【技术实现步骤摘要】
一种超快大尺寸扫描系统及方法
[0001]本专利技术涉及光学显微镜
，尤其涉及一种超快大尺寸扫描系统及方法。
技术介绍
[0002]目前，对于基本的光学的扫描检测，一般都会用到高倍物镜和工业相机。但现有高倍物镜和工业相机进行扫描时，位置往往是固定的，每次检测面积仅限于其性能所能达到的面积，具有局限性。且样品台一般是手动控制移动，使用时多有不便，且不够准确，不能满足各领域对光学显微镜扫描精度的要求。另外，目前工业应用方面，例如半导体芯片、晶圆、硅片、工业设计等都需要大面积快速扫描，才能使操作标准简单化、流程化；工业应用方面的需求也对光学显微镜提出了更高的要求。
[0003]因此，有必要研究一种新的超快大尺寸扫描系统及方法来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种超快大尺寸扫描系统及方法，能够实现对样品台的自动控制，实现自动、快速、大面积可靠扫描。
[0005]一方面，本专利技术提供一种超快大尺寸扫描系统，所述系统包括：
[0006]样品台，用于放置待测样品；
[0007]运动控制组件，与所述样品台连接，用于实现所述样品台沿x轴、y轴和z轴的移动，也用于实现待测样品表面调平；
[0008]光源组件，用于提供扫描所需的光环境；
[0009]物镜，正对待测样品设置，用于对待测样品的表面进行对应倍率的放大；
[0010]反射镜，用于将物镜处发射来的光信号反射到高分辨相机处；>[0011]高分辨相机，用于拍摄反射镜反射来的光信号；
[0012]高度传感器，设于样品台上方，用于监测待测样品各位置的高度，并将高度数据传输给控制处理单元；
[0013]光强传感器，设置在反射镜上方，用于监测光强数据并传输给控制处理单元；
[0014]控制处理单元，用于控制运动控制组件的工作，并根据接收到的高度数据调整待测样品的高度和姿态，实现物镜在样品表面的聚焦；还用于根据光强数据实时调整光源组件的强度，以便保证采集后的图像对比度均匀。
[0015]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述物镜的数量为两个以上，且具有不同倍率。
[0016]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述反射镜能够在两个不同物镜所在光路之间进行切换，具体为：所述反射镜固定在气泵控制移动组件上，通过气泵控制移动组件的动作带动所述反射镜在不同物镜所在的光路之间移动，实现切换。
[0017]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述气泵控制移动组件包括滑块和滑轨，所述滑轨固定且水平向的设置在反射镜上方，所述滑块与所述滑轨滑动连接；所述滑块与气泵连接，所述气泵与所述控制处理单元连接并在所述控制处理单元的控制信号下动作从而带动所述滑块沿滑轨左右移动；
[0018]所述反射镜固定设置在所述滑块上。
[0019]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述运动控制组件包括：
[0020]y轴移动组件，包括y轴底座和y轴滑动件；y轴底座上设有y轴方向的宽轨；y轴滑动件为具有厚度的方形板状，所述方形板状具有y轴方向且两端开口的方形内腔，所述宽轨穿设在所述方形内腔中，在动力设备的作用下实现所述y轴滑动件沿所述宽轨的滑动；
[0021]x轴移动组件，包括x轴固定框架、丝杠组件和x轴滑动件；所述x轴固定框架固定设于y轴移动组件上；所述丝杠组件包括丝杠电机和丝杠，所述丝杠可转动地设于所述x轴固定框架内，所述丝杠电机设于所述x轴固定框架外侧且与所述丝杠连接，所述x轴滑动件与设于丝杠上的螺母固定连接，在所述丝杠电机的作用下沿x轴移动；
[0022]z轴移动组件，包括呈L形的z轴固定座和样品台固定架；所述z轴固定座的侧壁内侧设有z轴导轨，所述样品台固定架设于所述z轴固定座内且与所述z轴导轨呈垂直状态，所述样品台固定架通过z轴滑块与z轴导轨滑动连接，所述z轴滑块与动力设备连接，在所述动力设备的作用下能够沿z轴导轨上下移动；
[0023]转动组件，包括第一转动电机和第二转动电机；所述第一转动电机用于带动所述样品台沿y轴转动，所述第二转动电机用于带动所述样品台沿x轴转动。
[0024]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述丝杠组件中丝杠数量为两根以上。
[0025]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一转动电机的电机轴沿y轴方向设置，其电机轴与第一穿设杆固连，所述第一穿设杆穿设在样品台内且与所述样品台固定连接；随着所述第一转动电机的动作带动所述样品台沿y轴转动；
[0026]所述第二转动电机的电机轴沿x轴方向设置，其电机轴与第二穿设杆固连，所述第二穿设杆穿设在所述样品台内且与所述样品台固定连接，随着所述第二转动电机的动作带动所述样品台沿x轴转动；
[0027]所述第一转动电机和所述第二转动电机均与所述z轴滑块固定连接，保证第一转动电机和第二转动电机的位置相对于z轴移动组件是固定的。
[0028]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述样品台为方形，且所述样品台的底部与L形的z轴固定座的底板上表面之间具有特定距离的间隙，所述间隙为所述样品台的转动提供空间并限定转动范围。
[0029]另一方面，本专利技术提供一种超快大尺寸扫描方法，所述方法采用如上任一所述的超快大尺寸扫描系统实现；所述方法的步骤包括：
[0030]S1、将待测样品放置在样品台上，并通过运动控制组件对样品台的位置进行x、y、z三轴向的调整，使其处于相对合适的位置；
[0031]S2、控制处理单元根据接收的高度传感器的检测信号，判断待测样品表面是否处于聚焦的最佳高度，并通过控制运动控制组件对样品台高度进行调整，实现物镜能够聚焦
于样品表面；
[0032]S3、控制处理单元控制运动控制组件，对待测样品表面进行自动调平；
[0033]S4、控制处理单元再次控制运动控制组件调整待测样品表面的高度，进行自动聚焦，以保证最终图像均匀清晰；
[0034]S5、开始扫描：样品台在运动控制组件的带动下按特定速度、特定路径进行水平向移动，将待测样品表面的不同扫描区域持续移动到物镜下方，从而实现对大尺寸样品的连续自动扫描。
[0035]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S5的内容还包括：扫描过程中由光强传感器实时检测待测样品表面的反射率，并根据检测的数据同步调节光源组件的强度，以保证采集后的图像信号颜色均匀。
[0036]与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：本专利技术的样品台有运动控制功能，自动位移、自动调平、自动聚焦，实现自动、快速、大面积扫描；可以大大降低人力检测成本，增加产能、图像采集结果稳定，且经过运动控制精准控制后，扫描出的图片无拼本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超快大尺寸扫描系统，其特征在于，所述系统包括：样品台，用于放置待测样品；运动控制组件，与所述样品台连接，用于实现所述样品台沿x轴、y轴和z轴的移动，也用于实现待测样品表面调平；光源组件，用于提供扫描所需的光环境；物镜，正对待测样品设置，用于对待测样品的表面进行对应倍率的放大；反射镜，用于将物镜处发射来的光信号反射到高分辨相机处；高分辨相机，用于拍摄反射镜反射来的光信号；高度传感器，设于样品台上方，用于监测待测样品各位置的高度，并将高度数据传输给控制处理单元；控制处理单元，用于控制运动控制组件的工作，并根据接收到的高度数据调整待测样品的高度和姿态，实现物镜在样品表面的聚焦。2.根据权利要求1所述的超快大尺寸扫描系统，其特征在于，所述物镜的数量为两个以上，且具有不同倍率。3.根据权利要求2所述的超快大尺寸扫描系统，其特征在于，所述反射镜能够在两个不同物镜所在光路之间进行切换，具体为：所述反射镜固定在气泵控制移动组件上，通过气泵控制移动组件的动作带动所述反射镜在不同物镜所在的光路之间移动，实现切换。4.根据权利要求3所述的超快大尺寸扫描系统，其特征在于，所述气泵控制移动组件包括滑块和滑轨，所述滑轨固定且水平向的设置在反射镜上方，所述滑块与所述滑轨滑动连接；所述滑块与气泵连接，所述气泵与所述控制处理单元连接并在所述控制处理单元的控制信号下动作从而带动所述滑块沿滑轨左右移动；所述反射镜固定设置在所述滑块上。5.根据权利要求1所述的超快大尺寸扫描系统，其特征在于，所述运动控制组件包括：y轴移动组件，包括y轴底座和y轴滑动件；y轴底座上设有y轴方向的宽轨；y轴滑动件为具有厚度的方形板状，所述方形板状具有y轴方向且两端开口的方形内腔，所述宽轨穿设在所述方形内腔中，在动力设备的作用下实现所述y轴滑动件沿所述宽轨的滑动；x轴移动组件，包括x轴固定框架、丝杠组件和x轴滑动件；所述x轴固定框架固定设于y轴移动组件上；所述丝杠组件包括丝杠电机和丝杠，所述丝杠可转动地设于所述x轴固定框架内，所述丝杠电机设于所述x轴固定框架外侧且与所述丝杠连接，所述x轴滑动件与设于丝杠上的螺母固定连接，在所述丝杠电机的作用下沿x轴移动；z轴移动组件，包括呈L形的z轴固定座和样品台固定架；所述z轴固定座的侧壁内侧设有z轴导轨，所述样品台固定架设于所述z轴固定座内且与所述z轴导轨呈垂直状态，所述样品台固定架通过z轴滑块与z轴...
【专利技术属性】
技术研发人员：何伟，华四伟，张月新，
申请(专利权)人：纳克微束北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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