(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210377804.8 (22)申请日 2022.04.06 (71)申请人 中国科学院上海光学精密机 械研究 所 地址 201800 上海市嘉定区清河路390号 (72)发明人 倪开灶　邵建达　刘世杰　徐学科　 顿爱欢　曹俊　方媛媛　 (74)专利代理 机构 上海恒慧知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 31317 专利代理师 张宁展 (51)Int.Cl. G01N 21/47(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 掩模基板表面微纳缺陷检测装置和检测方 法 (57)摘要 一种掩模基板表面微纳缺陷检测装置和检 测方法， 该装置采用双方位角斜入射和垂直入射 照明， 本发 明通过反射物镜高效收集不同散射角 下的表面缺陷散射信号， 提高缺陷探测灵敏度。 本发明通过分别采集斜入射照明下的缺陷散射 图像和垂直照明下的缺陷散射图像， 比较表面缺 陷在不同照明方式下的散射信号差异可以判别 缺陷的类型， 提高检测准确性。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 114965369 A 2022.08.30 CN 114965369 A 1.一种掩模基板表面微纳缺陷检测装置， 其特征在于， 包括光源(1)、 偏振调节模块 (2)、 第一分束器(3)、 第一光开关(4)、 第二分束器(5)、 第一聚焦透镜(6)、 第一反射镜(7)、 第二反射镜(8)、 第三反射镜(9)、 第二聚焦透镜(10)、 第四反射镜(11)、 第五反射镜(12)、 第 二光开关(13)、 第六反射镜(14)、 第七反射镜(15)、 第三聚焦透镜(16)、 第八反射镜(17)、 第 九反射镜(18)、 反射物镜(19)、 带通滤光片(20)、 相机(21)、 XY位移台(22)、 样品(23)和计算 机(24)， 所述的样品(23)置于所述的XY位移台(22)上， 所述的XY位移台(22)为中空结构， 不 遮挡从样品背面垂直入射的照明光； 沿所述的光源(1)出射的照明光方向依次是所述的偏振调 节模块(2)、 第一分束器(3)、 第一光开关(4)、 第二分束器(5)、 第一聚焦透镜(6)、 第一反射镜(7)和第二反射镜(8)； 所述 的光源(1)发出的照明光经过所述的偏振调节模块(2)后转变为p偏振光； 所述的第一分束 器(3)将照明光分为强度相等的透射照明光和反射照明光， 所述的透射照明光通过所述的 第一光开关(4)后被所述的第二分束器(5)分为强度相等的两束照明光， 透过第二分束器 (5)的照明光被所述的第一聚焦透镜(6)聚焦后， 经所述的第一反射镜(7)和第二反射镜(8) 转折， 斜入射到所述的样品(23)的待测表 面； 经所述的第二分束器(5)的反射照明光依次通 过所述的第三反射镜(9)、 第二聚焦透镜(10)、 第四反射镜(11)和第五反射镜(12)， 斜入射 到所述的样 品(23)的待测表面； 所述的反射照明光依次通过所述的第二光开关(13)、 第六 反射镜(14)、 第七反射镜(15)、 第三聚焦透镜(16)、 第八反射镜(17)和第九反射镜(18)后， 从所述的样品(23)的背面垂直入射到样品(23)的待测表 面； 两束斜入射照明光斑和背面垂 直入射照明光斑在所述的样品(23)的待测表面重合； 沿所述的样品(23)的待测表面的法线方向依次是所述的反射物镜(19)、 带通滤光片 (20)和相机(21)； 所述的样品(23)的待测表面的缺陷对照明光产生散射， 散射光被所述的 反射物镜(19)收集后通过所述的带通滤光片(20)， 在所述的相机(21)上成像； 所述的带通 滤光片(20)滤除照明光波段以外其它波长的杂光； 所述的计算机(24)分别与所述的相机(21)的输出端、 XY位移台(2 2)的控制端连接 。 2.根据权利要求1所述的掩模基板表面微纳缺陷检测装置， 其特征在于， 所述的第 一聚 焦透镜(6)、 第二聚焦透 镜(10)和第三聚焦透 镜(16)的焦距一 致。 3.根据权利要求1所述的掩模基板表面微纳缺陷检测装置， 其特征在于， 所述的两束斜 入射的照明光的入射面相互垂 直， 且入射角相同， 入射方向为掠入射， 入射角度接近或等于 arctan(n)， n 为样品(23)在照明光波长处的折 射率。 4.根据权利要求1所述的掩模基板表面微纳缺陷检测装置， 其特征在于， 从所述的样品 (23)背面垂直入射的照明光在所述的反射物镜(19)的前端面的光斑尺寸小于所述的反射 物镜(19)的中心遮挡区域。 5.一种掩 模基板表面 微纳缺陷的检测方法， 其特 征在于该 方法包括下列步骤： 1)计算机(24)规划扫描检测的起点和扫描路线； 并将所述的第一光开关(4)和第二光 开关(13)打开； 2)计算机(24)驱动所述的XY位移台(22)， 将样品(23)的起始位置移至所述的反射物镜 (19)的视场范围内； 所述的相机(21)采集样品(23)起始位置的散射图像， 并保存至所述的 计算机(24)中； 3)XY位移台(22)带动所述的样品(23)按规划的扫描路线运动， 每移动一次， 所述的相权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114965369 A 2机(21)同步采集散射图像； 所述的计算机(24)内的图像处理程序对采集的散射图像进 行实 时处理； 若散射图像中存在缺陷特征， 所述的计算机(24)记录该散射图像对应的样品表面 的位置坐标； 4)所述的XY位移台(22)带动所述的样品(23)按所述的计算机(24)记录的样品表面有 缺陷的位置坐标， 依次移动到对应的区域； 打开第一光开关(4)， 关闭第二光开关(13)， 所述 的相机(21)采集第一图像； 关闭第一光开关(4)， 打开第二光开关(13)， 所述的相机(21)采 集同一区域的第二图像； 5)所述的计算机(24)内的图像处理程序根据同一区域的两幅图像差异识别表面缺陷 类型： 若第一图像中缺陷的散射 强度大于第二图像中缺陷的散射 强度， 则点状缺陷为坑点， 线状缺陷为划痕； 若第一图像中缺陷的散射强度小于第二图像中缺陷的散射强度， 则点状 缺陷为颗粒物， 线状缺陷为线状凸起。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114965369 A 3