一种滤波装置及其使用方法、光学检测系统与流程

本技术涉及光学检测，具体涉及一种滤波装置及其使用方法、光学检测系统。

背景技术：

1、光学成像检测是半导体行业工艺缺陷检测所依赖的主要技术，随着工艺的不断发展，半导体行业制程从微米级缩小到纳米级，更复杂的图案要求更精细的缺陷检测技术。

2、在实际半导体检测场景中，如果待检测对象表面具有周期性结构单元，在对待检测对象进行检测时，入射光束照射在待检测对象的表面，会在待检测对象表面形成散射光束，其中，周期性结构单元的散射光束会在物镜系统的光瞳面处（也即物镜的后焦面）处形成光斑，致使待检测对象的缺陷信号淹没在上述光斑信号中，从而使得提取待检测对象中缺陷信号的准确性较低。

3、为解决上述技术问题，一些相关技术中提出了利用由多根条形掩模构成的滤波结构，对光瞳面处形成的光斑进行滤波的方案，以期通过滤除引起光学噪声的光束，提升获取待检测对象中缺陷信号的准确性。然而，这种滤波结构不但占据空间大，而且由于条形掩模定位不准确，无法实现更为精准的滤波，不利于提高信噪比。

技术实现思路

1、本技术主要解决的技术问题是提供一种滤波装置、该滤波装置的使用方法以及应用了该滤波装置的光学检测系统，能够更为精准地滤波、提高信噪比，为提升获取待检测对象的缺陷信号的准确性提供支持。

2、根据第一方面，本技术的一种实施例提供一种滤波装置，包括：

3、通光区域；

4、滤波组件，沿光束的传播方向布置于所述通光区域的一侧；所述滤波组件包括沿第一方向平行设置的多个挡光件；

5、驱动组件，用于调节所述挡光件相对所述通光区域的位置，所述驱动组件包括移动座、离合件以及沿所述第一方向延伸且相互平行的直线导向件、第一转轴件和第二转轴件，所述移动座的一端滑动套接于所述第一转轴件、另一端螺纹套接于所述第二转轴件，所述离合件连接于所述移动座与所述第一转轴件之间，多个所述挡光件在第二方向上的一端分别滑动连接于所述直线导向件；所述第一方向、所述第二方向和所述传播方向相互垂直；

6、其中，所述第一转轴件能够驱动所述离合件相对所述移动座转动，使所述离合件选择连接多个所述挡光件中的一者；所述第二转轴件能够驱动所述移动座携带所述离合件移动，使所述离合件带动选择的所述挡光件沿所述第一方向移动。

7、一个实施例中，所述第一转轴件包括第一电机和沿所述第一方向延伸的花键轴；所述第一电机的动力端耦合至所述花键轴的轴杆，以驱动所述花键轴旋转；所述离合件与所述花键轴的轴套固定连接，所述离合件或所述花键轴的轴套通过滚动轴承转动连接所述移动座；

8、和/或所述第二转轴件包括第二电机和沿所述第一方向延伸的丝杆；所述第二电机的动力端耦合至所述丝杆，以驱动所述丝杆旋转；所述移动座螺纹套接于所述丝杆。

9、一个实施例中，所述滤波装置用于设置在光学检测系统中，所述通光区域的尺寸大于所述光学检测系统的光瞳面的有效直径，所述挡光件在所述第二方向上的长度不小于所述光瞳面的有效直径。

10、一个实施例中，所述驱动组件还包括第一限位件和第二限位件，所述第一限位件与所述第二限位件位于所述滤波组件在所述第一方向上相对的两侧；在所述第一方向上，所述第一限位件与所述第二限位件之间的间距不小于所述滤波组件的宽度与所述光瞳面的有效直径之和。

11、一个实施例中，所述驱动组件还包括第三限位件，所述第一限位件和所述第二限位件关于所述第三限位件间隔对称；多个所述挡光件分为两组，分别为第一挡光件组和第二挡光件组；所述第一挡光件组位于所述第一限位件与所述第三限位件之间，所述第二挡光件组位于所述第二限位件与所述第三限位件之间。

12、一个实施例中，在所述第一方向上，所述第一限位件与所述第二限位件之间的间距不小于所述滤波组件的宽度与所述通光区域的尺寸之和。

13、一个实施例中，所述挡光件具有沿所述第二方向相接的挡光部和连接部；所述挡光部在所述第二方向上的长度大于所述光瞳面的有效直径；所述连接部滑动连接于所述直线导向件，所述连接部设有用于可分离连接所述离合件的离合结构。

14、一个实施例中，所述离合结构包括周向封闭的离合槽；所述离合槽允许所述离合件摆转插入，以使所述离合件连接所述连接部；所述离合槽还允许所述离合件摆转移出，以使所述离合件与所述连接部分离。

15、一个实施例中，多个所述挡光件位于所述光瞳面所在平面内，或多个所述挡光件位于与所述光瞳面所在平面平行的同一平面内；其中，相邻两个所述连接部至少能够在所述第一方向上彼此抵贴，并且相邻两个所述连接部彼此抵贴的状态下，相邻两个所述挡光部彼此无接触。

16、一个实施例中，相邻两个所述连接部中的一者为第一连接部、另一者为第二连接部；在所述第一方向上，所述第一连接部相较于所述第二连接部位于更靠近所述通光区域的一侧；其中：

17、所述第一连接部具有沿所述第二方向延伸的第一纵向壁和沿所述第一方向延伸的第一横向壁，所述第一横向壁的一端相接于所述第一纵向壁，所述第一连接部对应的所述挡光部相接于所述第一横向壁的另一端；

18、所述第二连接部具有沿所述第二方向延伸的第二纵向壁和沿所述第一方向延伸的第二横向壁，所述第二横向壁的一端相接于所述第二纵向壁，所述第二连接部对应的所述挡光部相接于所述第二横向壁的另一端；所述第二纵向壁与所述第一纵向壁能够在所述第一方向上彼此抵贴，所述第二横向壁与所述第一横向壁能够在所述第二方向上彼此靠近但不接触。

19、一个实施例中，所述滤波组件和所述驱动组件的数量均设置为两个，两个所述驱动组件与所述两个滤波组件一一对应；其中，两个所述驱动组件在所述第二方向上间隔相对布置，两个所述滤波组件的所述挡光件位于相互平行的两个不同平面内。

20、一个实施例中，位于不同平面内的所述挡光件在所述传播方向上的投影部分重叠。

21、一个实施例中，所述滤波装置还包括固定件，所述固定件具有沿所述传播方向贯通的通光孔，所述通光区域包括所述通光孔，所述驱动组件设置于所述固定件并位于所述通光孔的外围。

22、根据第二方面，本技术的一种实施例提供一种第一方面所述的滤波装置的使用方法，所述滤波装置用于设置在光学检测系统中；所述使用方法包括：

23、获取所述挡光件与所述离合件的坐标映射关系的步骤，其中，所述坐标映射关系通过以下方式得到：

24、获取所述通光区域的光轴中心坐标；

25、获取所述离合件沿所述第一方向被标定的一维目标标定坐标；

26、对于每个所述挡光件：通过所述离合件带动所述挡光件沿所述第一方向移动一次或多次，获取每次移动后对应的一对标定坐标；该一对定位坐标包括本次移动后所述挡光件沿所述第一方向相对所述光轴中心坐标的第一一维标定坐标，和本次移动后所述离合件沿所述第一方向相对所述一维目标标定坐标的第二一维标定坐标；

27、基于每对所述标定坐标，确定对应的所述挡光件与所述离合件的坐标映射关系；

28、切换检测的步骤，每切换至一次新的检测时，获取所述新的检测时每个所述挡光件沿所述第一方向相对所述光轴中心坐标的第一一维目标坐标；

29、其中，对于每个所述挡光件：根据所述第一一维目标坐标和所述坐标映射关系得到所述离合件沿所述第一方向相对所述一维目标标定坐标的第二一维目标坐标；驱动所述离合件沿所述第一方向移动至所述第二一维目标坐标，以带动所述挡光件移动至所述第一一维目标坐标。

30、一个实施例中，所述坐标映射关系包括第一映射关系和/或第二映射关系；

31、所述第一映射关系为：基于所述离合件带动所述挡光件沿所述第一方向的正向移动一次或多次得到的一对或多对标定坐标所确定的坐标映射关系；

32、所述第二映射关系为：基于所述离合件带动所述挡光件沿所述第一方向的反向移动一次或多次得到的一对或多对标定坐标所确定的坐标映射关系。

33、一个实施例中，在所述挡光件需要沿所述第一方向的正向移动至所述第一一维目标坐标的情况下，根据所述第一一维目标坐标和所述第一映射关系得到所述离合件的第二一维目标坐标，驱动所述离合件沿所述第一方向的正向移动至所述第二一维目标坐标，以带动所述挡光件移动至所述第一一维目标坐标；

34、在所述挡光件需要沿所述第一方向的反向移动至所述第一一维目标坐标的情况下，根据所述第一一维目标坐标和所述第二映射关系得到所述离合件的第二一维目标坐标，驱动所述离合件沿所述第一方向的反向移动至所述第二一维目标坐标，以带动所述挡光件移动至所述第一一维目标坐标。

35、根据第三方面，本技术的一种实施例提供一种第一方面所述的滤波装置的使用方法，所述滤波装置用于设置在光学检测系统中；所述使用方法包括：

36、复位步骤，所述复位步骤包括：

37、获取所述离合件沿所述第一方向被标定的一维目标标定坐标；

38、驱动所述离合件沿所述第一方向移动至所述一维目标标定坐标；

39、驱动所述离合件沿所述第一方向的正向移动，通过所述离合件带动位于所述离合件在所述第一方向的正向的所有所述挡光件移动至正向极限位置；

40、驱动所述离合件沿所述第一方向移动至所述一维目标标定坐标；

41、驱动所述离合件沿所述第一方向的反向移动，通过所述离合件带动位于所述离合件在所述第一方向的反向的所有所述挡光件移动至反向极限位置；

42、所述复位步骤之后，执行检测步骤，其中，对于每个所述挡光件：获取检测时所述挡光件沿所述第一方向的目标位置，驱动所述离合件带动所述挡光件移动至所述目标位置。

43、一个实施例中，每切换至一次新的检测时，先按照所述复位步骤对所述挡光件进行复位，再执行本次新的检测，按照本次新的检测的检测要求驱动所述离合件带动所述挡光件移动至目标位置；

44、或者，在第一次检测前，先按照所述复位步骤对所述挡光件进行复位；在后续每次检测时，通过第二方面所述的使用方法进行检测。

45、一个实施例中，所述一维目标标定坐标为位于所述正向极限位置与所述反向极限位置之间的中间位置。

46、根据第四方面，本技术的一种实施例提供一种光学检测系统，包括：

47、光源，用于以预设角度向待检测对象发射照明光束；

48、物镜，用于接收所述待检测对象的散射光束；

49、第一方面所述的滤波装置，所述挡光件位于所述光瞳面和/或位于与所述光瞳面平行的平面内；

50、管镜系统，用于将所述待检测对象成像至探测器；

51、探测器，用于根据所述待检测对象的像，对所述待检测对象中的缺陷进行检测。

52、依据上述实施例的滤波装置，利用第一转轴件和第二转轴件的配合，实现离合件的直线运动与转动运动；其一，利用移动座与第二转轴件的螺纹套接关系，可以保证离合件平稳带动挡光件移动和停留，更为准确地定位挡光件的位置，从而有利于实现精准滤波，为提升获取待检测对象的缺陷信号的准确性提供支持；其二，第一转轴件可以充当挡光件和移动座的直线导轨，可以实现结构部件的充分利用，有利于减少装置组成部件（例如直线导轨）的配置数量，为减小装置的体积尺寸和占用空间等提供支持。其三，无需为每个挡光件配置独立的一个驱动机构，利用第一转轴件和第二转轴件即可动态且精准地调节多个挡光件的位置，有效地简化了装置整体的结构。