CN105910990B - 图形测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种图形测试方法。所述图形测试方法包括：光源发射的光束经过光路转换系统转换后入射至一参考样片上，探测器根据所述参考样片的反射光得到所述参考样片的反射率；光源发射的光束经过光路转换系统转换后入射至一待测样片上，探测器根据所述待测样片的反射光得到所述待测样片的反射率；所述探测器将所述待测样片的反射率与所述参考样片的反射率进行比较以确定所述待测样片是否异常。该测试方法对测试设备的分辨率没有要求、简单易操作，无需特殊技能，且成本较低。

Description

图形测试方法
技术领域
本发明属于测试领域，尤其涉及一种图形测试方法。
背景技术
LED在照明应用中具有健康、节能、环保的优点，因此广泛应用于显示屏、液晶背光源、交通指示灯、室外照明等领域，并且开始向室内照明、汽车用灯、舞台用灯、特种照明等领域渗透，不同的应用领域和更为复杂的使用环境对LED的晶体质量、发光亮度和发光效率提出了更高的挑战。随着图案化衬底的产业化，发光二极管(LED)中的外延层晶体质量得以显著的提高，相应地，LED的发光效率得到大幅的提升。LED的晶体质量和发光亮度与图案化衬底的图形尺寸息息相关。随着光刻技术的不断进步，光刻线宽已经达到微米、亚微米、甚至纳米量级，实现微米、亚微米甚至纳米尺寸的图案化衬底的批量生产已经不是LED行业的技术难题。然而，传统测试仪器的分辨率要么不能适于上述微米甚至纳米尺寸的图案化衬底的日常监控，或虽然能够用于上述尺寸的图案化衬底的日常监控，但价格昂贵，且不易操作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种图形测试方法，以解决现有的图形测试所需设备分辨率不够的问题或者所需设备价格昂贵的问题。
本发明提供一种图形测试方法，包括：
步骤S1：光源发射的光束经过光路转换系统转换后入射至一参考样片上，探测器根据所述参考样片的反射光得到所述参考样片的反射率；
步骤S2：光源发射的光束经过光路转换系统转换后入射至一待测样片上，探测器根据所述待测样片的反射光得到所述待测样片的反射率；
步骤S3：所述探测器将所述待测样片的反射率与所述参考样片的反射率进行比较以确定所述待测样片是否异常。
可选的，在所述的图形测试方法中，在步骤S3中，将所述待测样片的反射率与所述参考样片的反射率进行比较得到所述待测样片的图形占空比，再根据所述待测样片的图形特征将所述待测样片的图形占空比转换成所述待测样片的图形尺寸特征，以确定所述待测样片是否异常。
可选的，在所述的图形测试方法中，在步骤S3中，将所述待测样片的反射率与所述参考样片的反射率进行比较得到所述待测样片的图形占空比，并将所述待测样片的图形占空比与所述参考样片的图形占空比进行比较，以确定所述待测样片是否异常。
可选的，在所述的图形测试方法中，所述参考样片上未形成图形，所述待测样片上形成有微米、亚微米或纳米图形中的至少一种。
可选的，在所述的图形测试方法中，先执行步骤S1再执行步骤S2，或者，先执行步骤S2再执行步骤S1。
可选的，在所述的图形测试方法中，采用一种图形测试系统，所述图形测试系统包括：
第一腔体；
设置于所述第一腔体内的第二腔体，所述第二腔体具有一出光口；
设置于所述第一腔体内的承片台；以及
设置于所述第二腔体内的光源、光路转换系统和探测器；
其中，所述光源发射的光束经过所述光路转换系统转换后通过出光口入射至所述承片台承载的待测样片上，所述探测器根据所述待测样片的反射光得到所述待测样片的反射率，并将所述待测样片的反射率与参考样片的反射率进行比较以确定所述待测样片是否异常。
可选的，在所述的图形测试方法中，所述光源与光路转换系统的光轴在同一直线上，所述光路转换系统的光轴垂直于所述承片台的表面并通过所述出光口的中心。
可选的，在所述的图形测试方法中，所述光源为激光光源。所述光路转换系统包括扩束镜和准直镜，所述扩束镜和准直镜的焦点重合，所述光源发出的光束经所述扩束镜扩束后再经过所述准直镜变成准直光。所述出光口的形状和尺寸与所述准直光的截面形状和尺寸相同。所述扩束镜为双凹透镜，所述准直镜为双凸透镜或平凸透镜中的一种。
可选的，在所述的图形测试方法中，所述光路转换系统包括一分束镜，所述分束镜的光轴与所述探测器的光轴在同一直线上。所述分束镜由两块直角棱镜和位于两块直角棱镜之间的分束膜构成。
可选的，在所述的图形测试方法中，所述第一腔体上设置有样品进出口和封闭所述样品进出口的封闭门。所述第一腔体以及所述封闭门由吸光材料制成，所述第二腔体由吸光材料制成。所述承片台为可移动的承片台。
可选的，在所述的图形测试方法中，所述承片台面向所述第二腔体的表面具有一凹槽，所述凹槽正对所述出光口。
可选的，在所述的图形测试方法中，所述探测器为CCD图像传感器或CMOS图像传感器。
在本发明提供的图形测试方法中，一方面，光源发射的光束经过光路转换系统转换后入射至一参考样片上，探测器根据所述参考样片的反射光得到所述参考样片的反射率；另一方面，光源发射的光束经过光路转换系统转换后入射至一待测样片上，探测器根据所述待测样片的反射光得到所述待测样片的反射率；然后，所述探测器将所述待测样片的反射率与所述参考样片的反射率进行比较以确定所述待测样片是否异常。该测试方法对测试设备的分辨率没有要求、简单易操作，无需特殊技能，且成本较低。
附图说明
图1是本发明一实施例中图形测试系统的结构示意图；
图2是本发明一实施例中图形测试方法的流程示意图；
图3是本发明一实施例中测试参考样片的示意图；
图4是本发明一实施例中测试待测样片的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的图形测试方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图2所示，本实施例的图形测试方法包括如下步骤：
步骤S1：光源发射的光束经过光路转换系统转换后入射至一参考样片上，探测器根据所述参考样片的反射光得到所述参考样片的反射率；
步骤S2：光源发射的光束经过光路转换系统转换后入射至一待测样片上，探测器根据所述待测样片的反射光得到所述待测样片的反射率；
步骤S3：所述探测器将所述待测样片的反射率与所述参考样片的反射率进行比较以确定所述待测样片是否异常。
具体的，如图3所示，在步骤S1中，打开封闭门111，将一参考样片200放置于第一腔体110内的承片台130上，并关上封闭门111；打开光源140，光源140发出的激光束经扩束镜151扩束后，再经过准直镜152变成准直光，所述准直光经分束镜153反射后，通过出光口121入射到所述参考样片200上，本实施例中采用的参考样片200为一无图形样片，因此表面非常平整(没有过高低起伏的图形)，所以入射到参考样片200上的准直光经参考样片200反射后几乎全部是准直光，被反射的准直光照射到分束镜153上，经分束镜153透射后，照射到探测器160上，探测器160即可记录下参考样片200的反射率。通过移动承片台130可测试参考样片200不同位置处的反射率。
具体的，如图4所示，在步骤S2中，打开封闭门111，将一待测样片300放置于第一腔体110内的承片台130上，并关上封闭门111；打开光源140，光源140发出的激光束经扩束镜151扩束后，再经过准直镜152变成准直光，所述准直光经分束镜153反射后，通过出光口121入射到所述待测样片300上，由于待测样片300表面上形成有图形，所以只有图形之间的平台区域的反射光才是准直光，被反射的准直光照射到分束镜153上，经分束镜153透射后，照射到探测器160上，其他区域的反射光不会照射到探测器160上，所以探测器160即可记录下待测样片300的反射率。同样，通过移动承片台130可测试待测样片300不同位置处的反射率。
最后，将待测样片300和参考样片200的反射率做比较即可得到待测样片300的图形占空比，比如，假设参考样片200的反射率是x，而待测样片300的反射率是y，则推算所述待测样片中平坦区域占总面积的比例y/x，即待测样片300的图形占空比为x/y，根据待测样片300的图形特征即可将待测样片300的图形占空比转换成待测样片300图形的特征尺寸。所述参考样片200优选采用一无图形样片，方便计算图形占空比。当然，有些应用场合下，也可以不计算待测样片300图形的特征尺寸，仅是通过待测样片300的图形占空比的变化趋势判断工艺是否稳定，比如设定待测样片300的图形占空比在50％～60％之间为正常情况，通过上述图形测试方法测出某一待测样片300的图形占空比小于50％或大于60％，则认定该待测样片300异常，后续再辅以常规的测量设备进一步确定该待测样片300的具体图形特征。
需要说明的是，准直光经分束镜153反射后，一部分通过出光口121入射到参考样片200上，另有一部分经分束镜153透射出去，该部分光线与本方案的测试过程无关，为简单，图2和图3中并未表示出来；另外，入射到参考样片200上的准直光经参考样片200反射后照射到分束镜153上，一部分经分束镜153透射后照射到探测器160上，另有一部分经分束镜153反射至准直镜152方向，该部分光线在图2和图3中并未表示出来。
下面结合图1-3详细描述本实施例的图形测试方法所采用的图形测试系统的结构。本实施例提供的图形测试系统包括：第一腔体110，设置于所述第一腔体110内的第二腔体120，设置于所述第一腔体110内的承片台130，以及设置于所述第二腔体120内的光源140、光路转换系统150和探测器160。所述第二腔体120具有一出光口121，所述光源140发射的光束经过所述光路转换系统150转换后通过出光口121入射至所述承片台130承载的待测样片300上，所述探测器160根据所述待测样片300的反射光得到所述待测样片300的反射率，并将所述待测样片300的反射率与参考样片200的反射率进行比较得到所述待测样片300是否异常。
继续参考图1所示，所述第一腔体110上设置有样品进出口和封闭上述样品进出口的封闭门111，可通过上述样品进出口取送待测样片，并在测试时通过所述封闭门111封闭第一腔体110以避免外界光线干扰。较佳的，所述第一腔体110及其封闭门111的材料均为吸光材料，同样，所述第二腔体120亦采用吸光材料，以更好地避免其他光线干扰测试结果。所述吸光材料例如为铝箔板、石墨板、木板中的一种或多种，当然，亦可采用其他材料形成所述第一腔体110和第二腔体120。
本实施例中，所述承片台130面向所述第二腔体120的表面具有一凹槽131，所述凹槽131正对所述第二腔体120的出光口121，所述凹槽131用于承载待测样片例如LED衬底。并且，所述承片台130可移动，比如，可进行水平运动、升降运动或者旋转，以方便测试时调整参考样片300以及待测样片300的位置。
本实施例中，所述光源140和光路转换系统150的光轴在同一直线上，并且，所述光路转换系统150的光轴垂直于承片台130的表面，同时，所述光路转换系统150的光轴通过出光口121的中心，这样可以最大效率地利用光源发出的光束。
本实施例中，所述光源140例如为激光光源，更具体的，所述光源140为固体激光器或半导体激光器中的一种。根据激光光源的特点，所述光路转换系统150包括扩束镜151和准直镜152，所述扩束镜151和准直镜152的焦点重合，光源140发出的激光束经扩束镜151扩束后，再经过准直镜152变成准直光。所述扩束镜151例如为双凹透镜，所述准直镜152为双凸透镜或平凸透镜中的一种。具体的，所述准直镜152为胶合透镜。如图1所示，所述光路转换系统150还包括分束镜153，所述分束镜153由两块直角棱镜和其中间的分束膜构成。所述扩束镜151、准直镜152、分束镜153和探测器160的光轴在同一直线上。在本发明其它实施例中，所述光源也可选择传统照明光源，如汞灯、卤钨灯、氙灯或金属卤素灯等，根据传统光源的特点，所述光路转换系统可以包括双排复眼透镜、成像透镜和分束镜，或者，所述光路转换系统包括积分方棒、成像透镜和分束镜，本领域技术人员可根据光源的特点选择适应的光路转换系统。所述出光口121的形状和大小优选与准直光束截面形状和尺寸相同。所述探测器160为CCD图像传感器或CMOS图像传感器。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (19)

1.一种图形测试方法，其特征在于，包括：
步骤S1：光源发射的光束经过光路转换系统转换后入射至一参考样片上，探测器根据所述参考样片的反射光得到所述参考样片的反射率；
步骤S2：光源发射的光束经过光路转换系统转换后入射至一待测样片上，探测器根据所述待测样片的反射光得到所述待测样片的反射率；
步骤S3：所述探测器将所述待测样片的反射率与所述参考样片的反射率进行比较以确定所述待测样片是否异常；
其中，所述图形测试方法采用一种图形测试系统，所述图形测试系统包括：第一腔体；设置于所述第一腔体内的第二腔体，所述第二腔体具有一出光口；设置于所述第一腔体内的承片台；以及设置于所述第二腔体内的光源、光路转换系统和探测器；所述光源发射的光束经过所述光路转换系统转换后通过出光口入射至所述承片台承载的待测样片上，所述探测器根据所述待测样片的反射光得到所述待测样片的反射率，并将所述待测样片的反射率与参考样片的反射率进行比较以确定所述待测样片是否异常。
2.如权利要求1所述的图形测试方法，其特征在于，在步骤S3中，将所述待测样片的反射率与所述参考样片的反射率进行比较得到所述待测样片的图形占空比，再根据所述待测样片的图形特征将所述待测样片的图形占空比转换成所述待测样片的图形尺寸特征，以确定所述待测样片是否异常。
3.如权利要求1所述的图形测试方法，其特征在于，在步骤S3中，将所述待测样片的反射率与所述参考样片的反射率进行比较得到所述待测样片的图形占空比，并将所述待测样片的图形占空比与所述参考样片的图形占空比进行比较，以确定所述待测样片是否异常。
4.如权利要求1所述的图形测试方法，其特征在于，所述参考样片上未形成图形，所述待测样片上形成有微米、亚微米或纳米图形中的至少一种。
5.如权利要求1所述的图形测试方法，其特征在于，先执行步骤S1再执行步骤S2，或者，先执行步骤S2再执行步骤S1。
6.如权利要求1所述的图形测试方法，其特征在于，所述光源与光路转换系统的光轴在同一直线上。
7.如权利要求1所述的图形测试方法，其特征在于，所述光路转换系统的光轴垂直于所述承片台的表面并通过所述出光口的中心。
8.如权利要求1所述的图形测试方法，其特征在于，所述光源为激光光源。
9.如权利要求8所述的图形测试方法，其特征在于，所述光路转换系统包括扩束镜和准直镜，所述扩束镜和准直镜的焦点重合，所述光源发出的光束经所述扩束镜扩束后再经过所述准直镜变成准直光。
10.如权利要求9所述的图形测试方法，其特征在于，所述出光口的形状和尺寸与所述准直光的截面形状和尺寸相同。
11.如权利要求9所述的图形测试方法，其特征在于，所述扩束镜为双凹透镜，所述准直镜为双凸透镜或平凸透镜中的一种。
12.如权利要求1所述的图形测试方法，其特征在于，所述光路转换系统包括一分束镜，所述分束镜的光轴与所述探测器的光轴在同一直线上。
13.如权利要求12所述的图形测试方法，其特征在于，所述分束镜由两块直角棱镜和位于两块直角棱镜之间的分束膜构成。
14.如权利要求1所述的图形测试方法，其特征在于，所述第一腔体上设置有样品进出口和封闭所述样品进出口的封闭门。
15.如权利要求14所述的图形测试方法，其特征在于，所述第一腔体以及所述封闭门由吸光材料制成。
16.如权利要求1所述的图形测试方法，其特征在于，所述第二腔体由吸光材料制成。
17.如权利要求1所述的图形测试方法，其特征在于，所述承片台为可移动的承片台。
18.如权利要求1所述的图形测试方法，其特征在于，所述承片台面向所述第二腔体的表面具有一凹槽，所述凹槽正对所述出光口。
19.如权利要求1所述的图形测试方法，其特征在于，所述探测器为CCD图像传感器或CMOS图像传感器。
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