CN111198192A - 检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种检测设备，包括：光源发生器，生成待处理光线；光源处理器，对待处理光线进行处理，以在待测物上形成尺寸可调节的光斑；信号收集器，在不同放大倍率下收集检测区域中的缺陷产生的探测光；探测器，对探测光进行探测得到探测光信号。本申请实施例还提供相应的检测方法。本申请技术方案由于通过光源处理器产生不同尺寸的光斑，可以满足检测设备在多种检测精度下的需求，并且避免了光斑尺寸过大导致光斑照射到检测区域以外的区域，产生干扰信号，影响检测结果的准确度的问题，进而能够适应不同情况对光斑尺寸的要求。

Description

检测装置及检测方法

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体涉及一种检测装置及检测方法。

背景技术

在半导体工艺中，晶圆表面的清洁度是影响半导体器件可靠性的重要因素之一，所以晶圆缺陷检测是一个非常重要的环节。晶圆缺陷检测是指检测晶圆中是否存在凹槽、颗粒、划痕等缺陷以及这些缺陷的位置。实现高精度检测是晶圆检测的主要难点：与现在半导体水平相对应，晶圆缺陷检测精度需要达到几十纳米量级，小于目前大部分晶圆缺陷检测方法的精度极限，而实际应用中，使用者还希望检测过程可以具有检测速度快、不带来附加污染等特点，给检测方法应用带来挑战。

目前常用的缺陷检测方法主要包括电子束扫描检测和光学检测两大类，其中电子束检测是基于电子波与被测样品散射作用的一种成像测量方式，得益于电子波的极端波长，电子束检测在检测精度方面具有巨大的优势，其检测精度可达到1-2纳米，然而电子束检测所需的时间较长，且检测过程需要高真空环境，通常只能用来对少数关键电路环节抽样检查，无法用于全面质量监控。光学检测通过光与晶圆相互作用实现检测，其包括光散射法、光学成像法、光干涉检测等类型。与电子束检测相比，光学检测方法的测量精度较低，但具有检测速度快、无附加污染的特点，所以光学检测方法在晶圆检测上具有较大优势。光散射技术是目前应用较为广泛的光学晶圆缺陷检测方法，其原理是收集缺陷部位的探测光并通过光强判断照明位置的缺陷尺寸，并利用扫描的方式完成对整个待测物表面或指定区域的检测。扫描的方式主要包括点扫描和线扫描两种，其中点扫描是目前主流的扫描方式，但是点扫描方式受电动移动平台转速、探测器采样率等因素限制，因此提出了线扫描的方案并且加以实现。

在现有的检测技术中，考虑到检测设备需要调整检测精度，照明光斑较小无法满足多种检测精度的需求，所以通常会提供一个较大的照明光斑，这样就可以满足检测设备在多种检测精度下的照明需求，这种方式比较简单，但是当检测设备的检测精度提高时，检测设备的成像探测区域会减小，在这种情况下，较大的光斑会覆盖成像探测区域以外的区域，这些区域上产生的干扰信号很容易被检测设备收集，影响检测结果的准确度。根据不同的检测精度改变照明光斑的尺寸，既能满足多种检测精度的需求，又能避免产生干扰信号，提高检测设备的检测结果的准确度。

发明内容

本申请实施例提供一种检测设备以及检测方法，该检测设备的检测精度可以调节，为满足不同检测精度的需求，设备可以根据检测精度生成对应尺寸的光斑，这样既能满足切换检测精度的现实需求，又能保证在不同检测精度下，不会因为光斑尺寸过大导致产生干扰信号，保证了不同检测精度下的检测效果，即检测准确性。

为了达到上述目的，本申请实施例提供了如下技术方案：

本申请第一方面提供了一种检测设备，该检测设备可以包括：光源发生器，用于生成待处理光线；光源处理器，用于对所述待处理光线进行处理，以在待测物上形成尺寸可调节的光斑，该光斑可以是线光斑，也可以是圆光斑、椭圆光斑，或者其他形状光斑；信号收集器，用于在不同放大倍率下收集探测光，所述探测光由待检测区域上的缺陷经过所述光斑照射而产生，所述待检测区域位于所述待测物的表面，所述信号收集器的放大倍率与所述光斑的尺寸相对应；探测器，包括光敏区域，所述光敏区域用于对所述探测光进行探测得到探测光信号。

可选地，结合上述第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述检测设备还包括：控制单元，用于控制所述信号收集器的放大倍率与所述光斑的尺寸相对应和处理所述探测光信号得到探测数据，所述控制所述信号收集器的放大倍率与所述光斑的尺寸相对应，即控制光斑尺寸与放大倍率的乘积小于或等于探测器的光敏区域尺寸。

可选地，结合上述第一方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述匹配为使光斑尺寸与放大倍率的乘积小于或等于所述探测器光敏区域的尺寸。

可选地，结合上述第一方面第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述光源处理器包括透镜组、光阑组件和运动台；其中，所述透镜组用于对所述待处理光线进行整形处理，形成待调光束，所述光阑组件，用于对部分待调光束进行遮挡，调节所述光斑尺寸；光阑组件包括至少两个透光区域，至少两个透光区域台通过的待调光束不同；所述运动台用于带动所述光阑组件移动，使所述待调光束照射不同的透光区域。

可选地，结合上述第一方面第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述光阑组件包括至少两个孔，所述至少两个孔中的每个孔的尺寸各不相同，所述孔用于使部分待调光束通过，所述运动台用于搭载所述光阑组件垂直于所述待调光束的传播方向运动，所述光阑组件的移动方向与所述孔的排列方向相同；或者，所述光阑组件包括一个孔，所述光阑组件的孔具有调节方向，所述光阑组件的孔沿所述调节方向的尺寸不同，所述调节方向垂直于所述待调光束的传播方向；所述运动台用于搭载所述光阑组件垂直于所述待调光束的传播方向运动，所述平台的移动方向沿所述调节方向。

可选地，结合上述第一方面、第一方面第一种至第四种中任意一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述信号收集器包括：至少两个收集组件，至少两个收集组件的放大倍率不同。

可选地，结合上述第一方面第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述信号收集器还包括切换装置，所述切换装置用于使不同的收集组件切换至光路中。

可选地，结合上述第一方面第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述信号收集器包括一套信号收集装置，所述信号收集装置包括：至少两个所述收集组件、和所述切换装置，所述收集组件包括物镜，所述切换装置包括物镜切换装置；其中，所述至少两个物镜用于收集所述探测光，所述至少两个物镜中的每一个物镜的倍率各不相同，所述至少两个物镜中的每一个物镜收集的探测光入射到所述探测器中；所述物镜切换装置用于切换物镜，以调整所述信号收集器的放大倍率。

可选地，结合上述第一方面第七种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，当所述物镜为显微物镜时，所述信号收集器还包括管镜，所述物镜收集的探测光经过所述管镜后入射到所述探测器中。

可选地，结合上述第一方面第六种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述信号收集器为一套信号收集装置，所述信号收集装置包括：显微物镜、至少两个所述收集组件和所述切换装置；所述收集组件包括管镜，所述切换装置包括管镜切换装置；其中，所述显微物镜用于收集所述探测光，所述显微物镜收集的探测光经过所述至少两个管镜中的一个管镜入射到所述探测器中，所述至少两个管镜中的每一个管镜的倍率各不相同；所述管镜切换装置用于切换管镜，以调整所述信号收集器的放大倍率。

可选地，结合上述第一方面第五种可能的实现方式，在第十种可能的实现方式中，当所述信号收集器包括至少两套信号收集装置时，每套信号收集装置分别收集不同方向的探测光，每套信号收集装置均具有所述收集组件，用于收集所述探测光，每套信号收集装置的收集组件的倍率各不相同。

可选地，结合上述第一方面第七种至第十种中任意一种可能的实现方式，在第十种可能的实现方式中，所述检测设备还包括：多个探测器，各探测器分别对不同收集组件收集的探测光进行探测得到探测光信号。

可选地，结合上述第一方面、第一方面第一种至第四种、第六种至第十种中任意一种可能的实现方式，在第十一种可能的实现方式中，所述探测光为光斑经待测物反射形成的反射光，或者，所述探测光为光斑经待测物散射形成的散射光。

本申请第二方面提供了一种检测方法，该检测方法可以包括：生成待处理光线；对所述待处理光线进行调节处理，以在待测物上形成预定尺寸的光斑，所述光斑经所述待测物作用形成探测光；收集所述探测光；根据所述探测光形成探测光信号。

可选地，结合上述第二方面，在第一种可能的实现方式中，该检测方法还可以包括：提供如上述第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式所述的检测设备；其中，通过所述光源发生器生成所述待处理光线；通过所述光源处理器对所述待处理光线进行调节处理；通过所述信号收集器收集所述探测光，通过所述探测器获取所述探测光信号；通过所述控制单元处理探测光信号得到探测数据。

可选地，结合上述第二方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，当所述光源处理器包括透镜组、光阑组件和运动台时；所述对所述待处理光线进行调节处理，包括：通过运动台带动所述光阑组件移动，使待调光束照射预设的透光区域。

可选地，结合上述第二方面第一种或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述信号收集器包括：至少两个收集组件；所述收集所述探测光之前，还包括：调整所述信号收集器的放大倍率，使所述光斑尺寸与信号收集器放大倍率的乘积小于或等于探测器的光敏区域尺寸。

可选地，结合上述第二方面第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述信号收集器还包括切换装置；调整所述信号收集器的放大倍率的步骤包括：通过所述切换装置使预设放大倍率的收集组件切换至光路中。

本申请的技术方案通过调节光斑的尺寸，可以满足检测设备在不同检测精度下的需求，同时可以避免光斑尺寸过大导致产生干扰信号的问题，进而能够适应不同情况对光斑尺寸的要求。

进一步，通过控制信号收集器的放大倍率与光斑的尺寸匹配，可以满足检测设备在不同检测精度下的需求，当信号收集器的放大倍率增大时，调整光斑尺寸减小，在可以覆盖成像探测区域的情况下，减少干扰信号产生，确保检测结果的准确度；当信号收集器的放大倍率减小时，所以调整光斑尺寸变大，以覆盖增大后的成像探测区域，满足检测设备检测精度降低时对光斑尺寸的需求。由此可见，本方案通过调整光斑的尺寸，既能满足检测设备检测精度变化对光斑尺寸的需求，又能减少检测过程中产生的干扰信号，提高检测结果的准确度。

附图说明

图1是本申请实施例中检测设备一个实施例示意图；

图2是本申请实施例中检测设备另一实施例示意图；

图3是本申请实施例中检测设备另一实施例示意图；

图4是本申请实施例中光源处理器一个实施例示意图；

图5是光源处理器中光阑组件一种结构示意图；

图6是光源处理器中光阑组件另一种结构示意图；

图7是光源处理器中光阑组件另一种结构示意图；

图8是光源处理器中光阑组件另一种结构示意图；

图9是本申请实施例中光源处理器另一实施例示意图；

图10是本申请实施例中光源处理器另一实施例示意图；

图11是本申请实施例中检测方法一个实施例示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本申请的实施例进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员可知，随着图计算框架的演变和新应用场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

本申请实施例提供一种检测设备以及检测方法，通过调整光斑的尺寸，既能满足检测设备检测精度变化对光斑尺寸的需求，又能减少检测过程中产生的干扰信号，提高检测结果的准确度，进而能够适应不同情况对光斑尺寸的要求。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等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，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。在本申请中出现的对步骤进行的命名或者编号，并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤，已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序，只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。本申请中所出现的模块的划分，是一种逻辑上的划分，实际应用中实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合成或集成在另一个系统中，或一些特征可以忽略，或不执行，另外，所显示的或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块之间的间接耦合或通信连接可以是电性或其他类似的形式，本申请中均不作限定。并且，作为分离部件说明的模块或子模块可以是也可以不是物理上的分离，可以是也可以不是物理模块，或者可以分布到多个电路模块中，可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来实现本申请方案的目的。

本申请实施例可应用于诸多领域，例如芯片制造领域和半导体加工领域等领域。在芯片制造领域，晶圆作为芯片基底，若晶圆上存在缺陷，可能导致在其上面制作的昂贵工艺失效，导致芯片质量不合格，所以晶圆生产方需要经常进行使用检测设备对生产晶圆进行缺陷检测，以保证生产晶圆的质量可以满足芯片制造的指标要求。此外，晶圆使用方也需要在使用前进行缺陷检测，以保证产品质量。在半导体加工领域，半导体加工过程中付附加污染的控制十分严格，直接检测加工过程中的附加污染的难度较大，所以人们通常将使用晶圆裸片与待加工的半导体材料共同进入生产工序，通过检测各工序前后晶圆裸片的缺陷情况并进行对比，可以反映各工序的污染情况，以便及时发现生产设备或生产工艺中的各种附加污染因素，确保半导体产品的质量符合相关指标要求。

在基于光学检测的缺陷检测中，提高待测物表面成像探测分辨率，能有效降低待测物表面本底探测光噪声，于是能有效提高缺陷检测的信噪比，并最终提高缺陷检测的检测精度。在不改变探测器的前提下，可以通过调整信号收集器收集探测光时的放大倍率来调整待测物表面成像探测分辨率，以实现检测精度的调整。所以为了满足不同检测精度下对照明光斑尺寸的需求，可以根据信号收集器的放大倍率选择对应的光斑尺寸，使得光斑尺寸与放大倍率的乘积小于或等于探测器光敏区域的尺寸,从而避免以较大的光斑满足多种检测精度时会产生过多干扰信号的问题，并能够使探测器收集的探测光分布较均匀且能够最大限度地利用探测器，降低成本。

图1是本申请实施例中检测设备一个实施例示意图。

如图1所示，本申请实施例中检测设备一个实施例包括：光源发生器10、光源处理器20、移动承载平台30、信号收集器40、探测器50、控制单元60、光斑调整组件70。

其中，光源发生器10，用于生成待处理光线；

光源处理器20，用于对光源发生器10生成的待处理光线进行处理，以在待测物上形成尺寸可调节的光斑，该光斑可以是线光斑，也可以是圆光斑、椭圆光斑，或者其他形状光斑，线光斑是其中较常用的一种，在以下实施例中，选用线光斑进行说明；

可选地，移动承载平台30，用于承载该待测物，以对待检测区域进行检测，该待检测区域位于该待测物的表面，可以是待测物表面的全部区域，也可以是待测物表面的部分区域，检测的方式可以是扫描检测；

信号收集器40，用于在不同放大倍率下收集探测光，该探测光由待检测区域上的缺陷经过线光斑照射而产生，信号收集器40的放大倍率与线光斑的长度是对应的，使得检测设备在不同检测精度下都能有合适长度的线光斑用于照射待测物表面的检测区域，从而既能满足检测精度变化的需求，又不会因为光斑过大导致产生过多干扰信号；

探测器50，包括光敏区域，所述光敏区域用于接收信号收集器40收集的探测光并进行探测得到探测光信号；

本实施例中，所述检测设备还包括：控制单元60，用于控制信号收集器40的放大倍率与线光斑的长度相对应，以及根据探测器50探测得到的探测光信号得到探测数据。

具体的，所述光敏区域为探测器的感光区域，能够将探测到的探测光转化为电信号。

可选地，控制单元60还可用于控制移动承载平台30运动。

可选地，光斑调整组件70，位于光源处理器20和移动承载平台30之间，用于调整线光斑的入射角度。

本实施例中，所述信号收集器包括：至少两个收集组件，至少两个收集组件的放大倍率不同。在其他实施例中，所述信号收集器可以仅包括一个收集组件。

通过选择不同的收集组件，并通过光源处理器对光斑尺寸进行调节，能够使光斑尺寸与所述收集组件的放大倍率匹配。

使光斑尺寸与所述收集组件的放大倍率匹配能够满足不同检测条件的要求。

具体的，本实施例中，所述匹配为使光斑尺寸与放大倍率的乘积小于或等于探测器的尺寸。

使所述匹配为使光斑尺寸与放大倍率的乘积小于或等于探测器的尺寸，能够使探测器收集的探测光分别较均匀且能够最大限度地利用探测器，降低成本。

可选的，请参考图1和图2，所述信号收集器还包括切换装置，用于使不同的收集组件切换至光路中。在其他实施例中，所述信号收集器可以不包括所述切换装置，如图3所示实施例所述。

具体的，请参考图1和图2，所述信号收集器包括一套信号收集装置，所述信号收集装置包括：至少两个所述收集组件和所述切换装置。

参阅图1，在一个具体的实施例中，所述收集组件包括物镜401，所述切换装置包括物镜切换装置。

信号收集器40还可以进一步包括：管镜403。

其中，收集组件401用于收集探测光，其中包括至少两个物镜，其中的每一个物镜的倍率各不相同。

可选地，当物镜为显微物镜时，每一个物镜收集的探测光经过管镜403后入射到探测器50中；

物镜切换装置402用于切换物镜，以调整信号收集器40的放大倍率。

可选地，在本实施例中，光源处理器20、物镜切换装置402和探测器50分别与控制单元60连接，连接的方式可以是有线连接也可以是无线连接。当探测器50探测得到探测光信号时，控制单元60可以对该探测光信号进行处理得到探测数据。控制单元60可以通过控制物镜切换装置402切换不同倍率的物镜，以调整信号收集器40的放大倍率，与之对应的，控制单元控制光源处理器产生与信号收集器40放大倍率对应的线光斑，以满足信号收集器40的实际需要，当信号收集器40的放大倍率降低时，则增大线光斑的长度以覆盖探测器光敏区域；当信号收集器40的放大倍率提高时，则减小线光斑的长度，避免因为线光斑长度较长而照射到探测器光敏区域以外的区域，导致产生过多干扰信号，影响检测结果的准确度。由于物镜通常是几种常用的选择，所以可以预先设置每种物镜和线光斑长度的对应关系，切换物镜时，控制单元60可以根据预设的对应关系控制光源处理器20对线光斑的长度进行调整，从而实现信号收集器40的放大倍率与线光斑的长度相对应，以满足光斑尺寸与信号收集器放大倍率的乘积小于或等于探测器光敏区域尺寸的要求。

需要说明的是，在本实施例中，可以通过控制单元来控制光源处理器和物镜切换装置，也可以通过手动操作来控制光源处理器和物镜切换装置，以使得信号收集器的放大倍率和线光斑的长度相对应，此外还有多种可能的实现形式均能达到该效果，具体此处不做限定。

需要说明的是，为便于说明，图1所示的信号收集器中物镜的数量为两个，在实际应用中，物镜的数量可以在两个以上，以实现多种放大倍率的选择，因此物镜的数量具体此处不做限定。

在本实施例中，通过切换信号收集器中的不同倍率的物镜，可以实现调整信号收集器的放大倍率，从而调整检测设备的检测精度，由于通过控制光源处理器产生与信号收集器放大倍率相对应的线光斑，可以使得检测设备既能切换多种不同的检测精度进行检测，又能避免光斑过大产生干扰信号，影响检测准确度的问题。

图2是本申请实施例中检测设备另一实施例示意图。

参阅图2，在一个具体的实施例中，信号收集器40还可以通过其它方案实现放大倍率的调整，在图2所示的实施例中，

信号收集器40可以进一步包括：物镜404、收集组件405和管镜切换装置406，在本实施例中，物镜404为显微物镜。。

其中，物镜404用于在收集探测光，其倍率是固定的；收集组件405包括管镜，其中的每个管镜的倍率各不相同，收集组件404收集的探测光可以经过不同管镜后入射到探测器50中；

管镜切换装置406用于切换管镜，以调整信号收集器40的放大倍率。

可选地，在本实施例中，光源处理器20和管镜切换装置406可以分别与控制单元60连接。

控制单元60通过控制管镜切换装置406切换不同倍率的管镜，以调整信号收集器40的放大倍率，与之对应的，光斑的尺寸也需要进行调整，以满足光斑尺寸与信号收集器放大倍率的乘积小于或等于探测器光敏区域尺寸的要求。由于管镜通常是几种常用的选择，所以可以预先设置每种管镜和线光斑长度的对应关系，切换管镜时，控制单元60可以根据预设的对应关系控制光源处理器20对线光斑的长度进行调整。

需要说明的是，在本实施例中，可以通过控制单元来控制光源处理器和管镜切换装置，也可以通过手动操作来控制光源处理器和管镜切换装置，以使得信号收集器的放大倍率和线光斑的长度相对应，此外还有多种可能的实现形式均能达到该效果，具体此处不做限定。

需要说明的是，为便于说明，图2所示的信号收集器中管镜的数量为两个，在实际应用中，管镜的数量可以在两个以上，以实现多种放大倍率的选择，因此管镜的数量具体此处不做限定。

在本实施例中，由于通过切换信号收集器中的不同倍率的管镜，可以实现调整信号收集器的放大倍率，从而调整检测设备的检测精度，由于通过控制光源处理器产生与信号收集器放大倍率相对应的线光斑，可以使得检测设备既能切换多种不同的检测精度进行检测，又能避免光斑过大产生干扰信号，影响检测准确度的问题。

在一些实施例中，在信号收集器中，可以使用工业物镜代替显微物镜，在这种情况下，信号收集器不需要管镜便可以将收集的探测光传输到探测器中。与图1所示的实施例类似，在一个具体的实施例中，可以通过物镜切换装置切换不同倍率的工业物镜，以调整信号收集器40的放大倍率。此外，在一个具体的实施例中，还可以通过调整固定倍率的工业物镜在信号收集器40中的位置，实现变焦效果，以调整信号收集器40的放大倍率。

图3是本申请实施例中检测设备另一实施例示意图。

参阅图3，在一个具体的实施例中，信号收集器40还可以通过其它方案实现放大倍率的调整，在图3所示的实施例中，信号收集器40可以进一步包括：第一信号收集装置407、第二信号收集装置408。

其中，第一信号收集装置407和第二信号收集装置408分别对应不同的信号收集通道，每套信号收集装置中均包括一个物镜用于收集探测光，每套信号收集装置中的物镜的倍率各不相同。由于探测光呈类对称分布，所以可以选择不同收集通道对应的信号收集装置用于收集探测光，也可以实现调整信号收集器40的放大倍率。

需要说明的是，每组信号收集装置中的物镜可以是显微物镜也可以是工业物镜，当其为显微物镜时，每组信号收集装置中还包括一个管镜，具体此处不做限定。

在一个具体的实施例中，当采用显微物镜时，可以通过采用不同倍率的管镜或采用不同倍率的显微物镜，以使得每组信号收集装置的放大倍率各不相同。

在一个具体的实施例中，当采用工业物镜时，可以通过采用不同倍率的工业物镜，以使得每组信号收集装置的放大倍率各不相同。

可选地，在本实施例中，光源处理器20、第一信号收集装置407和第二信号收集装置408分别与控制单元60连接，控制单元60通过控制第一信号收集装置407或第二信号收集装置408用于收集探测光，以调整信号收集器40的放大倍率，与之对应的，线光斑的长度也需要进行调整，以光斑尺寸与信号收集器放大倍率的乘积小于或等于探测器光敏区域尺寸的要求。在这种场景中，可以预先设置不同的信号收集装置和线光斑长度的对应关系，切换信号收集装置时，控制单元60可以根据预设的对应关系控制光源处理器20对线光斑的长度进行调整。

需要说明的是，在本实施例中，可以通过控制单元来控制光源处理器、第一信号收集装置和第二信号收集装置，也可以通过手动操作来控制光源处理器、第一信号收集装置和第二信号收集装置，以使得信号收集器的放大倍率和线光斑的长度相对应，此外还有多种可能的实现形式均能达到该效果，具体此处不做限定。

需要说明的是，为便于说明，图3所示的信号收集器中信号收集装置的数量为两个，在实际应用中，信号收集装置的数量可以在两个以上，以实现多种放大倍率的选择，因此信号收集装置的数量具体此处不做限定。

在本实施例中，由于通过控制信号收集器中的不同信号收集装置进行探测光的收集，可以实现调整信号收集器的放大倍率，从而调整检测设备的检测精度，由于通过控制光源处理器产生与信号收集器放大倍率相对应的线光斑，可以使得检测设备既能切换多种不同的检测精度进行检测，又能避免光斑过大产生干扰信号，影响检测准确度的问题。

在一些实施例中，光源处理器20的具体实现方式可以有至少两种。

图4是本申请实施例中光源处理器一个实施例示意图。

参阅图4，本申请实施例中光源处理器一个实施例包括：透镜组、运动台202、光阑组件203。

本实施例中，所述透镜组为第一透镜组201。

其中，第一透镜组201用于对待处理光线进行整形处理，形成待调光束，透镜组201可能包括多个透镜，光阑组件203包括至少两个透光区域，运动台202用于带动光阑组件203运动，使得第一透镜组201形成的待调光束照射光阑组件203中不同的透光区域。在一个具体的实施例中，光阑组件可以参阅图5所示。

图5所示的光阑组件为第一光阑组件2031，该光阑组件为矩形的光阑组件，第一运动台2021用于带动第一光阑组件2031运动，第一光阑组件2031中包括多个孔，这些孔的排列方向为直线，第一运动台2021带动第一光阑组件2031沿孔的排列方向运动，使得第一透镜组201形成的待调光束从第一光阑组件2031的不同孔中通过，以产生不同长度的线光斑，当第一透镜组201形成的待调光束从第一光阑组件2031中尺寸较大的孔中通过时，产生的线光斑的长度较长，相反的，从尺寸较小的孔中通过时，产生的线光斑的长度较短，在这种实现方式中，线光斑的长度选择与第一光阑组件的孔的数量有关，即第一光阑组件有多少个孔，就能产生多少种长度的线光斑。

本实施例中，所述待调光束形成线光斑，所述待调光束沿垂直于传播方向的横截面为线形。所述第一光阑组件2031中的孔沿待调光束横截面的延伸方向的尺寸不相同，所述孔的排列方向垂直于待调光束的横截面延伸方向。

本实施例中，在垂直于待调光束横截面的延伸方向上，所述孔的尺寸大于待调光束横截面的尺寸。在其他实施例中，在垂直于待调光束横截面的延伸方向上，所述孔的尺寸可以小于或等于待调光束横截面的尺寸。

第一运动台2021带动第一光阑组件2031沿孔的排列方向运动即所述第一光阑组件2031可以沿直线往复运动。在一个具体的实施例中，光阑组件可以参阅图6所示。

图6所示的光阑组件为第二光阑组件2032，运动台为第二运动台2022，第二运动台2022用于带动第二光阑组件2032运动，所述第二光阑组件的各透光区域相互连通形成一个连通区，具体的，本实施例中，第二光阑组件2032的连通区为等腰梯形的孔，在其他实施例中，所述第二光阑组件2032中的孔可以连通形成其他形状。第二运动台2022带动第二光阑组件2032运动，使得第一透镜组201形成的待调光束从第二光阑组件2032的孔的不同位置上通过，以产生不同长度的线光斑，当第一透镜组201形成的待调光束从第二光阑组件2032的孔中上下宽度较大的位置通过时，产生的线光斑的长度较大，相反的，从上下宽度较小的位置通过时，产生的线光斑的长度较短。在这种实现方式中，线光斑的长度的连续可调的，所以能产生更多种长度的线光斑。

本实施例中，各透光区域为沿所述连通区域的高的方向排列的等腰梯形。

在一个具体的实施例中，光阑组件可以参阅图7所示。

图7所示的光阑组件为第三光阑组件2033，运动台为第三运动台2023，该光阑组件为圆形的光阑组件，第三运动台2023用于带动第三光阑组件2033旋转，第三光阑组件2033中包括多个孔，这些孔的排列方向为圆周。所述第三光阑组件的运动方向与所述孔的排列方向平行，即所述第三运动台带动所述第三光阑组件绕孔的排列方向的圆心旋转，使得第一透镜组201形成的待调光束从第三光阑组件2033的不同孔中通过，以产生不同长度的线光斑，当第一透镜组201形成的待调光束从第三光阑组件2033中尺寸较大的孔中通过时，产生的线光斑的长度较长，相反的，从尺寸较小的孔中通过时，产生的线光斑的长度较短，在这种实现方式中，线光斑的长度选择与第三光阑组件的孔的数量有关，即第三光阑组件有多少个孔，就能产生多少种长度的线光斑。

在一个具体的实施例中，光阑组件还可以参阅图8所示。

图8所示的光阑组件为第四光阑组件2034，第四运动台2024用于带动第四光阑组件2034旋转，第四光阑组件2034中包括一个沿中心线宽度逐渐变大的孔，第四运动台2024带动第四光阑组件2034旋转，使得第一透镜组201形成的待调光束从第四光阑组件2034的孔的不同位置上通过，以产生不同长度的线光斑，当第一透镜组201形成的待调光束从第四光阑组件2034的孔中上下宽度较大的位置通过时，产生的线光斑的长度较大，相反的，从上下宽度较小的位置通过时，产生的线光斑的长度较短。在这种实现方式中，线光斑的长度的连续可调的，所以能产生更多种长度的线光斑。

所述第四光阑组件的各透光区域相互连通形成一个连通区，各透光区域中心的排列方向为圆周。

此外，光源处理器除图4所示的结构以外，还可以如图9所示。

与图4所示的光源处理器对比，其光阑组件的位置不同，图9所示的光源处理器中的光阑组件203和搭载光阑组件203的运动台202位于第一透镜组201中间的位置，但是，这种方式也能达到与图4所示实施例相同的效果，具体此处不再赘述。

可选地，可以使用面光斑代替线光斑，图10是光源处理器另一实施例示意图，图10所示的光源处理器可用于产生面光斑。

如图10所示，本实施例中光源处理器包括第二透镜组204，所述第二透镜组204为发散透镜组，沿待调光束光轴传播方向，待调光束的横截面尺寸逐渐变大。

通过使第二透镜组204沿光轴方向移动，可以调节面光斑的尺寸，以产生合适尺寸的面光斑。此外，在一些实施例中，还可以通过用其他不同的透镜组替换第二透镜组204，这些透镜组对光斑尺寸的扩大比例各不相同，所以可以产生多种不同尺寸的面光斑。需要说明的是，图4、图9、图10中展示的透镜组分别只是一种可能的实现形式，透镜组中的透镜数量可以根据实际设计需求来选择，透镜组中除多种不同的透镜之外，还可能存在其他的光学器件，在此处可以将他们统称为透镜组，透镜组的结构具体此处不做限定。

上面对本申请实施例中的检测设备进行了描述，下面对本申请实施例中的检测方法进行描述。

图11是本申请实施例中检测方法一个实施例示意图。

参阅图11，本申请实施例中检测方法一个实施例包括：

801、提供检测设备；

如上述实施例所述，在一种具体的实施例中，该检测设备可以包括：光源发生器、光源处理器、信号收集器、探测器和控制单元。其中，检测设备通过该光源发生器生成待处理光线；检测设备通过该光源处理器对待处理光线进行调节处理，以在待测物上形成预定尺寸的光斑；检测设备通过信号收集器收集探测光，该探测光由光斑经待测物而形成；检测设备通过探测器获取信号收集器收集的探测光，以根据该探测光形成探测光信号；检测设备通过该控制单元处理探测器形成的探测光信号得到探测数据。

802、检测设备生成待处理光线。

在本实施例中，检测设备可以通过光源发生器生成待处理光线，该光源发生器可以是一个激光器，用于提供激光光源，使得光源处理器可以根据该光源发生器生成的待处理光线得到需要的光斑。

803、调整检测设备的信号收集器的放大倍率。

在本实施例中，通过调整信号收集器的放大倍率，可以对检测设备的检测精度进行调节。在一种具体的实施例中，信号收集器可以包括至少两个收集组件和切换装置，其中该至少两个收集组件的放大倍率各不相同，通过该切换装置使预设放大倍率的收集组件切换至光路中，可以实现对信号收集器的放大倍率的调整，进而实现检测设备的检测精度调整，以满足不同检测场景的需求。

804、检测设备对待处理光线进行调节处理，以在待测物上形成预定尺寸的光斑。

在本实施例中，检测设备可以通过光源处理器对待处理光线进行调节处理，以在待测物上形成预定尺寸的光斑，该光斑的尺寸与信号收集器的放大倍率相匹配，即光斑尺寸与放大倍率的乘积小于或等于探测器光敏区域的尺寸。在一种具体的实施例中，光源处理器可以包括透镜组、光阑组件和运动台，其中，该透镜组用于对待处理光线进行整形处理得到待调光束，通过该运动台带动该光阑组件运动，以使得待调光束照射到光阑组件预设的透光区域上，以产生对应尺寸的光斑。由于信号收集器的放大倍率通常为几种常用的组合，所以可以预设光斑尺寸与放大倍率的对应关系，并根据该对应关系生成预定尺寸的光斑。

805、检测设备收集探测光。

在本实施例中，调整信号收集器的放大倍率后，检测设备就可以通过信号收集器收集探测光，该探测光由待测物经光斑照射而产生，信号收集器收集的探测光可通过探测器转换为探测光信号，该探测光信号为电信号。

806、检测设备对待测物表面的待检测区域进行检测。

在本实施例中，由于通常情况下，无法对待测物上的待检测区域一次完成全部区域的检测，所以在一种具体的实施例中，检测设备还包括移动承载平台，该移动承载平台用于承载待测物，通过控制移动承载平台带动待测物运动，可以对待测物上的待检测区域进行扫描方式的检测，在一种可选的方案中，该移动承载平台可以通过有线或无线的方式与控制单元连接，使得控制单元可以控制移动承载平台运动。

需要说明的是，出于实际需求，待检测区域可以是待测物表面的全部区域，也可以是部分指定区域，具体此处不作限定。

807、检测设备对探测光进行探测得到探测光信号。

在本实施例中，检测设备可以通过探测器对探测光进行探测，探测光经探测器探测可以转化为探测光信号，该探测光信号为电信号，可用于进行信号处理。

808、检测设备处理探测光信号得到探测数据。

在本实施例中，检测设备可以通过控制单元对探测光信号进行处理，通常控制单元还具有数据处理和数据存储的功能，探测器可以通过有线或无线的方式与控制单元连接，使得控制单元可以对探测器探测得到的探测光信号进行信号处理，通过探测光信号中带有的光强信息判断检测区域中的缺陷尺寸，并生成得到相应的探测数据。

需要说明的是，上述步骤803至806可以是平行的步骤，其顺序可以不分先后进行，具体此处不作限定。

需要说明的是，如上述检测设备实施例所述，光源处理器有多种实现方式，信号收集器也有多种可能的实现方式，将这些实现方式进行组合可以得到多种不同的技术方案。在本实施例中，每种技术方案中对应的检测方法在一些具体的步骤上可能有所区别，但是均能实现根据不同的检测精度调整线光斑长度，以保证每种检测精度下都能达到最好的检测效果。

需要说明的是，在上述实施例中，光斑可以是目前较为常用的线光斑，在一些实施例中，光斑也可以是其他形式的光斑，如面光斑，也能实现缺陷探测的目的，光斑的形式具体此处不作限定。

在本实施例中，通过调整光斑的尺寸，可以保证检测设备既能切换多种检测精度，又能避免现有技术中，以较大尺寸的光斑满足多种检测精度的方式带来的产生过多干扰信号的问题，进而能够适应不同情况对光斑尺寸的要求。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。

所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

以上对本申请实施例所提供的检测设备以及检测方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (18)

1.一种检测设备，其特征在于，包括：

光源发生器，用于生成待处理光线；

光源处理器，用于对所述待处理光线进行调节处理，以在待测物上形成尺寸可调节的光斑；

信号收集器，用于收集探测光，所述探测光由待检测区域上的缺陷经过所述光斑照射而产生，所述待检测区域位于所述待测物的表面；

探测器，包括光敏区域，所述光敏区域用于对所述探测光进行探测得到探测光信号。

2.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括：

控制单元，用于控制所述信号收集器的放大倍率与所述光斑的尺寸匹配和处理所述探测光信号得到探测数据。

3.根据权利要求2所述的检测设备，其特征在于，所述匹配为使光斑尺寸与放大倍率的乘积小于或等于所述探测器光敏区域的尺寸。

4.根据权利要求3所述的检测设备，其特征在于，所述光源处理器包括透镜组、光阑组件和运动台；

其中，所述透镜组用于对所述待处理光线进行整形处理，形成待调光束，所述光阑组件，用于对部分待调光束进行遮挡，调节所述光斑尺寸；光阑组件包括至少两个透光区域，至少两个透光区域台通过的待调光束不同；所述运动台用于带动所述光阑组件运动，使所述待调光束照射不同的透光区域。

5.根据权利要求4所述的检测设备，其特征在于，

所述光阑组件包括至少两个孔，所述至少两个孔中的每个孔的尺寸各不相同，所述孔用于使部分待调光束通过，

所述运动台用于搭载所述光阑组件垂直于所述待调光束的传播方向运动，所述光阑组件的运动方向与所述孔的排列方向平行；

或者，所述光阑组件包括一个孔，所述光阑组件的孔具有调节方向，所述光阑组件的孔沿所述调节方向的尺寸不同，所述调节方向垂直于所述待调光束的传播方向；

所述运动台用于搭载所述光阑组件垂直于所述待调光线的传播方向运动，所述运动台的运动方向沿所述调节方向。

6.根据权利要求1-5任一所述的检测设备，其特征在于，

所述信号收集器包括：至少两个收集组件，至少两个收集组件的放大倍率不同。

7.根据权利要求6所述的检测设备，其特征在于，所述信号收集器还包括切换装置，用于使不同的收集组件切换至光路中。

8.根据权利要求7所述的检测设备，其特征在于，

所述信号收集器包括一套信号收集装置，所述信号收集装置包括：至少两个所述收集组件和所述切换装置，所述收集组件包括物镜，所述切换装置包括物镜切换装置；

其中，所述至少两个物镜用于收集所述探测光，所述至少两个物镜中的每一个物镜的倍率各不相同，所述至少两个物镜中的每一个物镜收集的探测光入射到所述探测器中；

所述物镜切换装置用于切换物镜，以调整所述信号收集器的放大倍率。

9.根据权利要求8所述的检测设备，其特征在于，所述物镜为显微物镜，所述信号收集器还包括管镜，所述物镜收集的探测光经过所述管镜后入射到所述探测器中。

10.根据权利要求7所述的检测设备，其特征在于，

所述信号收集器为一套信号收集装置，所述信号收集装置包括：显微物镜、至少两个所述收集组件和所述切换装置；所述收集组件包括管镜，所述切换装置包括管镜切换装置；

其中，所述显微物镜用于收集所述探测光，所述显微物镜收集的探测光经过所述至少两个管镜中的一个管镜入射到所述探测器中，所述至少两个管镜中的每一个管镜的倍率各不相同；

所述管镜切换装置用于切换管镜，以调整所述信号收集器的放大倍率。

11.根据权利要求6所述的检测设备，其特征在于，

当所述信号收集器包括至少两套信号收集装置时，每套信号收集装置分别收集不同方向的探测光，每套信号收集装置均具有所述收集组件，用于收集所述探测光，每套信号收集装置的收集组件的倍率各不相同。

12.根据权利要求8-11任一所述的检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括：多个探测器，各探测器分别对不同收集组件收集的探测光进行探测得到探测光信号。

13.根据权利要求1-5、7-11任一所述的检测设备，其特征在于，所述探测光为光斑经待测物反射形成的反射光，或者，所述探测光为光斑经待测物散射形成的散射光。

14.一种检测方法，其特征在于，包括：

生成待处理光线；

对所述待处理光线进行调节处理，以在待测物上形成预定尺寸的光斑，所述光斑经所述待测物形成探测光；

收集所述探测光；

根据所述探测光形成探测光信号。

15.根据权利要求14所述的检测方法，其特征在于，还包括：

提供如权利要求1～13任意一项所述的检测设备；

其中，通过所述光源发生器生成所述待处理光线；通过所述光源处理器对所述待处理光线进行调节处理；通过所述信号收集器收集所述探测光；通过所述探测器获取所述探测光信号；通过所述控制单元处理所述探测光信号得到探测数据。

16.根据权利要求15所述的检测方法，其特征在于，当所述光源处理器包括透镜组、光阑组件和运动台时；

所述对所述待处理光线进行调节处理，包括：通过运动台带动所述光阑组件运动，使待调光束照射预设的透光区域。

17.根据权利要求15或16所述的检测方法，其特征在于，所述信号收集器包括：至少两个收集组件；

所述收集所述探测光之前，还包括：调整所述信号收集器的放大倍率，使所述光斑尺寸与信号收集器放大倍率的乘积小于或等于探测器的光敏区域尺寸。

18.根据权利要求17所述的检测方法，其特征在于，所述信号收集器还包括切换装置；

调整所述信号收集器的放大倍率的步骤包括：通过所述切换装置使预设放大倍率的收集组件切换至光路中。

Images