CN114688973B - 检测设备及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种检测设备，其中，所述检测设备包括：发光装置，用于产生照射待测物的入射光，所述入射光用于在所述图案标记表面形成图案光斑，所述待测物表面具有图案标记，所述图案光斑用于与所述图案标记形成莫尔条纹，所述图案光斑包括多个条纹光斑，所述多个条纹光斑的条纹延伸方向不同；成像装置，用于收集所述信号光并根据所述物镜收集的信号光形成检测图像。所述图案光斑包括多个条纹光斑，所述检测设备获取的图案标记的信息较多，进而能够增加检测设备的检测功能，且能够提高检测速度。

Description

检测设备及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种应用于半导体制程的装置，特别是一种检测半导体器件生产质量的检测设备及其检测方法。

背景技术

随着半导体行业的发展，半导体器件的关键尺寸逐渐缩小，在半导体制程中，小的生产误差也有可能引起半导体器件的失效，这就对半导体检测***提出更高的要求。

半导体器件的生产过程包括：在硅基底上一层层沉积多层堆叠的膜层，并在每次膜层中通过刻蚀形成不同的图案。在刻蚀膜层形成图案的过程中，上下两层膜层的图案的位置必须满足套刻要求。为了监控上下两层膜层之间的相对位置关系，在刻蚀膜层的同时在切割道区的膜层中形成套刻标记。通过对套刻标记进行套刻测量，确定上下层图案的对准误差，从而对半导体制程进行监控。

现有技术中，套刻测量的方法包括：基于成像的光学测量方法(IBO),基于衍射的光学测量方法(DBO)以及基于莫尔条纹的测量方法。由于基于莫尔条纹的检测方法能够将小空间周期的套刻标记的对准误差转换为大空间周期的莫尔条纹的对准误差，从而能够提高检测精度。然而随着半导体器件集成度的提高，套刻标记的尺寸逐渐减小，莫尔条纹的检测方法逐渐显示出其优势。

然而，传统的基于莫尔条纹的检测方法对检测设备的要求较高，且***的调节能力差。

发明内容

为解决以上问题，本发明提出了一种检测设备及其检测方法，通过光路的合理设计能够降低对物镜的要求，从而简化设备结构。

本发明的技术方案提供了一种检测设备，其特征在于，包括：发光装置，用于产生照射待测物的入射光，所述待测物表面具有图案标记，所述入射光用于在所述图案标记表面形成图案光斑，所述图案光斑用于与所述图案标记形成莫尔条纹，所述入射光经所述图案标记后形成信号光，所述信号光携带所述莫尔条纹的信息；成像装置，用于收集所述信号光并根据所述物镜收集的信号光形成检测图像，所述成像装置收集的信号光的中心轴与所述入射光的中心轴之间具有非零夹角。

可选的，所述成像装置包括：物镜，用于收集所述信号光，所述入射光自所述物镜之外入射至待测物表面；探测组件，用于根据所述物镜收集的信号光形成所述检测图像。

可选的，所述入射光中心轴的入射角与所述信号光中心轴的出射角不相同；或者，所述入射光中心轴的入射角，所述信号光中心轴以及待测物表面法线不共面。

可选的，所述入射光中心轴的入射角为零，或所述信号光的出射角为零。

可选的，所述图案标记包括条纹标记，所述条纹标记包括沿同一方向重复排列的多个条纹；所述图案光斑包括条纹光斑，所述条纹光斑包括沿同一方向重复排列的多个条纹。

可选的，所述发光装置包括：一个或多个发光组件；每个发光组件用于在待测物表面形成条纹光斑；所述发光装置包括多个发光组件时，所述多个发光组件形成的条纹光斑的条纹方向均不相同。

可选的，多个发光组件发射的入射光的方位角不同；所述多个发光组件发射的入射光的入射角的角度值相同。

可选的，所述图案光斑中条纹光斑的个数大于或等于2，所述多个条纹光斑中条纹的延伸方向均不相同，且多个条纹光斑完全分离或至少部分重叠。

可选的，所述图案标记包括多个条纹标记，所述多个条纹标记包括第一条纹标记和第二条纹标记，所述第一条纹标记和第二条纹标记中条纹的延伸方向之间具有第一夹角，所述第一夹角为锐角或直角；

所述图案光斑包括多个条纹光斑，所述多个条纹光斑包括第一条纹光斑和第二条纹光斑，所述第一条纹光斑和第二条纹光斑中条纹的延伸方向之间具有第二夹角；所述第一条纹光斑用于与所述第一条纹标记形成莫尔条纹，所述第二条纹光斑用于与所述第二条纹标记形成莫尔条纹；所述第二夹角与第一夹角相同。

可选的，所述条纹光斑与条纹标记的周期相同，所述条纹光斑中条纹的延伸方向与条纹标记中条纹的延伸方向之间具有锐角夹角；或者，所述条纹光斑中条纹的延伸方向与条纹标记中条纹的延伸方向平行，所述条纹光斑与条纹标记的周期不相同。

可选的，所述发光装置包括：一个或多个发光组件；所述发光组件包括：光源，用于发射初始光束；整形组件，用于对所述初始光束进行整形形成所述入射光，所述入射光用于在所述待测物表面形成所述图案光斑；所述整形组件包括：衍射光学元件或空间调制器；或者，所述发光组件包括显示屏幕，所述显示屏幕具有显示图案，并将所述显示图案投影至待测物表面，形成图案光斑。

可选的，所述待测物包括分别位于不同膜层的多个图案标记，所述多个图案标记中具有第一图案标记和第二图案标记；所述检测设备还包括控制装置，用于控制所述发光装置和所述成像装置以获取第一图案标记和第二图案标记的检测图像；处理装置，用于根据所述第一图案标记的检测图像获取所述第一图案标记的位置信息，并根据所述第二图案标记检测图像获取所述第二图案标记的位置信息；根据第一图案标记和第二图案标记的位置信息，获取第一图案标记和第二图案标记的对准误差。

本发明技术方案还同一种基于上述的检测设备的检测方法，其特征在于，包括对所述图案标记执行检测处理，所述检测处理包括：通过一个或多个图案光斑对所述图案标记执行成像处理，获取图案标记的检测图像，所述成像处理的步骤包括：通过所述发光装置产生照射待测物的入射光，所述入射光在图案标记表面形成图案光斑，所述待测表面具有图案标记，所述图案光斑与图案标记形成莫尔条纹，所述入射光经所述图案标记后形成信号光，所述信号光携带所述莫尔条纹的信息；通过成像装置收集所述信号光，并根据所述物镜收集的信号光获取检测图像，所述成像装置收集的信号光的中心轴与所述入射光的中心轴之间具有非零夹角。

可选的，所述图案标记包括多个条纹标记，所述多个条纹标记包括第一条纹标记和第二条纹标记，所述第一条纹标记和第二条纹标记中条纹的延伸方向之间具有第一夹角，所述第一夹角为锐角或直角；通过所述发光装置产生照射待测物的入射光，所述入射光在图案标记表面形成图案光斑的步骤包括：

通过发光装置在第一条纹标记表面形成第一条纹光斑，所述第一条纹光斑用于与所述第一条纹标记形成第一莫尔条纹，所述入射光经所述第一条纹标记形成第一信号光；通过发光装置在第二条纹标记表面形成第二条纹光斑，所述第二条纹光斑用于与所述第二条纹标记形成第二莫尔条纹，所述入射光经所述第二条纹标记形成第二信号光；

所述检测图像包括第一子检测图像和第二子检测图像；通过成像装置收集所述信号光，并根据所述物镜收集的信号光形成检测图像的步骤包括：通过成像装置收集所述第一信号光，并根据所述第一信号光获取第一子检测图像；通过成像装置收集所述第二信号光，并根据所述第二信号光获取第二子检测图像。

可选的，获取所述第一子检测图像之后，通过发光装置在第二条纹标记表面形成第二条纹光斑；或者，通过发光装置在在第一条纹标记表面形成第一条纹光斑，并在第二条纹标记表面形成第二条纹光斑之后，通过所述成像装置获取所述第一子检测图像和第二子检测图像。

可选的，所述待测物包括分别位于不同膜层的多个图案标记，所述多个图案标记中具有第一图案标记和第二图案标记；所述检测方法还包括：

分别对所述第一图案标记和第二图案标记执行检测处理，获取第一图案标记的第一检测图像以及第二图案标记的第二检测图像，所述第一检测图像和第二检测图像均包括所述第一子检测图像和第二子检测图像；

根据所述第一图案标记的第一子检测图像和第二图案标记的第一子检测图像获取所述第一图案标记和第二图案标记沿第一检测方向的第一对准误差，所述第一检测方向与所述第一条纹标记中条纹的延伸方向之间具有非零夹角；

根据所述第一图案标记的第二子检测图像和第二图案标记的第二子检测图像获取所述第一图案标记和第二图案标记沿第二检测方向的第二对准误差，所述第二检测方向与所述第二条纹标记中条纹的延伸方向之间具有非零夹角。

可选的，所述图案标记包括一个或多个条纹标记；通过所述发光装置产生照射待测物的入射光，所述入射光在图案标记表面形成图案光斑的步骤包括：通过所述发光装置在一个所述条纹标记表面形成多个条纹光斑，所述多个条纹光斑中条纹的延伸方向均不同，各所述条纹光斑分别与所述条纹标记形成莫尔条纹。

可选的，所述检测处理包括：通过多个第一图案光斑对所述图案标记执行多次成像处理，获取图案标记的多个检测图像；各所述第一图案光斑与图案标记之间的相位差不同；在相邻两次成像处理之间，所述检测处理的步骤还包括：通过移动所述发光装置或待测物，改变第一图案光斑与图案标记之间的相位差。

可选的，所述检测处理还包括：根据所述多个检测图像重构所述图案标记的完整图像；根据所述完整图像，获取所述图案标记的位置信息；所述待测物包括分别位于不同膜层的多个图案标记，所述多个图案标记包括第一图案标记和第二图案标记；所述检测方法还包括：对所述第一图案标记执行第一检测处理，获取所述第一图案标记的第一位置信息；对所述第二图案标记执行第二检测处理，获取所述第二图案标记的第二位置信息；根据所述第一位置信息和第二位置信息，获取所述第一图案标记和第二图案标记之间的对准误差。

本发明的技术方案提供的检测设备，发光装置用于发射入射光，且入射光在所述图案标记表面形成图案光斑，图案光斑与所述图案标记形成莫尔条纹，根据莫尔条纹的图像对待测物进行检测能够提高检测精度。同时，所述成像装置收集的信号光的中心轴与所述入射光的中心轴之间具有非零夹角，则能够使所述成像装置收集的信号光与入射光分离开，使所述入射光在所述图案标记表面形成图案光斑的发光装置部分与收集信号光的成像装置分离，即产生入射光的发光装置不需要用于收集信号光，从而能够降低发光装置的设计要求。

进一步，所述入射光自所述物镜之外入射至待测物表面，则所述入射光不经过所述物镜，则能够降低所述物镜的要求，从而能够简化设备结构。

进一步，所述入射光中心轴的入射角与所述信号光中心轴的出射角不相同；或者，所述入射光中心轴的入射角，所述信号光中心轴以及待测物表面法线不共面，则能够使所述成像装置收集所述图案标记的高阶衍射级次的信号光，从而能够使所述成像装置对莫尔条纹进行暗场成像，提高莫尔图像的对比度。

进一步，所述发光装置包括多个发光组件，则可以通过多个发光组件同时在图案标记表面形成多个条纹光斑，可以对条纹标记与多个条纹光斑形成的莫尔条纹进行成像，从而能够提高检测速度。另外，通过多个发光组件同时在图案标记表面形成多个条纹光斑，可以使每个发光组件仅产生一个条纹光斑，从而能够降低发光组件的设计难度。

进一步，所述多个条纹标记包括第一条纹标记和第二条纹标记，所述第一条纹标记和第二条纹标记中条纹的延伸方向之间具有第一夹角；所述图案光斑包括第一条纹光斑和第二条纹光斑，所述第一条纹光斑和第二条纹光斑中条纹的延伸方向之间具有第二夹角；所述第一条纹光斑用于与所述第一条纹标记形成莫尔条纹，所述第二条纹光斑用于与所述第二条纹标记形成莫尔条纹，则通过获取所述第一条纹标记和第二条纹标记的莫尔条纹的图像，能够获取所述图案标记分别沿垂直于第一条纹标记和第二条纹标记中条纹延伸方向的位置信息。

附图说明

以下参考附图并结合实施例来具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将更加明显，其中，附图所示的内容仅用于对本发明进行解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，附图仅是示意性的，并非严格地按比例绘制。在附图中：

图1示出了根据本发明的检测设备一实施例的结构示意图；

图2示出了根据本发明的待测物表面图案标记的结构示意图；

图3a～图3d示出了根据本发明的检测设备所形成的图案光斑各实施例的结构示意图；

图4示出了根据本发明的检测设备第二实施例的结构示意图；

图5示出了根据本发明的检测设备第三实施例的结构示意图；

图6示出了根据本发明的检测设备第四实施例的结构示意图；

图7示出了根据本发明的检测设备的检测方法实施例中成像处理的各步骤的流程示意图；

图8示出了根据本发明的检测设备的检测方法一实施例各步骤的流程示意图；

图9示出了根据本发明的检测设备的检测方法二实施例各步骤的流程示意图；

图10示出了根据本发明的检测设备的检测方法二实施例中检测处理的各步骤的流程示意图。

具体实施方式

由于通过莫尔条纹检测套刻测量的设备中，入射光需要经过物镜到达待测物表面，导致物镜既要用于对入射光的光斑进行整形形成图案光斑，又要满足收集信号光的需求，从而导致物镜的设计难度较大，成本较高，且检测精度较低。

本发明的技术方案提供一种光学装置，包括：发光装置，用于产生照射待测物的入射光，所述入射光用于在所述图案标记表面形成图案光斑，所述待测物表面具有图案标记，所述图案光斑用于与所述图案标记形成莫尔条纹，所述图案光斑包括多个条纹光斑，所述多个条纹光斑的条纹延伸方向不同；成像装置，用于收集所述信号光并根据所述物镜收集的信号光形成检测图像。所述图案光斑包括多个条纹光斑，所述检测设备获取的图案标记的信息较多，进而能够增加检测设备的检测功能，且能够提高检测速度。

将在下面描述本发明的一个或多个具体实施例。为了致力于提供这些实施例的简洁描述，在说明书中可不描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何这种实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须进行许多针对实施方式的决定来实现开发者的具体目标，诸如符合与***有关和与商业有关的约束，约束可能从一个实施方式到另一个实施方式而改变。此外，应当理解，这种开发努力可能是复杂和耗时的，但对于具有本公开的益处的普通技术人员而言，将不过是设计、加工和制造的例行工作。

图1是本发明的检测设备一实施例的结构示意图；

图2是本发明技术方案提供的图案标记的结构示意图；

图3a～图3d示出了根据本发明的检测设备所形成的图案光斑各实施例的结构示意图。

请参考图1～图3d，本发明技术方案提供的检测设备包括：发光装置，用于产生照射待测物100的入射光，所述入射光用于在所述图案标记表面形成图案光斑200，所述待测物100表面具有图案标记，所述图案光斑200用于与所述图案标记形成莫尔条纹，所述入射光经所述图案标记后形成信号光，所述信号光携带所述莫尔条纹的信息；成像装置，用于收集所述信号光，并根据所述物镜130收集的信号光形成检测图像，所述成像装置收集的信号光的中心轴与所述入射光的中心轴之间具有非零夹角。

发光装置用于发射入射光，且入射光在所述图案标记表面形成图案光斑200，图案光斑200与所述图案标记形成莫尔条纹，根据莫尔条纹的图像对待测物100进行检测能够提高检测精度。同时，所述成像装置收集的信号光的中心轴与所述入射光的中心轴之间具有非零夹角，则能够使所述成像装置收集的信号光与入射光分离开，使所述入射光在所述图案标记表面形成图案光斑200的发光装置部分与收集信号光的成像装置部分分离，即产生入射光的发光装置不需要用于收集信号光，从而能够降低发光装置的设计要求。

本实施例中，所述图案光斑200包括多个条纹光斑，所述条纹光斑包括沿同一方向重复排列的多个条纹，所述多个条纹光斑的条纹延伸方向不同。所述条纹光斑包括多个周期性排列的条纹。即所述条纹光斑为明暗条纹交替排列的光斑。

所述发光装置包括：光源110，用于发射初始光束；整形组件120，用于对所述初始光束进行整形形成所述入射光，所述入射光用于在所述待测物100表面形成所述图案光斑200。具体的，本实施例中，所述整形组件120包括：衍射光学元件或空间调制器。

或者，所述发光装置包括显示屏幕，所述显示屏幕具有显示图案，并将所述显示图案投影至待测物100表面，形成图案光斑200。

本实施例中，所述成像装置包括：物镜130，用于收集所述信号光，所述入射光自所述物镜130之外入射至待测物100表面；探测组件150，用于根据所述物镜130收集的信号光形成所述检测图像。即本实施例中，所述入射光不经过所述物镜130，则所述物镜130仅用于收集所述信号光，从而能够降低对物镜130的要求。

本实施中，所述成像装置还包括：汇聚镜组140，用于使透过所述物镜的光汇聚至所述探测组件150。

本实施例中，所述成像装置收集的信号光的中心轴与所述入射光的中心轴之间具有非零夹角。

具体的，本实施例中，所述入射光中心轴的入射角与所述信号光中心轴的出射角不相同；或者，所述入射光中心轴、所述信号光中心轴以及待测物100表面法线不共面。即，所述物镜130收集的信号光为待测物100对入射光进行散射形成的，所述成像装置用于对待测物100进行暗场检测，所述物镜130不收集入射光的反射光。所述成像装置对待测物100进行暗场检测能够提高所获取图像的对比度，提高检测精度。在其他实施例中，所述入射光中心轴与所述信号光中心轴关于待测物100表面法线对称，则所述成像***如图5所示。

具体的，本实施例中，所述入射光中心轴的入射角与所述信号光中心轴的出射角不相同，所述信号光的出射角为零，所述入射光中心轴的入射角为锐角。在其他实施例中，所述入射光中心轴的入射角为零，所述信号光的出射角为锐角。

请参考图2，所述图案标记包括条纹标记，所述条纹标记沿同一方向重复排列的多个条纹。

具体的，所述图案标记包括多个条纹标记，所述多个条纹标记包括第一条纹标记101和第二条纹标记102，所述第一条纹标记101和第二条纹标记102中条纹的延伸方向之间具有第一夹角，所述第一夹角为直角或锐角。具体的，本实施例中，所述第一夹角为直角；在其他实施例中，所述第一夹角为锐角。

本实施例中，所述第一条纹标记101和第二条纹标记102的个数均为两个；四个条纹标记具有对称中心。

所述待测物100包括分别位于不同膜层的多个图案标记，所述多个图案标记中具有第一图案标记和第二图案标记。

所述第一图案标记和第二图案标记均包括第一条纹标记101和第二条纹标记102；且当所述第一图案标记与第二图案标记无偏移时，所述第一图案标记和第二图案标记的对称中心重合。

具体的，参考图2，所述第一图案标记包括：第一条纹标记101a和第二体条纹标记102a；所述第二图案标记包括：第一条纹标记101b和第二条纹标记102b。

在其他实施例中，所述第一图案标记仅包括第一条纹标记或第二条纹标记；所述第二图案标记包括：第一条纹标记或第二条纹标记。

本实施例中，所述条纹光斑与条纹标记的周期相同。在其他实施例中，所述条纹光斑与条纹标记的周期不相同。

本实施例中，通过所述整形元件对光源110发射的初始光束进行整形而形成的。所述整形组件120包括：衍射光学元件或空间调制器。或者，所述发光装置包括显示屏幕，所述显示屏幕具有显示图案，并将所述显示图案投影至待测物100表面，形成图案光斑200。

具体的，所述衍射光学元件为衍射光栅，例如二维拉曼光栅。

图3a～图3c为本发明检测设备形成的图案光斑200各实施例的结构示意图。

所述图案光斑200包括条纹光斑，所述条纹图案包括沿同一方向重复排列的多个条纹。

需要说明的是，当条纹光斑与所述条纹标记的条纹延伸方向之间的角度过大，容易导致所形成的莫尔条纹的周期过小，从而导致检测的图案标记的位置精度较低；当所述条纹光斑与所述条纹标记的条纹延伸方向之间的角度过小，容易在当同样的图案标记面积时，所形成莫尔条纹的周期减小，从而降低后续模型拟合的精度，进而降低检测精度。具体的，本实施例中，使所述条纹光斑与所述条纹标记的条纹延伸方向之间的角度为1°～30°，例如5°或15°。在其他实施例中，所述条纹光斑与所述条纹标记的条纹延伸方向之间的角度可以小于1°或大于30°。因此，所述第一条纹标记101与第二条纹标记102对条纹光斑中条纹的延伸方向要求不同。

另外，当利用至少三个不同延伸方向的条纹光斑与条纹标记形成莫尔条纹图像，并在条纹光斑的延伸方向不变，而改变条纹光斑与条纹标记之间的相位差，从而对于延伸方向相同的条纹光斑和条纹标记得到三张及三张以上具有不同相位的莫尔条纹的图像时，能够根据所述获取的九个或九个以上的莫尔条纹图像重构所述条纹标记的结构，从而能够确定条纹标记的任意一个尺寸和位置信息。

本发明技术方案提供四种不同图案光斑200的实施例，并提供通过不同图案光斑200的实施例实现对不同延伸方向的条纹标记的精确测量，以及重构条纹标记的方法。在其他实施例中，可以通过同一条纹光斑检测不同延伸方向的条纹标记；和/或，仅利用一个条纹光斑或两个条纹光斑与同一条纹标记形成莫尔条纹，通过莫尔条纹的周期与条纹光斑的周期之间的关系，获取条纹标记的位置。

所述条纹光斑的延伸方向为所述条纹光斑中条纹的延伸方向；所述条纹标记的延伸方向为所述条纹标记中条纹的延伸方向。

图3a～图3d分别示出所述发光装置在待测物100表面形成的四种图案光斑200的结构示意图。

请参考图3a，在第一实施例中，所述图案光斑200包括一个条纹光斑，即所述图案光斑200仅包括第一条纹光斑210。即所述发光装置一次仅能在所述标记表面形成一个条纹光斑。

在一个实施例中，所述发光装置用于形成多个图案光斑200，各图案光斑200均包括一个条纹光斑。

通过所述发光装置在不同时刻分别在所述标记表面形成多个图案光斑200，并分别获取各图案光斑200与条纹标记形成的莫尔条纹。形成的各图案光斑200的条纹延伸方向不同。

通过所述整形组件120分别在所述标记表面形成延伸方向不同的条纹图案，具体的，当所述整形组件120为衍射光栅时，通过旋转所述衍射光栅分别在所述标记表面形成延伸方向不同的条纹图案。或者，当所述发光组件包括显示屏幕时，通过改变所述显示屏幕的显示图像形成延伸方向不同的条纹图案。

参考图3b，在第二实施例中，所述图案光斑200包括多个条纹光斑，所述图案光斑200还包括第二条纹光斑220；所述多个条纹光斑包括第一条纹光斑210和第二条纹光斑220。即所述发光装置能同时在所述标记表面形成第一条纹光斑210和第二条纹光斑220。

在本实施例中，所述第一条纹光斑210和第二条纹光斑220相互分离。

所述多个条纹标记包括第一条纹标记101和第二条纹标记102，所述第一条纹标记101和第二条纹标记102中条纹的延伸方向之间具有第一夹角，所述第一夹角为锐角或直角；所述图案光斑包括第一条纹光斑210和第二条纹光斑220，所述第一条纹光斑210和第二条纹光斑220中条纹的延伸方向之间具有第二夹角，所述第一夹角为锐角或直角；所述第一条纹光斑210用于与所述第一条纹标记101形成莫尔条纹，所述第二条纹光斑220用于与所述第二条纹标记102形成莫尔条纹，则通过获取所述第一条纹标记101和第二条纹标记102的莫尔条纹的图像，能够获取所述第一图案标记和第二图案标记沿第一检测方向的第一对准误差和沿第二检测方向的第二对准误差；所述第一检测方向与第一条纹标记中条纹的延伸方向之间具有非零夹角，所述第二检测方向与第二条纹标记中条纹的延伸方向之间具有非零夹角。

需要说明的是，本发明提供的技术方案中，延伸方向之间的夹角指的是延伸方向之间较小的夹角，也就延伸方向之间的夹角的范围为0度到90度，即延伸方向之间的夹角仅为零、锐角或直角。同样，检测方向与延伸方向之间的夹角指的是检测方向与延伸方向之间较小的夹角。

所述第一条纹光斑210和第二条纹光斑220中条纹的延伸方向之间具有第二夹角，所述第二夹角与第一夹角相同；所述第一条纹光斑210用于与所述第一条纹标记101形成莫尔条纹，所述第二条纹光斑220用于与所述第二条纹标记102形成莫尔条纹。

具体的，本实施例中，所述第一条纹光斑210的个数为两个，各第一条纹光斑210分别与两个第一条纹标记101形成莫尔条纹；所述第二条纹光斑220的个数为两个，各第二条纹光斑220分别与两个第二条纹标记102形成莫尔条纹。

本实施例的图案光斑能够同时与所述第一条纹标记101和第二条纹标记102形成莫尔条纹，从而能够增加获取第一对准误差和第二对准误差的检测速度。

参考图3c，在第三实施例中，所述图案光斑200包括第一条纹光斑210和第二条纹光斑220，所述第一条纹光斑210和第二条纹光斑220至少部分重叠。

所述第一条纹光斑210的延伸方向与所述第二条纹光斑220的延伸方向之间具有非零夹角。具体的，所述第一条纹光斑210的延伸方向与所述第二条纹光斑220的延伸方向垂直，或所述第一条纹光斑210的延伸方向与所述第二条纹光斑220的延伸方向之间具有锐角夹角。

本实施例中，所述第一条纹光斑210和第二条纹光斑220的重叠区域完全覆盖所述图案标记；所述第一条纹光斑210和第二条纹光斑220的重叠区域完全覆盖所述图案标记能够通过对所述图案标记进行一次成像处理，获取第一条纹标记101与第一条纹光斑210形成的莫尔条纹、第一条纹标记201与第二条纹光斑210形成的莫尔条纹、第二条纹标记102与第一条纹光斑210形成的莫尔图像以及第二条纹标记102与第二条纹光斑220形成的莫尔图像，从而能够简化获取第一对准误差和第二对准误差的方法，提高检测剫。在其他实施例中，所述第一条纹光斑210和第二条纹光斑220的重叠区域部分覆盖所述图案标记。

具体的，当所述发光装置包括整形组件120时，还可以通过旋转所述整形组件120，使图案光斑200旋转，从而获取具有不同延伸方向的图案光斑200；或者，通过旋转发光装置，或者改变显示平面的显示图案，从而获取同一条纹标记与三个及三个以上不同延伸方向的条纹光斑形成的莫尔条纹的图像，进而能够重构条纹标记的完整图像。

参考图3d，在第三实施例中，所述图案光斑200还包括第三条纹光斑230；具体的，所述图案光斑200包括第一条纹光斑210，第二条纹光斑220和第三条纹光斑230；所述第一条纹光斑210，第二条纹光斑220和第三条纹光斑230的延伸方向不相同。

本实施例中，所述第一条纹光斑210，第二条纹光斑220和第三条纹光斑230重叠区域覆盖至少部分第一条纹标记101以及至少部分第二条纹标记102。在其他实施例中，所述第一条纹光斑210，第二条纹光斑220和第三条纹光斑230重叠区域覆盖至少部分第一条纹标记101或至少部分第二条纹标记102。

本实施例中，所述发光装置可以同时在图案标记表面形成多个条纹光斑，可以对条纹标记与多个条纹光斑形成的莫尔条纹进行成像，从而能够减少成像次数，进而能够提高检测速度。

本实施例中，所述第一条纹光斑210，第二条纹光斑220和第三条纹光斑230的延伸方向之间的夹角为60°。

本实施例中，所述图案标记包括一个或多个条纹标记；所述检测设备还包括控制装置，用于控制发光装置和成像装置，以通过多个第一图案光斑对所述图案标记执行多次成像处理，获取图案标记的多个检测图像，各所述第一图案光斑与图案标记之间的相位差不同。

所述控制装置还用于控制发光装置和成像装置，以通过多个第二图案光斑对所述图案标记执行多次光斑成像处理，获取图案标记的多个检测图像，各所述第二图案光斑中条纹的延伸方向不同。

所述控制装置还用于控制所述发光装置和所述成像装置，获取多个图案标记102的检测图像，具体的，获取第一图案标记101和第二图案标记102的检测图像。

处理装置，用于根据所述第一图案标记的检测图像获取所述第一图案标记的位置信息，并根据所述第二图案标记的检测图像获取所述第二图案标记的位置信息；并根据第一图案标记和第二图案标记的位置信息，获取第一图案标记和第二图案标记的对准误差。

在另一实施例中，所述处理装置用于根据所述第一图案标记的第一子检测图像和第二图案标记的第一子检测图像获取所述第一图案标记和第二图案标记沿第一检测方向的第一对准误差，所述第一检测方向与所述第一条纹标记中条纹的延伸方向之间具有非零夹角；根据所述第一图案标记的第二子检测图像和第二图案标记的第二子检测图像获取所述第一图案标记和第二图案标记沿第二检测方向的第二对准误差，所述第二检测方向与所述第二条纹标记中条纹的延伸方向之间具有非零夹角。

图4是本发明提供的检测设备第二实施例的结构示意图。

请参考4，本实施例与图1所示实施例的相同之处在此不做赘述，不同之处包括：

本实施例中，所述发光装置包括：多个发光组件，发光组件用于在待测物100表面形成条纹光斑，所述多个发光组件形成的条纹光斑的条纹方向均不相同。多个发光组件形成的条纹光斑重叠或分离。

所述发光装置包括多个发光组件，则可以通过多个发光组件同时在图案标记表面形成多个条纹光斑，可以对条纹标记与多个条纹光斑形成的莫尔条纹进行成像，从而能够提高检测速度。另外，通过多个发光组件同时在图案标记表面形成多个条纹光斑，可以使每个发光组件仅产生一个条纹光斑，从而能够降低发光组件的设计难度。

多个发光组件发射的入射光的方位角不同。本实施例中，所述多个发光组件发射的入射光的入射角的角度值相同。在其他实施例中，所述多个发光组件发射的入射光的入射角的角度值可以不相同。

可以通过本实施例的检测设备形成图3a～3d的图案光斑200。

具体的，根据图3a所示实施例中，所述多个发光组件形成的条纹光斑的条纹延伸方向不同，通过切换发光组件依次在标记表面形成条纹光斑。

根据图3b所示实施例中，多个发光组件的个数为两个，两个所述发光组件分别在所述图案标记表面形成第一条纹光斑210和第二条纹光斑220，所述第一条纹光斑210和第二条纹光斑220的延伸方向不同。具体的，所述第一条纹光斑210和第二条纹光斑220的延伸方向垂直。

根据图3c所示实施例中，多个发光组件的个数为两个，两个所述发光组件形成的第一条纹光斑210和第二条纹光斑220至少部分重合。

根据图3d所示实施例中，多个发光组件的个数为三个，三个所述发光组件分别在所述标记表面形成所述第一条纹光斑210、第二条纹光斑220和第三条纹光斑230；所述第一条纹光斑210、第二条纹光斑220和第三条纹光斑230至少部分重叠。

图5是本发明的检测设备的第三实施例的结构示意图。

请参考图5，本实施例中，与图1所示实施例的相同之处不做赘述，不同之处包括：

本实施例中，所述入射光中心轴与所述信号光中心轴关于待测物100表面法线对称，即本实施例中所述成像组件用于进行明场成像。且所述入射光中心轴与所述待测物表面法线之间具有锐角夹角。

图6是本发明的检测设备的第四实施例的结构示意图。

请参考图6，本实施例中，与图1所示实施例的相同之处不做赘述，不同之处包括：

本实施例中，所述成像装置包括：物镜130，用于收集所述信号光，所述入射光自所述物镜130之内入射至待测物100表面；探测组件150，用于根据所述物镜130收集的信号光形成所述检测图像。

本实施例中，由于所述入射光中心轴与所述信号光中心轴之间具有非零夹角，则所述入射光和信号光分别透过所述物镜130的不同区域，可以通过分别对物镜130的不同区域进行设计，从而降低物镜130的设计难度。

本实施例中，所述发光装置包括一个或多个发光组件，一个或多个发光组件的入射光经所述物镜130透射后到达所述待测物100表面。本发明实施例还提供一种检测设备的检测方法，包括：对所述图案标记执行检测处理，所述检测处理包括：通过一个或多个图案光斑分别对所述图案标记执行成像处理，获取图案标记的检测图像。

图7是本发明的检测设备的检测方法一实施例中成像处理各步骤的流程示意图。

请参考图7，对所述图案标记执行成像处理的步骤包括：

步骤S11，通过所述发光装置产生照射待测物的入射光，所述入射光在图案标记表面形成图案光斑，所述待测表面具有图案标记，所述图案光斑的与图案标记形成莫尔条纹，所述入射光经所述图案标记后形成信号光，所述信号光携带所述莫尔条纹的信息；

步骤S12，通过成像装置收集所述信号光，并根据所述物镜收集的信号光形成检测图像，所述成像装置收集的信号光的中心轴与所述入射光的中心轴之间具有非零夹角。

以下结合图1至图6对本发明的检测方法进行详细说明。

请参考图2，所述图案标记包括多个条纹标记，所述多个条纹标记包括第一条纹标记101和第二条纹标记102，所述第一条纹标记101和第二条纹标记102中条纹的延伸方向之间具有第一夹角，所述第一夹角为锐角或直角。

请参考图1至图7，通过所述发光装置产生照射待测物的入射光，所述入射光在图案标记表面形成图案光斑200的步骤包括：通过发光装置在第一条纹标记101表面形成第一条纹光斑210，所述第一条纹光斑210用于与所述第一条纹标记101形成第一莫尔条纹，所述入射光经所述第一条纹标记101形成第一信号光；通过发光装置在第二条纹标记101表面形成第二条纹光斑220，所述第二条纹光斑220用于与所述第二条纹标记102形成第二莫尔条纹，所述入射光经所述第二条纹标记102形成第二信号光。

本实施例中，所述检测图像包括第一子检测图像和第二子检测图像。

通过成像装置收集所述信号光，并根据所述物镜130收集的信号光形成检测图像的步骤包括：通过成像装置收集所述第一信号光，并根据所述第一信号光获取第一子检测图像；通过成像装置收集所述第二信号光，并根据所述第二信号光所述第二莫尔条纹成像，获取第二子检测图像。

所述多个条纹标记包括第一条纹标记101和第二条纹标记102，所述第一条纹标记101和第二条纹标记102中条纹的延伸方向之间具有第一夹角；所述图案光斑包括第一条纹光斑210和第二条纹光斑220，所述第一条纹光斑210和第二条纹光斑220中条纹的延伸方向之间具有第二夹角；所述第一条纹光斑210用于与所述第一条纹标记101形成莫尔条纹，所述第二条纹光斑220用于与所述第二条纹标记102形成莫尔条纹，则通过获取所述第一条纹标记101和第二条纹标记102的莫尔条纹的图像，能够获取所述图案标记分别沿不同检测方向的第一图案标记和第二图案标记之间的对准误差。

所述待测物包括分别位于不同膜层的多个图案标记，所述多个图案标记中具有第一图案标记和第二图案标记。

图8是本发明的检测方法第一实施例的流程图。

请参考图8，所述检测方法包括：

步骤S21，分别对所述第一图案标记和第二图案标记执行检处理，获取第一图案标记的第一检测图像以及第二图案标记的第二检测图像，所述第一检测图像和第二检测图像均包括所述第一子检测图像和第二子检测图像；

步骤S22，根据所述第一图案标记的第一子检测图像和第二图案标记的第一子检测图像获取所述第一图案标记和第二图案标记沿第一检测方向的第一对准误差，所述第一检测方向与所述第一条纹标记中条纹的延伸方向之间具有非零夹角；

步骤S23，根据所述第一图案标记的第二子检测图像和第二图案标记的第二子检测图像获取所述第一图案标记和第二图案标记沿第二检测方向的第二对准误差，所述第二检测方向与所述第二条纹标记中条纹的延伸方向之间具有非零夹角。

具体的，根据所述第一图案标记的第一子检测图像和第二图案标记的第一子检测图像获取所述第一图案标记和第二图案标记沿第一检测方向的第一对准误差的步骤包括：根据所述第一图案标记的第一子检测图像和第二图案标记的第一子检测图像获取所述第一图案标记和第二图案标记的第一莫尔条纹沿第一检测方向的第一莫尔偏移；根据所述第一图案标记和/或第二图案标记的第一子图像获取第一条纹标记101沿第一检测方向的第一检测倍率，所述第一检测倍率表征：在沿所述第一检测方向上，所述第一莫尔条纹的周期与第一条纹标记101周期之间的比值；根据所述第一莫尔偏移与第一检测倍率的比值，获取所述第一对准误差。

根据所述第一图案标记的第二子检测图像和第二图案标记的第二子检测图像获取所述第一图案标记和第二图案标记沿第二检测方向的第二对准误差的步骤包括：根据所述第一图案标记的第二子检测图像和第二图案标记的第二子检测图像获取所述第一图案标记和第二图案标记的第二莫尔条纹沿第二检测方向的第二莫尔偏移；根据所述第一图案标记和/或第二图案标记的第二子图像获取第二条纹标记102沿第二检测方向的第二检测倍率，所述第二检测倍率表征：在沿所述第二检测方向上，所述第二莫尔条纹周期与第二条纹标记102周期之间的比值；根据所述第二莫尔偏移与第二检测倍率的比值，获取所述第二对准误差。

在本实施例的检测方法中仅需要通过分别获取第一图案标记和第二图案标记与一个条纹光斑形成的莫尔条纹，可以获得第一对准误差和第二对准误差，能够提高检测速度。然而，该方法仅能获取对准误差，无法获取第一图案标记和第二图案标记的位置信息。

在图3a所示实施例中，所述图案光斑包括一个条纹光斑，通过获取所述第一子检测图像之后，通过发光装置在第二条纹标记表面形成第二条纹光斑。

在本实施例中，通过发光装置依次在第一条纹标记和第二条纹标记表面形成图案光斑，形成于所述第一条纹标记表面的图案光斑包括第一条纹标记，形成于所述第一条纹标记表面的图案光斑包括第二条纹标记。

具体的，所述成像处理的步骤包括：在所述第一条纹标记101表面行次第一条纹光斑210，所述第一条纹光斑210与第一条纹标记形成第一莫尔条纹，入射光经所述第一条纹标记101形成第一信号光；通过成像装置收集所述第一信号光并形成第一子检测图像；形成所述第一子检测图形之后，通过发光装置在所述第二条纹标记102表面形成第二条纹光斑220，所述第二条纹光斑220与第二条纹标记102形成第一莫尔条纹，入射光经所述第二条纹标记102形成第一信号光；通过成像装置收集所述第一信号光并形成第二子检测图像。

通过发光装置在所述第二条纹标记102表面形成第二条纹光斑220的步骤包括：旋转所述发光装置，使第一条纹光斑210旋转，形成第二条纹光斑220；通过移动发光装置或待测物使第二条纹光斑220位于所述第二条纹标记102表面。

或者，所述发光装置包括整形组件，通过发光装置在所述第二条纹标记102表面形成第二条纹光斑220的步骤包括：旋转所述整形组件120，使第一条纹光斑101旋转，形成第二条纹光斑102；通过移动发光装置或待测物使第二条纹光斑220位于所述第二条纹标记102表面。

或者，所述发光装置包括：显示屏幕，通过改变显示屏幕的显示图案，在待测物表面形成第二条纹光斑220；通过移动发光装置或待测物使第二条纹光斑220位于所述第二条纹标记102表面。

在通过图3b至3d所示实施例中，所述图案光斑包括多个条纹光斑，所述条纹光斑包括沿同一方向重复排列的多个条纹，所述多个条纹光斑的条纹延伸方向不同，所述图案光斑的多个条纹光斑分别与图案标记形成莫尔条纹，

在通过图3b至3d所示的图案光斑通过本实施例的检测方法获取第一对准误差和第二对准误差的过程中，在所述检测处理过程中，通过所述发光装置产生照射待测物的入射光，所述入射光在图案标记表面形成图案光斑包括：在所述第一条纹标记101表面形成第一条纹光斑210，并同时在第二条纹标记102表面形成第二条纹光斑220，所述第一条纹标记101与第一条纹光斑210形成第一莫尔条纹，所述第二条纹标记102与第二条纹光斑220形成第二莫尔条纹。

图9是本发明的检测方法第二实施例的流程图。

在本实施例中，所述检测方法包括：

步骤S31，对所述第一图案标记执行第一检测处理，获取所述第一图案标记的第一位置信息；

步骤S32，对所述第二图案标记执行第二检测处理，获取所述第二图案标记的第二位置信息；

步骤S33，根据所述第一位置信息和第二位置信息，获取所述第一图案标记和第二图案标记之间的对准误差。

图10是本发明的检测设备的检测方法第二实施例中检测处理的各步骤的流程图。

请参考图10，本实施例中，对所述图案标记执行检测处理的步骤包括：

步骤S41，通过多个第一图案光斑分别对所述图案标记执行成像处理，获取图案标记的多个检测图像，各所述第一图案光斑与图案标记之间的相位差不同；

需要说明的是，所述第一图案光斑的个数大于或等于3。

步骤S42，根据所述多个检测图像重构所述图案标记的完整图像；

步骤S43，根据所述完整图像，获取所述图案标记的位置信息。

以下结合附图1至图6对本发明的检测方法第二实施例进行详细说明。

本实施例中，在相邻两次成像处理之间，所述检测处理还包括：通过移动所述发光装置或待测物，改变第一图案光斑与图案标记之间的相位差。

具体的，通过多个第一图案光斑对所述图案标记执行的检测处理的次数大于或等于3。

通过所述发光装置产生照射待测物的入射光，所述入射光在图案标记表面形成图案光斑的步骤包括：通过所述发光装置在任意一个所述条纹标记表面形成多个条纹光斑，所述多个条纹光斑中条纹的延伸方向均不同，各所述条纹光斑分别与所述条纹标记形成莫尔条纹。

具体的，通过所述发光装置在任意一个所述条纹标记表面形成的多个条纹光斑的个数大于或等于3。

在本实施例中，所述检测方法还包括：分别对所述第一图案标记和第二图案标记执行检测处理，获取第一图案标记的第一检测图像以及第二图案标记的第二检测图像，所述第一检测图像和第二检测图像均包括所述第一子检测图像和第二子检测图像。

分别对所述第一图案标记和第二图案标记执行检测处理，获取第一图案标记的第一检测图像以及第二图案标记的第二检测图像的步骤包括：对所述第一图案标记执行第一检测处理，获取第一图案标记的第一检测图像；对所述第二图案标记执行第二检测处理，获取第二图案标记的第二检测图像。

根据所述多个检测图像重构所述图案标记的完整图像的步骤包括：根据所述第一图案标记的多个第一检测图像重构所述第一图案标记的完整图像；根据所述第二图案标记的多个第二检测图像重构所述第二图案标记的完整图像。

需要说明的是，通过检测设备获取所述第一图案标记和第二图案标记的检测图像，或者在同一检测处理过程中，同时获取所述第一图案标记和第二图案标记的检测图像。

根据所述完整图像获取所述图案标记的位置信息的步骤包括：根据所述完整图像获取所述图案标记的轮廓曲线；根据所述轮廓曲线获取所述图案标记的中心位置，得到所述图案标记的位置信息。

具体的，所述检测方法还包括：对第一图案标记和第二图案标记重复根据所述完整图像获取所述图案标记的位置信息至获取第一图案标记的第一位置信息和第二图案标记的第二位置信息；根据所述第一位置信息和第二位置信息获取所述第一图案标记和第二图案标记的对准误差。所述对准误差包括：所述第一图案标记和第二图案标记的对准误差量及偏移方向。

具体的，本实施例中，所述检测方法包括：通过对所述第一图案标记执行第一检测处理，获取所述第一图案标记的第一位置信息；对所述第二图案标记执行第二检测处理，获取所述第二图案标记的第二位置信息；根据所述第一位置信息和第二位置信息，获取所述第一图案标记和第二图案标记之间的对准误差。

所述第一检测处理包括：通过多个第一图案光斑分别对所述第一图案标记101执行多次所述成像处理，获取所述第一图案标记101的多个第一检测图像，各第一图案光斑与图案标记的相位差不同；

所述第二检测处理包括：通过多个第一图案光斑分别对所述第二图案标记101执行多次所述成像处理，获取所述第二图案标记101的多个第二检测图像，各第一图案光斑与图案标记的相位差不同。

所述成像处理包括：通过一个或多个第二图案光斑对所述图案标记执行光斑成像处理，所述光斑成像步骤包括：所述步骤S11和步骤S12。当所述第二图案光斑为多个时，各所述第二图案光斑中条纹的延伸方向不同。

所述检测方法中通过3次及3次以上的检测处理，每次检测处理获取3个及3个以上的检测图像，则对于一个图案标记，通过所述检测方法获取9个及9个以上的检测图像。

具体的，在图3a所示的实施例中，获取所述第一子检测图像之后，通过发光装置在第二条纹标102表面形成第二条纹光斑220。

具体的，形成多个第一子检测图像的步骤包括：通过发光装置在所述第一条纹标记101表面形成各第一条纹光斑210；通过成像装置获取各第一子检测图像的步骤包括：重复获取第一子检测图像的步骤，获取第一条纹标记的多个子检测图像。

形成多个第二子检测图像的步骤包括：通过发光装置在所述第二条纹标记101表面形成各第一条纹光斑210；通过成像装置获取第一子检测图像的步骤包括：重复获取第一子检测图像的步骤，获取第一条纹标记的多个子检测图像。

在图3b至3d所示的实施例中，通过发光装置在第一条纹标记101表面形成第一条纹光斑210，并在第二条纹标记102表面形成第二条纹光斑220之后，通过所述成像装置获取检测图像。

具体的，在图3b所示的实施例中，通过多个第二图案光斑对所述图案标记执行光斑成像处理包括：通过三个及三个以上的第二图案光斑分别对所述图案标记执行所述光斑成像处理。具体的，重复通过发光装置在第一条纹标记101表面形成第一条纹光斑210，并在第二条纹标记102表面形成第二条纹光斑220至通过所述成像装置获取检测图像的步骤。

两次相邻的光斑成像处理之间，所述成像处理的步骤还包括：通过所述发光装置或旋转待测物，改变第二图案光斑中条纹的延伸方向。

通过所述发光装置改变第二图案光斑中条纹的延伸方向包括：通过旋转发光装置改变第二图案光斑中条纹的延伸方向，或者，当所述反光装置包括整形组件时，通过旋转所述整形组件改变第二图案光斑中条纹的延伸方向。

当所述反光装置包括显示屏幕时，通过改变显示屏幕的显示图像，改变第二图案光斑中条纹的延伸方向。

在图3c所述实施例中，与图3b所示实施例的相同之处在此不多做赘述，不同之处包括：

所述光斑成像处理的步骤中，通过所述发光装置产生照射待测物的入射光，所述入射光在图案标记表面形成图案光斑包括：在所述第一条纹标记101表面形成第一条纹光斑210和第二条纹光斑220，所述第一条纹标记102分别与所述第一条纹光斑210和第二条纹光斑220形成第一莫尔条纹，所述第一条纹光斑210和第二条纹光斑220的入射光经第一条纹标记102后形成第一信号光；在所述第二条纹标记102表面形成第一条纹光斑210和第二条纹光斑220，所述第二条纹标记102分别与所述第一条纹光斑210和第二条纹光斑220形成第二莫尔条纹，第二条纹标记102对所述第一条纹光斑210和第二条纹光斑220形成第二信号光。

通过成像装置收集所述信号光，并根据所述物镜收集的信号光形成检测图像包括：根据所述第一信号光形成第一子检测图像；根据所述第二信号光形成第二子检测图像。

通过一个或多个第二图案光斑对所述图案标记执行光斑成像处理包括：重复两次及两次以上的所述光斑成像步骤，获取两个及两个以上第一子检测图像，以及两个和两个以上第二子检测图像，所述两个及两个以上第一子检测图像包括三个及三个以上第一莫尔条纹的图像，所述两个及两个以上第二子检测图像包括三个及三个以上第二莫尔条纹的图像。

通过多个第一图案光斑对所述图案标记执行多次检测处理，获取图案标记的多个检测图像；各所述第一图案光斑与图案标记之间的相位差不同。所述多个第一图案光斑的个数大于或等于3。

所述检测方法中通过3次及3次以上的检测处理，每次检测处理获取3个及3个以上的检测图像，则对于一个图案标记，通过所述检测方法获取9个及9个以上的检测图像。每个检测图像包括：第一子检测图像和第二子检测图像。

所述检测方法还包括：根据多个所述第一子检测图像获取第一条纹标记101沿第一检测方向的第一位置；根据多个所述第二子检测图像获取第二条纹标记沿的第二位置；根据第一图案标记101的第一位置和第二图案标记102的第一位置，获取所述图案标记沿垂直于所述第一条纹标记101延伸方向的对准误差；根据第一图案标记101的第二位置和第二图案标记102的第二位置，获取所述标记沿垂直于所述第二条纹标记102延伸方向的对准误差。

具体的，本实施例中，所述第一检测方向垂直于第一条纹标记101的延伸方向；所述第二检测方向垂直于第二条纹标记102的延伸方向。

两次相邻的光斑成像处理之间，所述成像处理的步骤还包括：通过所述发光装置或旋转待测物，改变第二图案光斑中条纹的延伸方向。本实施例中，所述第一条纹光斑和第二条纹光斑的条纹延伸方向之间的夹角为90°，通过所述发光装置或旋转待测物使所述多个第二图案光斑的第一条纹光斑的延伸方向之间均具有非零夹角。

具体的，本实施例中，改变第二图案光斑中条纹的延伸方向可以使所述第二图案光斑旋转45°。

具体的，当所述整形组件120为衍射光栅时，可以通过旋转所述整形组件120，使图案光斑200旋转，从而获取具有不同延伸方向的图案光斑200。

在图3d所示实施例中，当第一条纹光斑210、第二条纹光斑220和第三条纹光斑230的重叠部分覆盖至少部分第一条纹标记101和至少部分第二条纹标记102时。通过发光装置在在第一条纹标记101表面形成第一条纹光斑210，并在第二条纹标记102表面形成第二条纹光斑220之后，通过所述成像装置对所述第一莫尔条纹和第二莫尔条纹成像。

本实施例中，通过所述成像装置对所述第一莫尔条纹和第二莫尔条纹成像之前，还包括在所述第一条纹标记表面形成第二条纹光斑和第三条纹光斑；在所述第二条纹标记表面形成第二条纹光斑和第三条纹光斑。

具体的，通过所述发光装置产生照射待测物的入射光，所述入射光在图案标记表面形成图案光斑的步骤包括：通过所述发光装置产生照射待测物100的入射光，所述入射光在所述标记表面形成所述图案光斑200，所述图案光斑200覆盖至少部分第一条纹标记101和第二条纹标记102，所述图案光斑200的第一条纹光斑210、第二条纹光斑220和第三条纹光斑230分别与所述第一条纹标记101形成第一莫尔条纹，所述图案光斑200的第一条纹光斑210、第二条纹光斑220和第三条纹光斑230分别与所述第二条纹标记102形成第二莫尔条纹，所述入射光与经所述第一条纹标记后形成第一信号光，所述第一信号光携带所述第一莫尔条纹的信息，所述入射光与经所述第一条纹标记后形成第二信号光，所述第二信号光携带所述第二莫尔条纹的信息；通过成像装置收集所述第一信号光和第二信号光，根据所述物镜130收集的第一信号光获取第一子检测图像，并根据物镜130收集的第二信号光获取第二子检测图像。

本实施例中，通过一次光斑成像处理能够获取第一条纹光斑210、第二条纹光斑220和第三条纹光斑230分别与所述第一条纹标记101形成的第一莫尔条纹的第一子检测图像，以及所述图案光斑200的第一条纹光斑210、第二条纹光斑220和第三条纹光斑230分别与所述第二条纹标记102形成的第二莫尔条纹的第二子检测图像。因此，本发明的成像处理可以仅包括一次光斑成像处理的步骤。

在图1、图4至图6所示实施例中，所述发光装置包括整形组件120；通过所述发光装置在所述图案标记表面形成多个第二图案光斑的步骤包括：通过旋转整形组件120使入射光在所述图案标记101表面形成多个第二图案光斑，所述多个第二图案光斑中条纹的延伸方向不相同；在其他实施例中，所述发光装置包括显示屏；通过改变显示屏显示的图案，在所述图案标记101表面形成多个第二图案光斑。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (16)

1.一种检测设备，其特征在于，包括：

发光装置，用于产生照射待测物的入射光，所述待测物表面具有图案标记，所述入射光用于在所述图案标记表面形成图案光斑，所述图案光斑用于与所述图案标记形成莫尔条纹，所述入射光经所述图案标记后形成信号光，所述信号光携带所述莫尔条纹的信息；

成像装置，用于收集所述信号光并根据所述信号光形成检测图像，所述成像装置收集的信号光的中心轴与所述入射光的中心轴之间具有非零夹角；

所述发光装置包括：一个或多个发光组件；每个发光组件用于在待测物表面形成条纹光斑；所述发光装置包括多个发光组件时，所述多个发光组件形成的条纹光斑的条纹方向均不相同；

多个发光组件发射的入射光的方位角不同；所述多个发光组件发射的入射光的入射角的角度值相同。

2.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述成像装置包括：

物镜，用于收集所述信号光，所述入射光自所述物镜之外入射至待测物表面；探测组件，用于根据所述物镜收集的信号光形成所述检测图像。

3.根据权利要求1或2所述的检测设备，其特征在于，所述入射光中心轴的入射角与所述信号光中心轴的出射角不相同；或者，所述入射光中心轴的入射角，所述信号光中心轴以及待测物表面法线不共面。

4.根据权利要求3所述的检测设备，其特征在于，所述入射光中心轴的入射角为零，或所述信号光的出射角为零。

5.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述图案标记包括条纹标记，所述条纹标记包括沿同一方向重复排列的多个条纹；所述图案光斑包括条纹光斑，所述条纹光斑包括沿同一方向重复排列的多个条纹。

6.根据权利要求5所述的检测设备，其特征在于，所述图案光斑中条纹光斑的个数大于或等于2，所述多个条纹光斑中条纹的延伸方向均不相同，且多个条纹光斑完全分离或至少部分重叠。

7.根据权利要求6所述的检测设备，其特征在于，所述图案标记包括多个条纹标记，所述多个条纹标记包括第一条纹标记和第二条纹标记，所述第一条纹标记和第二条纹标记中条纹的延伸方向之间具有第一夹角，所述第一夹角为锐角或直角；

所述图案光斑包括多个条纹光斑，所述多个条纹光斑包括第一条纹光斑和第二条纹光斑，所述第一条纹光斑和第二条纹光斑中条纹的延伸方向之间具有第二夹角；所述第一条纹光斑用于与所述第一条纹标记形成莫尔条纹，所述第二条纹光斑用于与所述第二条纹标记形成莫尔条纹；所述第二夹角与第一夹角相同。

8.根据权利要求5所述的检测设备，其特征在于，所述条纹光斑与条纹标记的周期相同，所述条纹光斑中条纹的延伸方向与条纹标记中条纹的延伸方向之间具有锐角夹角；或者，

所述条纹光斑中条纹的延伸方向与条纹标记中条纹的延伸方向平行，所述条纹光斑与条纹标记的周期不相同。

9.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述发光装置包括：一个或多个发光组件；

所述发光组件包括：光源，用于发射初始光束；整形组件，用于对所述初始光束进行整形形成所述入射光，所述入射光用于在所述待测物表面形成所述图案光斑；所述整形组件包括：衍射光学元件或空间调制器；或者，所述发光组件包括显示屏幕，所述显示屏幕具有显示图案，并将所述显示图案投影至待测物表面，形成图案光斑。

10.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述待测物包括分别位于不同膜层的多个图案标记，所述多个图案标记中具有第一图案标记和第二图案标记；

所述检测设备还包括控制装置，用于控制所述发光装置和所述成像装置以获取第一图案标记和第二图案标记的检测图像；

处理装置，用于根据所述第一图案标记的检测图像获取所述第一图案标记的位置信息，并根据所述第二图案标记检测图像获取所述第二图案标记的位置信息；根据第一图案标记和第二图案标记的位置信息，获取第一图案标记和第二图案标记的对准误差。

11.一种基于权利要求1～10任意一项所述的检测设备的检测方法，其特征在于，包括对所述图案标记执行检测处理，所述检测处理包括：通过一个或多个图案光斑对所述图案标记执行成像处理，获取图案标记的检测图像，所述成像处理的步骤包括：

通过所述发光装置产生照射待测物的入射光，所述入射光在图案标记表面形成图案光斑，所述待测物表面具有图案标记，所述图案光斑与图案标记形成莫尔条纹，所述入射光经所述图案标记后形成信号光，所述信号光携带所述莫尔条纹的信息；

通过成像装置收集所述信号光，并根据所述信号光获取检测图像，所述成像装置收集的信号光的中心轴与所述入射光的中心轴之间具有非零夹角；

所述图案标记包括一个或多个条纹标记；

通过所述发光装置产生照射待测物的入射光，所述入射光在图案标记表面形成图案光斑的步骤包括：

通过所述发光装置在一个所述条纹标记表面形成多个条纹光斑，所述多个条纹光斑中条纹的延伸方向均不同，各所述条纹光斑分别与所述条纹标记形成莫尔条纹。

12.根据权利要求11所述的检测方法，其特征在于，所述图案标记包括多个条纹标记，所述多个条纹标记包括第一条纹标记和第二条纹标记，所述第一条纹标记和第二条纹标记中条纹的延伸方向之间具有第一夹角，所述第一夹角为锐角或直角；

通过所述发光装置产生照射待测物的入射光，所述入射光在图案标记表面形成图案光斑的步骤包括：

通过发光装置在第一条纹标记表面形成第一条纹光斑，所述第一条纹光斑用于与所述第一条纹标记形成第一莫尔条纹，所述入射光经所述第一条纹标记形成第一信号光；通过发光装置在第二条纹标记表面形成第二条纹光斑，所述第二条纹光斑用于与所述第二条纹标记形成第二莫尔条纹，所述入射光经所述第二条纹标记形成第二信号光；

所述检测图像包括第一子检测图像和第二子检测图像；

通过成像装置收集所述信号光，并根据所述信号光形成检测图像的步骤包括：通过成像装置收集所述第一信号光，并根据所述第一信号光获取第一子检测图像；通过成像装置收集所述第二信号光，并根据所述第二信号光获取第二子检测图像。

13.根据权利要求12所述的检测方法，其特征在于，获取所述第一子检测图像之后，通过发光装置在第二条纹标记表面形成第二条纹光斑；或者，通过发光装置在在第一条纹标记表面形成第一条纹光斑，并在第二条纹标记表面形成第二条纹光斑之后，通过所述成像装置获取所述第一子检测图像和第二子检测图像。

14.根据权利要求12所述的检测方法，其特征在于，所述待测物包括分别位于不同膜层的多个图案标记，所述多个图案标记中具有第一图案标记和第二图案标记；所述检测方法还包括：

分别对所述第一图案标记和第二图案标记执行检测处理，获取第一图案标记的第一检测图像以及第二图案标记的第二检测图像，所述第一检测图像和第二检测图像均包括所述第一子检测图像和第二子检测图像；

根据所述第一图案标记的第一子检测图像和第二图案标记的第一子检测图像获取所述第一图案标记和第二图案标记沿第一检测方向的第一对准误差，所述第一检测方向与所述第一条纹标记中条纹的延伸方向之间具有非零夹角；

根据所述第一图案标记的第二子检测图像和第二图案标记的第二子检测图像获取所述第一图案标记和第二图案标记沿第二检测方向的第二对准误差，所述第二检测方向与所述第二条纹标记中条纹的延伸方向之间具有非零夹角。

15.根据权利要求11所述的检测方法，其特征在于，所述检测处理包括：通过多个第一图案光斑对所述图案标记执行多次成像处理，获取图案标记的多个检测图像；各所述第一图案光斑与图案标记之间的相位差不同；

在相邻两次成像处理之间，所述检测处理的步骤还包括：通过移动所述发光装置或待测物，改变第一图案光斑与图案标记之间的相位差。

16.根据权利要求15所述的检测方法，其特征在于，所述检测处理还包括：根据所述多个检测图像重构所述图案标记的完整图像；根据所述完整图像，获取所述图案标记的位置信息；

所述待测物包括分别位于不同膜层的多个图案标记，所述多个图案标记包括第一图案标记和第二图案标记；

所述检测方法还包括：对所述第一图案标记执行第一检测处理，获取所述第一图案标记的第一位置信息；对所述第二图案标记执行第二检测处理，获取所述第二图案标记的第二位置信息；根据所述第一位置信息和第二位置信息，获取所述第一图案标记和第二图案标记之间的对准误差。