基于过焦扫描成像的样品特征分析方法及其装置制造方法及图纸

本公开提供了一种基于过焦扫描成像的样品特征分析方法，包括：利用过焦扫描成像方法对待测样品进行处理，建立TSOM数据立方；对数据立方沿Z向光轴进行微分处理，获得Z向光轴微分数据立方；Z向光轴微分数据立方包括：负号微分数据和正号微分数据，在对待测样品进行处理时，待测样品呈现亮特征和暗特征，当呈现亮特征时，负号微分数据表示远离清晰成像面的参数，正号微分数据表示靠近清晰成像面的参数，当呈现暗特征时，负号微分数据表示靠近清晰成像面的参数，正号微分数据表示远离清晰成像面的参数；根据亮特征和暗特征的正负号变化，得到待测样品的参数。本发明专利技术可以进一步提高特征成像分辨率，准确获取样品参数，提高特征检测灵敏度。灵敏度。灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
基于过焦扫描成像的样品特征分析方法及其装置


[0001]本公开涉及光学显微成像
，尤其涉及一种基于过焦扫描成像的样品特征分析方法及样品特征分析装置。

技术介绍

[0002]过焦扫描成像技术(Through
‑
focus Scanning Optical Microscopy，TSOM)是一种通过沿光轴方向在焦点附近进行扫描的光学显微成像技术，该技术具有光学超分辨能力，能够捕获单个聚焦图像并沿光轴扫描，以获取由成像目标的聚焦图像和一系列散焦图像组成的图像序列，构成数据立方，通过比对与处理，达到提升成像分辨率和精度的效果。TSOM方法可以利用普通光学显微镜达到超分辨的能力，结构简单、操作方便、成本低廉。
[0003]传统TSOM在进行Z向扫描时，所成的一系列像组成的数据立方是在焦点附近一定范围内多个物面叠加的结果，当针对某一参数进行测量和检测时，如缺陷、维纳加工中的线宽(CD)、孔深等，其它因素的存在将成为干扰，如样品表面的粗糙度、污染物、划痕等，物镜上存在的较大污染尘埃等。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]针对上述问题，本公开提供了一种基于过焦扫描成像的样品特征分析方法及样品特征分析装置，用于解决传统TSOM方法测量待测样品中的某一参数时，干扰项较多以致无法提取、定位或分离干扰项，所得待测样品的某一参数不准确这一问题。
[0006](二)技术方案
[0007]本公开一方面提供了一种基于过焦扫描成像的样品特征分析方法，包括：利用过焦扫描成像方法对待测样品进行处理，建立TSOM数据立方，对TSOM数据立方沿Z向光轴进行微分处理，获得Z向光轴微分数据立方，Z向光轴微分数据立方包括：负号微分数据和正号微分数据，在对待测样品进行处理时，待测样品呈现亮特征和暗特征，其中，当待测样品呈现亮特征时，负号微分数据表示远离清晰成像面的参数，正号微分数据表示靠近清晰成像面的参数，当待测样品呈现暗特征时，负号微分数据表示靠近清晰成像面的参数，正号微分数据表示远离清晰成像面的参数，根据亮特征和暗特征的正负号变化，得到待测样品的参数。
[0008]根据本公开的实施例，待测样品包括三维表面物体，其中，三维表面物体包括光学透明三维表面物体。
[0009]根据本公开的实施例，利用过焦扫描成像方法对待测样品进行处理，建立TSOM数据立方，具体包括：提供待测样品；对待测样品沿Z向光轴进行扫描，获取多个图像位置数据；根据多个图像位置数据建立TSOM数据立方。
[0010]根据本公开的实施例，对待测样品沿Z向光轴进行扫描，具体包括：沿Z向光轴以预设间隔获取多个图像位置数据。
[0011]根据本公开的实施例，预设间隔包括预设固定间隔或者预设可调间隔。
[0012]本公开另一方面提供了一种根据权利要求1
‑
5中任一项基于过焦扫描成像的样品特征分析方法的样品特征分析装置，包括光源、第一聚焦镜、第二聚焦镜、分光镜及CCD摄像机；
[0013]其中，光源发射入射光线，入射光线依次穿过分光镜和第一聚焦镜入射至待测样品所在的放置平台，以对待测样品进行照射和扫描；放置平台将光线第一次反射，使第一次反射光线依次穿过第一聚焦镜和分光镜，分光镜将第一次反射光线第二次反射至第二聚焦镜，并将扫描的信息显示于CCD摄像机中。
[0014]根据本公开的另一实施例，样品特征分析装置包括光学显微镜。
[0015]根据本公开的另一实施例，多个图像位置数据从扫描的信息中以预设间隔获取。
[0016]根据本公开的另一实施例，入射光线与第一次反射光线相互平行，分光镜与第二次反射光线呈预设锐角。
[0017]根据本公开的另一实施例，光源包括半导体激光器。
[0018](三)有益效果
[0019]本公开提供的一种基于过焦扫描成像的样品特征分析方法及微分装置，可获得以下有益效果：
[0020](1)对TSOM数据立方沿Z向光轴微分处理，可排除扫描过程中的不变量的干扰，例如：待测样品表面的划痕、污染物等，达到进一步提高特征成像分辨率、准确获取样品参数的效果；
[0021](2)在对待测样品沿Z向光轴扫描时，根据光场强弱，待测样品存在暗特征和亮特征，当待测样品表现为暗特征，微分为负值，表示靠近清晰成像面的参数，微分为正值，表示远离清晰成像面的参数。当待测样品表现为亮特征，微分为正值，表示靠近清晰成像面的参数；微分后为负值，表示远离清晰成像面的参数。通过判断Z向光轴微分数据立方的正负号，以为提取、定位及分离特征项提供判断依据，便于获得待测样品的参数，达到提高特征检测灵敏度的效果。
附图说明
[0022]通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0023]图1示意性示出了根据本公开实施例基于过焦扫描成像的样品特征分析方法的流程图；
[0024]图2示意性示出了根据本公开实施例的TSOM数据立方获得方法的流程图；
[0025]图3示意性示出了根据本公开另一实施例的样品特征分析装置的结构图。
[0026]【附图标记说明】
[0027]1‑
光源；2
‑
第一聚焦镜；3
‑
第二聚焦镜；4
‑
分光镜；5
‑
CCD摄像机。
具体实施方式
[0028]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0029]请参阅图1，本公开提供了一种基于过焦扫描成像的样品特征分析方法，包括：
[0030]在本实施例中，步骤S1，利用过焦扫描成像方法对待测样品进行处理，建立TSOM数据立方。
[0031]具体地，提供待测样品，通过光学显微镜对待测样品聚焦扫描，沿Z向光轴以例如Z1、Z2、Z3…
Z
n
为间隔，获取多个图像位置数据例如I1、I2、I3…
I
n
，其中，Z1、Z2、Z3…
Z
n
可表示为ΔZ，任意合理值都可作为ΔZ，ΔZ可为预设间隔或预设可调间隔，只要满足建立TSOM数据立方。根据间隔ΔZ，获取多个图像位置数据I1、I2、I3…
I
n
，其中，多个图像位置数据为待测样品在光学显微镜中焦点附近一定范围内的图像序列，该图像序列包括散焦图像和聚焦图像，使多个图像序列物面叠加，最后构成TSOM数据立方I
(x，y，z)
。
[0032]请参阅图2，步骤S2，对TSOM数据立方沿Z向光轴进行微分处理，获得Z向光轴微分数据立方。
[0033]具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于过焦扫描成像的样品特征分析方法，其特征在于，包括：利用过焦扫描成像方法对待测样品进行处理，建立TSOM数据立方；对所述TSOM数据立方沿Z向光轴进行微分处理，获得Z向光轴微分数据立方；所述Z向光轴微分数据立方包括：负号微分数据和正号微分数据，在对所述待测样品进行处理时，所述待测样品呈现亮特征和暗特征，其中，当所述待测样品呈现所述亮特征时，所述负号微分数据表示远离清晰成像面的参数，所述正号微分数据表示靠近清晰成像面的参数，当所述待测样品呈现所述暗特征时，所述负号微分数据表示靠近清晰成像面的参数，所述正号微分数据表示远离清晰成像面的参数；根据所述亮特征和所述暗特征的正负号变化，得到所述待测样品的参数。2.根据权利要求1所述的基于过焦扫描成像的样品特征分析方法，其特征在于，所述待测样品包括三维表面物体，其中，所述三维表面物体包括光学透明三维表面物体。3.根据权利要求1所述的基于过焦扫描成像的样品特征分析方法，其特征在于，所述利用过焦扫描成像方法对待测样品进行处理，建立TSOM数据立方，具体包括：提供所述待测样品；对所述待测样品沿Z向光轴进行扫描，获取多个图像位置数据；根据所述多个图像位置数据建立TSOM数据立方。4.根据权利要求3所述的基于过焦扫描成像的样品特征分析方法，其特征在于，对所述待测样品沿Z向光轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘立拓，宋晓娇，王娜，王盛阳，周维虎，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：