CN112649435B - 一种焦面测量装置及缺陷检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种焦面测量装置及缺陷检测设备，包括：测焦光源、测焦标记版、光学组件、成像单元、焦面补偿结构和控制单元；测焦光源用于提供斜入射的第一照明光束，测焦标记版包括至少一组测焦图形，每组测焦图形包括至少3个子标记，第一照明光束投射至测焦标记版后，测焦图形被投射至测试样件表面上并产生反射光束；焦面补偿结构位于成像单元的成像面一侧，用于改变反射光束的传输路径，以使反射光束经光学组件汇聚后的成像面位于成像单元的接收面，形成至少一组信号图像，每组信号图像包括至少3个子图案；控制单元根据至少一个子图案的位置，获取测试样件的垂向高度。本发明实现了测焦点和缺陷检测点同轴测量，提高了焦面测量的精度。

Description

一种焦面测量装置及缺陷检测设备

技术领域

本发明涉及检测技术，尤其涉及一种焦面测量装置及缺陷检测设备。

背景技术

随着工业自动化、智能化的深入及普及，使用自动光学检测设备(Auto OpticalInspection,AOI)替代传统的人工目检，已成为技术发展趋势。AOI设备凭借其快速、精确的缺陷识别定位能力，在汽车、医药、交通、半导体等领域广泛使用。

目前，现有的AOI设备通常包括光学成像***、载物台、物料传输***等。其中光学成像***包括照明单元、成像物镜和探测器等。照明单元负责提供所需辐射光，物镜用于收集待测面光信号，探测器负责将光转化为数字信号。

由于对缺陷检测的分辨率越来越高，当达到1μm左右的分辨率需求时，焦深大约只有几微米，由于检测样件的起伏及移动平台的抖动，会导致离焦，从而影响样件缺陷测量精度。

图1为现有技术中一种缺陷检测装置的结构示意图，如图1所示，检测光源10产生的光通过照明镜组11，被缺陷检测反射镜12反射到半反半透镜21。部分反射光经过缺陷检测物镜20投射到测试样件50表面，同时缺陷检测物镜20收集测试样件50的表面反射或散射光，其透过半反半透镜21后进入空间光调制器22、成像光路后端镜组23，可将光束传输相机30。离轴焦面测量装置40的离轴焦面测试点41与缺陷检测物镜20的焦面42位置并不一致，当测试样件50存在倾斜时，离轴焦面测试点41并不能真实代表缺陷检测物镜20的焦面42，从而导致缺陷检测时离焦。

发明内容

本发明实施例提供一种焦面测量装置及缺陷检测设备，实现了测焦点和缺陷检测点同轴测量，从而提高焦面控制精度，可进一步提高缺陷检测分辨率，以及使得测焦图形中各个子标记的反射光束的成像焦面共面并都位于成像单元的接收面，降低了采样难度，提高标记成像对比度，提高了焦面测量的精度。

第一方面，本发明实施例提供一种焦面测量装置，包括：测焦光源、测焦标记版、光学组件、成像单元、焦面补偿结构和控制单元；所述测焦光源用于提供斜入射的第一照明光束，所述测焦标记版包括至少一组测焦图形，每组所述测焦图形包括至少3个子标记，所述第一照明光束投射至所述测焦标记版后，所述测焦图形被投射至测试样件表面上并产生反射光束；

所述焦面补偿结构位于所述成像单元的成像面一侧，用于改变所述反射光束的传输路径，以使所述反射光束经所述光学组件汇聚后的成像面位于所述成像单元的接收面，形成至少一组信号图像，所述信号图像与所述测焦图形一一对应，每组所述信号图像包括至少3个子图案，每个所述子图案与所述测焦图形中的子标记一一对应；

所述控制单元根据至少一个所述子图案的位置，获取所述测试样件的垂向高度。

可选地，所述焦面补偿结构包括至少一个角锥棱镜组；所述角锥棱镜组包括第一角锥棱镜和第二角锥棱镜，所述第一角锥棱镜与所述第二角锥棱镜的连线方向平行于所述成像单元接收面。

可选地，所述第一角锥棱镜和所述第二角锥棱镜均为直角棱镜，所述第一角锥棱镜和所述第二角锥棱镜的直角面均与所述成像单元接收面呈45°。

可选地，所述测焦标记版上每组所述测焦图形包括至少M个所述子标记，M≥3；

所述焦面补偿结构包括N个所述角锥棱镜组，N个所述角锥棱镜组沿着垂直于所述成像单元接收面的方向上依次排列，2≤N≤M-1。

可选地，所述测焦标记版包括三组所述测焦图形，每组所述测焦图形包括三个所述子标记。

可选地，还包括第二照明光束和参考标记版，所述光学组件包括分光棱镜和投影中继镜头，所述参考标记版包括参考图形，用于减小焦面测试装置自身结构变化的影响，第二照明光束投射至所述参考标记版后形成为携带所述参考图形信息的参考光束，

所述反射光束经过所述投影中继镜头后经过所述分光棱镜与所述参考光束合束，并投射至所述成像单元。

可选地，所述光学组件还包括反射镜，被所述测试样件反射的所述反射光束投射至所述反射镜上，被所述反射镜反射后垂向传播。

可选地，还包括放大倍率镜头，所述反射光束经过所述放大倍率镜头后投射至所述成像单元。

可选地，所述第一照明光束投射至所述测焦标记版后，通过一组所述测焦图形中的至少3个子标记形成至少三束测焦光束；所述测焦光束被所述测试样件的表面反射后形成为至少三束所述反射光束，所述反射光束经所述光学组件后汇聚至所述成像单元形成至少三组信号图像，所述信号图像与所述测焦图形一一对应，每组所述信号图像包含至少三个光斑；

所述测焦光束在所述测试样件上的入射角为α，所述放大倍率镜头的放大倍率为β，所述测试样件的垂向位置变化距离为dz，所述光斑在所述成像单元上的移动距离为x，满足：

x＝2·dz·sinα·β。

第二方面，本发明实施例提供一种缺陷检测设备，包括第一方面所述的焦面测量装置；

还包括缺陷检测单元，所述缺陷检测单元包括缺陷检测物镜，第一照明光束的测焦点位于所述缺陷检测物镜的视场中心。

可选地，还包括垂向倾斜调整台，所述垂向倾斜调整台用于承载测试样件；

控制单元还用于控制所述测试样件沿所述缺陷检测物镜光轴方向上的垂向高度以及调整所述测试样件的倾斜角度，直至所述测试样件位于所述缺陷检测物镜的景深范围内，以及所述测试样件的倾斜角度小于预设值。

本发明实施例提供的焦面测量装置中，通过设置测焦光源提供倾斜入射的第一照明光束，将测焦标记版上的测焦图形倾斜投射至测试样件表面上，从而使得第一照明光束的测焦点可以位于缺陷检测物镜的视场中心，实现了测焦点和缺陷检测点同轴测量，从而提高焦面控制精度，可进一步提高缺陷检测分辨率。另一方面，焦面测量装置还包括焦面补偿结构，焦面补偿结构改变了测焦图形于测试样件表面反射的反射光束的传输路径，将反射光束的成像焦面补偿到成像单元的接收面，从而使得测焦图形中各个子标记的反射光束的成像焦面共面并都位于成像单元的接收面，降低了采样难度，提高标记成像对比度，提高了焦面测量的精度。

附图说明

图1为现有技术中一种缺陷检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种焦面测量装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种信号图像的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种加入焦面补偿结构之前的光路示意图；

图5为本发明实施例提供的一种加入焦面补偿结构之后的光路示意图；

图6为本发明实施例提供的焦面测试原理示意图；

图7为本发明实施例提供的一种缺陷检测设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图2为本发明实施例提供的一种焦面测量装置的结构示意图，图3为本发明实施例提供的一种信号图像的示意图，图4为本发明实施例提供的一种加入焦面补偿结构之前的光路示意图，图5为本发明实施例提供的一种加入焦面补偿结构之后的光路示意图，参考图2-图5，焦面测量装置60包括测焦光源610、测焦标记版611、光学组件63、成像单元66、焦面补偿结构68和控制单元80。测焦光源610用于提供斜入射的第一照明光束，测焦标记版611包括至少一组测焦图形，每组测焦图形包括至少3个子标记。第一照明光束投射至测焦标记版611后，测焦图形被投射至测试样件50表面上并产生反射光束。焦面补偿结构68位于成像单元66的成像面一侧，用于改变所述反射光束的传输路径，以使反射光束经光学组件63汇聚后的成像面67位于成像单元66的接收面，形成至少一组信号图像，信号图像与测焦图形相对应(一一对应)，每组信号图像包括至少3个子图案，每个子图案与测焦标记版611上的测焦图形中的子标记一一对应。控制单元80根据至少一个子图案的位置，获取测试样件50的垂向高度。

示例性地，测焦标记版611包括三组测焦图形6111，每组测焦图形包括三个子标记6112，三个子标记6112优选为三根线形标记。第一照明光束倾斜照射至测焦标记版611后，三组测焦图形6111被投射至测试样件50表面形成三组测量点并产生三组反射光束，反射光束经光学组件63后汇聚至成像单元66形成三组信号图像，如图3所示，信号图像与测焦图形相对应(一一对应)，每组信号图像包含三个光斑，也即三个子图案，光斑与子标记一一对应。其中，对于表面有光刻图形的待测硅片，由于不同光刻图形具有不同的反射率，从而不同位置处的不同光刻图形会影响信号图像的强度，为降低光刻图形对信号图像强度的影响，便于信号图像的采集，采用每组测焦图形6111包括多个子标记设计方案，当其中一个子标记产生的子图案信号强度较弱不足于采集分析时，通过其它子标记6112产生的子图案信号测量，另外，采用多个子标记6112，可降低反射率不均匀带来的影响，进一步提高测量精度。本实施例中，每组测焦图形6111包括三个子标记6112，即可保证能采集到满足强度需求的信号图像。进一步的，通过采用3组测焦图形，可同时得到测试对象3个点的焦面位置，进而得到整个焦面的倾斜姿态测量。

进一步地，以测焦标记版611上的其中一组测焦图形为例，如图4所示，在加入焦面补偿结构68之前，第一照明光束投射至测焦标记版611后，通过一组测焦图形中的3个子标记形成三束测焦光束，分别为第一测焦光束L1、第二测焦光束L2和第三测焦光束L3。测焦图形也即第一测焦光束L1、第二测焦光束L2和第三测焦光束L3被测试样件50表面反射后分别形成第一反射光束L1’、第二反射光束L2’和第三反射光束L3’，第一反射光束L1’、第二反射光束L2’和第三反射光束L3’经光学组件63后汇聚至成像单元66形成3个光斑。其中，第一反射光束L1’的成像焦面位于成像单元66的接收面之后，第二反射光束L2’的成像焦面位于成像单元66的接收面之上，第三反射光束L3’的成像焦面位于成像单元66的接收面之前，也即第一反射光束L1’和第三反射光束L3’处于离焦状态。如图5所示，加入焦面补偿结构68之后，第一反射光束L1’和第二反射光束L2’投射至焦面补偿结构68上，并被焦面补偿结构68改变了传输路径，使得第一反射光束L1’、第二反射光束L2’和第三反射光束L3’各自的成像焦面共面并全部位于成像单元66的接收面上，以形成清晰的信号图像。

获取信号图像之后，控制单元80根据一组信号图像中的至少一个光斑的位置，获取测试样件50表面的垂向高度。进一步地，测焦标记版611包括M组测焦图形，M≥3。即，测焦标记版611包括至少三组测焦图形，相应地，设置至少三个焦面补偿结构，每个从而焦面补偿结构分别一一对应一组测焦图形并对相应测焦图形成像路径进行调节，以获取至少三组信号图像，基于至少三组信号图像中各自光斑的位置，获取不同组信号图像之间的垂向高度差，实现测试样件50的倾斜测量。

本发明实施例提供的焦面测量装置60中，通过设置测焦光源610提供倾斜入射的第一照明光束，将测焦标记版611上的测焦图形倾斜投射至测试样件50表面上，从而使得第一照明光束的测焦点可以位于缺陷检测物镜20的视场中心，实现了测焦点和缺陷检测点同轴测量，从而提高焦面控制精度，可进一步提高缺陷检测分辨率。另一方面，焦面测量装置60还包括焦面补偿结构68，焦面补偿结构68改变了测焦图形于测试样件50表面反射的反射光束的传输路径，将反射光束的成像焦面补偿到成像单元66的接收面，从而使得测焦图形中各个子标记的反射光束的成像焦面共面并都位于成像单元66的接收面，降低了采样难度，提高标记成像对比度，提高了焦面测量的精度。

可选地，参考图5，焦面补偿结构68包括至少一个角锥棱镜组680。角锥棱镜组680包括第一角锥棱镜681和第二角锥棱镜682，第一角锥棱镜681与第二角锥棱镜682的连线方向平行于成像单元66的接收面。也就是说，第一角锥棱镜681与第二角锥棱镜682的连线方向垂直于入射至角锥棱镜组680的反射光束的主光线方向。其中，第一角锥棱镜681和第二角锥棱镜682的连线方向指的是第一角锥棱镜681的几何中心与第二角锥棱镜682的几何中心的连线方向。本发明实施例中，采用第一角锥棱镜681和第二角锥棱镜682构成角锥棱镜组680，并采用至少一个角锥棱镜组680来改变反射光束的传输路径，将多个测焦光束的焦面补偿到成像单元的接收面。

可选地，参考图5，第一角锥棱镜681和第二角锥棱镜682均为直角棱镜，第一角锥棱镜681和第二角锥棱镜682的直角面均与成像单元66的接收面呈45°。第一角锥棱镜681和第二角锥棱镜682的直角面也均与测焦光束的主光线呈45°。反射光束投射至第一角锥棱镜681的第一直角面，被第一角锥棱镜681的第一直角面反射后，沿着垂直于反射光束的主光线的方向投射至第二角锥棱镜682的第一直角面，然后被第二角锥棱镜682的第一直角面反射至第二角锥棱镜682的第二直角面，被第二角锥棱镜682的第二直角面反射后，投射至第一角锥棱镜681的第二直角面，被第一角锥棱镜681的第二直角面反射后，沿着反射光束的主光线的方向继续传播。本发明实施例中，第一角锥棱镜681和第二角锥棱镜682的直角面均与成像单元66的接收面呈45°，被第一角锥棱镜681和第二角锥棱镜682的直角面反射的光线均沿着与其入射光线垂直的方向传播，有利于对光线传播方向进行控制。

示例性地，参考图5，第一角锥棱镜681的第一直角面垂直于第一角锥棱镜681的第二直角面，第二角锥棱镜682的第一直角面垂直于第二角锥棱镜682的第二直角面，第一角锥棱镜681的第一直角面平行于第二角锥棱镜682的第一直角面，第一角锥棱镜681的第二直角面平行于第二角锥棱镜682的第二直角面。通过调节第一角锥棱镜681和第二角锥棱镜682在垂直于测焦光束的主光线方向上的距离，来调节测焦光束的传输路径。

本发明实施例中，测焦标记版611上每组测焦图形包括至少M个子标记，M≥3。参考图5，焦面补偿结构68包括N个角锥棱镜组680，N个角锥棱镜组680沿着垂直于成像单元66的接收面的方向上依次排列，也就是说，N个角锥棱镜组680沿着测焦光束的主光线的方向依次排列，2≤N≤M-1。也即，测焦标记版611上每组测焦图形包括至少三个子标记，对应地，焦面补偿结构68可以设置至少两个角锥棱镜组680，以改变其中至少两束反射光束的传输路径，将至少两束反射光束的焦面补偿到成像单元的接收面。

进一步地，测焦标记版611上的至少一组测焦图形包括M个子标记，M≥3，焦面补偿结构68包括N个角锥棱镜组680，N＝M-1，此时，M-1束反射光束分别经过M-1个角锥棱镜组680进行传输路径的调制，M-1束反射光束的焦面均补偿到成像单元66的接收面，所有的测焦光束共焦面。在其他实施方式中，一个角锥棱镜组680还可以对至少两束反射光束进行传输路径的调制，本发明对此不作限制。

示例性地，参考图5，焦面补偿结构68包括两个角锥棱镜组680，分别为第一角锥棱镜组6801和第二角锥棱镜组6802。第一角锥棱镜组6801中第一角锥棱镜681和第二角锥棱镜682之间的距离，大于第二角锥棱镜组6802中第一角锥棱镜681和第二角锥棱镜682之间的距离。第一反射光束L1’投射至第一角锥棱镜组6801，被第一角锥棱镜组6801调制后的成像焦面与第三反射光束L3’的成像焦面共面。第二反射光束L2’投射至第二角锥棱镜组6802，被第二角锥棱镜组6802调制后的成像焦面与第三反射光束L3’的成像焦面共面，然后进一步调整成像单元66，使得第一反射光束L1’、第二反射光束L2’和第三反射光束L3’的成像焦面都位于成像单元66的接收面。

可选地，继续参考图2，焦面测量装置60还包括第二照明光束和参考标记版64，光学组件63包括分光棱镜633和投影中继镜头631。参考标记版64包括参考图形，第二照明光束投射至参考标记版64后形成为携带参考图形信息的参考光束。反射光束经过投影中继镜头631后，经过分光棱镜633与参考光束合束，并投射至成像单元66。其中，参考光束投射至成像单元66后，在成像单元66上形成参考图像，参考图像与信号图像在物理上分开，即，参考图像和信号图像不交叠。参考图像用于校正成像单元66的热偏移。测试过程中，由于参考图像与信号图像共同成像在同一成像单元66(例如CCD)下，参考图像及信号图像在成像单元66下的相对位置关系不会随成像单元66及其结构的位置变化而变化，从而消除由于成像单元66发热引起的结构热偏移。

可选地，在一实施方式中，焦面测量装置60还包括光纤(图2中未示出)，测焦光源610还用于提供第二照明光束，第二照明光束通过光纤投射至参考标记版64，以形成参考光束。在另一实施方式中，焦面测量装置60还可以包括参考光源(图2中未示出)，参考光源用于提供第二照明光束，参考光源发出的第二照明光束投射至参考标记版64，以形成参考光束。

可选地，参考图2，焦面测量装置60还包括放大倍率镜头65，反射光束经过放大倍率镜头65后投射至成像单元66。本发明实施例中，焦面测量装置60还包括放大倍率镜头65，放大倍率镜头65可以将反射光束进行放大，以使成像单元66上获取的信号图像中，光斑被放大，从而有利于根据光斑的位置，以及多个光斑之间的相对位置，获取测试样件50的垂向高度以及倾斜度。

图6为本发明实施例提供的焦面测试原理示意图，结合参考图2和图6，测焦光束在测试样件50上的入射角为α，放大倍率镜头65的放大倍率为β，测试样件50的垂向位置变化距离为dz，相对应的光斑在成像单元66上的移动距离为x，满足公式(1)：

x＝2·dz·sinα·β (1)

由公式(1)可知，测试样件50的垂向位置发生变化，相对应的光斑在成像单元66上发生移动，由此，可以根据成像单元66获取的信号图像中光斑的位置，获取测试样件50的垂向高度。

可选地，继续参考图2，光学组件63还包括反射镜632，被测试样件50反射的反射光束投射至反射镜632上，被反射镜632反射后垂向传播。本发明实施例中光学组件63还包括反射镜632，反射镜632反射后的反射光束沿着垂向传播，从而有利于将反射镜632之后的光学元件沿着垂向依次布置，降低了反射镜632之后的光学元件的布置难度。

示例性地，参考图2，焦面测量装置还包括照明中继镜头612，测焦光束经照明中继镜头612后，倾斜投射至测试样件50上。将投射至测试样件50的测焦光束记为测试标记62。测试标记62经过测试样件50反射后，经过投影中继镜头631后，在反射镜632上形成的图形与信号图像关于放大倍率镜头65呈物像共轭关系，参考图形与参考图像关于放大倍率镜头65也呈物像共轭关系。

示例性地，参考图2，成像单元66可以包括CCD相机，具体地，成像单元66可以选用具有高采样频率和大的动态范围的线阵CCD相机。

示例性地，参考图2，测焦光束入射至测试样件50上的角度大于0°且小于90°，通过测焦光束的斜入射，从而实现同轴测量。

图7为本发明实施例提供的一种缺陷检测设备的结构示意图，参考图7，缺陷检测设备包括上述实施例中的焦面测量装置60。缺陷检测设备还包括缺陷检测单元，缺陷检测单元包括缺陷检测物镜20。第一照明光束的测焦点位于缺陷检测物镜20的视场中心。

本发明实施例提供的缺陷检测设备包括上述实施例中的焦面测量装置60，从而实现了测焦点和缺陷检测点的同轴测量，从而提高焦面控制精度，可进一步提高缺陷检测分辨率。另一方面，焦面补偿结构68将多个测焦光束的焦面补偿到成像单元66的接收面，从而使多个得测焦图形中各个子标记的反射光束的成像焦面共面并都位于成像单元66的接收面，降低了采样难度，提高标记成像对比度，提高了焦面测量的精度。

可选地，参考图7，缺陷检测设备还包括垂向倾斜调整台70，垂向倾斜调整台70用于承载测试样件50。测试样件50随着垂向倾斜调整台70的运动而发生运动。控制单元80还用于控制测试样件50沿缺陷检测物镜20光轴方向上的垂向高度以及调整测试样件50的倾斜角度，直至测试样件50位于缺陷检测物镜20的景深范围内，以及测试样件50的倾斜角度小于预设值。本发明实施例中，可以通过成像单元66获取信号图像中光斑的位置，当测试样件50沿缺陷检测物镜20光轴方向上的垂向高度或者倾斜角度发生变化时，至少一个光斑的位置以及多个光斑之间的相对位置发生相应的变化，从而可以根据信号图像中光斑的位置，得到当前测试样件50的垂向高度以及倾斜角度，并控制垂向倾斜调整台70对测试样件50的垂向高度以及倾斜角度进行调整，使测试样件50位于缺陷检测物镜20的景深范围内，也使测试样件50的倾斜角度小于预设值，使测试样件50的全部均位于缺陷检测物镜20的焦面上，以使缺陷检测物镜20能够对测试样件50清晰成像，有利于后续对测试样件50进行缺陷检测。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种焦面测量装置，其特征在于，包括：测焦光源、测焦标记版、光学组件、成像单元、焦面补偿结构和控制单元；所述测焦光源用于提供斜入射的第一照明光束，所述测焦标记版包括至少一组测焦图形，每组所述测焦图形包括至少3个子标记，所述第一照明光束投射至所述测焦标记版后，所述测焦图形被投射至测试样件表面上并产生反射光束；

所述焦面补偿结构位于所述成像单元的成像面一侧，用于改变所述反射光束的传输路径，以使所述反射光束经所述光学组件汇聚后的成像面位于所述成像单元的接收面，形成至少一组信号图像，所述信号图像与所述测焦图形一一对应，每组所述信号图像包括至少3个子图案，每个所述子图案与所述测焦图形中的子标记一一对应；

所述控制单元根据至少一个所述子图案的位置，获取所述测试样件的垂向高度；

所述焦面补偿结构包括至少一个角锥棱镜组；所述角锥棱镜组包括第一角锥棱镜和第二角锥棱镜，所述第一角锥棱镜与所述第二角锥棱镜的连线方向平行于所述成像单元接收面；

所述第一角锥棱镜和所述第二角锥棱镜均为直角棱镜，所述第一角锥棱镜和所述第二角锥棱镜的直角面均与所述成像单元接收面呈45°；

所述反射光束经过所述角锥棱镜组后，沿着所述反射光束的主光线的方向继续传播；通过调节所述第一角锥棱镜和所述第二角锥棱镜在垂直于所述反射光束的主光线方向上的距离，调节所述反射光束的传输路径。

2.根据权利要求1所述的焦面测量装置，其特征在于，所述测焦标记版上每组所述测焦图形包括至少M个所述子标记，M≥3；

所述焦面补偿结构包括N个所述角锥棱镜组，N个所述角锥棱镜组沿着垂直于所述成像单元接收面的方向上依次排列，2≤N≤M-1。

3.根据权利要求1所述的焦面测量装置，其特征在于，所述测焦标记版包括三组所述测焦图形，每组所述测焦图形包括三个所述子标记。

4.根据权利要求1所述的焦面测量装置，其特征在于，还包括第二照明光束和参考标记版，所述光学组件包括分光棱镜和投影中继镜头，所述参考标记版包括参考图形，用于减小焦面测试装置自身结构变化的影响，第二照明光束投射至所述参考标记版后形成为携带所述参考图形信息的参考光束，

所述反射光束经过所述投影中继镜头后经过所述分光棱镜与所述参考光束合束，并投射至所述成像单元。

5.根据权利要求4所述的焦面测量装置，其特征在于，所述光学组件还包括反射镜，被所述测试样件反射的所述反射光束投射至所述反射镜上，被所述反射镜反射后垂向传播。

6.根据权利要求1所述的焦面测量装置，其特征在于，还包括放大倍率镜头，所述反射光束经过所述放大倍率镜头后投射至所述成像单元。

7.根据权利要求6所述的焦面测量装置，其特征在于，所述第一照明光束投射至所述测焦标记版后，通过一组所述测焦图形中的至少3个子标记形成至少三束测焦光束；所述测焦光束被所述测试样件的表面反射后形成为至少三束所述反射光束，所述反射光束经所述光学组件后汇聚至所述成像单元形成至少三组信号图像，所述信号图像与所述测焦图形一一对应，每组所述信号图像包含至少三个光斑；

所述测焦光束在所述测试样件上的入射角为α，所述放大倍率镜头的放大倍率为β，所述测试样件的垂向位置变化距离为d，所述光斑在所述成像单元上的移动距离为x，满足：

x＝2·dz·sinα·β。

8.一种缺陷检测设备，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的焦面测量装置；

还包括缺陷检测单元，所述缺陷检测单元包括缺陷检测物镜，第一照明光束的测焦点位于所述缺陷检测物镜的视场中心。

9.根据权利要求8所述的缺陷检测设备，其特征在于，还包括垂向倾斜调整台，所述垂向倾斜调整台用于承载测试样件；

控制单元还用于控制所述测试样件沿所述缺陷检测物镜光轴方向上的垂向高度以及调整所述测试样件的倾斜角度，直至所述测试样件位于所述缺陷检测物镜的景深范围内，以及所述测试样件的倾斜角度小于预设值。

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