【技术实现步骤摘要】
本申请涉及车辆制造，尤其是涉及一种自动聚焦的光路结构以及半导体检测设备。
技术介绍
1、随着科技的发展，很多行业对工艺和缺陷检测的要求也越来越高，从而高分辨率的光学显微镜也越来越多的被引入到视觉检测领域。目前的检测方式一般有人工检测和自动检测两种，人检测容易造成视觉疲劳，对工作人员的要求很高，而自动检测又受光学显微镜景深的制约，目前高分辨率的显微镜景深都在微米级，被拍摄物体位置稍微变化就会导致拍摄图像模糊，所以需要显微镜自动聚焦来解决以上问题。
2、目前常用的自动聚焦测距光路有激光测距和双传感器测距等，这些光路要么精度低，要么速度慢，无法满足精密半导体监测的需求。
3、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本申请提供了一种自动聚焦的光路结构以及半导体检测设备，以解决现有光路结构聚焦时精度低、速度慢的技术问题。
2、本专利技术第一方面提供了一种自动聚焦的光路结构，包括：多个图卡，于同一直线上间隔设置且多个图卡上分别设有对应的遮光图案；光源组件，朝向图卡发出平行光以形成图形光；物镜，朝向待检测样品设置，以将图形光映射至待检测样品的表面；以及检测相机，用于对待检测样品反射的图形光成像，以对图形光中的多个遮光图案分别进行清晰度分析后确定待检测样品的像距。
3、在该方案中，光源组件朝向图卡发出平行光，平行光经过图卡时，遮光图案会遮挡部分平行光，从而使得平行光变成带有图卡上图案的图案光，图案光经过物镜后映射至待检测样品的表面，由于多个图
4、关于图卡的距离设置，要根据待检测样品固定的位置相对物镜的距离来设置，具体而言，待检测样品固定的位置为待检测样品的最大距离，而物镜的位置则为待检测样品的最小距离，在待检测样品的最大距离和最小距离之间选择多个点作为物距值，通过高斯成像公式即可获取对应的像距值，此时将图卡安装在多个对应的像距值位置即可。
5、在本专利技术的进一步方案中，光源组件包括点光源以及准直透镜，准直透镜设置于点光源与多个图卡之间，用于将点光源发出的光转换为平行光并朝向多个图卡发出。
6、在该方案中，点光源向外界发出散射光，散射光经过准直透镜后被转化为平行光，从而使得光穿过图卡时能够形成稳定而又清晰的图案光，避免散射光致使图案不够清晰难以检测。
7、在本专利技术的进一步方案中，多个遮光图案在平行光中互不重叠，多个图卡在同一直线上等间隔设置，以使检测相机可分别检测多个遮光图案的清晰度。
8、在该方案中，使得多个图卡上的遮光图案在平行光中互不重叠设置，从而避免任意一个图卡上的遮光图案影响其他遮光图案的图形光形成，使得进行清晰度分析更为准确，等间隔设置的图卡能够使得拟合的距离-清晰度函数更为准确，从而对最终获取的待检测样品的像距更为精准，进而完成对主相机的聚焦。
9、在本专利技术的进一步方案中，自动聚焦的光路结构还包括主相机，物镜设置于主相机与待检测样品之间，以使主相机经物镜对待检测样品成像。
10、在该方案中，主相机用于对待检测样品成像，通过将物镜设置于主相机与待检测样品之间，待检测样品的反射光经过物镜后进入主相机成像，从而对待检测样品完成检测。
11、在本专利技术的进一步方案中，主相机用于对第一波长段的光成像，检测相机用于对第二波长段的光成像，点光源用于发出第三波长段的光，第一波长段与第二波长段互斥，第三波长段与第二波长段至少部分重合。
12、在该方案中，由于点光源所发出的光为第三波长段，第三波长段与第二波长段部分重合，因此成像第二波长段的光的检测相机能够对点光源所发出的光进行成型，从而完成清晰度分析，以使主相机进行聚焦，由于主相机用于对第一波长段的光进行成像，而第一波长段与第二波长段互斥，因此点光源所发出的光不会对主相机的成像造成干扰，从而可以更好的对待检测样品进行检测。
13、在本专利技术的进一步方案中，自动聚焦的光路结构还包括反射组件，反射组件包括第一分光镜与第二分光镜，第一分光镜与第二分光镜平行设置，以使图形光绕过主相机自物镜折射至待检测样品表面。
14、在该方案中，通过反射组件能够将图像光绕过主相机自物镜折射至待检测样品表面，因此光源组件以及图卡无需设置于主相机以及待检测样品之间，避免对主相机的成像造成干扰，第一分光镜与第二分光镜平行设置，能够使得图像光自第二分光镜垂直映射在待检测样品上，从而能够提高后续清晰度分析的准确性，进而使得所获取的待检测样品的像距更为精准。
15、在本专利技术的进一步方案中，第二分光镜设置于主相机与物镜之间，第一分光镜与多个图卡于同一直线上设置，以将图形光反射至第二分光镜并映射至待检测样品上；第一分光镜设置检测相机与第二分光镜之间，以使检测相机检测第二分光镜反射后透过第一分光镜的待检测样品的图案光。
16、在该方案中，第二分光镜设置在主相机与物镜之间，由于第一分光镜与多个图卡设置在同一直线上，因此穿过图卡的图形光会自第一分光镜反射至第二分光镜上，由于第一分光镜与第二分光镜相互平行，因此图形光会映射至待检测样品的表面，待检测样品以及映射在其表面的图形光会反射，穿过物镜后被第二分光镜反射至第一分光镜，随后穿过第一风光镜被检测相机接收，检测相机接收到图形光后即可对多个遮光图案所形成的图形光进行清晰度分析，根据清晰度分析获取的清晰度以及多个图卡之间的距离即可拟合成距离-清晰度函数，此时距离-清晰度函数中的最高点即为待检测样品的像距。
17、在本专利技术的进一步方案中，第一分光镜与第二分光镜上均镀有分光膜，分光膜用于分光第四波长段，第四波长段与第一波长段互斥且包含第三波长段。
18、在该方案中，通过在第一分光镜与第二分光镜上镀设分光膜，分光膜用于分光第四波长段，第四波长段与第一波长段互斥，因此分光膜不会对第一波长段的光产生影响，待检测样品反射的第一波长段的光经过物镜后会直接穿过第一分光镜进入主相机成像，因此主相机对待检测样品的成像更为清晰，从而更为准确的对待检测样品进行检测；由于第四波长段包含第三波长段，因此由光源组件发出的第二波长段中与第三波长段重合的部分会在第一分光镜与第二分光镜处分光，从而使得待检测相机可以接收到图形光以完成清晰度分析。
19、在具体应用中，第一波长段为可见光，第二波长段、第三波长段以及第四波长段为红外光，即检测相机为红外相机、第一分光镜与第二分光镜仅可分光红外光，而可见光可以全部透射过第一分光镜与第二分光镜，点光源为发射红外光的光源。
20、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自动聚焦的光路结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自动聚焦的光路结构，其特征在于，所述光源组件(100)包括点光源(110)以及准直透镜(120)，所述点光源(110)、所述准直透镜(120)以及多个所述图卡(200)于同一直线上依次设置，所述准直透镜(120)设置于所述点光源(110)与多个所述图卡(200)之间，用于将所述点光源(110)发出的光转换为平行光并朝向多个所述图卡(200)发出。
3.根据权利要求1所述的自动聚焦的光路结构，其特征在于，多个所述遮光图案(200A)在平行光中互不重叠，多个所述图卡(200)在同一直线上等间隔设置，以使所述检测相机(500)可分别检测多个遮光图案(200A)的清晰度。
4.根据权利要求2所述的自动聚焦的光路结构，其特征在于，所述自动聚焦的光路结构还包括主相机(600)，所述主相机(600)、所述物镜(300)以及所述待检测样品(400)于同一直线上依次设置，所述物镜(300)设置于所述主相机(600)与所述待检测样品(400)之间，以使所述主相机(600)经所述物镜(300)对
5.根据权利要求4所述的自动聚焦的光路结构，其特征在于，所述主相机(600)用于对第一波长段的光成像，所述检测相机(500)用于对第二波长段的光成像，所述点光源(110)用于发出第三波长段的光，所述第一波长段与第二波长段互斥，所述第三波长段与所述第二波长段至少部分重合。
6.根据权利要求5所述的自动聚焦的光路结构，其特征在于，所述自动聚焦的光路结构还包括反射组件(700)，所述反射组件(700)包括第一分光镜(710)与第二分光镜(720)，所述第一分光镜(710)与所述第二分光镜(720)相互平行，所述第一分光镜(710)、所述第二分光镜(720)以及所述检测相机(500)于同一直线上依次设置，以使所述图形光绕过所述主相机(600)自所述物镜(300)折射至所述待检测样品(400)表面。
7.根据权利要求6所述的自动聚焦的光路结构，其特征在于，所述第二分光镜(720)设置于所述主相机(600)与所述物镜(300)之间，所述第一分光镜(710)与多个所述图卡(200)于同一直线上设置，以将图形光反射至第二分光镜(720)并映射至待检测样品(400)上；
8.根据权利要求6所述的自动聚焦的光路结构，其特征在于，
9.根据权利要求6所述的自动聚焦的光路结构，其特征在于，
10.一种半导体检测设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的自动聚焦的光路结构，所述待检测样品(400)为晶圆。
...【技术特征摘要】
1.一种自动聚焦的光路结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自动聚焦的光路结构，其特征在于，所述光源组件(100)包括点光源(110)以及准直透镜(120)，所述点光源(110)、所述准直透镜(120)以及多个所述图卡(200)于同一直线上依次设置，所述准直透镜(120)设置于所述点光源(110)与多个所述图卡(200)之间，用于将所述点光源(110)发出的光转换为平行光并朝向多个所述图卡(200)发出。
3.根据权利要求1所述的自动聚焦的光路结构，其特征在于，多个所述遮光图案(200a)在平行光中互不重叠，多个所述图卡(200)在同一直线上等间隔设置，以使所述检测相机(500)可分别检测多个遮光图案(200a)的清晰度。
4.根据权利要求2所述的自动聚焦的光路结构，其特征在于，所述自动聚焦的光路结构还包括主相机(600)，所述主相机(600)、所述物镜(300)以及所述待检测样品(400)于同一直线上依次设置，所述物镜(300)设置于所述主相机(600)与所述待检测样品(400)之间，以使所述主相机(600)经所述物镜(300)对所述待检测样品(400)成像。
5.根据权利要求4所述的自动聚焦的光路结构，其特征在于，所述主相机(600)用于对第一波长段的光成像，所述检测相机...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘天胜，
申请(专利权)人：东方晶源微电子科技北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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