CN112630128B - 照明系统及扫描设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种照明系统及扫描设备。照明系统包括第一光学组件及第二光学组件，第一光学组件用于将物侧的光线汇聚至工件形成第一光斑，第二光学组件用于改变反射光线的传输方向，以使反射光线投射至工件形成第二光斑，反射光线由工件反射第一光斑形成，第一光斑与第二光斑至少部分重合。本申请的照明系统及扫描设备中，第一光学组件能够朝工件投射检测光线在工件表面形成第一光斑以检测工件，第二光学组件能够改变工件反射的光线的传输方向，以使反射光线投射至工件形成与第一光斑至少重合的第二光斑，从而在保持光源发射额定功率的条件下使工件实际接收的检测光的光强增加，提高了光能利用率。

Description

照明系统及扫描设备

技术领域

本申请涉及检测技术领域，特别涉及一种照明系统及扫描设备。

背景技术

在检测工件(例如晶圆)上小尺寸颗粒时，往往在激光照射颗粒表面后，通过晶元表面颗粒对光的散射，来判断该区域中存在的颗粒数。颗粒的尺寸越小，散射光的强度下降程度越高，检测系统越难以检测到颗粒散射的光信号。因此，往往需要较高功率的激光器，以使照明光强弥补由于粒径减小导致的光信号降低。但是，由于激光器的总的功率都是有限的，通过增大激光器的功率来增加光强会有局限。因此，如何提高光能利用率以增加照明光强是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本申请实施方式提供一种照明系统及扫描设备。

本申请实施方式的照明系统包括第一光学组件及第二光学组件，所述第一光学组件用于将物侧的光线汇聚至工件形成第一光斑，所述第二光学组件用于改变反射光线的传输方向，以使所述反射光线投射至所述工件形成第二光斑，所述反射光线由所述工件反射所述第一光斑形成，所述第一光斑与所述第二光斑至少部分重合。

在某些实施方式中，所述第一光斑与所述第二光斑完全重合。

在某些实施方式中，所述第一光斑与所述第二光斑的光强差值在预设的差值范围内。

在某些实施方式中，所述第一光学组件沿第一光路朝所述工件投射光线，所述第一光路的光轴与所述工件的法线之间的夹角为第一角度，所述第一角度的取值范围为(0°，180°)；和/或所述第二光学组件沿第二光路朝所述工件投射光线，所述第二光路的光轴与所述工件的法线之间的夹角为第二角度，所述第二角度的取值范围为(0°，180°)。

在某些实施方式中，所述第二光学组件包括凹面反射件，所述凹面反射件用于接收所述反射光线，并沿所述第二光路朝所述工件投射光线以形成所述第二光斑。

在某些实施方式中，所述凹面反射件为球面反射件。

在某些实施方式中，所述凹面反射件为自由曲面反射件。

在某些实施方式中，所述凹面反射件为非球面反射件。

在某些实施方式中，所述第二光学组件包括凹面反射件及反射组件，所述反射组件位于所述工件与所述凹面反射件之间，所述反射组件及所述凹面反射件共同用于改变自所述工件反射的所述反射光线的传输方向，以使所述反射光线投射至所述工件形成第二光斑。

在某些实施方式中，所述反射组件包括一个平面反射件。

在某些实施方式中，所述反射组件包括多个平面反射件。

在某些实施方式中，所述凹面反射件包括用于反射所述反射光线的曲面，所述曲面的曲率半径的取值范围为[83mm，113mm]。

在某些实施方式中，所述凹面反射件的中心到所述工件的中心的光程的取值范围为[80mm，110mm]。

本申请实施方式还提供一种扫描设备，所述扫描设备包括上述任一实施方式所述的照明系统及检测系统。所述检测系统用于接收所述工件散射或反射的光。

本申请的照明系统及扫描设备中，第一光学组件能够朝工件投射检测光线，在工件表面形成第一光斑以检测工件，第二光学组件能够改变工件反射的光线的传输方向，以使反射光线投射至工件形成与第一光斑至少部分重合的第二光斑，从而在光源发射相同功率的条件下使工件实际接收的检测光的光强增加，提高了光能利用率。

本申请的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实施方式的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请某些实施方式的照明系统及工件的示意图；

图2是本申请某些实施方式的工件、第一光斑的覆盖区域、及第二光斑的覆盖区域的示意图；

图3是本申请某些实施方式的照明系统及工件之间的光路的示意图；

图4是本申请某些实施方式的照明系统及工件的示意图；

图5是本申请某些实施方式的第一光斑的示意图；

图6是本申请某些实施方式的第一光斑沿长边方向的光强示意图；

图7是本申请某些实施方式的第二光斑的示意图；

图8是本申请某些实施方式的第二光斑的沿长边方向光强示意图；

图9是本申请某些实施方式的第二光斑的示意图；

图10是本申请某些实施方式的第二光斑的沿长边方向光强示意图；

图11是本申请某些实施方式的凹面反射件的示意图；

图12是本申请某些实施方式的照明系统及工件之间的光路的示意图；

图13是本申请某些实施方式的照明系统及工件之间的光路的示意图；

图14是本申请某些实施方式的照明系统及工件之间的光路的示意图；

图15是本申请某些实施方式的反射组件及凹面反射件的示意图；

图16是本申请某些实施方式的扫描设备的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“顶”、“底”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1，本申请提供一种照明系统100，照明系统100包括第一光学组件10及第二光学组件20，第一光学组件10用于将物侧的光线汇聚至工件200形成第一光斑，第二光学组件20用于改变反射光线的传输方向，以使反射光线投射至工件200形成第二光斑，反射光线由工件200反射第一光斑形成，第一光斑与第二光斑至少部分重合。

照明系统100能够将物侧的光线汇聚至工件200形成第一光斑，工件200被第一光斑照射的位置能够散射或反射照明光。通过检测工件200散射或反射照明光可以检测到工件200表面的缺陷。若工件200表面的缺陷尺寸较小，通过检测工件200散射或反射的照明光的信号强度较低，则可能难以根据工件200散射或反射的照明光的信号检测到工件200表面的缺陷，导致检测精度下降。

本申请实施方式的照明系统100中设置有第一光学组件10及第二光学组件20。第一光学组件10用于将物侧的光线汇聚至工件200形成第一光斑，第二光学组件20用于改变反射光线的传输方向，以使反射光线投射至工件200形成第二光斑，第一光斑与第二光斑至少部分重合。请结合图2，第一光斑与第二光斑在工件200表面上重合的部分区域的照明光强相比工件200表面仅被第一光斑覆盖的区域的照明光强有显著地提高，对于同一光源30而言增加了光能利用率，相当于变相增加了光功率。

下面结合附图做进一步说明。

请参阅图1，在某些实施方式中，照明系统100还可包括光源30。光源30可以是激光器，例如光源30可以是垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)，也可以是分布式反馈激光器(Distributed Feedback Laser，DFB)还可以是其他类型的激光器，在此不作限制。以激光器作为光源30能够发射具有较大功率的照明光，以确保照射工件200的照明光具有一定的强度。

工件200可以是半导体工件，例如工件200可以为晶圆。照射在半导体工件200表明的光线绝大部分能够被工件200反射，以使工件200反射的光线的光路被第二光学组件20改变后再次照射在工件200表面时，再次照射在工件200表面的光线仍能够具有一定的强度。工件200还可以是其他表面反光性能好的工件200，例如金属工件、合金工件等，在此不作限制。

第一光斑可以是面光斑、线光斑、点阵光斑等类型的光斑；第二光斑也可以是面光斑、线光斑、点阵光斑等类型的光斑，在此不作限制。

第一光斑与第二光斑可以是相同类型的光斑，例如第一光斑与第二光斑均为线光斑；第一光斑与第二光斑也可以是不相同类型的光斑，例如第一光斑为圆形的面光斑，第二光斑为线光斑，在此不作限制，只需保证第一光斑与第二光斑至少部分重合即可。

请结合图2，假设仅由第一光斑覆盖的区域为S1，仅由第二光斑覆盖的区域为S2，第一光斑与第二光斑在工件200表面上重合的部分区域为S3。区域S3的照明光强相较于区域S1的照明光强有显著地提高。可以理解地，第一光斑与第二光斑工件200表面上重合的区域S3面积越大，则同时能够提升照明光强的区域面积越大。

若第一光斑与第二光斑在工件200表面上部分重合但不完全重合，则检测时第一光斑与第二光斑在工件200表面上重合的区域的照明光强与单独由第一光斑或第二光斑在工件200表面上覆盖的区域的照明光强之间存在一定差异，导致检测工件200不同区域的检测精度不一致，例如区域S3的检测精度较高，区域S1或区域S2的检测精度较底。在某些实施方式中，第一光斑与第二光斑在工件200表面上完全重合，使同时能够提升照明光强的区域达到最大，且能够确保检测工件200任意区域的检测精度一致。

由于使第二光斑的覆盖范围与第一光斑的覆盖范围完全一致是难以实现的，因此，当第二光斑与第一光斑在工件表面重合的部分的面积与第一光斑的面积之比在预设的比值范围内，即可认为第一光斑与第二光斑在工件200表面上完全重合。

例如，第一光斑和第二光斑为面光斑或线光斑。设第一光斑的面积为S1，第二光斑与第一光斑在工件表面重合的部分的面积为S3，则当S3与S1之比在预设的比值范围内时，即可认为第一光斑与第二光斑在工件200表面上完全重合。

再例如，第一光斑和第二光斑为点阵光斑且均包括n个点，第一光斑点阵中各点Pi(i＝1，2，……，n)的面积分别为Si(i＝1，2，……，n)，第二光斑点阵中各点pi(i＝1，2，……，n)与第一光斑点阵中各点Pi的重合部分的面积分别为si(i＝1，2，……，n)，第一光斑和第二光斑中i的值相同的点的位置对应。当每个点pi对应的重合部分的面积si与每个点Pi的面积Si之比均在预设的比值范围内时，即可认为第一光斑与第二光斑在工件200表面上完全重合。

照明光强具体提高的程度取决于形成第二光斑的光线的强度。在其他条件一致时，第二光斑的光强(形成第二光斑的光线的强度)越强，则工件200表面第一光斑与第二光斑重合的部分区域的照明光强的提升程度越高。第二光斑的光强与第二光学组件20对光线的汇聚程度相关，第二光斑覆盖工件200表面的区域越小，则第二光斑越强。由于第二光斑是形成第一光斑的光线经过工件200表面反射至第二光学组件20，再自第二光学组件20投射至工件200表面形成的，当第二光斑与第一光斑覆盖工件200表面的区域面积相同时，若不考虑能量损耗，则第二光斑的光强等于第一光斑的光强；若考虑能量损耗，则第二光斑的光强小于第一光斑的光强。反之，第二光斑的光强与第一光斑的光强越接近，则第二光斑与第一光斑覆盖工件200表面的区域面积越接近。

因此，综合第二光斑的面积和光强考虑，当第一光斑与第二光斑在工件200表面上完全重合时，第二光斑的光强与第一光斑的光强越接近，则第二光斑与第一光斑在工件200表面上可能达到的重合程度越高。

在某些实施方式中，第一光斑与第二光斑的光强差值在预设的差值范围内。由于第二光斑的光强与第二光学组件20对光线的汇聚程度相关，因此预设的差值范围越小，则对第二光学组件20的汇聚能力要求越高。可以根据需求设置预设的差值范围，以确保当第一光斑与第二光斑在工件200表面上完全重合时，重合部分区域的照明光强的提升程度能够满足需求。当第一光斑与第二光斑的光强差值不在预设的差值范围内时，往往是由于第二光斑的光强不够所导致的，可以通过调节第二光学组件20以提高第二光学组件20的汇聚能力，从而提高第二光斑的光强，使第一光斑与第二光斑的光强差值在预设的差值范围内。

请参阅图3，第一光学组件10沿第一光路朝工件200投射光线。为使入射工件200的光线能够反射至第二光学组件20，第一光路的光轴与工件200的法线之间需要呈一定角度。

在某些实施方式中，第一光路的光轴O1与工件200的法线O0之间的夹角α为第一角度，第一角度的取值范围为(0°，180°)，例如第一角度为1°、5°、10°、20°、30°、45°、50°、60°、70°、80°、90°、100°、110°、120°、135°、140°、150°、160°、170°、175°等，在此不一一列举。其中，当第一角度为0°或180°时，第一光路的光轴O1与工件200的法线O0重合，导致第二光学组件20需要设置在第一光路上才可能接收到工件200的反射光。然而若第二光学组件20设置在第一光路上，则会遮挡第一光路，导致光线无法入射至工件200表面，因此第一角度不能为0°或180°。

在某些实施方式中，第二光学组件20沿第二光路朝工件200投射光线，第二光路的光轴O2与工件200的法线O0之间的夹角β为第二角度，通过改变第二角度的大小，可以调节第二光学组件20沿第二光路朝工件200投射的光线在工件200上形成的第二光斑的位置。其中，第二角度的取值范围为(0°，180°)，例如第二角度为1°、5°、10°、20°、30°、45°、50°、60°、70°、80°、90°、100°、110°、120°、135°、140°、150°、160°、170°、175°等，在此不一一列举，只需确保第二角度能够使第二光路的方向能够满足第二光斑与第一光斑至少部分重合即可。

在某些实施方式中，第一角度的取值范围为(0°，180°)，且第二角度的取值范围为(0°，180°)，以确保入射工件200的光线能够反射至第二光学组件20的同时，第二光路的方向能够满足第二光斑与第一光斑至少部分重合。

在工件200表面第一光斑与第二光斑重合的区域不单接收了第一光路的照明光，还接收了第二光路的照明光，由于第一光路与第二光路不重合，因此在工件200表面第一光斑与第二光斑重合的区域能够被至少两个角度的照明光照射到，使工件200的表面缺陷更容易被检测到，从而提升了检测精度。

请参阅图4，在某些实施方式中，第二光学组件20包括凹面反射件21，凹面反射件21用于接收反射光线，并沿第二光路朝工件200投射光线以形成第二光斑。

凹面反射件21对光线具有一定的汇聚能力，以使凹面反射件21反射的光线形成的第二光斑具有较强的光强，且能够压缩第二光斑的面积，以使第二光斑尽可能与第一光斑完全重合。

请结合图5至图8，图5示意的光斑为第一光斑，图6为图5所示的第一光斑的光强沿第一光斑长边方向分布的示意图，横坐标原点表示第一光斑的中心位置，纵坐标表示光强的大小。图7示意的光斑为平面反射件接收工件200的反射光线后沿第二光路朝工件200投射光线形成的第二光斑，图8为图7所示的第二光斑的光强沿第二光斑长边方向分布的示意图，横坐标原点表示第二光斑的中心位置，纵坐标表示光强的大小。可见，由于平面反射件的汇聚能力不足，由平面反射件投射的光线形成的第二光斑的光强强度较小，对于照明光强的提升程度较小；且平面反射件投射的光线形成的第二光斑的面积相较于第一光斑的面积有所扩大，在工件200表面被光强较低的第二光斑单独覆盖的区域容易产生杂散光，干扰对工件200表面缺陷的检测。

凸面反射件的汇聚能力比平面反射件的汇聚能力更弱，因此，本申请实施方式的第二光学组件20包括有凹面反射件21，以能够使第二光学组件20朝工件200投射的光线能够被一定程度地汇聚。

在某些实施方式中，凹面反射件21为球面反射件、自由曲面反射件、非球面反射件中的一种，以具有一定的汇聚能力。

以凹面反射件21为球面反射件为例，请参阅图9及图10，图9示意的光斑为球面反射件接收工件200的反射光线后沿第二光路朝工件200投射光线形成的第二光斑，图10为图9所示的第二光斑的光强沿第二光斑长边方向分布的示意图，横坐标原点表示第二光斑的中心位置，纵坐标表示光强的大小。可见，经球面镜反射后投射在工件200表面形成的第二光斑的长边长度与短边宽度均与第一光斑近似，能够满足第二光斑与第一光斑完全重合的需求，且第二光斑的光强强度与第一光斑的光强强度近似，使第二光斑与第一光斑在工件200表面重合的区域的照明光强相较于仅由第一光斑覆盖的区域的照明光强近乎提升了两倍。

请参阅图11，在某些实施方式中，凹面反射件21包括用于反射光线的曲面C1，曲面C1的曲率半径的取值范围为[83mm，113mm]。例如，曲面C1的曲率半径可以是83mm、84mm、85mm、88mm、90mm、93mm、96mm、98mm、100mm、102mm、105mm、107mm、109mm、110mm、111mm、112mm、113mm等，在此不一一列举。

凹面反射件21的曲率半径在[83mm，113mm]]范围内时，凹面反射件21能具有适宜的汇聚能力及焦距，不会因为汇聚能力不足导致第二光斑的光强不足，也不会因为焦距太大或太小导致凹面反射件21距离工件200的位置太近或太远而影响照明系统100中其它元件的布置，或在照明系统100应用于如图14所示的扫描设备1000时不会影响扫描设备1000中其它元件的布置。

请参阅图1，在某些实施方式中，第二光学组件20可包括凹面反射件21及反射组件22，反射组件22位于工件200与凹面反射件21之间，反射组件22及凹面反射件21共同用于改变自工件200反射的反射光线的传输方向，以使反射光线投射至工件200形成第二光斑。

请结合图12，为接收到工件200反射的光线，并朝工件200投射光线形成与第一光斑至少部分重合的第二光斑，凹面反射件21在第一方向X上可能距离工件200较远，导致第二光路在第一方向X上较长。当照明系统100应用于如图14所示的扫描设备1000时，由于需要考虑扫描设备1000中其他元件的布置不遮挡第二光路，因此在第一方向X上较长的第二光路不利于扫描设备1000中其他元件的布置。

请参阅图1，并结合图12至图14，在凹面反射件21与工件200之间增设反射组件22能够缩短第二光路在第一方向X上的长度。具体地，被工件200反射的光线传输至反射组件22，再从反射组件22传输至凹面反射件21，光线经凹面反射件21汇聚后再次传输至反射组件22，再由反射组件22沿第二光路朝工件200投射，在工件200表面形成第二光斑。相较于没有设置反射组件22的照明系统100的第二光路I1(如图12所示)，在工件200与凹面反射件21之间设有反射组件22的照明系统100的第二光路I2(如图13及图1所示)在第一方向X上的长度更短。

请参阅图12至图14，相当于反射组件22将如图12所示的第二光路I1截为如图12或图13所示的光路I2及光路I3两段，光路I2为新的第二光路，光路I3为光线在凹面反射件21和反射组件22之间传播的光路。假设光路I1在第一方向X上的长度为d1，光路I2在第一方向X上的长度为d2，光路I3在第一方向X上的长度为d3，则只需使光路I2与光路I3不共线，即可满足光路I2及光路I3组成的光路在第一方向X上最长的长度小于d1。即如图13所示，当d2与d3有重叠部分时，光路I2及光路I3组成的光路在第一方向X上最长的长度为d2，且d2＜d1；如图14所示，当d2与d3没有重叠部分时，光路I2及光路I3组成的光路在第一方向X上最长的长度为d2+d3，且(d2+d3)＜d1。

请参阅图15，在一个实施例中，反射组件22包括多个平面反射件221，例如2个、3个、4个、5个、6个等平面反射件221，在此不一一列举。多个平面反射件221可以在工件200与凹面反射件21之间提供多条角度可调节的光路，以在确保第二光斑至少部分与第一光斑重合的条件下，能够设置凹面反射件21的位置更多。在另一个实施例中，反射组件22仅包括一个平面反射件221，以使工件200与凹面反射件21之间的光路最少，能够减少光线在工件200与凹面反射件21之间的反射次数，从而减少光线的能量损失。

请参阅图1，并结合图12至图14，在某些实施方式中，凹面反射件21的中心到工件200的中心的光程的取值范围为[80mm，110mm]。例如，凹面反射件21的中心到工件200的中心的光程的取值可以为80mm、81mm、82mm、83mm、84mm、85mm、88mm、90mm、93mm、96mm、98mm、100mm、102mm、105mm、107mm、109mm、110mm等，在此不一一列举。

凹面反射件21的中心到工件的中心的光程的取值范围为[80mm，110mm]时，凹面反射件21能具有适宜的焦距，使第二光学组件20投射的光线形成的第二光斑的光强和面积适宜，以满足第二光斑与第一光斑在工件200表面上完全重合，且第一光斑与第二光斑的光强差值在预设的差值范围内。

具体地，在一个实施例中，如图12所示，第二光学组件20仅包括凹面反射件21。设光路I1是光线自凹面反射件21的中心投射至工件200的中心形成的光路，则凹面反射件21的中心到工件200的中心的光程为光路I1的长度。

在另一个实施例中，如图13或图14所示，第二光学组件20包括凹面反射件21及反射组件22。设光路I3是光线自凹面反射件21的中心投射至反射组件22形成的光路，光路I2是光线自反射组件22投射至工件200的中心形成的光路，则则凹面反射件21的中心到工件200的中心的光程为光路I2与光路I3的长度之和。

请参阅图1，在某些实施方式中，第一光学组件10包括光整形件11，例如鲍威尔棱镜。光整形件11用于整形光源30发射的光线，使光线的光强分布均匀，以使光线在工件200表面形成光斑检测工件200的表面缺陷时，光斑的强度分布均匀，确保被光斑覆盖的各位置的检测精度相当，避免因光斑的强度分布不均匀导致被光强较高的部分的光斑覆盖的位置检测精度高，被光强较低的部分的光斑覆盖的位置检测精度低，导致同一工件200的不同位置处检测精度不一致。

在某些实施方式中，第一光学组件10还可包括聚光组件12。聚光组件12用于汇聚光整形件11朝工件200投射的光线，以根据需求在工件200表面汇聚形成预设的第一光斑。

聚光组件12可包括一个或多个聚光件121，例如聚光组件12包括1个、2个、3个、4个、5个、6个等聚光件121，在此不一一列举。聚光件121可以是柱面镜、球面镜、非球面镜、自由曲面镜中的一种或多种，在此不作限制。

综上，本申请提供的照明系统100中，第一光学组件10能够朝工件200投射检测光线，在工件200表面形成第一光斑以检测工件200，第二光学组件20能够改变工件200反射的光线的传输方向，以使反射光线投射至工件200形成与第一光斑至少部分重合的第二光斑，从而在保持光源30发射额定功率的条件下使工件200实际接收的检测光的光强增加，提高了光能利用率。

请参阅图14，本申请提供一种扫描设备1000。扫描设备1000包括上述任意一实施方式的照明系统100及检测系统300。检测系统300用于接收工件200散射或反射的光，以根据工件200散射或反射的光检测工件200的表面缺陷。在一个例子中，检测系统300用于接收由工件200散射的光线，以对被检测工件200进行暗场检测；在另一个例子中，检测系统300用于接收由工件200反射的光线，以对被检测工件200进行明场检测；在又一个例子中，检测系统300包括与成像面分别呈不同角度的多个检测装置，不同的检测装置可以分别用于接收反射光及多个不同角度的散射光。

当扫描设备1000检测工件200的表面缺陷时，若缺陷的尺寸较小，则可能由于射入工件200用于检测缺陷的照明光的光强不足，导致工件200散射或反射的光信号强度较低，难以被检测系统检测到。而光源30的功率存在上限，当光源30的功率达到上限后只能通过提高光能的利用率以提高用于检测缺陷的照明光的光强。

本申请实施方式的扫描设备1000中，照明系统100包括第一光学组件10及第二光学组件20。第一光学组件10能够朝工件200投射检测光线在工件200表面形成第一光斑以检测工件200，第二光学组件20能够改变工件200反射的光线的传输方向，以使反射光线投射至工件200形成与第一光斑至少重合的第二光斑，从而在保持光源30发射额定功率的条件下提高了用于检测缺陷的照明光的光强，提高了光能利用率，使扫描设备1000能够检测到尺寸更小的缺陷，从而提高了扫描设备1000的检测精度。

本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种照明系统，其特征在于，所述照明系统包括第一光学组件及第二光学组件，所述第一光学组件用于将物侧的光线汇聚至工件形成第一光斑，所述第二光学组件用于改变反射光线的传输方向，以使所述反射光线投射至所述工件形成第二光斑，所述反射光线由所述工件反射所述第一光斑形成，所述第一光斑与所述第二光斑至少部分重合；其中，所述第一光学组件沿第一光路朝所述工件投射光线，所述第二光学组件沿第二光路朝所述工件投射光线，所述第二光学组件包括凹面反射件及反射组件，所述反射组件与所述凹面反射件位于工件法线的同侧，所述反射组件位于所述工件与所述凹面反射件之间，所述反射组件及所述凹面反射件共同用于改变自所述工件反射的所述反射光线的传输方向，以使所述反射光线投射至所述工件形成第二光斑；

其中，光线自凹面反射件的中心投射至反射组件形成光路I3，光线自反射组件投射至工件的中心形成光路I2，光路I2和光路I3长度之和为[80mm，110mm]。

2.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述第一光斑与所述第二光斑完全重合。

3.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述第一光斑与所述第二光斑的光强差值在预设的差值范围内。

4.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，

所述第一光路的光轴与所述工件的法线之间的夹角为第一角度，所述第一角度的取值范围为(0°，180°)；和/或

所述第二光路的光轴与所述工件的法线之间的夹角为第二角度，所述第二角度的取值范围为(0°，180°)。

5.根据权利要求4所述的照明系统，其特征在于，所述第二光学组件包括凹面反射件，所述凹面反射件用于接收所述反射光线，并沿所述第二光路朝所述工件投射光线以形成所述第二光斑。

6.根据权利要求5所述的照明系统，其特征在于，

所述凹面反射件为球面反射件；或

所述凹面反射件为自由曲面反射件；或

所述凹面反射件为非球面反射件。

7.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，

所述反射组件包括一个平面反射件；或

所述反射组件包括多个平面反射件。

8.根据权利要求1或5所述的照明系统，其特征在于，所述凹面反射件包括用于反射所述反射光线的曲面，所述曲面的曲率半径的取值范围为[83mm，113mm]；及/或

所述凹面反射件的中心到所述工件的中心的光程的取值范围为[80mm，110mm]。

9.一种扫描设备，其特征在于，包括：

权利要求1-8任意一项所述的照明系统；及

检测系统，所述检测系统用于接收所述工件散射或反射的光。