CN117491285A - 基于图像清晰度聚焦的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种基于图像清晰度聚焦的方法及装置，其中基于图像清晰度聚焦的方法包括对待量测样品进行光学成像通过粗对焦获取焦面范围，光学成像过程包括样品成像和叠加成像；根据焦面范围通过叠加成像结合压电的精对焦获取焦面位置；若所述焦面位置对应叠加图像的清晰度为最大图像清晰度，则将所述焦面位置对应拍摄图像用于晶圆量测过程。本说明书实施例的光学成像系统仅需简单改进，几乎不占用过多的空间，无需复杂改进。进而光学成像后基于光信号对应的图像来确定目标焦面位置，实现快速、准确自聚焦，以便用于晶圆量测提升量测效率和精度。

Description

基于图像清晰度聚焦的方法及装置

技术领域

本申请涉及半导体量测技术领域，具体涉及一种基于图像清晰度聚焦的方法及装置。

背景技术

半导体晶圆CD(Critical Dimension，关键尺寸，简称CD)和OVL(overlay,套刻精度)需要在高倍镜(典型倍率100X，未来150X)条件下自聚焦技术实现快速量测。现有技术依赖成像镜头获取视场光信号，进而将光信号转化为电平信号进行处理来实现对焦。一些情况下，还需要结合特定算法对电平信号进行转化计算才能实现聚焦。这样导致晶圆量测过程中图像聚焦局限于采用特定算法对转化的电平信号计算处理来进行聚焦，一方面聚焦过程复杂不易进行聚焦，另一方面由于转化计算步骤多造成聚焦不准确等问题。

因此，需要一种新的基于图像清晰度聚焦方案。

发明内容

有鉴于此，本说明书实施例提供一种基于图像清晰度聚焦的方法及装置。

本说明书实施例提供以下技术方案：

本说明书实施例提供一种基于图像清晰度聚焦的方法，所述基于图像清晰度聚焦的方法包括：对待量测样品进行光学成像通过粗对焦获取焦面范围，光学成像过程包括样品成像和叠加成像；

根据焦面范围通过叠加成像结合压电的精对焦获取焦面位置；

若所述焦面位置对应叠加图像的清晰度为最大图像清晰度，则将所述焦面位置对应拍摄图像用于晶圆量测过程。

与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：

基于光学成像的粗对焦获取焦面范围，光学成像过程中不仅包括样品成像还包括叠加成像，进而根据焦面范围通过叠加成像结合压电的精对焦获取焦面位置。检测该焦面位置对应叠加成像的清晰度为最大图像清晰度，则将焦面位置对应拍摄图像用于晶圆量测过程。本说明书实施例的光学成像系统仅需简单改进，几乎不占用过多的空间，无需复杂改进。进而基于光学成像后叠加光信号对应的图像来确定目标焦面位置，无需如现有技术中将光信号转化电平信号等依赖特定算来进行聚焦的计算等。本说明书实施例基于图像清晰度聚焦快速、准确实现自聚焦，以便用于晶圆量测提升量测效率和精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本申请中一种基于图像清晰度聚焦的方法流程图；

图2是本申请中一种基于图像清晰度聚焦的装置示意图；

图3是本申请中另一种基于图像清晰度聚焦的装置示意图；

图4是本申请中图像清晰度评价曲线的示意图；

图5是本申请中聚焦图像的示意图；

图6是晶圆量测线宽的示意图；

图7是晶圆套刻标识的示意图；

图8是本申请中基于图像清晰度聚焦用于获取套刻误差的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践。

现有技术中依赖成像镜头获取视场光信号后将光信号转换为电平信息采用特定算法(如神经网络相关算法)计算实现聚焦的过程，使得聚焦依赖于特定算法，造成聚焦过程复杂不利于晶圆量测，甚至还存在聚焦不准确导致晶圆量测过程的误差较大等问题。

有鉴于此，发明人发现基于光栅尺透射成像或干涉条纹等叠加成像，不仅对现有光学成像系统改进较小，而且发现基于对光栅尺透射成像或干涉条纹图像清晰度可实现高精度焦面位置的快速、准确获取。

基于此，本说明书实施例提出了一种新的基于图像聚焦方案：通过光栅尺透射成像和干涉条纹图像清晰度实现高精度焦面位置确定，从而适用于半导体晶圆CD量测和OVL套刻过程，提升集成电路芯片整体良率水平。

以下结合附图，说明本申请各实施例提供的技术方案。

如图1所示，本说明书实施例基于图像清晰度聚焦的方法包括：步骤S101、对待量测样品进行光学成像通过粗对焦获取焦面范围，光学成像过程包括样品成像和叠加成像。步骤S102、根据焦面范围通过叠加成像结合压电的精对焦获取焦面位置。步骤S103、若焦面位置对应叠加图像的清晰度为最大图像清晰度，则将焦面位置对应拍摄图像用于晶圆量测过程。

其中对待量测样品采用光学成像来进行自聚焦。光学成像基于光学系统将待量测样品的形象投射到成像平面上的过程，可基于折射、反射、透射及干涉，最终汇聚到成像平面上形成图像。步骤S101可以采用光栅尺透射成像结合样品成像来进行自聚焦，也可以在样品光学成像过程中设置干涉条纹来进行自聚焦。叠加成像对应有叠加图像如光栅尺透射成像或干涉条纹图像。

例如基于样品成像设置光栅尺，通过光栅尺和样品成像合束后相机端分离成像的光栅尺成像和样品成像，再通过偏振分光棱镜合束。这样通过光栅尺透射成像和样品成像来采用粗对焦获取焦面范围。一些实施例中光栅尺设置于两个短焦透镜之间，不仅实现聚焦光束在光栅尺上转为平行光实现光栅尺成像，而且不占用体积对光学系统改进较小。

又例如，基于两个物镜形成干涉条纹，样品成像结合干涉条纹叠加成像获取焦面范围。

需要说明的是，本说明书实施例中叠加成像可以包括光栅透射成像与样品成像的叠加成像，也可以包括样品成像结合干涉条纹叠加成像。本说明书实施例在粗对焦获取焦面范围的过程中还可以采用设置于主光学模组上的2X或5X小镜筒，光谱共焦，激光测距等硬件粗聚焦辅助找到大致焦面，即辅助获得焦面范围。

步骤S102根据焦面范围通过叠加成像结合压电的精对焦获取焦面位置。步骤S103若焦面位置对应叠加图像的清晰度为最大图像清晰度，则将焦面位置对应的拍摄图像用于晶圆量测过程。其中拍摄图像表示高精度聚焦焦面位置时对应的样品图像。

结合上述实施例获得焦面范围，如基于光栅尺成像和样品成像共焦获得焦面范围，精扫自聚焦可通过小行程电机马达或者压电扫描，通过光栅尺不同Z轴位置的清晰度值判断是否在焦面，进而若压电扫描找到光栅尺成像图像清晰度为最大图像清晰度，则确定为样品成像焦面位置。又如基于白光干涉，样品成像结合干涉条纹叠加成像，通过快门控制开关时间获得焦面范围，在该时间范围内进行叠加图像(如干涉条纹图像)的清晰度为最大图像清晰度的判断，若焦面位置对应叠加图像的清晰度为最大图像清晰度，则确定该焦面位置为自聚焦精确的焦面位置。

其中叠加图像包括光栅尺透射图像、干涉条纹图像。一些实施例中叠加图像的清晰度采用清晰度评价曲线来获得，该清晰度评价曲线的横坐标表示为z位置坐标值，y轴为清晰度值，最大图像清晰度为清晰度曲线的峰值顶点处等。本说明书实施例压电采用Z轴精度更高的压电装置，控制物镜焦面位置，精细nm级别扫描Z位置。

本说明书实施例基于光学成像过程对样品成像叠加特定图像实现粗扫，以及利用叠加图像结合压电扫描或小行程电机马达精对焦，当叠加图像的清晰度为最大图像清晰度时，获得高精度的焦面位置以便进行晶圆CD和OVL量测。无需对现有光学成像系统进行复杂改进，不增加占用空间。且基于光栅尺成像或干涉条纹图像的清晰度评价实现快速、准确的自聚焦过程，提升光刻机精度。

在一些实施例中对待量测样品进行光学成像通过粗对焦获取焦面范围包括：通过光栅尺透射成像结合样品成像共焦获得焦面范围；或者通过样品成像结合干涉条纹叠加成像获得焦面范围。

半导体晶圆CD量测和OVL套刻需要在高倍镜(典型倍率100X，甚至150X)条件下自聚焦技术实现快速量测。本说明书实施例用于晶圆关键尺寸量测和套刻，通过光栅尺透射成像和干涉条纹图像清晰度评价实现高精度焦面位置。进而提升集成电路芯片整体良率水平。

如图2所示，一种基于光栅尺透射图像自聚焦成像系统。如图3所示，另一种基于白光干涉条纹图像聚焦成像系统。

基于光栅尺透射图像聚焦，通过移动光栅尺位置可调整栅距适配不同晶圆工艺，如晶圆的主要反射率和台阶差等差异。基于常规样品成像光源及成像系统，在系统合适位置设置光栅尺，以通过光栅尺透射成像与样品成像实现共焦，以实现光栅尺图像聚焦。其中光栅尺图像聚焦核心部件，包含相机、位移分光棱镜、分光棱镜、偏振分光棱镜、光源、压电、物镜、样品及载台等。

基于白光干涉条纹图像聚焦，白光干涉条纹对台阶等灵敏，可以实现更精确的自聚焦成像，其中精聚焦三个指标，RMS重复性：0.002～0.005nm；台阶重复性0.008％～0.025％；台阶准度0.025％～0.08％。现有技术中三种典型白光干涉类型，如Michelson、Mirau、Linnik，本说明书实施例将白光干涉技术与Linnik型显微镜干涉技术相结合为例，光源采用白光光源，通过快门开关实现样品成像和样品+干涉条纹的叠加成像来获取焦面范围。

干涉条纹的对比度在不同光程差下是不同的。由于不同光程差下干涉条纹对比度不一样，所以能够区分垂直高度出超过1/4波长高度(1/2光程差)的表面形貌，本说明书实施例采用宽波段白光LED相较于单波长干涉具有更大的量测范围。其中，白光干涉图像聚焦核心部件包括：相机、分光棱镜、白光LED光源、压电、2个100X高倍物镜、反射镜、快门、样品及载台。

综上，无论基于光栅尺透射成像或干涉条纹成像对应光学成像系统中各核心部件的布局位置及距离等根据实际需要进行设置。

在一些实施例中，获取压电范围与叠加图像的清晰度评价曲线，当焦面位置对应叠加图像的清晰度处于清晰度评价曲线的峰值，则确定为最大图像清晰度。

具体如图4所示，获取压电精扫范围与叠加图像的清晰度评价曲线，即图4中横坐标X轴为Z位置坐标值，Y为清晰度值。获取光栅尺透射成像或晶圆形貌台阶产生的干涉条纹，通过清晰度评价曲线来判断叠加图像是否处于最清晰Z位置，即最大图像清晰度位于抛物线顶点位置。

如图典型“回”字型套刻Mark，进行粗对焦扫描之后进行压电精对焦，压电驱动不同Z位置的清晰度曲线，如套刻Mark 100X物镜不同位置的实时图像清晰度值，如图5A和图5B分别为“回”字形Mark内、外框聚焦示意，从而实现对内外框的双聚集，进而可通过内框、外框的中心实现误差计算。如图8所示，针对“回”字型套刻Mark,采用Halcon算法实际“回”字内外框抓边，计算内外框中心点十字点位置位移，得到dx和dy值，满足指标5nm以内，实现OVL。

在一些实施例中焦面位置用于对晶圆不同线宽的量测或晶圆套刻误差的量测。本说明书实施例用于晶圆金属栅线CD和OVL量测，半导体材料晶圆(wafer)表面形貌线条量测和mark套刻识别，典型套刻mark如“回”字，圆环等，得到10项参数指引光刻机，结果数据包括dx和dy的3S值等指标，提升光刻机蚀刻精度。

具体地，如图6所示，本说明书实施例通过光栅尺透射成像或干涉条纹的叠加图像的图像清晰度判断最佳焦面，在该位置CD量测不同宽度线条；图6示出标片不同线宽图形，包括理论上最小能识别的线宽，衡量设备CD量测性能等。如图7所示，本说明书实施例的自聚焦焦面位置还用于对晶圆套刻误差的量测。如图7OVL套刻测mark图形，正方形“回”字内外框，圆环内外直径的内外框。

在一些实施例中，通过激光测距和光谱共焦辅助确定粗扫的焦面范围。具体辅助自聚焦粗扫聚焦硬件包括小镜筒2X或5X调平用；激光测距和光谱共焦，找到粗扫大概Z轴焦面范围。

在一些实施例中基于图像清晰度聚焦的装置基于光栅尺透射成像与样品成像实现自聚焦，核心部件包括光栅尺、短焦透镜、长焦透镜、偏振分光棱镜、相机、位移分光棱镜、分光棱镜、光源、压电、物镜。

如图2从右向左示意，光栅尺同轴设置于两短焦透镜之间，以将光栅尺的透射光转为平行光以获得光栅尺透射成像。本说明书实施例在两短焦透镜之间设置光栅尺几乎不占用过多的体积，因此无需对光学系统进行过多的复杂改进。

沿短焦透镜光路方向设置两个短焦透镜，从右向左分别为第一短焦透镜和第二短焦透镜，并在第二短焦透镜之后依次设置第一偏振光分光棱镜、分光棱镜、压电、物镜及样品。

第一偏振分光棱镜在样品成像光路上依次设置第一光源、可旋转起偏器和长焦透镜(实现科勒照明)。起偏器调整偏振方向，长焦透镜可使光斑聚焦到物镜后焦面实现科勒照明。

分光棱镜在光栅尺透射成像光路上依次设置第二偏振分光棱镜、位移分光棱镜、光栅尺图像成像相机。分光棱镜在样品成像光路上设置于样品成像相机。其中光栅尺透射成像与样品成像的光路经过第一偏振分光棱镜合束后，在样品成像相机端通过分光棱镜分离；光栅尺透射成像和样品成像通过第二偏振分光棱镜合束后获得叠加图像。位移分光棱镜适配不同光栅尺进行微小距离的移动后分光或是光束发生色散。

本说明书实施例通过光栅尺透射成像，光栅尺成像和样品成像共焦，扫描压电获得光栅尺成像对应图像清晰度峰值时，样品成像即对应高精度自聚焦的目标焦面位置。其中压电扫描设置如2um,step是nm级别，在图像清晰度峰值位置就是焦面，实现聚焦的目的。

在一些实施例中，光栅尺设置光栅条的宽度以及相邻光栅条的间距，其中透明光栅条或者非透明光栅条设置为等长或者非等长。

结合上述实施例，基于光栅尺透射成像自聚焦装置中的光栅尺根据晶圆工艺的不同进行定制，光栅尺设置的光栅条的宽度以及相邻光栅条的间距，光栅尺可变栅距设计，栅距范围5-200μm。如图2所示，透明光栅条或非透明光栅条设置为等长或非等长。光栅尺与短焦透镜集成安装在圆形镜筒。这样不对光学成像系统进行复杂改进，且不额外占用体积。

在一些实施例中光栅尺对应的第二光源设置为红光光源，样品成像光路中的第一光源采用蓝光、白光或卤素光源。

结合上述实施例，如图2所示，靠近第一短焦透镜设置光栅尺对应的第二光源为红光光源，在光栅尺透射光路方向上提供红光。样品成像光路中第一光源采用蓝光、白光或卤素光源。

一些实施例中光栅尺成像光源为波长660nm红光激光光源或红光波段常规LED光源。

综上，基于图2中光栅尺透射成像装置光栅尺和样品成像经过第一偏振光分光棱镜合束后，在样品相机端(如常规成像单元，采用分光棱镜)分离成像的光栅尺成像和样品成像通过第二偏振光分光棱镜合束后实现叠加成像的过程，以实现自聚焦粗扫焦面大致位置，即焦面范围。

精扫自聚焦可通过小行程电机马达或者压电扫描，通过光栅尺不同Z轴位置的清晰度值判断是否在焦面，样品成像在Camera面阵相机，光栅尺成像在Line Scan Camera，通过样品成像相机设置的机械千分尺旋转角度，防止压电扫描错位，使图像在靶面位置端正，便于图形算法识别。物镜端通过压电控制在3μm行程范围内，step 0.3μm，压电脉冲步进飞拍，基于图像清晰度曲线值判断实现高倍镜(100X)精细自聚焦功能。PZT需要控制器(controller)提供电压来控制其位移量。

在一些实施例中，基于白光干涉自聚焦的装置，白光干涉图像聚焦核心部件包括相机、分光棱镜、白光LED光源、压电、2个100X高倍物镜、反射镜、快门、样品及载台。

分光棱镜设置在白光LED光源发出的光经过分光棱镜后分成两束，一束经被测样品表面反射回来，另一束光经反射镜反射。沿样品成像光路分光棱镜两侧分别依次设置压电、第二物镜、样品，以及快门、干涉条纹图像成像和样品成像面阵相机；经过反射镜反射的光束与样品表面反射的光束经过汇聚发生干涉，形成样品成像和干涉条纹叠加成像。

具体地增加的物镜和反射镜利用白光干涉，通过快门实现样品成像、样品及干涉纹叠加成像；通过干涉条纹清晰度判断聚焦最佳焦面Z位置，实现精细聚焦。如图3基于两个100X HDR APO物镜形成干涉条纹，NA值0.7-0.9范围，在扫描的过程中，待测面只有在某个高度上才能获得最强的干涉条纹光强。PZT存在最小步阶，每一步大概几十纳米左右，获得连续光强变化。通过快门控制开关时间，压电精细nm级别扫描，在该时间范围内实现干涉条纹图像自聚焦清晰度的判断，从而找到精细焦面Z位置。图3中tube lens为镜筒透镜。

一些实施例中，可通过控制多个快门时间，从多个干涉条纹图像中确定最大图像清晰度的干涉条纹图像来获得精细焦面Z位置，最终保留该焦面Z位置时拍摄的样品成像以适用于晶圆CD量测和OVL套刻过程。

要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

本说明书中的各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的产品实施例而言，由于其与方法是对应的，描述比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于图像清晰度聚焦的方法，其特征在于，所述基于图像清晰度聚焦的方法包括：

对待量测样品进行光学成像通过粗对焦获取焦面范围，光学成像过程包括样品成像和叠加成像；

根据焦面范围通过叠加成像结合压电的精对焦获取焦面位置；

若所述焦面位置对应叠加图像的清晰度为最大图像清晰度，则将所述焦面位置对应拍摄图像用于晶圆量测过程。

2.根据权利要求1所述的基于图像清晰度聚焦的方法，其特征在于，对待量测样品进行光学成像通过粗对焦获取焦面范围包括：

通过光栅尺透射成像结合样品成像共焦获得焦面范围；

或者通过样品成像结合干涉条纹叠加成像获取焦面范围。

3.根据权利要求1所述的基于图像清晰度聚焦的方法，其特征在于，所述基于图像清晰度聚焦的方法还包括：

获取压电范围与叠加图像的清晰度评价曲线，当焦面位置对应叠加图像的清晰度处于清晰度评价曲线的峰值，则确定为最大图像清晰度。

4.根据权利要求1所述的基于图像清晰度聚焦的方法，其特征在于，所述焦面位置用于对晶圆不同线宽的量测或者晶圆套刻误差的量测。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于图像清晰度聚焦的方法，其特征在于，所述基于图像清晰度聚集的方法还包括：通过激光测距和光谱共焦辅助确定粗扫的焦面范围。

6.一种基于图像清晰度聚焦的装置，其特征在于，应用于如权利要求1-5中任一项所述基于图像清晰度聚焦的方法，所述基于图像清晰度聚焦的装置包括：光栅尺、短焦透镜、长焦透镜、偏振分光棱镜、相机、位移分光棱镜、分光棱镜、光源、压电、物镜；

光栅尺同轴设置于两短焦透镜之间，以将光栅尺的透射光转为平行光以获得光栅尺透射成像；

沿短焦透镜光路方向在第二短焦透镜之后依次设置第一偏振分光棱镜、分光棱镜、压电、物镜及样品；

第一偏振分光棱镜在样品成像光路上依次设置第一光源、起偏器和长焦透镜；

分光棱镜在光栅尺透射成像光路上依次设置第二偏振分光棱镜、位移分光棱镜、光栅尺图像成像相机；

分光棱镜在样品成像光路上设置于样品成像相机；

其中，光栅尺透射成像与样品成像的光路经过第一偏振分光棱镜合束后，在样品成像相机端通过分光棱镜分离；

光栅尺透射成像和样品成像通过第二偏振分光棱镜合束后获得叠加成像，以便通过压电的精对焦获取焦面位置，并确定光栅尺成像对应叠加图像的清晰度为最大图像清晰度来确定目标焦面位置。

7.根据权利要求6所述的基于图像清晰度聚焦的装置，其特征在于，所述光栅尺设置光栅条的宽度以及相邻光栅条的间距，其中透明光栅条或非透明光栅条设置为等长或者非等长。

8.根据权利要求6所述的基于图像清晰度聚焦的装置，其特征在于，所述光栅尺对应的第二光源设置为红光光源；样品成像光路中的第一光源采用蓝光、白光或卤素光源。

9.根据权利要求6所述的基于图像清晰度聚焦的装置，其特征在于，样品成像相机端设置机械千分尺以旋转角度，以防止压电扫描错位。

10.一种基于图像清晰度聚焦的装置，其特征在于，应用如权利要求1-5中任一项所述基于图像清晰度聚焦的方法，所述基于图像清晰度聚焦的装置包括：相机、分光棱镜、白光LED光源、压电、物镜、反射镜、快门；

分光棱镜设置在白光LED光源与反射镜之间，且分光棱镜与反射镜之间设置第一物镜，以使所述白光LED光源发出的光经过所述分光棱镜后分成两束，一束经被测样品表面反射回来，另一束光经反射镜反射；

沿样品成像光路分光棱镜两侧分别依次设置压电、第二物镜、样品，以及快门、干涉条纹图像成像和样品成像面阵相机；经反射镜反射的光束与样品表面反射的光束经过汇聚发生干涉，形成样品成像和干涉条纹叠加成像，以便通过压电的精对焦获取焦面位置，并确定干涉条纹对应叠加图像的清晰度为最大图像清晰度来确定目标焦面位置。