一种缺陷检测系统和缺陷检测方法技术方案

本发明专利技术公开了缺陷检测系统和缺陷检测方法，缺陷检测系统包括光源模块，用于出射第一检测光束；分束模块用于对第一检测光束进行分束，得到多束第二检测光束；多束第二检测光束入射至待检测样品表面的多个位置，经待检测样品反射后得到多束反射光束，多束反射光束携带待检测样品表面多个位置的表面信息；探测模块用于接收并探测多束反射光束，得到待检测样品的表面信息；表面信息包括表面平整度信息和表面倾斜度信息；成像模块与探测模块连接，用于接收表面信息，并根据表面信息对待检测样品的表面进行成像。通过获取待检测样品的表面信息，根据表面信息对待检测样品的表面进行一次或者多次成像，保证可以对待检测样品的整个表面均进行清晰成像。

A defect detection system and method

【技术实现步骤摘要】
一种缺陷检测系统和缺陷检测方法
本专利技术实施例涉及缺陷检测
，尤其涉及一种缺陷检测系统和缺陷检测方法。
技术介绍
对待测量表面进行缺陷检测时，往往受限于镜头有限的焦深，为实现高分辨率的亚微米缺陷成像，需要进行实时自动聚焦。镜头对焦用自动聚焦技术依据聚焦光束走向不同可以分为同轴落射光方案和离轴倾斜光方案。同轴落射光方案需要棱镜将调焦光束反射进入缺陷检测镜头，在高精度应用场合引入镜头之外的棱镜会导致严重的像散，得不偿失。离轴倾斜光方案其调焦光束无需复用缺陷检测镜头，因此适用于高精度缺陷检测场景。现有技术可采用调焦调平传感器，其原理是基于倾斜光通过两组光栅形成的莫尔条纹进行调焦，但该方法所用宽带光源会对缺陷检测干扰，无法应用于缺陷检测技术中。或者基于三角法的激光位移传感器可以用于镜头的实时自动聚焦，且提供参考光束。但该这两种方法仅能测量单点焦面。实际应用中，由于大靶面相机的较大靶面尺寸，因此测量视场也相应较大，一般有数十毫米。在整个测量视场内，被测样品的表面形貌起伏可能会远远超出镜头焦深。因此单点焦面测量无法准确表征镜头的最佳焦面，无法对整个测量表面进行清晰成像。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种缺陷检测系统和缺陷检测方法，以解决现有技术中单点焦面测量无法准确表征镜头的最佳焦面，无法对整个测量表面进行清晰成像的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种缺陷检测系统，包括：光源模块，用于出射第一检测光束；分束模块，位于所述第一检测光束的传播路径上，用于对所述第一检测光束进行分束，得到多束第二检测光束；多束所述第二检测光束入射至待检测样品表面的多个位置，经所述待检测样品反射后得到多束反射光束，多束所述反射光束携带所述待检测样品表面多个位置的表面信息；探测模块，位于多束所述反射光束的传播路径上，用于接收并探测多束所述反射光束，并通过分析多束反射光束在探测面上的光斑位置变化，得到所述待检测样品的表面信息；所述表面信息包括表面平整度信息和表面倾斜度信息；成像模块，与所述探测模块连接，用于接收所述表面信息，并根据所述表面信息对所述待检测样品的表面进行至少一次对焦成像。可选的，所述缺陷检测系统还包括傅里叶透镜；所述傅里叶透镜位于多束所述反射光束的传播路径上，用于对多束所述反射光束进行汇聚，得到多束汇聚光束；所述探测模块位于多束所述汇聚光束的传播路径上，用于接收并探测多束所述汇聚光束，并根据所述多束汇聚反射光束在探测面上的光斑位置变化得到所述待检测样品的表面信息。可选的，所述成像模块包括成像镜头、成像相机和处理单元；所述成像镜头和所述成像相机连接；所述处理单元分别与所述探测模块和所述成像相机连接，用于接收所述表面信息，并根据所述表面信息控制所述成像相机和所述成像镜头对所述待检测样品的表面进行至少一次对焦成像。可选的，所述分束模块包括衍射光栅，所述衍射光栅用于对所述第一检测光束进行分束，得到多束能量相同的第二检测光束。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种缺陷检测方法，采用上述所述的缺陷检测系统，包括：获取待检测样品的表面信息；所述表面信息包括表面平整度信息和表面倾斜度信息；根据所述表面信息对所述待检测样品的表面进行至少一次对焦成像。可选的，多束所述第二检测光束入射至待检测样品表面的多个位置，对应所述待检测样品表面的多个子表面；根据所述表面信息对所述待检测样品的表面进行至少一次对焦成像，包括：确定每个所述子表面中的子最高值信息和子最低值信息；多个所述子最高值信息中的最大值信息为所述表面最高值信息，多个所述子最低值信息的最小值信息为所述表面最低值信息；当所述表面最高值信息和表面最低值信息之间的差值与所述成像模块的焦深满足第一预设关系时，计算所述待检测样品表面的最优焦面信息，根据所述最优焦面信息对所述待检测样品的表面进行最优焦面对焦成像；当所述表面最高值信息和表面最低值信息之间的差值与所述成像模块的焦深满足第二预设关系时，控制所述成像模块对所述待检测样品的表面进行多次对焦成像。可选的，计算所述待检测样品表面的最优焦面信息，包括：根据所述表面最高值信息和所述表面最低值信息计算表面平均高度信息；将所述表面平均高度信息对应的焦面作为最优焦面。可选的，计算所述待检测样品表面的最优焦面信息，包括：分别获取所述待检测样品表面中心区域对应的第一焦面信息和所述待检测样品表面边缘区域对应的第二焦面信息；根据所述第一焦面信息和所述第二焦面信息，采用不同的加权系数计算所述待检测样品表面的最优焦面信息，其中，所述第一焦面信息的加权系数大于所述第二焦面信息的加权系数。可选的，控制所述成像模块对所述待检测样品的表面进行多次对焦成像，包括：根据所述表面最高值信息和表面最低值信息之间的差值以及所述成像模块的焦深，确定对焦成像次数；根据所述对焦成像次数，移动所述成像模块，控制所述成像模块对所述待检测样品的表面进行多次对焦成像；其中，每次对焦成像时，所述成像模块视野内的最高值与最低值之间的差值信息小于或者等于所述成像模块的焦深。可选的，当所述表面最高值信息和表面最低值信息之间的差值H与所述成像模块的焦深DOF满足H＜2*DOF时，所述表面最高值信息和表面最低值信息之间的差值与所述成像模块的焦深满足第一预设关系；当所述表面最高值信息和表面最低值信息之间的差值H与所述成像模块的焦深DOF满足H≥2*DOF时，所述表面最高值信息和表面最低值信息之间的差值与所述成像模块的焦深满足第二预设关系。本专利技术实施例提供的缺陷检测系统，通过设置分束模块对光源模块出射的第一检测光束进行分束，得到多束第二检测光束，多束第二检测光束入射至待检测样品表面的多个位置，经待检测样品反射后得到多束反射光束，多束反射光束携带待检测样品表面多个位置的表面信息；探测模块用于根据多束反射光束得到待检测样品的表面信息，成像模块用于根据表面信息对待检测样品的表面进行至少一次对焦成像。如此，当待检测样品的表面平整度满足设定平整度要求或者待检测样品的表面倾斜度较小时，可以仅对待检测样品表面进行一次对焦成像即可保证得到整个待成像表面的清晰图像，当待检测样品的表面平整度不满足设定的平整度要求或者待检测样品的表面倾斜度较大时，可以根据待检测样品的表面信息对待检测样品的表面进行多次对焦成像，保证得到整个待成像表面的清晰图像。基于待成像表面的清晰图像对待成像表面进行缺陷度检测，保证检测精度高；并且，本专利技术实施例提供的缺陷检测系统，通过多束第二检测光束对待成像表面进行检测，基于表面信息进行至少一次对焦成像，可以解决现有技术中单光束检测单焦面对焦成像带来的对焦检测效率低下，且无法区分离焦或者样品倾斜的问题。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缺陷检测系统，其特征在于，包括：/n光源模块，用于出射第一检测光束；/n分束模块，位于所述第一检测光束的传播路径上，用于对所述第一检测光束进行分束，得到多束第二检测光束；多束所述第二检测光束入射至待检测样品表面的多个位置，经所述待检测样品反射后得到多束反射光束，多束所述反射光束携带所述待检测样品表面多个位置的表面信息；/n探测模块，位于多束所述反射光束的传播路径上，用于接收并探测多束所述反射光束，并通过分析多束反射光束在探测面上的光斑位置变化，得到所述待检测样品的表面信息；所述表面信息包括表面平整度信息和表面倾斜度信息；/n成像模块，与所述探测模块连接，用于接收所述表面信息，并根据所述表面信息对所述待检测样品的表面进行至少一次对焦成像。/n

【技术特征摘要】
1.一种缺陷检测系统，其特征在于，包括：
光源模块，用于出射第一检测光束；
分束模块，位于所述第一检测光束的传播路径上，用于对所述第一检测光束进行分束，得到多束第二检测光束；多束所述第二检测光束入射至待检测样品表面的多个位置，经所述待检测样品反射后得到多束反射光束，多束所述反射光束携带所述待检测样品表面多个位置的表面信息；
探测模块，位于多束所述反射光束的传播路径上，用于接收并探测多束所述反射光束，并通过分析多束反射光束在探测面上的光斑位置变化，得到所述待检测样品的表面信息；所述表面信息包括表面平整度信息和表面倾斜度信息；
成像模块，与所述探测模块连接，用于接收所述表面信息，并根据所述表面信息对所述待检测样品的表面进行至少一次对焦成像。


2.根据权利要求1所述的缺陷检测系统，其特征在于，所述缺陷检测系统还包括傅里叶透镜；
所述傅里叶透镜位于多束所述反射光束的传播路径上，用于对多束所述反射光束进行汇聚，得到多束汇聚光束；
所述探测模块位于多束所述汇聚光束的传播路径上，用于接收并探测多束所述汇聚光束，并根据所述多束汇聚反射光束在探测面上的光斑位置变化得到所述待检测样品的表面信息。


3.根据权利要求1所述的缺陷检测系统，其特征在于，所述成像模块包括成像镜头、成像相机和处理单元；
所述成像镜头和所述成像相机连接；
所述处理单元分别与所述探测模块和所述成像相机连接，用于接收所述表面信息，并根据所述表面信息控制所述成像相机和所述成像镜头对所述待检测样品的表面进行至少一次对焦成像。


4.根据权利要求1所述的缺陷检测系统，其特征在于，所述分束模块包括衍射光栅，所述衍射光栅用于对所述第一检测光束进行分束，得到多束能量相同的第二检测光束。


5.一种缺陷检测方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一项所述的缺陷检测系统，其特征在于，包括：
获取待检测样品的表面信息；所述表面信息包括表面平整度信息和表面倾斜度信息；
根据所述表面信息对所述待检测样品的表面进行至少一次对焦成像。


6.根据权利要求5所述的缺陷检测方法，其特征在于，多束所述第二检测光束入射至待检测样品表面的多个位置，对应所述待检测样品表面的多个子表面；
根据所述表面信息对所述待检测样品的表面进行至少一次对焦...

【专利技术属性】
技术研发人员：高建翔，
申请(专利权)人：上海御微半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31