CN115236093B - 光学检测系统、其控制方法、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请是关于一种光学检测系统、其控制方法、电子设备及存储介质。该系统包括：照明装置、光线传输通道、检测成像设备以及用于放置待测半导体样品的载物台；光线传输通道靠近载物台的一端设有显微物镜组；照明装置中设有入射光源以及光束整形器，光束整形器用于对入射光源进行光束整形；照明装置与光线传输通道连通，使得聚光光束能够通过第一物镜或第二物镜投射至待测半导体样品上；检测成像设备设置于光线传输通道远离载物台的一端，检测成像设备用于生成待测半导体样品的样品表面图像。本申请方案能够将入射光源调整成匹配不同放大倍率的收光角度的聚光光束，提升检测视野内的照明光斑亮度以及光斑亮度均匀性，提升检测效率以及检测质量。

Description

光学检测系统、其控制方法、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及光学检测技术领域，尤其涉及光学检测系统、其控制方法、电子设备及存储介质。

背景技术

随着半导体缺陷检测技术的不断发展，对半导体检测精度的要求越来越高，为满足半导体缺陷亚微米级检测精度的需求，自动聚焦显微镜检测系统应运而生。与传统常规技术中的相机加远心镜头的自动光学检测系统相比，自动聚焦显微镜检测系统具有更高的检测精度，通过切换不同倍率的显微物镜来进行检测。自动聚焦显微镜检测系统的照明系统通常采用固定点光源，以对检测环境提供照明，但由于不同放大倍率的显微物镜的收光角度不同，单一的固定点光源并不能同时满足多个不同放大倍率的显微物镜的照明需求，造成检测视野内照明光斑的亮度不足以及亮度均匀性差等问题，影响检测效果。

现有技术中，提出了一种体视显微成像装置，通过将待成像的样品置于样品载物台，控制LED阵列产生两个白色圆形照明光，透过样品载物台被显微物镜收集，经第一、二透镜后再经立体滤波器将两图像分开，后经第三透镜成像，相机对穿过第三透镜的样品图像进行采样并经过可视化处理，即可对样品图像进行立体显微观看。

上述现有技术并未对照明光进行处理，经显微物镜收集之后仍会导致检测视野内照明光斑的亮度不足以及亮度均匀性差等问题，影响检测效果。因此，需要对照明光进行处理以匹配不同放大倍率的显微物镜。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种光学检测系统、其控制方法、电子设备及存储介质，该光学检测系统，能够将入射光源调整成匹配不同放大倍率的收光角度的聚光光束，提升检测视野内的照明光斑亮度以及光斑亮度均匀性，提升检测效率以及检测质量。

本申请第一方面提供一种光学检测系统，包括：

照明装置1、光线传输通道2、检测成像设备3以及用于放置待测半导体样品41的载物台4；

光线传输通道2靠近载物台4的一端设有显微物镜组5，显微物镜组5包含第一物镜以及第二物镜；

照明装置1中设有入射光源11以及光束整形器12，光束整形器12用于对入射光源11进行光束整形，使得入射光源11调整为匹配第一物镜的收光角度或第二物镜的收光角度的聚光光束；

照明装置1与光线传输通道2连通，使得聚光光束能够通过第一物镜或第二物镜投射至待测半导体样品41上；

检测成像设备3设置于光线传输通道2远离载物台4的一端，检测成像设备3用于生成待测半导体样品41的样品表面图像。

在一种实施方式中，光束整形器12包括液态变焦透镜121以及透镜变焦驱动器；

透镜变焦驱动器与液态变焦透镜121电连接。

在一种实施方式中，光线传输通道2中设有分光镜21；

分光镜21设置于照明装置1与光线传输通道2的连通位置处，分光镜21用于将聚光光束传递至第一物镜或第二物镜。

在一种实施方式中，光线传输通道2中还设有成像透镜22；

成像透镜22设置于分光镜21和检测成像设备3之间，成像透镜22用于将待测半导体样品41的表面反馈光线汇聚于检测成像设备3的成像镜头31中。

本申请第二方面提供一种光学检测系统控制方法，用于控制如第一方面中任一项所述的光学检测系统进行检测，包括：

监测物镜切换事件，物镜切换事件包括将第一物镜切换成第二物镜；

若监测到物镜切换事件，则获取第二物镜的物镜倍率参数；

根据物镜倍率参数映射得到预设光束整形参数；

基于预设光束整形参数对光束整形器进行调节；

通过检测成像设备对待测半导体样品进行成像，得到样品表面图像。

在一种实施方式中，预设光束整形参数包括预设变焦电压；

基于预设光束整形参数对光束整形器进行调节，包括：

基于预设变焦电压，通过透镜变焦驱动器对液态变焦透镜进行透镜折射率调节。

在一种实施方式中，基于预设变焦电压，通过透镜变焦驱动器对液态变焦透镜进行透镜折射率调节之后，还包括：

通过检测成像设备对待测半导体样品进行监测成像，得到样品监测图像；

根据样品监测图像确定图像平均灰度；

将图像平均灰度与预设目标灰度值进行对比；

若图像平均灰度小于预设目标灰度值，且图像平均灰度与预设目标灰度值的灰度差绝对值大于预设灰度差值，则根据预设变焦电压确定变焦电压调整值集合；

基于变焦电压调整值集合确定目标变焦电压；

基于目标变焦电压，通过透镜变焦驱动器对液态变焦透镜进行透镜折射率调节，使得入射光源调整为匹配第二物镜的收光角度的聚光光束；并且

基于目标变焦电压对预设变焦电压进行校正更新。

在一种实施方式中，基于变焦电压调整值集合确定目标变焦电压，包括：

分别基于变焦电压调整值集合中的每一变焦电压调整值，通过透镜变焦驱动器对液态变焦透镜进行透镜折射率调节；

分别通过检测成像设备对待测半导体样品进行监测成像，得到每一电压调整参数分别对应的每一调整监测图像；电压调整参数为单一变焦电压调整值或变焦电压调整值组合；

分别根据每一调整监测图像确定每一调整监测图像对应的灰度平均值；

分别将每一灰度平均值与预设目标灰度值进行对比；

将灰度平均值与预设目标灰度值的灰度差绝对值最小的灰度平均值对应的变焦电压调整值确定为目标变焦电压。

本申请第三方面提供一种电子设备，包括：

处理器；以及

存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时，使所述处理器执行如上所述的方法。

本申请第四方面提供一种非暂时性机器可读存储介质，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时，使所述处理器执行如上所述的方法。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请提供的光学检测系统包括照明装置、光线传输通道、检测成像设备以及用于放置待测半导体样品的载物台，光线传输通道靠近载物台的一端设有显微物镜组，显微物镜组包含第一物镜以及第二物镜在内的多个物镜，照明装置中设有入射光源以及光束整形器，光束整形器用于对入射光源进行光束整形，使得入射光源调整为匹配第一物镜的收光角度或第二物镜的收光角度的聚光光束，有利于提升各个物镜的采光量，提升入射光源的利用率，提升检测视野内的照明光斑亮度以及光斑亮度均匀性；照明装置与光线传输通道连通，使得聚光光束能够通过第一物镜或第二物镜投射至待测半导体样品上，检测成像设备设置于光线传输通道远离载物台的一端，检测成像设备用于生成待测半导体样品的样品表面图像，从而能够提高在各个物镜下的极限采图亮度，缩短曝光时长，提升了检测效率以及检测质量。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1是本申请实施例示出的光学检测系统的全局结构示意图；

图2是本申请实施例示出的光学检测系统的内部结构示意图；

图3是本申请实施例示出的光学检测系统控制方法的流程示意图之一；

图4是本申请实施例示出的光学检测系统控制方法的流程示意图之二；

图5是本申请实施例示出的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图描述实施例。应当理解，为了说明的简单和清楚，在认为合适的情况下，可以在附图中重复附图标记以指示对应或类似的元件。另外，本申请阐述了许多具体细节以便提供对本文所述实施例的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本文描述的实施例。在其他情况下，没有详细描述公知的方法、过程和组件，以免模糊本文描述的实施例。而且，该描述不应被视为限制本文描述的实施例的范围。

自动聚焦显微镜检测系统的照明系统通常采用固定点光源，以对检测环境提供照明，但由于不同放大倍率的显微物镜的收光角度不同，单一的固定点光源并不能同时满足多个不同放大倍率的显微物镜的照明需求，造成检测视野内照明光斑的亮度不足以及亮度均匀性差等问题，影响检测效果。但是在现有技术中，并未对照明光进行处理，经显微物镜收集之后仍会导致检测视野内照明光斑的亮度不足以及亮度均匀性差等问题，影响检测效果。因此，需要对照明光进行处理以匹配不同放大倍率的显微物镜。

针对上述问题，本申请实施例提供一种光学检测系统，能够将入射光源调整成匹配不同放大倍率的收光角度的聚光光束，提升检测视野内的照明光斑亮度以及光斑亮度均匀性，提升检测效率以及检测质量。

以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。

图1是本申请实施例示出的光学检测系统的全局结构示意图。

请参阅图1，本申请实施例示出的光学检测系统可以包括：

照明装置1、光线传输通道2、检测成像设备3以及用于放置待测半导体样品41的载物台4，其中，光线传输通道2靠近载物台4的一端设有显微物镜组5，显微物镜组5至少包含有第一物镜以及第二物镜，可以理解的是，如图1所示，显微物镜组5还可以包含但不限于第三物镜以及第四物镜，本实施例以显微物镜组5包含有第一物镜以及第二物镜为例子进行示例性说明，物镜的数量需根据实际应用情况而定，此处不作唯一限定。第一物镜和第二物镜分别是具有不同倍率的物镜，物镜的常规放大倍率可以是2X、5X、10X、20X、50X以及100X等等，因此第一物镜和第二物镜分别具有不同的物镜孔径，不同的物镜孔径则会导致第一物镜和第二物镜分别具有不同的收光角度。示例性的，假设第一物镜的物镜孔径大于第二物镜的物镜孔径，那么，第一物镜的收光角度必然会大于第二物镜的收光角度，若照明装置1的光束恰好匹配第一物镜的收光角度，此时为了满足检测需求需要将第一物镜切换成第二物镜，切换之后则会造成照明装置1的部分光束无法进入到第二物镜，导致入射光源能量损失，在使用第二物镜进行检测时待测半导体样品41的检测亮度不足。在实际的检测过程中，通常会采用飞拍技术来对待测半导体样品41进行成像检测，飞拍技术即是检测样品运动到拍照位置时不停止运动，与此同时相机完成瞬时拍照。若检测亮度不足，则会严重影响检测成像设备3的曝光时长，进而影响光学检测系统的检测效率以及检测质量。

照明装置1中设有入射光源11以及光束整形器12，入射光源11用于提供入射光源能量，光束整形器12即是可以改变光束形状的光学装置，能够改变光束的空间性质，在本申请实施例中，用于对入射光源11进行光束整形，使得入射光源11调整为匹配第一物镜的收光角度或第二物镜的收光角度的聚光光束，光束整形器12可以是平顶光束整形器或者是其他种类的光束整形器，在实际应用中，需根据实际应用情况选择合适的光束整形器类型，此处不作唯一限定。可以理解的是，在切换为第一物镜进行检测时，光束整形器12将入射光源11调整为匹配第一物镜的收光角度的聚光光束，而在切换为第二物镜进行检测时，光束整形器12将入射光源11调整为匹配第二物镜的收光角度的聚光光束。

照明装置1与光线传输通道2连通，使得聚光光束能够通过第一物镜或第二物镜投射至待测半导体样品41上，可以理解的是，在切换为第一物镜进行检测时，聚光光束则通过第一物镜投射至待测半导体样品41上，而在切换为第二物镜进行检测时，聚光光束则通过第二物镜投射至待测半导体样品41上。在本申请实施例中，聚光光束投射在待测半导体样品41上后会形成圆形均匀聚光光斑，可以理解的是，在实际应用中，所形成的均匀聚光光斑可以是其他形状的，例如是椭圆形的，需根据光束整形器的实际类型而定，此处不作唯一限定。

检测成像设备3设置于光线传输通道2远离载物台4的一端，检测成像设备3用于生成待测半导体样品41的样品表面图像，可以理解的是，当聚光光束投射在待测半导体样品41上时，待测半导体样品41会将聚光光束反射和/或散射至第一物镜或第二物镜中，再通过第一物镜或第二物镜，经过光线传输通道2反馈至检测成像设备3中进行成像，从而能够得到待测半导体样品41的样品表面图像以进行检测。在本申请实施例中，检测成像设备3可以采用高分辨率工业相机，可以理解的是，在实际应用中，检测成像设备3还可以是其他类型的成像设备，需根据实际应用情况而定，此处不作唯一限定。

本申请提供的光学检测系统包括照明装置、光线传输通道、检测成像设备以及用于放置待测半导体样品的载物台，光线传输通道靠近载物台的一端设有显微物镜组，显微物镜组包含第一物镜以及第二物镜在内的多个物镜，照明装置中设有入射光源以及光束整形器，光束整形器用于对入射光源进行光束整形，使得入射光源调整为匹配第一物镜的收光角度或第二物镜的收光角度的聚光光束，有利于提升各个物镜的采光量，提升入射光源的利用率，提升检测视野内的照明光斑亮度以及光斑亮度均匀性；照明装置与光线传输通道连通，使得聚光光束能够通过第一物镜或第二物镜投射至待测半导体样品上，检测成像设备设置于光线传输通道远离载物台的一端，检测成像设备用于生成待测半导体样品的样品表面图像，从而能够提高在各个物镜下的极限采图亮度，缩短曝光时长，提升了检测效率以及检测质量。

在一些实施例中，可以对光束整形器进行进一步设计，以提升经过光束整形器调整后的聚光光束与第一物镜的收光角度或第二物镜的收光角度的匹配度；还可以对光线传输通道进行进一步设计，以使得聚光光束能够顺利传递至第一物镜或第二物镜，并且提升检测成像设备的镜头收光效率。

图1是本申请实施例示出的光学检测系统的全局结构示意图，图2是本申请实施例示出的光学检测系统的内部结构示意图，图2所示的“物镜”可以是第一物镜或者是第二物镜，若显微物镜组5还包含但第三物镜以及第四物镜，则图2所示的“物镜”还可以是第三物镜或者是第四物镜，本实施例以显微物镜组5包含有第一物镜以及第二物镜为例子进行示例性说明。请参阅图1和图2，本申请实施例示出的光学检测系统可以包括：

光束整形器12包括液态变焦透镜121以及透镜变焦驱动器，在本申请实施例中，可以只设有一个液态变焦透镜121，也可以设置多个液态变焦透镜121形成透镜组，在实际应用中，液态变焦透镜的数量可以根据实际应用情况而定，此处不作唯一限定。液态变焦透镜是一种使用一种或多种液体制成的无机械连接的光学元件，可以通过外部控制改变透镜参数，透镜参数示例性的可以是透镜折射率。透镜变焦驱动器则是提供液态变焦透镜121的外部控制功能，若具有多个液态变焦透镜121，则每一液态变焦透镜121都会配套设有透镜变焦驱动器，在本申请实施例中，透镜变焦驱动器可以通过改变电压值来改变液态变焦透镜121的透镜折射率，因此透镜变焦驱动器会与液态变焦透镜121电连接，以通过在液态变焦透镜121上加载匹配的电压来使得液态变焦透镜121具有最匹配的折射率，基于该最匹配的折射率能够使得经过光束整形器12调整后的聚光光束与第一物镜的收光角度或第二物镜的收光角度最为匹配，有利于提升各个物镜的采光量，提升入射光源的利用率，提升检测视野内的照明光斑亮度以及光斑亮度均匀性。可以理解的是，在实际应用中，改变液态变焦透镜121的透镜折射率的方式是多样的，还可以是通过填充或抽吸液体的方式来实现，需根据实际应用情况确定具体的实现方式，并且按照选取的实现方式确定镜变焦驱动器的类型，此处不作唯一限定。

光线传输通道2中设有分光镜21，分光镜21设置于照明装置1与光线传输通道2的连通位置处，分光镜21用于将聚光光束传递至第一物镜或第二物镜。在本申请实施例中，分光镜21可以采用半透半反射镜，也可以采用其他的镜片，需根据实际应用情况而定，此处不作唯一限定。在本申请实施例中，示例性的，照明装置1与光线传输通道2可以垂直连通，若照明装置1与光线传输通道2垂直连通，那么分光镜21与聚光光束的传播轨迹的夹角为45°，以使得聚光光束能够沿第一物镜或第二物镜的光轴，经过第一物镜或第二物镜投射到待测半导体样品41上。

光线传输通道2中还设有成像透镜22，成像透镜22设置于分光镜21和检测成像设备3之间，成像透镜22用于将待测半导体样品41的表面反馈光线汇聚于检测成像设备3的成像镜头31中，以提升检测成像设备的镜头收光效率，提升成像质量。

与前述光学检测系统的实施例相对应，本申请还提供了一种光学检测系统控制方法及相应的实施例。图3是本申请实施例示出的光学检测系统控制方法的流程示意图之一，请参阅图3，本申请实施例示出的光学检测系统控制方法可以包括：

在步骤301中，监测物镜切换事件。

在本申请实施例中，物镜切换事件包括将第一物镜切换成第二物镜，若显微物镜组5还包含但第三物镜以及第四物镜，那么物镜切换事件还可以包括将第一物镜切换成第三物镜、将第一物镜切换成第四物镜、将第二物镜切换成第三物镜、将第二物镜切换成第四物镜以及将第三物镜切换成第四物镜等等。示例性的，可以在物镜安装转盘上设置旋转检测传感器，该旋转检测传感器用于检测物镜安装转盘处于转动状态或是静止状态，并且用于检测转动的角度以确定切换至哪一个物镜，当检测到物镜安装转盘处于转动状态，则生成物镜切换信号，并且将生成物镜切换信号以及旋转角度信息反馈至控制器或处理器中，以达到监测物镜切换事件的效果。

可以理解的是，在实际应用中，还可以采用其他方式来进行物镜切换事件的检测，需根据实际应用情况选择合适的监测方式，此处不作唯一限定。

在步骤302中，若监测到物镜切换事件，则获取第二物镜的物镜倍率参数。

本实施例以显微物镜组包含有第一物镜以及第二物镜为例子进行示例性说明，若监测到物镜切换事件，并且确定了切换至第二物镜，则可以调取处本地存储的第二物镜的物镜参数，物镜参数中包含但不限于物镜倍率参数。

在步骤303中，根据物镜倍率参数映射得到预设光束整形参数。

进一步地，可以根据物镜倍率参数查询本地存储的映射表，该映射表可以是反映物镜倍率参数与物镜孔径、收光角度以及预设光束整形参数之间映射关系的映射表，因此，可以查询到第二物镜的物镜倍率参数对应的预设光束整形参数。示例性的，假设第二物镜为100X放大倍率的物镜，映射得到的预设光束整形参数可以是一个预设的电压参数，例如是3.1V，可以理解的是，该映射关系需根据实际应用情况或者预先测试结果而定，此处不作唯一限定。

在步骤304中，基于预设光束整形参数对光束整形器进行调节。

进一步地，将预设光束整形参数输入至光束整形器，光束整形器基于预设光束整形参数进行调整以对入射光源进行整形。示例性的，在本申请实施例中，光束整形器可以包含液态变焦透镜以及透镜变焦驱动器，那么将该预设光束整形参数输入至透镜变焦驱动器，使得透镜变焦驱动器的输出电压调整至预设光束整形参数对应的电压值，并且将该输出电压加载至液态变焦透镜上，以达到对液态变焦透镜的透镜折射率调节的效果，使得液态变焦透镜以合适的透镜折射率对入射光源进行整形。

在步骤305中，通过检测成像设备对待测半导体样品进行成像，得到样品表面图像。

在光束整形器完成调节后，所形成的聚光光束能够匹配第二物镜的收光角度，因此能够通过第二物镜投射在待测半导体样品上，待测半导体样品会将聚光光束反射和/或散射回第二物镜中，再通过第二物镜经过光线传输通道反馈至检测成像设备中进行成像，从而能够得到待测半导体样品的样品表面图像以进行检测。

通过监测物镜切换事件，若监测到物镜切换事件，则获取第二物镜，即所要切换至的物镜的物镜倍率参数，根据物镜倍率参数映射得到预设光束整形参数，基于预设光束整形参数对光束整形器进行调节，使得入射光源能够调整为匹配各个物镜的收光角度的聚光光束，有利于提升各个物镜的采光量，提升入射光源的利用率，提升检测视野内的照明光斑亮度以及光斑亮度均匀性，进而通过检测成像设备对待测半导体样品进行成像，得到样品表面图像，提高在各个物镜下的极限采图亮度，缩短曝光时长，提升了检测效率以及检测质量。

在一些实施例中，预设光束整形参数可以是预设变焦电压，还可以通过检测成像设备对待测半导体样品的成像进行监测，以判断成像的灰度值是否能够满足需求，若不满足则需要对预设变焦电压进行校正更新，以确保检测效率以及检测质量。

图4是本申请实施例示出的光学检测系统控制方法的流程示意图之二，请参阅图4，本申请实施例示出的光学检测系统控制方法可以包括：

在步骤401中，基于预设变焦电压，通过透镜变焦驱动器对液态变焦透镜进行透镜折射率调节。

在本申请实施例中，预设光束整形参数包括预设变焦电压，可以理解的是，若光束整形器中存在多个液态变焦透镜，则每一液态变焦透镜均会设有对应的预设变焦电压。控制器或处理器将映射得到的预设变焦电压发送至相应的透镜变焦驱动器中，透镜变焦驱动器则在接收到预设变焦电压后，将输出电压调整为预设变焦电压，并将当前的输出电压加载至液态变焦透镜上进行透镜折射率调节。

在步骤402中，通过检测成像设备对待测半导体样品进行监测成像，得到样品监测图像。

在基于预设变焦电压，通过透镜变焦驱动器对液态变焦透镜进行透镜折射率调节之后，通过检测成像设备对待测半导体样品进行监测，以判断液态变焦透镜在当前的透镜折射率之下，所形成的聚光光束是否能够匹配第二物镜，即所要切换至的物镜，是否能够保证检测视野内的照明亮度和亮度均匀性。在本申请实施例中，会通过检测成像设备对待测半导体样品进行监测性的成像，从而得到样品监测图像以进行分析。

在步骤403中，根据样品监测图像确定图像平均灰度。

在本申请实施例中，可以获取样品监测图像中每一像素点的灰度值之后取平均，从而得到图像平均灰度，可以理解的是，在实际应用中，确定图像平均灰度的方式是多样的，需根据实际应用情况确定合适的方式，此处不作唯一限定。

在步骤404中，将图像平均灰度与预设目标灰度值进行对比，根据对比结果确定是否形成变焦电压调整值集合。

在本申请实施例中，预设目标灰度值是预设的一个表明能够达到检测亮度要求的灰度标准值，预设目标灰度值可以设置为180至220之间的任意值，优选地，可以设置为200，不作唯一限定。具体地，若图像平均灰度小于预设目标灰度值，且图像平均灰度与预设目标灰度值的灰度差绝对值大于预设灰度差值，说明图像平均灰度达不到标准要求，预设灰度差值可以设置为5至10之间的任意值，不作唯一限定，则根据预设变焦电压确定变焦电压调整值集合。否则无需形成变焦电压调整值集合，并通过检测成像设备对待测半导体样品进行成像，得到样品表面图像。

示例性的，假设光束整形器中具有一个液态变焦透镜，这个液态变焦透镜对应的预设变焦电压为3.1V，那么可以围绕3.1V来生成一定数量的变焦电压调整值，例如是2.7V、2.8V、3.0V、3.2V、3.3V和3.5V等等，变焦电压调整值的生成数量可以根据实际应用情况而定，此处不作唯一限定，这些变焦电压调整值即汇聚形成这个液态变焦透镜对应的变焦电压调整值集合。

再示例性的，假设光束整形器中具有多个液态变焦透镜，则分别基于每一液态变焦透镜对应的预设变焦电压形成每一液态变焦透镜对应的变焦电压调整值集合。例如光束整形器中具有第一透镜和第二透镜两个液态变焦透镜，第一透镜对应的预设变焦电压为3.1V，第二透镜对应的预设变焦电压为4.5V，那么可以围绕3.1V来生成一定数量的变焦电压调整值，例如是2.7V、2.8V、3.0V、3.2V、3.3V和3.5V等等，以形成第一透镜对应的变焦电压调整值集合；另外，可以围绕4.5V来生成一定数量的变焦电压调整值，例如是4.2V、4.3V、4.4V、4.6V、4.7V和4.8V等等，以形成第二透镜对应的变焦电压调整值集合。

可以理解的是，确定变焦电压调整值集合的方式是多样的，以上描述仅为示例性说明，在实际应用中，需根据实际应用情况而定，此处不作唯一限定。

在步骤405中，若形成变焦电压调整值集合，则基于变焦电压调整值集合确定目标变焦电压。

分别基于变焦电压调整值集合中的每一变焦电压调整值，通过透镜变焦驱动器对液态变焦透镜进行透镜折射率调节，分别通过检测成像设备对待测半导体样品进行监测成像，得到每一电压调整参数分别对应的每一调整监测图像，其中，电压调整参数为单一变焦电压调整值或变焦电压调整值组合，单一变焦电压调整值即是光束整形器中具有一个液态变焦透镜时，该液态变焦透镜对应的变焦电压调整值集合中的每一个单独的变焦电压调整值；而变焦电压调整值组合即是光束整形器中具有多个液态变焦透镜时，每一液态变焦透镜分别对应的变焦电压调整值集合中的每一个变焦电压调整值进行一一匹配而形成的组合。

示例性的，假设光束整形器中具有一个液态变焦透镜，这个液态变焦透镜对应的变焦电压调整值集合为2.7V、2.8V、3.0V、3.2V、3.3V和3.5V，则分别以2.7V、2.8V、3.0V、3.2V、3.3V和3.5V作为输入电压来调节透镜折射率，每一次调节都会通过检测成像设备对待测半导体样品进行监测成像，从而得到每一个单一变焦电压调整值分别对应的每一调整监测图像。

再示例性的，假设光束整形器中具有第一透镜和第二透镜两个液态变焦透镜，第一透镜对应的变焦电压调整值集合为2.7V、2.8V、3.0V、3.2V、3.3V和3.5V，第二透镜对应的变焦电压调整值集合为4.2V、4.3V、4.4V、4.6V、4.7V和4.8V，则将两个集合中的各个变焦电压调整值进行两两组合，形成变焦电压调整值组合，示例性的可以表示为(3.2V，4.4V)，不作唯一限定。分别以各个变焦电压调整值组合作为第一透镜和第二透镜对应的输入电压来调节透镜折射率，每一次调节都会通过检测成像设备对待测半导体样品进行监测成像，从而得到每一变焦电压调整值组合分别对应的每一调整监测图像。

进一步地，分别根据每一调整监测图像确定每一调整监测图像对应的灰度平均值，分别将每一灰度平均值与预设目标灰度值进行对比，将灰度平均值与预设目标灰度值的灰度差绝对值最小的灰度平均值对应的变焦电压调整值确定为目标变焦电压。

示例性的，假设光束整形器中具有一个液态变焦透镜，这个液态变焦透镜在3.2V的时候所得到的调整监测图像灰度平均值与预设目标灰度值的灰度差绝对值最小，那么就以3.2V作为目标变焦电压。

再示例性的，假设光束整形器中具有第一透镜和第二透镜两个液态变焦透镜，第一透镜在3.2V时并且第二透镜在4.4V时所得到的调整监测图像灰度平均值与预设目标灰度值的灰度差绝对值最小，那么第一透镜的目标变焦电压则为3.2V，第二透镜的目标变焦电压则为4.4V。

在步骤406中，基于目标变焦电压，通过透镜变焦驱动器对液态变焦透镜进行透镜折射率调节。

控制器或处理器将目标变焦电压发送至相应的透镜变焦驱动器中，透镜变焦驱动器则在接收到目标变焦电压后，将输出电压调整为目标变焦电压，并将当前的输出电压加载至液态变焦透镜上进行透镜折射率调节，使得入射光源调整为匹配第二物镜的收光角度的聚光光束。调节后即可通过检测成像设备对待测半导体样品进行成像，得到样品表面图像。

在步骤407中，基于目标变焦电压对预设变焦电压进行校正更新。

在本申请实施例中，可以将预设变焦电压中原有的电压值更新替换为目标变焦电压，从而达到校正更新的目的。示例性的，假设预设变焦电压为3.1V，目标变焦电压为3.2V，那么将3.1V替换为3.2V，形成新的预设变焦电压，在下一次切换当前物镜时能够直接调用新的预设变焦电压，并不断地对预设变焦电压进行循环校正，以提升检测质量。

与前述应用功能实现方法实施例相对应，本申请还提供了一种执行光学检测系统控制方法的电子设备及相应的实施例。

图5示出可以实施本申请实施例的光学检测系统控制方法的电子设备800的硬件配置的框图。如图5所示，电子设备800可以包括处理器810和存储器820。在图5的电子设备800中，仅示出了与本实施例有关的组成元素。因此，对于本领域普通技术人员而言显而易见的是：电子设备800还可以包括与图5中所示的组成元素不同的常见组成元素。比如：定点运算器。

电子设备800可以对应于具有各种处理功能的计算设备，例如，用于生成神经网络、训练或学习神经网络、将浮点型神经网络量化为定点型神经网络、或者重新训练神经网络的功能。例如，电子设备800可以被实现为各种类型的设备，例如个人计算机（PC）、服务器设备、移动设备等。

处理器810控制电子设备800的所有功能。例如，处理器810通过执行电子设备800上的存储器820中存储的程序，来控制电子设备800的所有功能。处理器810可以由电子设备800中提供的中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、应用处理器(AP)、人工智能处理器芯片（IPU）等来实现。然而，本申请不限于此。

在一些实施例中，处理器810可以包括输入/输出（I/O）单元811和计算单元812。I/O单元811可以用于接收各种数据，例如第二物镜的物镜倍率参数。示例性的，计算单元812可以用于根据物镜倍率参数映射得到预设光束整形参数，基于预设光束整形参数对光束整形器进行调节。此预设光束整形参数例如可以由I/O单元811输出。输出数据可以提供给存储器820以供其他设备（未示出）读取使用，也可以直接提供给其他设备使用。

存储器820是用于存储电子设备800中处理的各种数据的硬件。例如，存储器820可以存储电子设备800中的处理过的数据和待处理的数据。存储器820可存储处理器810已处理或要处理的光学检测系统控制方法过程中涉及的数据。此外，存储器820 可以存储要由电子设备800驱动的应用、驱动程序等。例如：存储器820可以存储与将由处理器810执行的光学检测系统控制方法有关的各种程序。存储器820可以是DRAM，但是本申请不限于此。存储器820可以包括易失性存储器或非易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存、相变RAM(PRAM)、磁性RAM(MRAM)、电阻RAM(RRAM)、铁电RAM (FRAM)等。易失性存储器可以包括动态RAM(DRAM)、静态RAM(SRAM)、同步DRAM(SDRAM)、 PRAM、MRAM、RRAM、铁电RAM(FeRAM)等。在实施例中，存储器820可以包括硬盘驱动器(HDD)、 固态驱动器(SSD)、高密度闪存(CF)、安全数字(SD)卡、微安全数字(Micro-SD)卡、迷你安全数字(Mini-SD)卡、极限数字(xD)卡、高速缓存（caches）或记忆棒中的至少一项。

综上，本说明书实施方式提供的电子设备800的存储器820和处理器810实现的具体功能，可以与本说明书中的前述实施方式相对照解释，并能够达到前述实施方式的技术效果，这里便不再赘述。

在本实施方式中，处理器810可以按任何适当的方式实现。例如，处理器810可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该（微）处理器执行的计算机可读程序代码（例如软件或固件）的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路（Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC）、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式等等。

应当理解，本申请披露的权利要求、说明书及附图中的可能术语“第一”或“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本申请披露的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和 “包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本申请披露说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而并不意在限定本申请披露。如在本申请披露说明书和权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本申请披露说明书和权利要求书中使用的术语“和/ 或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

虽然本申请的实施方式如上，但所述内容只是为便于理解本申请而采用的实施例，并非用以限定本申请的范围和应用场景。任何本申请所述技术领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

还应当理解，本文示例的执行指令的任何模块、单元、组件、服务器、计算机、终端或设备可以包括或以其他方式访问计算机可读介质，诸如存储介质、计算机存储介质或数据存储设备（可移除的）和/或不可移动的）例如磁盘、光盘或磁带。计算机存储介质可以包括以用于存储信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性，可移动和不可移动介质，例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。

Claims (8)

1.一种光学检测系统，其特征在于，包括：

照明装置（1）、光线传输通道（2）、检测成像设备（3）以及用于放置待测半导体样品（41）的载物台（4）；

所述光线传输通道（2）靠近所述载物台（4）的一端设有显微物镜组（5），所述显微物镜组（5）包含第一物镜以及第二物镜；

所述照明装置（1）中设有入射光源（11）以及光束整形器（12），所述光束整形器（12）用于对所述入射光源（11）进行光束整形，使得所述入射光源（11）调整为匹配所述第一物镜的收光角度或所述第二物镜的收光角度的聚光光束；

所述光束整形器（12）包括液态变焦透镜（121）以及透镜变焦驱动器；

所述透镜变焦驱动器与所述液态变焦透镜（121）电连接；

所述照明装置（1）与所述光线传输通道（2）连通，使得所述聚光光束能够通过所述第一物镜或所述第二物镜投射至所述待测半导体样品（41）上；

所述检测成像设备（3）设置于所述光线传输通道（2）远离所述载物台（4）的一端，所述检测成像设备（3）用于生成所述待测半导体样品（41）的样品表面图像。

2.根据权利要求1所述的光学检测系统，其特征在于，

所述光线传输通道（2）中设有分光镜（21）；

所述分光镜（21）设置于所述照明装置（1）与所述光线传输通道（2）的连通位置处，所述分光镜（21）用于将所述聚光光束传递至所述第一物镜或所述第二物镜。

3.根据权利要求2所述的光学检测系统，其特征在于，

所述光线传输通道（2）中还设有成像透镜（22）；

所述成像透镜（22）设置于所述分光镜（21）和所述检测成像设备（3）之间，所述成像透镜（22）用于将所述待测半导体样品（41）的表面反馈光线汇聚于所述检测成像设备（3）的成像镜头（31）中。

4.一种光学检测系统控制方法，其特征在于，用于控制如权利要求1-3中任一项所述的光学检测系统进行检测，包括：

监测物镜切换事件，所述物镜切换事件包括将第一物镜切换成第二物镜；

若监测到所述物镜切换事件，则获取所述第二物镜的物镜倍率参数；

根据所述物镜倍率参数映射得到预设光束整形参数；

基于所述预设光束整形参数对光束整形器进行调节；

所述预设光束整形参数包括预设变焦电压；

所述基于所述预设光束整形参数对光束整形器进行调节，包括：

基于所述预设变焦电压，通过透镜变焦驱动器对液态变焦透镜进行透镜折射率调节；

通过检测成像设备对待测半导体样品进行成像，得到样品表面图像。

5.根据权利要求4所述的光学检测系统控制方法，其特征在于，

所述基于所述预设变焦电压，通过透镜变焦驱动器对液态变焦透镜进行透镜折射率调节之后，还包括：

通过所述检测成像设备对所述待测半导体样品进行监测成像，得到样品监测图像；

根据所述样品监测图像确定图像平均灰度；

将所述图像平均灰度与预设目标灰度值进行对比；

若所述图像平均灰度小于所述预设目标灰度值，且所述图像平均灰度与所述预设目标灰度值的灰度差绝对值大于预设灰度差值，则根据所述预设变焦电压确定变焦电压调整值集合；

基于所述变焦电压调整值集合确定目标变焦电压；

基于所述目标变焦电压，通过所述透镜变焦驱动器对所述液态变焦透镜进行透镜折射率调节，使得入射光源调整为匹配所述第二物镜的收光角度的聚光光束；并且

基于所述目标变焦电压对所述预设变焦电压进行校正更新。

6.根据权利要求5所述的光学检测系统控制方法，其特征在于，

所述基于所述变焦电压调整值集合确定目标变焦电压，包括：

分别基于所述变焦电压调整值集合中的每一变焦电压调整值，通过所述透镜变焦驱动器对所述液态变焦透镜进行透镜折射率调节；

分别通过所述检测成像设备对所述待测半导体样品进行监测成像，得到每一电压调整参数分别对应的每一调整监测图像；所述电压调整参数为单一变焦电压调整值或变焦电压调整值组合；

分别根据每一调整监测图像确定每一调整监测图像对应的灰度平均值；

分别将每一灰度平均值与所述预设目标灰度值进行对比；

将灰度平均值与所述预设目标灰度值的灰度差绝对值最小的灰度平均值对应的变焦电压调整值确定为所述目标变焦电压。

7.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器；以及

存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时，使所述处理器执行如权利要求4-6中任一项所述的方法。

8.一种非暂时性机器可读存储介质，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时，使所述处理器执行如权利要求4-6中任一项所述的方法。

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