本申请涉及共焦显微测量，特别是涉及一种基于多分数阶角动量解调的暗场共焦显微测量装置与方法。
背景技术：
1、三维集成电路层间缺陷(如空穴、层错等)易导致集成电路电学性能和寿命下降，层间缺陷的检测可保障半导体三维集成电路产品良率。共焦显微测量技术由于其三维层析能力，可用于三维集成电路无损缺陷检测。
2、暗场共焦显微测量技术具有良好的光学层析能力、较高的成像分辨率以及暗背景带来的较高成像对比度等优势，已成为半导体无损三维检测的重要手段。然而普通光学暗场共焦显微测量技术对微小尺度缺陷的响应率较低，对于50nm以下尺寸的纳米级缺陷检出率不足。在暗场共焦中，光源质量、环境噪声、探测器噪声等因素严重影响了共焦系统的测量精度和检测灵敏度。因此，如何能够提高响应率，并降低成像噪声，稳定的提高暗场共焦的灵敏度，以此更全面地表征三维集成电路层间缺陷特性是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种基于多分数阶角动量解调的暗场共焦显微测量装置与方法，可提高响应率，并降低成像噪声，稳定的提高暗场共焦的灵敏度。
2、为实现上述目的，本申请提供了如下方案：
3、第一方面，本申请提供了一种基于多分数阶角动量解调的暗场共焦显微测量装置，包括：调制照明模块、待测样品、三维电动位移台和信号采集解调模块。
4、调制照明模块，用于通过不同分数阶的涡旋相位图，调制得到不同分数阶的涡旋光，以对待测样品进行扫描，不同分数阶的涡旋光照射在待测样品上后反射出去；待测样品固定在三维电动位移台上，三维电动位移台用于带动待测样品在调制照明模块的视场内进行移动。
5、信号采集解调模块，用于：采集不同分数阶的涡旋光照射在待测样品上后反射出的反射光，并生成暗场图像；针对任一分数阶的涡旋光，信号采集解调模块生成一张暗场图像；根据不同分数阶的涡旋光下生成的暗场图像进行互相关处理，得到高信噪比数据。
6、第二方面，本申请提供了一种基于多分数阶角动量解调的暗场共焦显微测量方法，包括以下步骤：
7、通过第一个分数阶的涡旋相位图对激光进行调制，得到对应分数阶的涡旋光。
8、带动待测样品在涡旋光的视场内进行移动，完成对待测样品的扫描。
9、采集待测样品上反射出的反射光，并生成暗场图像；针对任一分数阶的涡旋光，可生成一张暗场图像。
10、判断是否所有分数阶的涡旋相位图均完成对激光的调制，得到第一判断结果。
11、若第一判断结果为否，则利用下一个分数阶的涡旋相位图对激光进行调制，得到对应分数阶的涡旋光，并跳转至步骤：带动待测样品在涡旋光的视场内进行移动，完成对待测样品的扫描；直到所有分数阶的涡旋相位图均完成对激光的调制，得到若干张暗场图像。
12、若第一判断结果为是，则根据若干张暗场图像进行互相关处理，得到高信噪比数据。
13、根据本申请提供的具体实施例，本申请公开了以下技术效果：
14、本申请提供了一种基于多分数阶角动量解调的暗场共焦显微测量装置与方法，装置包括：调制照明模块、待测样品、三维电动位移台和信号采集解调模块；调制照明模块中，通过不同分数阶的涡旋相位图，调制得到不同分数阶的涡旋光，以对待测样品进行扫描，不同分数阶的涡旋光照射在待测样品上后反射出去；通过信号采集解调模块采集不同分数阶的涡旋光照射在待测样品上后反射出的反射光，并生成暗场图像；针对任一分数阶的涡旋光，可生成一张暗场图像；最后，根据不同分数阶的涡旋光下生成的暗场图像进行互相关处理，即可得到高信噪比数据；本申请提供的上述装置采用分数阶涡旋光照明样品并进行暗场探测，同时由于包含多个分数阶涡旋分量，可同时获取缺陷对多阶涡旋分量的响应，提高微小缺陷的信号强度，随即利用互相关算法能够有效抑制共模噪声，凸显纳米级缺陷微弱的相关信息，提高了响应率，并降低了成像噪声，实现了缺陷检测灵敏度的提升，以此更全面地表征三维集成电路层间缺陷特性。
1.一种基于多分数阶角动量解调的暗场共焦显微测量装置，其特征在于，包括：调制照明模块、待测样品、三维电动位移台和信号采集解调模块；
2.根据权利要求1所述的基于多分数阶角动量解调的暗场共焦显微测量装置，其特征在于，所述调制照明模块包括：激光器、二维光学衍射元件、转盘和扩束器；所述二维光学衍射元件上以环形排列方式刻蚀有若干幅不同分数阶的涡旋相位图；所述激光器用于发射激光；所述二维光学衍射元件用于利用任一分数阶的涡旋相位图将所述激光调制为对应分数阶的涡旋光；所述转盘用于旋转所述二维光学衍射元件，使得所述二维光学衍射元件能够利用不同分数阶的涡旋相位图对所述激光进行调制；所述扩束器用于对所述涡旋光进行扩束后输出。
3.根据权利要求2所述的基于多分数阶角动量解调的暗场共焦显微测量装置，其特征在于，所述二维光学衍射元件上刻蚀的涡旋相位图之间的相位差满足等差数列。
4.根据权利要求3所述的基于多分数阶角动量解调的暗场共焦显微测量装置，其特征在于，所述二维光学衍射元件上刻蚀的若干幅涡旋相位图中，最小相位大于0.5，最大相位小于1.5。
5.根据权利要求3所述的基于多分数阶角动量解调的暗场共焦显微测量装置，其特征在于，在所述二维光学衍射元件上刻蚀的若干幅涡旋相位图中，相邻两个涡旋相位图的分数阶阶数相差0.05-0.1。
6.根据权利要求1所述的基于多分数阶角动量解调的暗场共焦显微测量装置，其特征在于，所述信号采集解调模块包括：非偏振分束片、物镜、光阑、聚焦透镜、针孔、光电探测器和工控机；所述非偏振分束片，用于将所述调制照明模块输出的不同分数阶的涡旋光穿过所述物镜照射在所述待测样品上，并接收所述待测样品上反射出后经过所述物镜的反射光，将所述反射光通过所述光阑、所述聚焦透镜、所述针孔，传输到所述光电探测器；所述光电探测器，用于将所述反射光转为电信号，生成暗场图像，并将所述暗场图像发送到所述工控机；所述工控机，用于根据不同分数阶的涡旋光下生成的暗场图像，将相同位置的不同分数阶的涡旋光照明下的信号强度进行n阶互相关处理，并对n阶互相关处理的结果进行累加求和，计算相似部分，得到高信噪比数据。
7.根据权利要求6所述的基于多分数阶角动量解调的暗场共焦显微测量装置，其特征在于，所述光阑的大小与所述扩束器扩束后输出的光束的中心暗斑直径匹配，仅保留中心散射信号。
8.一种基于多分数阶角动量解调的暗场共焦显微测量方法，其特征在于，应用如权利要求1-7任一项所述的基于多分数阶角动量解调的暗场共焦显微测量装置，所述基于多分数阶角动量解调的暗场共焦显微测量方法包括：
9.根据权利要求8所述的基于多分数阶角动量解调的暗场共焦显微测量方法，其特征在于，通过第一个分数阶的涡旋相位图对激光进行调制，得到对应分数阶的涡旋光，具体包括：
10.根据权利要求8所述的基于多分数阶角动量解调的暗场共焦显微测量方法，其特征在于，根据若干张所述暗场图像进行互相关处理，得到高信噪比数据，具体包括：
