[发明专利]荧光显微镜检查系统、设备和方法

说明书

一种荧光显微镜检查系统包括能够发射使样本发荧光的光和使样本不发荧光的光的光源。所发射的光通过一个或更多个滤光器和物镜通道被朝向样本定向。灯环通过暗场通道以倾斜角度将光投射在样本上。滤光器之一可以修改光以匹配与样本相关联的预定带隙能量，并且另一滤光器可以过滤从样本反射并且到相机的光的波长。相机可以根据所接收的光产生图像，并且可以对图像执行样本分类和特征分析。

交叉引用

本申请要求于2019年4月30日提交的美国专利申请No.16/399,058的优先权，该美国专利申请No.16/399,058要求于2019年2月7日提交的美国临时申请No.62/744,478的权益，该美国专利申请No.16/399,058和该美国临时申请No.62/744,478的全部内容通过引用并入本文用于所有目的。

技术领域

本公开总体上涉及使用非相干照明技术的荧光显微镜检查系统、设备和方法。更具体地说，本发明的实施例涉及荧光显微镜检查系统，该荧光显微镜检查系统可以提供目标为激发样本的特定层或样本中包含的材料的可变波长的非相干光，并且根据由吸收光或其他电磁辐射引起的所产生的荧光自动检测样本的特征。

背景技术

将不可见光投射到样本处并捕获由样本发射的所产生的荧光/光致发光可以提供关于样本上的特征的数量、类型、位置和形态的重要信息。此外，样本的某些特征，例如样本的纯度或结构瑕疵等，仅可以使用不可见的照明来观察。如本领域普通技术人员所理解的样本是指检验物品(例如，晶片或生物载玻片)，特征是指样本的可观察特性，包括畸形和/或缺陷。特征可以包括但不限于：电路、电路板组件、生物细胞、组织、缺陷(例如，杂质、结构瑕疵、不规则性、堆垛层错、污染物、晶体缺陷、划痕、灰尘、指纹)。

注意，本文使用的术语荧光(FL)包括光致发光，光致发光通常与来自半导体材料的光发射相关。不可见光是指具有10至400纳米(nm)波长的电磁光谱区域(即，可见光和X射线之间的区域)。在一些实施例中，例如，可以在200nm至400nm、300nm至400nm和/或任何其他合适的波长范围内选择光波长。此外，激发样本并通过样本吸收光或其它电磁辐射而引起荧光所需的光波长不限于范围在10nm到400nm之间的波长，而在一些实施例中，可以在400nm以上的范围内选择，以向样本提供期望的激发，如本文所解释的。相干光是指具有相同频率并且其波彼此同相的光能粒子。相反，非相干光的光能粒子不具有相同的频率，并且其波彼此不同相。

虽然相干光源(例如激光器)通常用于样本荧光，但是这种光源对于检测大的特征或用于某些类型的样本(例如图案化的晶片)是不理想的。另一方面，非相干光源更适合于检测更大范围的特征(包括大的特征和图案化晶片上的特征)。此外，相干光源仅照亮视场的一小部分，而非相干光照亮整个视场，使得非相干光更适合于创建样本特征图。样本特征图对样本上的特征进行分类并指定特征的位置。注意，如本领域普通技术人员所理解的术语视场是指由图像传感器一次捕获的检验区。此外，本领域普通技术人员将容易理解，术语视场和图像在本文中可互换使用。

因此，期望使用非相干照明技术的新的荧光显微镜检查机构来激发样本的特定层或样本中包含的材料以使它们发荧光，并根据所产生的荧光自动检测样本的特征。此外，还期望相同的机构使用不引起荧光的照明技术来检查样本的特征。

发明内容

在一个示例中，一种系统包括框架、一个或更多个非相干光源、激发滤光器、物镜、滑动器以及发射滤光器，其中，一个或更多个非相干光源连接到框架并且被配置成至少发射将使样本发荧光的第一波长的光和将使样本不发荧光的第二波长的光，所发射的光被配置成被定向到样本，该激发滤光器连接到框架并且被配置成过滤来自一个或更多个光源的光，其中过滤后的光被配置成匹配与样本相关联的预定带隙能量，该物镜连接到框架且包括明场通道和暗场通道，该滑动器连接到框架并且沿着物镜和一个或更多个非相干光源之间的光路定位，其中滑动器包括至少一个配置，该配置被配置为沿着光路将光至少传输到暗场通道，该暗场通道被配置为以倾斜角度将光定向到样本，该发射滤光器连接到框架并且被配置为过滤从样本反射到接收相机的选定波长的光。