CN117368105A - 一种缺陷检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缺陷检测装置及方法，装置包括：光源组件，成像组件，其包括：n级分光元件和m个图像采集器；每个分光元件用于对反射光束或散射光束进行分光形成两束分光光束；并且当1≤i<n时，第i级分光元件形成的其中一束分光光束的传输光路中配置第i+1级分光元件，其中另一束分光光束的传输光路中配置图像采集器；i＝n时，两束分光光束的传输光路中均配置图像采集器；待测物具有j个不同高度结构；在成像时，待测物上的一个高度结构的表面，能够落到对应的一个图像采集器的焦深中；上位机用于接收m个不同高度结构的表面图像；i、j和n均为正整数，m≥2，n＝m‑1，j≥m。由此，可以一次性对具有多个不同高度结构的待测物的进行缺陷检测，提升了检测效率。

Description

一种缺陷检测装置及方法

技术领域

本发明涉及缺陷检测技术领域，尤其涉及一种缺陷检测装置及方法。

背景技术

传统的芯片生产过程中，芯片表面缺陷会影响后续制程工艺的良率，因此产线中会使用自动光学检测设备(Auto Optical Inspection，AOI)对芯片表面进行缺陷检测和返工处理，从而实现良率管控。

与此同时，随着半导体技术的不断发展，芯片内部结构也越来越复杂多样，普通的检测方式只能检测到表面信息，针对一些与表面有高度差的凸起或凹陷结构，很难在表面测试时检测出，往往需要调整焦面进行多次扫描，才能给出完整的检测结果，这种方法不仅效率低下，影响产能，而且多次测量一致性很难保证。

发明内容

本发明提供了一种缺陷检测装置及方法，以解决相关技术中对于具有多个不同高度结构的待测物的检测效率低下的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种缺陷检测装置，包括：

光源组件，用于出射检测光束至待测物，所述待测物具有j个不同高度结构；

成像组件，用于采集所述待测物对所述检测光束的反射形成的反射光束或散射光束；

其中，所述成像组件包括：n级分光元件和m个图像采集器；每个所述分光元件用于对所述反射光束或散射光束进行分光形成两束分光光束；并且当1≤i<n时，第i级所述分光元件形成的其中一束分光光束的传输光路中配置第i+1级所述分光元件，其中另一束分光光束的传输光路中配置所述图像采集器；i＝n时，两束分光光束的传输光路中均配置所述图像采集器；

在成像时，所述待测物上的一个高度结构的表面，能够落到对应的一个图像采集器的焦深中；

上位机，分别与m个所述图像采集器连接，用于接收m个不同高度结构的表面图像，以对所述待测物的m个不同高度结构进行缺陷检测；i、j和n均为正整数，m≥2，n＝m-1，j≥m。

可选地，所述成像组件还包括：用于所述图像采集器沿自身光轴方向移动的滑动组件。

可选地，每个所述滑动组件与所述上位机电连接，所述上位机用于控制所述滑动组件，以控制所述图像采集器沿自身光轴方向移动。

可选地，所述滑动组件包括滑轨和滑块，所述滑块与所述图像采集器固定连接。

可选地，所述光源组件包括：明场光源单元和/或暗场光源单元，与所述上位机电连接，所述上位机用于控制所述明场光源单元点亮形成明场检测光束，垂直照射至所述待测物的表面；

所述上位机还用于控制所述暗场光源单元点亮形成暗场检测光束，倾斜照射至所述待测物的表面。

可选地，所述暗场光源单元在沿所述暗场检测光束传输的方向上，所述明场光源单元在沿明场检测光束传输的方向上，均依次包括：至少一个点光源和准直透镜组；

当所述点光源为多个时，所述暗场光源单元和所述明场光源单元均还包括:合束器、与所述点光源一一对应的多个聚焦透镜组；其中，所述聚焦透镜组用于聚焦所述点光源出射的光束，所述合束器用于对各个所述聚焦透镜组聚焦后的光束进行合束，所述准直透镜组用于对所述合束器合束之后的光束进行准直。

可选地，所述合束器为光纤合束器。

可选地，所述成像组件在所述待测物指向所述成像组件的方向上还依次包括：物镜、透反元件和管镜；

所述透反元件用于反射所述明场检测光束，垂直照射至所述待测物的表面；还用于透射所述待测物对所述明场检测光束的反射光束至所述成像组件；

所述透反元件还用于透射所述待测物对所述暗场检测光束的散射光束至所述成像组件；

所述物镜用于通过所述明场检测光束、所述反射光束或所述散射光束；所述管镜用于通过所述反射光束或所述散射光束。

可选地，所述物镜的焦距、所述管镜的焦距、所述图像采集器的移动距离和所述图像采集器的焦面变化距离满足以下关系式：

X2＝X1/ρ²；

ρ＝(X3+X1)/(X4+X2)；

其中：X1为所述图像采集器的移动距离，X2为所述图像采集器的焦面变化距离，X3为所述管镜的焦距，X4为所述物镜的焦距，ρ为放大倍率。

根据本发明的第二方面，提供了一种缺陷检测方法，基于本发明任一实施例所述的缺陷检测装置实现，所述检测方法包括以下步骤：

获取所述待测物上的不同高度结构的高度值；

根据所述高度值调整对应的图像采集器沿自身光轴的方向的移动距离；使得所述待测物上的一个高度结构的表面，能够落到对应的一个图像采集器的焦深中；

控制各个所述图像采集器采集相应高度结构的表面图像；

获取各个所述图像采集器的采集的表面图像，基于图像处理算法得到所述待测物上的不同高度结构的表面缺陷。

根据本发明实施例提出的缺陷检测装置及方法，装置包括：光源组件，用于出射检测光束至待测物，待测物具有j个不同高度结构；成像组件，用于采集待测物对检测光束的反射形成的反射光束或散射光束；其中，成像组件包括：n级分光元件和m个图像采集器；每个分光元件用于对反射光束或散射光束进行分光形成两束分光光束；并且当1≤i<n时，第i级分光元件形成的其中一束分光光束的传输光路中配置第i+1级分光元件，其中另一束分光光束的传输光路中配置图像采集器；i＝n时，两束分光光束的传输光路中均配置图像采集器；在成像时，待测物上的一个高度结构的表面，能够落到对应的一个图像采集器的焦深中；上位机，分别与m个图像采集器连接，用于接收m个不同高度结构的表面图像，以对待测物的m个不同高度结构进行缺陷检测；i、j和n均为正整数，m≥2，n＝m-1，j≥m。由此，可以一次性对具有多个不同高度结构的待测物的进行缺陷检测，提升了检测效率。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提出的缺陷检测装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提出的一种缺陷检测装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的又一种缺陷检测装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的再一种缺陷检测装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种缺陷检测装置的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的又一种缺陷检测装置的结构示意图；

图7是相关技术中待测物的一种示意图；

图8是相关技术中待测物的另一种示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明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，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。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单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，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单元。

相关技术中，芯片表面会有高度差的凸起或者凹陷结构，也就是多层高度结构，进而对芯片表面进行缺陷检测时，由于相机的焦深有限，无法同时对多层高度结构进行一次成像，如此，需要对芯片表面的多层高度结构进行逐层检测(示例性的，在检测完一层之后，再检测另一层，或者实时对焦进行检测)，前者，效率低下，可能每层检测时，由于机械本身等误差导致前后图像无法对应，无法准确找打相应的缺陷位置；后者，需要提前进行标定算法，实时测量芯片表面高度，算法计算量大，有时对焦不准。

基于上述问题，本发明实施例提出了一种缺陷检测装置及方法，以一次性对多层高度结构进行成像，提升检测效率，提高缺陷检测位置的准确性。

图1是本发明实施例提出的缺陷检测装置的结构示意图。如图1所示，该缺陷检测装置包括：

光源组件，用于出射检测光束至待测物500，待测物500具有j个不同高度结构；

成像组件300，用于采集待测物500对检测光束的反射形成的反射光束或散射光束；

其中，成像组件300包括：n级分光元件和m个图像采集器；每个分光元件用于对反射光束或散射光束进行分光形成两束分光光束；并且当1≤i<n时，第i级分光元件形成的其中一束分光光束的传输光路中配置第i+1级分光元件，其中另一束分光光束的传输光路中配置图像采集器；i＝n时，两束分光光束的传输光路中均配置图像采集器；

在成像时，待测物500上的一个高度结构的表面，能够落到对应的一个图像采集器的焦深中；

上位机340，分别与m个图像采集器连接，用于接收m个不同高度结构的表面图像，以对待测物500的m个不同高度结构进行缺陷检测；i、j和n均为正整数，m≥2，n＝m-1，j≥m。

也就是说，在对待测物500进行检测时，可以对待测物500表面的m个不同高度的凸起结构和/或凹陷结构分别使用对应的图像采集器对其进行图像采集，接着上位机340对m个图像采集器统一控制，可以一次性得到待测物500表面的至少m个不同高度的凸起结构和/或凹陷结构的表面图像，以提高检测效率和准确性。

示例性的，如图1所示，m＝2，n＝1，j＝2，待测物500表面有两种高度的结构(比如第一高度结构，第二高度结构)，那么可以通过一个分光元件310(比如为分光棱镜)来对待测物500对检测光束反射或散射形成的反射或散射光束P3进行分束，每束分光光束都由图像采集器采集，即如图1中的，其中一束可由第一图像采集器320采集，另一束可由第二图像采集器330采集，然后由上位机340统一接收，进而，对待测物500表面的两种结构进行缺陷分析。

需要说明的是，在第一图像采集器320和第二图像采集器330采集图像之前，需要先将第一高度结构的表面调整至第一图像采集器320的焦深范围内(优先调整至第一图像采集器320的焦面上)；同样的，需要先将第二高度结构的表面调整至第二图像采集器330的焦深范围内(优先调整至第二图像采集器330的焦面上)。这样，第一图像采集器320采集的第一高度结构的表面图像是清晰的，第二图像采集器330采集的第二高度结构的表面图像也是清晰的，并且第一图像采集器320和第二图像采集器330的成像光束均来自同一束反射或散射光束，两个高度结构的表面图像可以精确对准，也可以同时分析两个高度结构的表面的缺陷，效率得到了提升。

在另一个实施例中，若待测物500表面的结构的高度多于两种，示例性的，图2是本发明实施例提出的一种缺陷检测装置的结构示意图，如图2所示，m＝3，n＝2，j＝3，待测物500表面有三种高度的结构(比如第一高度结构，第二高度结构和第三高度结构)，那么可以通过两个分光元件(第一分光元件310、第二分光元件380)来对待测物500对检测光束反射或散射形成的反射或散射光束P3进行分束，其中，第一分光元件310的其中一束分光光束被第二图像采集器330采集，另一束分光光束入射至第二分光元件380，第二分光元件380继续分束，其中一束分光光束被第一图像采集器320采集，另一束分光光束被第三图像采集器370采集。然后由上位机340统一接收，进而，对待测物500表面的两种结构进行缺陷分析。

需要说明的是，在第一图像采集器320、第二图像采集器330、第三图像采集器370采集图像之前，需要先将第一高度结构的表面调整至第一图像采集器320的焦深范围内(优先调整至第一图像采集器320的焦面上)；同样的，需要先将第二高度结构的表面调整至第二图像采集器330的焦深范围内(优先调整至第二图像采集器330的焦面上)。需要先将第三高度结构的表面调整至第三图像采集器370的焦深范围内(优先调整至第三图像采集器370的焦面上)。效果与上一示例相同，此处不再赘述。

以此类推，若待测物500表面的结构的高度为j种，那么可以逐级设置分光元件，并设置对应的图像采集器来采集。其中，图像采集器可以为CCD或者CMOS光电探测器。

上述实施例为j＝m的实施例。在另外的实施例中，j>m，比如m＝2，n＝1，j＝3，可以通过图1中的成像组件300进行实现，只是，在对待测物500的其中两个高度值进行测量之后，还需再调整其中一个图像采集器的焦面与第三个高度结构的表面对应。这样，既可以提升采集效率，也可以降低成本。实际操作中，可以兼顾效率和成本的需求进行相应设计。

可选地，成像组件300还包括：用于图像采集器沿自身光轴方向移动的滑动组件。

其中，滑动组件的设置有利于图像采集器沿自身光轴方向移动，进而方便焦面位置的调整。在具体实施例中，每个图像采集器可以全部配置滑动组件，或者部分图像采集器配置滑动组件。可以根据实际的待测物500的不同高度结构的具体情况进行设定。比如，顶部的第一图像采集器320在调整好焦面后，一直测量的均是待测物500的基本面(位置一直固定)，那么第一图像采集器320可以不配置滑动组件；若实际需要时常调整焦面，则可以配置滑动组件。

图3是本发明实施例提供的又一种缺陷检测装置的结构示意图。如图3所示，第一图像采集器320配置第一滑动组件390，第二图像采集器330配置第二滑动组件350。

图4是本发明实施例提供的再一种缺陷检测装置的结构示意图。如图4所示，第一图像采集器320焦面固定，仅第二图像采集器330配置滑动组件350。在其他的实施例中也可以是第二图像采集器330焦面固定，第一图像采集器320配置滑动组件。

可选地，如图3和图4所示，每个滑动组件与上位机340电连接，上位机340用于控制滑动组件，以控制图像采集器沿自身光轴方向移动。

其中，滑动组件可以为手动滑动组件或电控滑动组件，通过使用电控滑动组件，可以直接通过上位机340下发指令控制滑动组件，方便操作，并且利于集中和精准控制，调整速率和精度都能得到相应的保证。

可选地，滑动组件包括滑轨和滑块，滑块与图像采集器固定连接。

其中，滑轨为滑动导轨(线性导轨)，滑块位于滑动导轨上，图像采集器固定于滑块上。在其他的实施例中，滑动组件可以为齿轮和齿条的传动方式或者其他的传动方式，本发明对此不作具体限制。

可选地，图5是本发明实施例提供的另一种缺陷检测装置的结构示意图。如图5所示，光源组件包括：明场光源单元200和/或暗场光源单元100，与上位机340电连接，上位机340用于控制明场光源单元200点亮形成明场检测光束，垂直照射至待测物500的表面；

上位机340还用于控制暗场光源单元100点亮形成暗场检测光束，倾斜照射至待测物500的表面。

其中，明场光源单元200与暗场光源单元100的选择，主要跟检测的待测物500相关，若需要检测的待测物500的背景为亮色，被检测缺陷为暗色，则可以选用明场光源单元200，若需要检测的待测物500的背景为暗色，被检测缺陷为亮色，则可以选择暗场光源单元100。

明场光源单元200用于垂直照射至待测物500的表面，待测物500对明场检测光束P2进行反射形成反射光束，被成像组件300接收，而其他的缺陷对明场检测光束进行散射或反射的光束并不会被成像组件300接收，从而形成背景为亮色，缺陷为暗色的图像。

暗场光源单元100点亮形成暗场检测光束，倾斜照射至待测物500的表面。待测物500对暗场检测光束P1进行反射的光束，不会被成像组件300接收，而其他的缺陷对暗场检测光束进行散射或反射的光束会被成像组件300接收，从而形成背景为暗色，缺陷为亮色的图像。

在实际应用中可以根据待测物500实际情况以及实际需求进行相应选择。

可选地，暗场光源单元100在沿暗场检测光束P1传输的方向上，明场光源单元200在沿明场检测光束P2传输的方向上，均依次包括：至少一个点光源和准直透镜组；

当点光源为多个时，暗场光源单元和明场光源单元均还包括:合束器、与点光源一一对应的多个聚焦透镜组；其中，聚焦透镜组用于聚焦点光源出射的光束，合束器用于对各个聚焦透镜组聚焦后的光束进行合束，准直透镜组用于对合束器合束之后的光束进行准直。

其中，光源单元中的点光源的数目跟待测物500上的高度不同的结构的个数相关，当高度不同的结构越多时，那么最终分光元件设置的也越多，多级的分光可能会造成进入图像采集器的光束亮度不够，进而成像不清晰。从而，可以通过增加点光源的数目的方式来增加最终成像的光束亮度，以补偿多级分光造成的光强损失。当高度不同的结构越少时，那么最终分光元件设置的也越少，可能会造成进入图像采集器的光束亮度太足，进而成像曝光，进而，可以通过减少点光源的数目的方式来降低最终成像的光束亮度。实际应用中可以根据待测物500以及点光源本身光束光强和图像采集器本身的曝光程度来调整光源单元中的点光源数量，以实现图像采集器成像清晰的最终目的。

在一个实施例中，如图5所示，暗场光源单元100包括两个点光源，明场光源单元200包括一个点光源。

其中，暗场光源单元100包括两个点光源(110，111)和两个聚焦透镜组(120，121)，点光源出射的光束经过聚焦透镜组的会聚，入射至合束器130，可选地，合束器130可以为光纤合束器(一分为二光纤)。通过合束器130合束之后的光束再通过第一准直透镜组140倾斜出射至待测物500的表面。

明场光源单元200包括一个点光源210，该点光源210出射的光束经过第二准直透镜组220准直后，再进行一定调整，垂直入射至待测物500的表面。

在其他的实施例中，若明场光源单元200需要增加光源，可以如暗场光源单元100采用同样的方式增加，若暗场光源单元100需要减少光源，可以如明场光源单元200采用同样的方式。

可选地，图6是本发明实施例提供的又一种缺陷检测装置的结构示意图。如图5和图6所示，成像组件300在待测物500指向成像组件300的方向上还依次包括：物镜600、透反元件400和管镜700；

透反元件400用于反射明场检测光束P2，垂直照射至待测物500的表面；还用于透射待测物500对明场检测光束P2的反射光束至成像组件300；

透反元件400还用于透射待测物500对暗场检测光束P1的散射光束至成像组件300；

物镜600用于通过明场检测光束P2、反射光束或散射光束；管镜700用于通过反射光束或散射光束。

其中，透反元件400可以为半透半反镜，或者二向色镜。物镜600和管镜700的设置主要是为了校正光路中的像差，以及调整成像的放大和缩小倍率。另外，还可以通过物镜600和管镜700的焦距，以及待测物500的高度结构的高度值，来计算图像采集器沿滑轨滑动的距离，使得待测物500的高度结构的表面位于图像采集器的焦面上，实现自动计算和控制。

可选地，物镜600的焦距、管镜700的焦距、图像采集器的移动距离和图像采集器的焦面变化距离满足以下关系式：

X2＝X1/ρ²；

ρ＝(X3+X1)/(X4+X2)；

其中：X1为图像采集器的移动距离，X2为图像采集器的焦面变化距离，X3为管镜的焦距，X4为物镜的焦距，ρ为放大倍率。

在两个图像采集器的示例中，如图4所示，待测物500表面信息通过物镜600、透反元件400、管镜700、分光元件310等光学系统传递到第一图像采集器320和第二图像采集器330上。第二图像采集器330安装在第二滑动组件350上，第二滑动组件350移动带动第二图像采集器330移动。第二图像采集器330在0位置此处检测焦面与第一图像采集器320一致在α位置，第二图像采集器330跟随第二滑动组件350向-方向移动，焦面随之往β方向移动，第二图像采集器330跟随第二滑动组件350向+方向移动，焦面随之往γ方向移动，焦面移动位置可通过第二滑动组件350移动进行控制。此时第二图像采集器330与第一图像采集器320检测焦面不同。当X1＝0时，X2＝0，此时第二图像采集器330与第一图像采集器320焦面一致，此时通过配置双相机的检测方式可实现明场检测、暗场检测和明暗场同时检测，并大大缩减检测时间，提升效率。

如图4和图5所示，首先上位机340根据已知的待测物500的高度差即X2，通过公式计算出第二滑动组件350移动位置X1，上位机340下发移动参数，第二滑动组件350移动到参数设定位置。此时根据检测设置打开暗场照明单元100或明场照明单元200，同步触发第二图像采集器330和第一图像采集器320进行信号采集，根据不同需求，第二图像采集器330和第一图像采集器320可同步也可异步进行信号采集，最终信号在上位机340上汇总，上位机340计算出各自的缺陷信息，生成检测报告。

图7是相关技术中待测物的一种示意图；如图7所示，对凸起结构表面进行检测，图7中分图形和截面，图形内圆环区域ROI1为凸起，高度为d，根据公式计算滑动组件移动距离X1，通过上位机340控制第二滑动组件350移动X1，此时第二图像采集器330焦面位置在圆环区域ROI1位置，第一图像采集器320焦面在阴影区域ROI2位置。第一图像采集器320检测阴影区域ROI2，第二图像采集器330检测圆环区域ROI1，圆环区域ROI1和阴影区域ROI2检测结果叠加为最终整个图形的检测结果。

图8是相关技术中待测物的另一种示意图；如图8所示，对凹陷结构表面进行检测，图中分图形和截面，图形内长方形框架区域ROI3为凹陷，深度为s，根据公式计算滑动组件移动距离X1，通过上位机340控制第二滑动组件350移动X1，此时第二图像采集器330焦面位置在长方形框架区域ROI3位置，第一图像采集器320焦面在阴影区域ROI4位置。第一图像采集器320检测阴影区域ROI4，第二图像采集器330检测长方形框架区域ROI3，长方形框架区域ROI3和阴影区域ROI4检测结果叠加为最终整个图形的检测结果。

如图6所示，在三个图像采集器的示例中，待测物500表面信息通过物镜600、透反元件400、管镜700、分光元件310分成两束光，一束光进入第二图像采集器330，另一束光通过分光元件380，再次分成两束，一束光进入第一图像采集器320，一束光进入第三图像采集器370。第二图像采集器330安装在第二滑动组件350上，第三图像采集器370安装在第三滑动组件360上，第二滑动组件350和第三滑动组件360可分别带动第二图像采集器330和第三图像采集器370移动。第二图像采集器330和第三图像采集器370在0位置，此处检测焦面与第一图像采集器320一致在α位置。第二图像采集器330跟随第二滑动组件350向-方向移动，焦面随之往β方向移动，此时第三图像采集器370跟随第三滑动组件360向+方向移动，焦面随之往γ方向移动，第三图像采集器370、第二图像采集器330和第一图像采集器320分别检测三个焦面位置，即可同时检测凹陷和凸起结构，也可同时检测有不同凸起高度或凹陷深度的结构。

本发明提供的缺陷检测方法，基于本发明任一实施例的缺陷检测装置实现，检测方法包括以下步骤：

获取待测物上的不同高度结构的高度值；

根据高度值调整对应的图像采集器沿自身光轴的方向的移动距离；使得待测物上的一个高度结构的表面，能够落到对应的一个图像采集器的焦深中；

控制各个图像采集器采集相应高度结构的表面图像；

获取各个图像采集器的采集的表面图像，基于图像处理算法得到待测物上的不同高度结构的表面缺陷。

在一个实施例中，首先可以将各个图像采集器的焦面均调整至同一位置(比如均对准待测物的基本面)。然后，通过待测物本身的形状和规格，可以得到不同高度结构与基本面之间的一个高度差值。然后根据该高度差值、物镜的倍率、管镜的倍率来调整相应图像采集器在滑轨上的移动距离(即可通过控制滑轨的移动来实现)。使得待测物上的一个高度结构的表面，能够落到对应的一个图像采集器的焦深中。接着控制各个图像采集器采集相应高度结构的表面图像；获取各个图像采集器的采集的表面图像，基于图像处理算法得到待测物上的不同高度结构的表面缺陷。由此，通过控制滑轨移动可同时观测到相同视场内两个不同的焦面位置，实现对表面有凸起或凹陷结构晶圆的检测，同时提升检测效率。该检测装置应用范围更广，适应性更强。

综上所述，根据本发明实施例提出的缺陷检测装置及方法，装置包括：光源组件，用于出射检测光束至待测物，待测物具有j个不同高度结构；成像组件，用于采集待测物对检测光束的反射形成的反射光束或散射光束；其中，成像组件包括：n级分光元件和m个图像采集器；每个分光元件用于对反射光束或散射光束进行分光形成两束分光光束；并且当1≤i<n时，第i级分光元件形成的其中一束分光光束的传输光路中配置第i+1级分光元件，其中另一束分光光束的传输光路中配置图像采集器；i＝n时，两束分光光束的传输光路中均配置图像采集器；在成像时，待测物上的一个高度结构的表面，能够落到对应的一个图像采集器的焦深中；上位机，分别与m个图像采集器连接，用于接收m个不同高度结构的表面图像，以对待测物的m个不同高度结构进行缺陷检测；i、j和n均为正整数，m≥2，n＝m-1，j≥m。由此，可以一次性对具有多个不同高度结构的待测物的进行缺陷检测，提升了检测效率。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种缺陷检测装置，其特征在于，包括：

光源组件，用于出射检测光束至待测物，所述待测物具有j个不同高度结构；

成像组件，用于采集所述待测物对所述检测光束的反射形成的反射光束或散射光束；

其中，所述成像组件包括：n级分光元件和m个图像采集器；每个所述分光元件用于对所述反射光束或散射光束进行分光形成两束分光光束；并且当1≤i<n时，第i级所述分光元件形成的其中一束分光光束的传输光路中配置第i+1级所述分光元件，其中另一束分光光束的传输光路中配置所述图像采集器；i＝n时，两束分光光束的传输光路中均配置所述图像采集器；

在成像时，所述待测物上的一个高度结构的表面，能够落到对应的一个图像采集器的焦深中；

上位机，分别与m个所述图像采集器连接，用于接收m个不同高度结构的表面图像，以对所述待测物的m个不同高度结构进行缺陷检测；i、j和n均为正整数，m≥2，n＝m-1，j≥m。

2.根据权利要求1所述的缺陷检测装置，其特征在于，所述成像组件还包括：用于所述图像采集器沿自身光轴方向移动的滑动组件。

3.根据权利要求2所述的缺陷检测装置，其特征在于，每个所述滑动组件与所述上位机电连接，所述上位机用于控制所述滑动组件，以控制所述图像采集器沿自身光轴方向移动。

4.根据权利要求2或3所述的缺陷检测装置，其特征在于，所述滑动组件包括滑轨和滑块，所述滑块与所述图像采集器固定连接。

5.根据权利要求1所述的缺陷检测装置，其特征在于，所述光源组件包括：明场光源单元和/或暗场光源单元，与所述上位机电连接，所述上位机用于控制所述明场光源单元点亮形成明场检测光束，垂直照射至所述待测物的表面；

所述上位机还用于控制所述暗场光源单元点亮形成暗场检测光束，倾斜照射至所述待测物的表面。

6.根据权利要求5所述的缺陷检测装置，其特征在于，所述暗场光源单元在沿所述暗场检测光束传输的方向上，所述明场光源单元在沿明场检测光束传输的方向上，均依次包括：至少一个点光源和准直透镜组；

当所述点光源为多个时，所述暗场光源单元和所述明场光源单元均还包括:合束器、与所述点光源一一对应的多个聚焦透镜组；其中，所述聚焦透镜组用于聚焦所述点光源出射的光束，所述合束器用于对各个所述聚焦透镜组聚焦后的光束进行合束，所述准直透镜组用于对所述合束器合束之后的光束进行准直。

7.根据权利要求6所述的缺陷检测装置，其特征在于，所述合束器为光纤合束器。

8.根据权利要求5所述的缺陷检测装置，其特征在于，所述成像组件在所述待测物指向所述成像组件的方向上还依次包括：物镜、透反元件和管镜；

所述透反元件用于反射所述明场检测光束，垂直照射至所述待测物的表面；还用于透射所述待测物对所述明场检测光束的反射光束至所述成像组件；

所述透反元件还用于透射所述待测物对所述暗场检测光束的散射光束至所述成像组件；

所述物镜用于通过所述明场检测光束、所述反射光束或所述散射光束；所述管镜用于通过所述反射光束或所述散射光束。

9.根据权利要求8所述的缺陷检测装置，其特征在于，所述物镜的焦距、所述管镜的焦距、所述图像采集器的移动距离和所述图像采集器的焦面变化距离满足以下关系式：

X2＝X1/ρ²；

ρ＝(X3+X1)/(X4+X2)；

其中：X1为所述图像采集器的移动距离，X2为所述图像采集器的焦面变化距离，X3为所述管镜的焦距，X4为所述物镜的焦距，ρ为放大倍率。

10.一种缺陷检测方法，其特征在于，基于如权利要求1-9任一项所述的缺陷检测装置实现，所述检测方法包括以下步骤：

获取所述待测物上的不同高度结构的高度值；

根据所述高度值调整对应的图像采集器沿自身光轴的方向的移动距离；使得所述待测物上的一个高度结构的表面，能够落到对应的一个图像采集器的焦深中；

控制各个所述图像采集器采集相应高度结构的表面图像；

获取各个所述图像采集器的采集的表面图像，基于图像处理算法得到所述待测物上的不同高度结构的表面缺陷。