direction. After the scanning is completed, the maximum value of light intensity and the sub-maximum value of light intensity in the axial scanning data are subtracted by adding, and then the extreme point of the confocal axial characteristic curve is accurately calculated by using the sensing characteristic curve. Location. The axial scanning interval of the invention is the size of dislocation when scanning samples, and the axial scanning interval of the invention is large, so the imaging efficiency of the existing confocal measurement method can be significantly improved. At the same time, the sensing characteristic curve of the method is very sensitive to the change of the axial position of the sample, so the accuracy of calculating the extreme position of the confocal axial characteristic curve by the method is higher than that of the existing confocal measurement. The method of measurement is high. The invention will provide a new technical approach for the field of confocal imaging/detection.
【技术实现步骤摘要】
高速传感共焦显微测量方法
本专利技术涉及一种高速传感共焦显微测量方法。可用于三维微细结构、微台阶、微沟槽、集成电路线宽、表面形貌及表面测量定位等。属于光学成像与检测
技术介绍
共焦显微镜的思想最早由美国学者M.Minsky于1957年首次提出，并于1961年获得美国专利，专利号为US3013467。共焦显微镜将点光源、点物和点探测器三者置于彼此对应的共轭位置，构成了光学显微成像中独具层析能力的点照明和点探测显微成像系统。共焦显微镜的基本原理如图1所示，光源发出的光经过空间滤波针孔和分光镜被物镜聚焦在被测样品的表面上，由被测样品反射的携带样品信息的测量光沿原路返回，通过分光镜反射最终将来自样品的测量光聚焦到置于光电探测器前的针孔内。光电探测器为点探测，主要接收来自物镜焦点处的测量光，焦点以外的返回光被针孔遮挡。当物体位于焦平面F时，光电探测器接收到的光强最大，当物体偏离焦平面F时，反射光被聚焦在针孔前或后的某一位置，此时光电探测器仅接收一小部分光能量，也就是说物体在离焦时探测到的光强要比在焦平面时弱，这样就可以通过光电探测器检测到图2所示的共焦轴向响应曲线...
【技术保护点】
1.高速传感共焦显微测量方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、确定共焦轴向强度响应数值(14)的最大值M，并以M为界将共焦轴向强度响应数值(14)分割为左侧边数据组(15)和右侧边数据组(16)；步骤二、保持右侧边数据组(16)不动，使左侧边数据组(15)沿横向坐标平移S得到左侧边右移数据组(17)，左侧边右移数据组(17)和右侧边数据组(16)交汇；步骤三、对右侧边数据组(16)和左侧边右移数据组(17)分别进行相同横坐标点的插值处理，将插值处理后的两组数据中横坐标相同的两数据点相减再除以其相加值，从而得到左侧边右移相减除以相加数据组(18)；步骤四、取左侧边右移相减除...
【技术特征摘要】
1.高速传感共焦显微测量方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、确定共焦轴向强度响应数值(14)的最大值M，并以M为界将共焦轴向强度响应数值(14)分割为左侧边数据组(15)和右侧边数据组(16)；步骤二、保持右侧边数据组(16)不动，使左侧边数据组(15)沿横向坐标平移S得到左侧边右移数据组(17)，左侧边右移数据组(17)和右侧边数据组(16)交汇；步骤三、对右侧边数据组(16)和左侧边右移数据组(17)分别进行相同横坐标点的插值处理，将插值处理后的两组数据中横坐标相同的两数据点相减再除以其相加值，从而得到左侧边右移相减除以相加数据组(18)；步骤四、取左侧边右移相减除以相加数据组(18)中零值附近且对轴向位移变化灵敏的数据段进行多项式拟合，得到左侧边右移传感特性曲线(19)和左侧边右移传感特性方程zL(I)＝amIm+am-1Im-1+…+a2I2+a1I+a0，将方程zL(I)的常数项a0替换为S/2，最终得到zL(I)＝amIm+am-1Im-1+…+a2I2+a1I+S/2；步骤五、以平移量S为轴向扫描间隔对被测样品轴向扫描，获取轴向扫描数据中光强最大值点I23(23)和轴向扫描数据中光强次大值点I24(24)；步骤六、比较轴向扫描数据中光强最大值点I23(23)和轴向扫描数据中光强次大值点I24(24)各自对应的轴向位置，当I24对应的轴向位置大于I23对应的轴向位置时，将I25＝(I23-I24)/(I23+I24)代入左侧边右移传感特性方程,计算得到h＝zL(I25)；当I23对应的轴向位置大于I24对应的轴向位置时，将I25＝(I24-I23)/(I24+I23)代入左侧边右移传感特性方程,计算得到h＝zL(I25)；步骤七、比较轴向扫描数据中光强最大值点I23(23)和轴向扫描数据中光强次大值点I24(24)各自对应的轴向位置，利用两轴向位置中较大的位置减去步骤六得到的h从而获得共焦测量系统焦点的精确位置f。2.高速传感共焦显微测量方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、确定共焦轴向强度响应数值(14)的最大值M，并以M为界将共焦轴向强度响应数值(14)分割为左侧边数据组(15)和右侧边数据组(16)；步骤二、保持左侧边数据组(15)不动，使右侧边数据组(16)沿横向坐标平移-S得到右侧边左移数据组(20)，右侧边左移数据组(20)和左侧边数据组(15)交汇；步骤三、对左侧边数据组(15)和右侧边左移数据组(20)分别进行相同横坐标点的插值处理，将插值处理后的两组数据中横坐标相同的两数据点相减再除以其相加值，从而得到右侧边左移相减除以相加数据组(21)；步骤四、取右侧边左移相减除以相加数据组(21)中零值附...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵维谦，孙迎宾，邱丽荣，王允，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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