本技术涉及共焦显微测量，特别是涉及一种基于时变分数阶涡旋解调的暗场共焦显微测量装置及方法。
背景技术：
1、三维集成电路的层间缺陷(如空穴、层错等)易导致集成电路电学性能和寿命下降，因此，对层间缺陷进行检测，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的无损缺陷检测。然而，三维集成电路表面强反射信息容易淹没微弱的层间缺陷散射信息，导致缺陷检测灵敏度不足，无法检测纳米尺度的微小缺陷。在共焦系统中，测量系统的灵敏度反应了系统检测微小信号的能力。高灵敏度意味着系统可以检测到样品中较小的信号变化，从而实现更高的缺陷检出率。在高灵敏度缺陷检测中，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，导致系统的灵敏度低，测量不准确。因此，如何能够稳定的提高共焦系统的灵敏度，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本技术的目的是提供一种基于时变分数阶涡旋解调的暗场共焦显微测量装置及方法，可提高共焦显微测量装置的灵敏度，提升测量的准确性。
2、为实现上述目的，本技术提供了如下方案：
3、第一方面，本技术提供了一种基于时变分数阶涡旋解调的暗场共焦显微测量装置，所述基于时变分数阶涡旋解调的暗场共焦显微测量装置包括时变调制照明模块、光学扫描模块、信号采集解调模块、函数发生器和样品台，所述函数发生器分别与所述时变调制照明模块和所述信号采集解调模块连接。
4、所述函数发生器用于分别为所述时变调制照明模块和所述信号采集解调模块提供参考信号。
5、所述样品台用于放置待测样品。
6、所述时变调制照明模块用于向所述光学扫描模块发射分数阶涡旋光。
7、所述光学扫描模块用于将所述分数阶涡旋光传递到所述样品台中的所述待测样品上，以及，当所述分数阶涡旋光在所述待测样品上反射出回光信号后，将所述回光信号传递至所述信号采集解调模块。
8、所述信号采集解调模块用于采集所述回光信号，并根据所述参考信号对所述回光信号进行暗场共焦探测，得到所述待测样品的测量信息，所述测量信息为基于暗场共焦探测得到的所述待测样品有无缺陷的测量结果。
9、可选地，所述时变调制照明模块包括依次设置的激光器、半波片、偏振片、第一非偏振分束器和空间光调制器，所述空间光调制器与所述函数发生器连接。
10、所述激光器发射入射光，所述入射光依次经过所述半波片、所述偏振片和所述第一非偏振分束器后到达所述空间光调制器，所述空间光调制器根据所述参考信号将所述入射光调制为所述分数阶涡旋光，并将所述分数阶涡旋光传递至所述第一非偏振分束器，所述第一非偏振分束器将所述分数阶涡旋光传递至所述光学扫描模块。
11、可选地，所述光学扫描模块包括依次设置的第二非偏振分束器、振镜、扫描透镜、管镜和物镜。
12、所述第二非偏振分束器与所述第一非偏振分束器相对设置，所述物镜与所述样品台相对设置。
13、所述第二非偏振分束器接收从所述第一非偏振分束器发射出的所述分数阶涡旋光，所述分数阶涡旋光依次经过所述振镜、所述扫描透镜、所述管镜和所述物镜后，照射到所述样品台中的所述待测样品上。
14、所述物镜接收所述待测样品反射出的所述回光信号，并将所述回光信号依次传递至所述管镜、所述扫描透镜和所述振镜后到达所述第二非偏振分束器，所述第二非偏振分束器将所述回光信号传递至所述信号采集解调模块。
15、可选地，所述信号采集解调模块包括依次设置的光阑、聚焦透镜、针孔、光电倍增管和锁相放大器。
16、所述聚焦透镜与所述第二非偏振分束器相对设置，且所述光阑设置于所述聚焦透镜与所述第二非偏振分束器之间；所述锁相放大器与所述函数发生器连接。
17、所述光阑接收所述第二非偏振分束器传递的所述回光信号，并对所述回光信号进行过滤，保留中心散射光信号，所述中心散射光信号由所述聚焦透镜聚焦至所述针孔，所述光电倍增管将所述中心散射光信号转换为电信号，再将所述电信号传输至所述锁相放大器，所述锁相放大器根据所述参考信号对所述电信号进行解调处理，得到所述待测样品的测量信息。
18、可选地，所述样品台为轴向电动位移台。
19、第二方面，本技术提供了一种基于时变分数阶涡旋解调的暗场共焦显微测量方法，所述基于时变分数阶涡旋解调的暗场共焦显微测量方法应用于如第一方面所述的基于时变分数阶涡旋解调的暗场共焦显微测量装置中，所述基于时变分数阶涡旋解调的暗场共焦显微测量方法包括以下步骤。
20、利用时变调制照明模块向光学扫描模块发射分数阶涡旋光。
21、利用所述光学扫描模块将所述分数阶涡旋光传递至样品台中的待测样品上，当所述分数阶涡旋光在所述待测样品上反射出回光信号后，将所述回光信号传递至信号采集解调模块。
22、利用所述信号采集解调模块采集所述回光信号，并根据参考信号对所述回光信号进行暗场共焦探测，得到所述待测样品的测量信息，所述测量信息为基于暗场共焦探测得到的所述待测样品有无缺陷的测量结果。
23、可选地，利用时变调制照明模块向光学扫描模块发射分数阶涡旋光，具体包括以下内容。
24、利用激光器发射入射光，所述入射光依次经过半波片、偏振片和第一非偏振分束器后到达空间光调制器。
25、利用所述空间光调制器根据参考信号，将所述入射光调制为所述分数阶涡旋光，并将所述分数阶涡旋光传递至所述第一非偏振分束器。
26、所述第一非偏振分束器将所述分数阶涡旋光传递至所述光学扫描模块。
27、可选地，利用所述光学扫描模块将所述分数阶涡旋光传递至样品台中的待测样品上，当所述分数阶涡旋光在所述待测样品上反射出回光信号后，将所述回光信号传递至信号采集解调模块，具体包括以下内容。
28、利用第二非偏振分束器接收从所述第一非偏振分束器发射出的所述分数阶涡旋光，并将所述分数阶涡旋光依次传递至振镜、扫描透镜、管镜和物镜后，照射到所述样品台中的所述待测样品上。
29、利用所述物镜接收所述待测样品反射出的所述回光信号，并将所述回光信号依次传递至所述管镜、所述扫描透镜和所述振镜后到达所述第二非偏振分束器。
30、利用所述第二非偏振分束器将所述回光信号传递至所述信号采集解调模块。
31、可选地，利用所述信号采集解调模块采集所述回光信号，并根据参考信号对所述回光信号进行暗场共焦探测，得到所述待测样品的测量信息，具体包括以下内容。
32、利用光阑接收所述第二非偏振分束器传递的所述回光信号，并对所述回光信号进行过滤，得到中心散射光信号。
33、利用聚焦透镜将所述中心散射光信号聚焦至针孔，使所述中心散射光信号穿过所述针孔并传递至光电倍增管。
34、利用所述光电倍增管将所述中心散射光信号转换为电信号，并将所述电信号传输至锁相放大器。
35、利用所述锁相放大器根据参考信号对所述电信号进行解调处理，得到所述待测样品的测量信息。
36、可选地，所述样品台为轴向电动位移台。
37、根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果：
38、本技术提供了一种基于时变分数阶涡旋解调的暗场共焦显微测量装置及方法，通过时变调制照明模块向光学扫描模块发射分数阶涡旋光，光学扫描模块将分数阶涡旋光传递到样品台中的待测样品上后，将待测样品反射的回光信号传递至信号采集解调模块，通过信号采集解调模块采集该回光信号，并对回光信号进行暗场共焦探测，从而得到待测样品的暗场共焦探测相关的、显微纳米级别的测量信息，通过以时变的分数阶涡旋光为照明光来凸显散射信息，可以提高微小缺陷的信号强度，提升装置缺陷检出的灵敏度和准确性。
1.一种基于时变分数阶涡旋解调的暗场共焦显微测量装置，其特征在于，所述基于时变分数阶涡旋解调的暗场共焦显微测量装置包括时变调制照明模块、光学扫描模块、信号采集解调模块、函数发生器和样品台，所述函数发生器分别与所述时变调制照明模块和所述信号采集解调模块连接；
2.根据权利要求1所述的基于时变分数阶涡旋解调的暗场共焦显微测量装置，其特征在于，所述时变调制照明模块包括依次设置的激光器、半波片、偏振片、第一非偏振分束器和空间光调制器，所述空间光调制器与所述函数发生器连接；
3.根据权利要求2所述的基于时变分数阶涡旋解调的暗场共焦显微测量装置，其特征在于，所述光学扫描模块包括依次设置的第二非偏振分束器、振镜、扫描透镜、管镜和物镜；
4.根据权利要求3所述的基于时变分数阶涡旋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依次设置的光阑、聚焦透镜、针孔、光电倍增管和锁相放大器；
5.根据权利要求1所述的基于时变分数阶涡旋解调的暗场共焦显微测量装置，其特征在于，所述样品台为轴向电动位移台。
6.一种基于时变分数阶涡旋解调的暗场共焦显微测量方法，其特征在于，所述基于时变分数阶涡旋解调的暗场共焦显微测量方法应用于如权利要求1-5任一项所述的基于时变分数阶涡旋解调的暗场共焦显微测量装置中，所述基于时变分数阶涡旋解调的暗场共焦显微测量方法包括：
7.根据权利要求6所述的基于时变分数阶涡旋解调的暗场共焦显微测量方法，其特征在于，利用时变调制照明模块向光学扫描模块发射分数阶涡旋光，具体包括：
8.根据权利要求7所述的基于时变分数阶涡旋解调的暗场共焦显微测量方法，其特征在于，利用所述光学扫描模块将所述分数阶涡旋光传递至样品台中的待测样品上，当所述分数阶涡旋光在所述待测样品上反射出回光信号后，将所述回光信号传递至信号采集解调模块，具体包括：
9.根据权利要求8所述的基于时变分数阶涡旋解调的暗场共焦显微测量方法，其特征在于，利用所述信号采集解调模块采集所述回光信号，并根据参考信号对所述回光信号进行暗场共焦探测，得到所述待测样品的测量信息，具体包括：
10.根据权利要求6所述的基于时变分数阶涡旋解调的暗场共焦显微测量方法，其特征在于，所述样品台为轴向电动位移台。
