CN105698704A - 检测晶片基底二维形貌和温度的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的检测晶片基底二维形貌和温度的装置，属于半导体材料无损检测技术领域。该检测晶片基底二维形貌和温度的装置在N个第一分光片和N个第二分光片上分别设有镀膜区域，镀膜区域使各分光片形成不同的反射率和透过率，从而通过N个第一分光片和N个第二分光片，可以使入射到样品上并返回的N束第一种反射光分成两个方向，分别进行探测，能够得到用于检测晶片基底二维形貌的数据；该装置还通过在第一分光片或者第二分光片相应区域镀膜的方法，在第一分光片或者第二分光片上耦合温度测量装置，得到用于检测晶片基底温度的数据。由于镀膜精度极高，因此，能够保证不同传播方向PSD接收到的光的一致性。

Description

检测晶片基底二维形貌和温度的装置

技术领域

本发明涉及半导体材料无损检测技术领域，特别涉及检测晶片基底二维形貌的装置。

背景技术

申请号为201410189094.1的发明专利申请涉及一种实时快速检测晶片基底二维形貌的装置，包括N个PSD，N束激光和第一分光元件，所述N束激光沿直线排布，其中，所述N为3以上的自然数，所述N个PSD与N束激光一一对应，所述N束激光首先射向所述第一分光元件，经过所述第一分光元件后形成入射光，所述入射光入射到晶片基底上，并在晶片基底上沿径向形成N个入射点，所述入射光被所述基底反射后形成N束第一种反射光束，所述各第一种反射光束经过所述第一分光元件透射后，入射到与所述N束激光相对应的PSD上，形成N个光斑。应用该装置得到基底二维形貌的方法是：根据所述N个光斑的位置信号，计算晶片基底上任意两个入射点之间在待测基底沿X方向的曲率C_X，根据所述N个光斑的位置信号，计算晶片基底上任意一个入射点在待测基底移动方向即Y方向的曲率C_Y，根据各所述C_X、C_Y的计算结果，得到基底的二维形貌。

该装置利用其第二分光片14耦合了温度测量装置，从而，在同一装置上实现了对同一晶片基底二维形貌和温度的检测，进一步为后续寻找晶片基底二维形貌和温度的关系提供的技术支持。

该装置中，为了能够使各PSD的布置更加紧凑，还包括通光装置，通光装置设置在所述入射光和第一种反射光束共同经过的光路上，通光装置上设有N个通光孔，N个通光孔与所述N束激光一一对应，通光孔间隔地设有反射镜，用于使对应经过的光束方向翻转90°。由于通光装置结构相对复杂，自身存在系统误差，难以保证各PSD接收到的光的一致性。此外，该装置中，各方向光束在光路上各有各的反射、透射元件，更加影响了各PSD接收到的光的一致性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种能够保证PSD接收到的光的一致性的检测晶片基底二维形貌和温度的装置。

本发明提供的检测晶片基底二维形貌和温度的装置包括N个PSD，N束第一种激光、与所述N束第一种激光一一对应的N个第一分光片、与所述N束第一种激光一一对应的N个第二分光片、温度测量装置，所述N束第一种激光沿直线排布，其中，所述N为3以上的自然数，所述N个PSD与N束第一种激光一一对应，所述N个PSD分别布置在所述N束激光的左右两侧，包括左侧PSD和右侧PSD，所述温度测量装置能够发出第二种激光；

每束第一种激光经过第一分光片后入射到第二分光片，通过第二分光片后入射到晶片样品表面，晶片样品表面反射的N束第一种反射光束包括第一方向光束和第二方向光束，第一方向光束通过第二分光片后，入射到第一分光片，经过所述第一分光片后，入射到所述右侧PSD上；所述第二方向光束通过第二分光片后入射到所述左侧PSD上；

所述N个第一分光片和N个第二分光片上分别设有镀膜区域，其中，对应于所述第一方向光束的区域，所述第一分光片能同时反射和透射所述第一种激光，所述第二分光片能够反射所述第一种激光；对应于所述第二方向光束的区域，所述第二分光片能同时反射和透射所述第一种激光；

所述第二种激光通过所述第一分光片或者所述第二分光片后与所述第一种激光耦合，并一同入射到晶片样品表面。

本发明提供的检测晶片基底二维形貌和温度的装置在N个第一分光片和N个第二分光片上分别设有镀膜区域，镀膜区域使各分光片形成不同的反射率和透过率，从而通过N个第一分光片和N个第二分光片，可以使入射到样品上并返回的N束第一种反射光分成两个方向，分别进行探测，能够得到用于检测晶片基底二维形貌的数据；该装置还通过在第一分光片或者第二分光片相应区域镀膜的方法，在第一分光片或者第二分光片上耦合温度测量装置，得到用于检测晶片基底温度的数据。由于镀膜精度极高，因此，能够保证不同传播方向PSD接收到的光的一致性。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的检测晶片基底二维形貌和温度的装置的光路图；

图2为本发明实施例二提供的检测晶片基底二维形貌和温度的装置的光路图；

图3为本发明实施例三提供的检测晶片基底二维形貌和温度的装置的光路图；

图4为本发明实施例四提供的检测晶片基底二维形貌和温度的装置的光路图；

图5为本发明实施例五提供的检测晶片基底二维形貌和温度的装置的光路图；

图6为本发明实施例六提供的检测晶片基底二维形貌和温度的装置的光路图；

图7为本发明实施例二、三、五、六提供的检测晶片基底二维形貌和温度装置中，光束为5束时集成为一片的第一分光片或第二分光片的示意图；

图8为本发明实施例三、六提供的检测晶片基底二维形貌和温度的装置中应用的多路激光发射装置的示意图。

具体实施方式

为了深入了解本发明，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例一

为了便于理解，本发明实施例一仅针对第一方向光束和第二方向光束给出了其中的一路。

参见附图1，本发明实施例一提供的检测晶片基底二维形貌的装置包括N个PSD1或1＇，N束第一种激光、与N束第一种激光一一对应的N个第一分光片4或4＇、与N束第一种激光一一对应的N个第二分光片14或14＇，温度测量装置，N束激光沿直线排布，其中，N为3以上的自然数，N个PSD1或1＇与N束激光一一对应，N个PSD1或1＇分别布置在N束激光的左右两侧，包括左侧PSD1＇和右侧PSD1，温度测量装置能够发出第二种激光；

每束第一种激光经过第一分光片4或4＇后入射到第二分光片14或14＇，通过第二分光片14或14＇后入射到晶片样品表面，晶片样品表面反射的N束第一种反射光束包括第一方向光束和第二方向光束，第一方向光束通过第二分光片14反射后，入射到第一分光片4，经过第一分光片4后，入射到右侧PSD1上；第二方向光束通过第二分光片14＇透射后入射到左侧PSD1＇上；

N个第一分光片4或4＇和N个第二分光片14或14＇对应于N束激光的位置设有镀膜区域，其中，对应于第一方向光束的区域，第一分光片4能同时反射和透射该第一种激光；对应于第二方向光束的区域，第二分光片14＇能同时反射和透射第一种的激光；

温度检测装置通过第二分光片14耦合，温度检测装置设置于第二分光片14上方，第二种激光经过第二分光片14上对应于第一方向光束的任一个区域透射，对应于第二种激光的区域，第二分光片14的镀膜使其在(λ₂-10nm，λ₂+10nm)的波长范围内的透射率大于95％，其中，λ₂为第二种激光的波长。

温度检测装置包括第二种激光发射装置、第四分光元件17和激光接收装置，第二种激光发射装置发出的第二种激光经过第四分光元件17并被第二分光片透射后射向晶片基底，被晶片基底反射后形成第二种反射光束，第二种反射光束依次经过第二分光片透射、第四分光元件17后，被激光接收装置接收。其中，激光发射装置包括发射光纤15和第一透镜16，发射光纤15处于第一透镜16的焦点处，从而，经过发射光纤15发出的第二种激光经过第一透镜16后成为平行光，激光接收装置包括第二透镜18和接收光纤19，接收光纤19处于第二透镜18的焦点处，从而，经过第二透镜18的平行光束在到达接收光纤19时成为汇聚光。此外，接收光纤19的芯径大于发射光纤15的芯径，光纤芯径越大，能够接收的光的光强就越大，当接收光纤19的芯径大于发射光纤的芯径时，接收光纤能够保证第二平行光束经过第二透镜18折射后得到的光能够完全被接收光纤19接收，从而，系统稳定性更好。

本发明提供的检测晶片基底二维形貌和温度的装置在N个第一分光片4和4＇和N个第二分光片14和14＇上分别设有镀膜区域，镀膜区域使各分光片形成不同的反射率和透过率，从而通过N个第一分光片4和4＇和N个第二分光片14和14＇，可以使入射到样品上并返回的N束第一种反射光分成两个方向，分别进行探测，能够得到用于检测晶片基底二维形貌的数据；该装置还通过在第一分光片4和4＇或者第二分光片14和14＇相应区域镀膜的方法，在第一分光片4和4＇或者第二分光片14和14＇上耦合温度测量装置，得到用于检测晶片基底温度的数据。由于镀膜精度极高，因此，能够保证不同传播方向PSD接收到的光的一致性。

同时，为保证N个第一分光片4或4＇和N个第二分光片14或14＇的成本还应考虑所用激光器的偏振特性，如果激光器所辐射的光束是偏振光，则上述分光片分光指标均是对P光所做的要求，这样可以与分光棱镜所分出的光的偏振方位角匹配。如果所用激光器辐射的光是非偏振光，上述分光片分光指标是对S光与P光的平均值所做的要求。

为了便于理解，仅以N＝5为例说明晶片外延生长薄膜基底二维形貌的检测方法如下：

N＝5时，形成五个光斑A、B、C、D、E，其各自对应的PSD分别为PSD_A、PSD_B、PSD_C、PSD_D、PSD_E。

先用平面反射面代替晶片进行校准，令激光射到平面反射面后又反射到PSD_A上形成的光斑的横坐标为x₁₀，激光射到平面反射面后又反射到PSD_B上形成的光斑的横坐标为x₂₀，第一种反射光束经过第一分光元件透射后投射到PSD_A上形成的光斑的横坐标为x₁₁，第一种反射光束经过第一分光元件透射后投射到PSD_B上形成的光斑的横坐标为x₂₁，d_AB＝x₂₀-x₁₀，PSD_A到基底的距离为y₁₀，PSD_B到晶片外延生长薄膜基底的距离为y₂₀，

根据上述各参数包括x₁₀、x₂₀、x₁₁、x₂₁、y₁₀、y₂₀和d_AB，可以计算得到在光斑A和B之间，在入射光排列方向，即X方向的曲率为：

$C_x=\frac{(x_{21}-x_{20})}{2\·d_{\mathrm{AB}}\·y_{20}}-\frac{(x_{11}-x_{10})}{2\·d_{\mathrm{AB}}\·y_{10}}.$

以此类推，即可以分别得到在晶片基底上任意两个入射点之间在沿入射光排列方向即X方向的曲率。

另外，计算样品上任意两个入射点之间在沿入射光排列方向，即X方向的曲率C_X时，x₁₀、x₂₀、d_AB×y₁₀和d_AB×y₂₀需要校准。此时，可以在用于承载待测基底的石墨盘上首先放置一平面反射镜(C_X＝0，C_Y＝0)，即可以得到x₁₀、x₂₀的值，然后再依次放置两片已知曲率C_X的反射镜进行校准，又可以得到d_AB·y₂₀和d_AB·y₁₀在检测基底时的真值。检测时，由于x₁₀、x₂₀、d_AB·y₂₀和d_AB·y₁₀都是经过校准得到的真值，避免了系统误差的产生。

令PSD1的采样频率为f，承载基底的石墨盘每分钟转数为RPM，k是PSD1上光斑的纵坐标随时间变化按线性拟合的斜率，校准系数为α，可以计算得到任意一个入射点在待测基底移动方向即Y方向的曲率为：

$C_Y=\frac{15f}{\mathrm{\π}}\·\frac{k}{\mathrm{RPM}\·\mathrm{\α}}.$

另外，在计算得到晶片基底上任意一个入射点在待测基底移动方向即Y方向的曲率时，校准系数α需要校准。此时，将一片已知曲率的标准样品放在石墨盘上，以匀速旋转，测量得到该标准样品对应的斜率k，就可以计算出校准系数α。检测时，由于α是经过校准得到的真值，避免了系统误差的产生。

根据上述各C_X和各C_Y数据即可判断待测基底的二维形貌。

本发明提供的实时快速检测晶片基底二维形貌的装置采用PSD作为光电转换器件，随着基底的移动，既可以获得晶片基底上任意一个入射点在待测基底移动方向即Y方向的曲率C_Y，又可以获得两光斑之间在沿入射光排列方向即X方向的曲率C_X，根据各C_X、C_Y的计算结果，最终可以得到晶片基底的二维形貌。由于PSD是基于硅光电二极管制成，所以光电转换是实时的，因此本方案的数据读出速度取决于数据采集卡的读出速度。以沿入射光排列方向有5个测试点为例，对于同样的电路，PSD数据读出频率为F，所以总的读出频率是F/15，而对于CCD，根据一般CCD的像素，欲达到PSD的效果，最少也需要512×512＝262144，所以基于CCD的读出频率是F/262144，所以理论上PSD方案的数据读出速度是CCD方案的数据读出速度的17476倍。能够与高速旋转的石墨盘上的蓝宝石基底相适应。

更多地，本发明实施例二提供的实时快速检测晶片基底二维形貌的装置还可以包括第一计算单元和第二计算单元。

N个PSD1将探测到光斑位置信号输送到第一计算单元，第一计算单元根据各光斑的实时位置信号计算得到晶片基底上任意两个入射点之间在沿入射光排列方向即X方向的曲率，和，晶片基底上任意一个入射点在待测基底移动方向即Y方向的曲率，进而得到晶片基底的二维形貌。

激光接收装置将探测得到的光强信号输送到第二计算单元，第二计算单元根据光强信号计算得到晶片基底的实时温度。

根据多次测量得到的晶片基底的二维形貌和晶片基底的实时温度，得到晶片基底的二维形貌和晶片基底的实时温度之间的分布关系。

实施例二

参见附图2，与本发明实施例一提供的检测晶片基底二维形貌的装置的不同之处在于，本发明实施例二提供的检测晶片基底二维形貌的装置中，与N束第一种激光一一对应的N个第一分光片4或4＇和/或与N束第一种激光一一对应的N个第二分光片14或14＇分别集成为一片，在附图2中，N个第一分光片集成为一片，标号是21，N个第二分光片集成为一片，标号是22；对应于第一方向光束的区域，第一分光片21的镀膜使其在(λ₁-10nm，λ₁+10nm)的波长范围内的反射率为50％，对应于第二方向光束的区域，第二分光片22的镀膜使其在(λ₁-10nm，λ₁+10nm)的波长范围内的反射率为50％，其中，λ₁为N束第一种激光的中心波长。将与N束第一种激光一一对应的N个第一分光片4或4＇和/或与N束激光一一对应的N个第二分光片14或14＇分别集成为一片之后，由于第一分光片21和第二分光片22自身的一致性增强，更进一步减小了系统误差。

其中，对应于第二方向光束的区域，第一分光片21的镀膜使其在(λ₁-10nm，λ₁+10nm)的波长范围内的反射率为大于90％，对应于第一方向光束的区域，第二分光片22的镀膜使其在(λ₁-10nm，λ₁+10nm)的波长范围内的反射率为大于90％，其中，λ₁为N束激光的中心波长，从而，各PSD1或1＇接收到的光强能够达到足够大，光学效率更高。

其中，对应于第一方向光束的区域，第一分光片21的镀膜使其在(λ₁min，λ₁-10nm)以及(λ₁+10nm，λ₁max)的波长范围内的透射率小于20％，第二分光片22的镀膜使其在(λ₁min，λ₁-10nm)以及(λ₁+10nm，λ₁max)的波长范围内的透射率大于85％，对应于第二方向光束的区域，第二分光片的镀膜使其在(λ₁min，λ₁-10nm)以及(λ₁+10nm，λ₁min)的波长范围内的透射率小于20％，其中，λ₁为N束激光的中心波长，λ₁min和λ₁max分别为PSD的最小响应波长和最大响应波长，如此的镀膜设置可以使光路中的杂散光被分光片隔离，从而滤除杂散光，更进一步减小误差。

其中，第一分光片21和第二分光片22的内表面镀有波长为λ₁的增透膜，从而避免激光在第一分光片21和第二分光片22内部多次反射，造成光强损失。

其中，参见附图1和附图2，还可以包括第三分光片20，第二方向光束通过第二分光片14＇后，入射到第三分光片20上，经过第三分光片20反射后，入射到左侧PSD1＇上；第三分光片20为全介质二向色分光片，第三分光片20的镀膜使其在(λ₁min，λ₁-10nm)以及(λ₁+10nm，λ₁max)的波长范围内反射率大于95％，在(λ₁min，λ₁-10nm)以及(λ₁+10nm，λ₁max)的波长范围内的透射率大于85％，从而避免杂散光进入左侧PSD1＇，更进一步减小误差。

其中，参见附图7，第一分光片21分别对应于第一方向光束和第二方向光束的镀膜区域间隔设置；第二分光片22分别对应于第一方向光束和第二方向光束的镀膜区域间隔设置。即在附图3中，标号1、3、5所对应的区域的镀膜对应第一方向光束，而标号2、4所对应的区域的镀膜对应第二方向光束，或者反之。这样，左侧PSD1＇和右侧PSD1也可以间隔设置，一左一右的设置方式，能够减小布置所有PSD所需的空间，使整个检测晶片基底二维形貌的装置尺寸减小。

实施例三

参见附图3和附图8，与本发明实施例三提供的检测晶片基底二维形貌的装置的不同之处在于，本发明实施例三提供的检测晶片基底二维形貌的装置中，N束激光由一个多路激光发射装置发出。

多路激光发射装置包括多路分光棱镜37和激光器36，多路分光棱镜37包括多个分光面，多个分光面之间平行，多个分光面与水平方向的夹角α分别为45°，多个分光面的中心处在同一直线上，激光器36发射的激光沿着与该直线的垂直方向射向其中一处于最外侧的分光面，通过给多个分光面赋予差异化的反射率和透射率，使得经过多个分光面透射或者反射的多路出射光光强相同，激光器36内部增设反馈电路。

该多路激光发射装置的多路出射光是由一个激光器36经过多个分光面，通过给所述多个分光面赋予差异化的反射率和透射率，使得经过该多个分光面透射或者反射的多路出射光光强相同，即该多路光强相同的出射光不是由多个激光器发射得到的，而是仅仅由一个激光器经过该多路分光棱镜37的反射、折射得到的，由此，在有限的布置空间内，可以选用体积稍大的激光器，当激光器体积增大后，其内部散热性能改善，并且，由于该激光器内增设了反馈电路，可以根据需要改变激光器的内部参数，因此，能够增强激光器的输出功率和波长的稳定性。其中，多个分光面之间平行且多个分光面与水平方向的夹角α分别为45°是为了使经过各分光面反射后光只平移而不发生方向的变化，从而便于对PSD进行布置。激光器36发射的激光沿着与该直线的垂直方向射向其中一处于最外侧的分光面，其原因在于，光线具有直线传播的性质，如果是从处于中间位置的某个分光面入射，则仅有处于该分光面反射光方向的分光面可以起到分光的作用，其他分光面则无法发挥作用。

其中，作为多个分光面的一种具体的实现方式，分光面为5个，依次为第一分光面31，第二分光面32，第三分光面33、第四分光面34和第五分光面35。激光器36发射的激光沿着与各分光面中心直线垂直的方向射向第一分光面31，第一分光面31的反射率为80％，透射率为20％，则，经过通过该第一分光面31的出射光的光强的理论值为激光器36原始光强的1×20％＝20％；第二分光面32的反射率为25％，透射率为75％，经过第二分光面32的出射光的光强的理论值为激光器36原始光强的1×80％×25％＝20％；经过第二分光面32的透射光的光强的理论值为激光器36原始光强的1×80％×75％＝60％；第三分光面33的反射率为34％，透射率为66％，经过第三分光面33的出射光的光强的理论值为激光器36原始光强的60％×34％的20.4％，经过第三分光面33的透射光的光强的理论值为激光器36原始光强的60％×66％＝39.6％；第四分光面34的反射率为50％，透射率为50％，经过第四分光面34的出射光的光强的理论值为激光器36原始光强的39.6％×50％＝19.8％，经过第四分光面34的透射光的光强的理论值为激光器36原始光强的39.6％×50％＝19.8％；第五分光面的反射率为100％，透射率为0，经过第五分光面35的出射光的光强的理论值为激光器36原始光强的19.8％。由此可见，经过该第一分光面31、第二分光面32、第三分光面33、第四分光面34和第五分光面35的出射光的光强分别为激光器36原始光强的20％、20％、20.4％、19.8％和19.8％，由于20％＝20％≈20.4％≈19.8％≈19.8％，因此，可以认为经过本发明实施例提供的多路激光发射装置透射、反射得到的五路出射光的光强相等，均为激光器36原始光强的20％。在此种情况下，该五路出射光的光强的影响因子可以认为是只有激光器36的原始光强，而不是像申请号为201410189094.1的发明专利申请涉及的实时快速检测晶片基底二维形貌的装置，需要同时调节各激光器，因此，本发明实施例提供的多路激光发射装置便于对出射光的光强进行控制，并且调节更加方便。

其中，多个分光面的上、下表面分别设有增透模，增透膜与激光器发射的激光波长相配合。根据本发明实施例提供的多路激光发射装置，即该装置中分光面包括五个，出射光分别是经过各分光面反射、折射得到的，其中，经过第一分光面31的出射光是经过该第一分光面31透射得到的，经过第二分光面32的出射光是经过第一分光面31反射和第二分光面32反射得到的，经过第三分光面33的出射光是经过第一分光面31反射、第二分光面32透射和第三分光面33反射得到的，经过第四分光面34的出射光是经过第一分光面31反射、第二分光面32透射、第三分光面33透射和第四分光面34反射得到的，经过第五分光面35的出射光是经过第一分光面31反射、第二分光面32透射、第三分光面33透射、第四分光面34透射和第五分光面35反射后得到的。这就需要光线在经过第一～第五分光面时由于分光面本身造成的光强衰减尽可能低，因此，在分光面的上、下表面设置与激光器36的发光波长相配合的增透模可以尽可能降低由于分光面本身造成的光强衰减，从而保证该五路出射光的光强相等。

其中，多个分光面两两之间的间距相等，根据几何关系，当多个分光面两两之间的间距相等时，多路出射光之间的间距也两两之间相等，此时，便于根据各路出射光的位置对各PSD的位置进行布置。

实施例四

与本发明实施例一提供的检测晶片基底二维形貌和温度的装置的不同之处在于，本发明实施例四提供的检测晶片基底二维形貌和温度的装置温度检测装置通过第一分光片4＇耦合，温度检测装置设置于第一分光片4＇右方，第二种激光经过第一分光片4＇上对应于第二方向光束的任一个区域4＇透射，并经过第二分光片上对应于第二方向光束14＇的任一个区域14＇反射，对应于第二种激光的区域，第一分光片4＇的镀膜使其在(λ₂-10nm，λ₂+10nm)的波长范围内的透射率大于95％，第二分光片14＇的镀膜使其在(λ₂-10nm，λ₂+10nm)的波长范围内的反射率大于95％，其中，λ₂为第二种激光的波长。

其中，温度检测装置包括第二种激光发射装置、第四分光元件17和激光接收装置，第二种激光发射装置发出的第二种激光经过第四分光元件17，第一分光片4＇透射，第二分光片14＇反射后射向晶片基底，被晶片基底反射后形成第二种反射光束，第二种反射光束依次经过第二分光片14＇反射、第一分光片4＇透射和第四分光元件17后，被激光接收装置接收。

实施例五

与本发明实施例二提供的检测晶片基底二维形貌和温度的装置的不同之处在于，本发明实施例五提供的检测晶片基底二维形貌和温度的装置温度检测装置通过第一分光片4＇耦合。

实施例六

与本发明实施例三提供的检测晶片基底二维形貌和温度的装置的不同之处在于，本发明实施例六提供的检测晶片基底二维形貌和温度的装置温度检测装置通过第一分光片4＇耦合。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.检测晶片基底二维形貌和温度的装置，其特征在于，包括N个PSD，N束第一种激光、与所述N束第一种激光一一对应的N个第一分光片、与所述N束第一种激光一一对应的N个第二分光片、温度测量装置，所述N束第一种激光沿直线排布，其中，所述N为3以上的自然数，所述N个PSD与N束第一种激光一一对应，所述N个PSD分别布置在所述N束激光的左右两侧，包括左侧PSD和右侧PSD，所述温度测量装置能够发出第二种激光；

每束第一种激光经过第一分光片后入射到第二分光片，通过第二分光片后入射到晶片样品表面，晶片样品表面反射的N束第一种反射光束包括第一方向光束和第二方向光束，第一方向光束通过第二分光片后，入射到第一分光片，经过所述第一分光片后，入射到所述右侧PSD上；所述第二方向光束通过第二分光片后入射到所述左侧PSD上；

所述N个第一分光片和N个第二分光片上分别设有镀膜区域，其中，对应于所述第一方向光束的区域，所述第一分光片能同时反射和透射所述第一种激光，所述第二分光片能够反射所述第一种激光；对应于所述第二方向光束的区域，所述第二分光片能同时反射和透射所述第一种激光；

所述第二种激光通过所述第一分光片或者所述第二分光片后与所述第一种激光耦合，并一同入射到晶片样品表面。

2.根据权利要求1所述的检测晶片基底二维形貌和温度的装置，其特征在于，所述第二种激光经过所述第二分光片上对应于所述第一方向光束的任一个区域透射后入射到晶片样品表面，对应于所述第二种激光的区域，所述第二分光片的镀膜使其在(λ₂-10nm，λ₂+10nm)的波长范围内的透射率大于95％，其中，λ₂为所述第二种激光的波长。

3.根据权利要求1所述的检测晶片基底二维形貌和温度的装置，其特征在于，所述第二种激光经过所述第一分光片上对应于所述第二方向光束的任一个区域透射，并经过所述第二分光片上对应于所述第二方向光束的任一个区域反射后入射到晶片样品表面，，对应于所述第二种激光的区域，所述第一分光片的镀膜使其在(λ₂-10nm，λ₂+10nm)的波长范围内的透射率大于95％，所述第二分光片的镀膜使其在(λ₂-10nm，λ₂+10nm)的波长范围内的反射率大于95％，其中，λ₂为所述第二种激光的波长。

4.根据权利要求1所述的检测晶片基底二维形貌的装置，其特征在于，

所述N个第一分光片集成为一片，

和/或，

所述N个第二分光片集成为一片。

5.根据权利要求1所述的检测晶片基底二维形貌的装置，其特征在于，对应于所述第一方向光束的区域，所述第一分光片的镀膜使其在(λ₁-10nm，λ₁+10nm)的波长范围内的反射率为50％，对应于所述第二方向光束的区域，所述第二分光片的镀膜使其在(λ₁-10nm，λ₁+10nm)的波长范围内的反射率为50％，其中，λ₁为所述N束第一种激光的中心波长。

6.根据权利要求1所述的检测晶片基底二维形貌的装置，其特征在于，对应于所述第二方向光束的区域，所述第一分光片的镀膜使其在(λ₁-10nm，λ₁+10nm)的波长范围内的反射率为大于90％，对应于所述第一方向光束的区域，所述第二分光片的镀膜使其在(λ₁-10nm，λ₁+10nm)的波长范围内的反射率为大于90％，其中，λ₁为所述N束激光的中心波长。

7.根据权利要求1所述的检测晶片基底二维形貌的装置，其特征在于，对应于所述第一方向光束的区域，所述第一分光片的镀膜使其在(λ₁min，λ₁-10nm)以及(λ₁+10nm，λ₁max)的波长范围内的透射率小于20％，所述第二分光片的镀膜使其在(λ₁min，λ₁-10nm)以及(λ₁+10nm，λ₁max)的波长范围内的透射率大于85％，对应于所述第二方向光束的区域，所述第二分光片的镀膜使其在(λ₁min，λ₁-10nm)以及(λ₁+10nm，λ₁min)的波长范围内的透射率小于20％，其中，λ₁为所述N束第一种激光的中心波长，λ₁min和λ₁max分别为所述PSD的最小响应波长和最大响应波长。

8.根据权利要求1所述的检测晶片基底二维形貌的装置，其特征在于，所述第一分光片和所述第二分光片的内表面镀有波长为λ₁的增透膜。

9.根据权利要求1所述的检测晶片基底二维形貌的装置，其特征在于，还包括第三分光片，所述第二方向光束通过所述第二分光片后，入射到所述第三分光片上，经过所述第三分光片反射后，入射到所述左侧PSD上；所述第三分光片为全介质二向色分光片，所述第三分光片的镀膜使其在(λ₁min，λ₁-10nm)以及(λ₁+10nm，λ₁max)的波长范围内反射率大于95％，在(λ₁min，λ₁-10nm)以及(λ₁+10nm，λ₁max)的波长范围内的透射率大于85％。

10.根据权利要求1所述的检测晶片基底二维形貌的装置，其特征在于，所述第一分光片分别对应于所述第一方向光束和所述第二方向光束的镀膜区域间隔设置；所述第二分光片分别对应于所述第一方向光束和所述第二方向光束的镀膜区域间隔设置。

11.根据权利要求1所述的检测晶片基底二维形貌的装置，其特征在于，所述N束激光由一个多路激光发射装置发出，所述多路激光发射装置包括多路分光棱镜和激光器，所述多路分光棱镜包括多个分光面，所述多个分光面之间平行，所述多个分光面与水平方向的夹角分别为45°，所述多个分光面的中心处在同一直线上，所述激光器发射的激光沿着与所述直线的垂直方向射向其中一处于最外侧的分光面，通过给所述多个分光面赋予差异化的反射率和透射率，使得经过所述多个分光面透射或者反射的多路出射光光强相同。

12.根据权利要求11所述的检测晶片基底二维形貌的装置，其特征在于，所述激光器内部增设反馈电路。

13.根据权利要求11或12所述的检测晶片基底二维形貌的装置，其特征在于，所述分光面为5个，依次为第一分光面，第二分光面，第三分光面、第四分光面和第五分光面；

所述激光器发射的激光沿着与所述直线垂直的方向射向所述第一分光面，

所述第一分光面的反射率为80％，透射率为20％；

所述第二分光面的反射率为25％，透射率为75％；

所述第三分光面的反射率为34％，透射率为66％；

所述第四分光面的反射率为50％，透射率为50％；

所述第五分光面的反射率为100％，透射率为0。

14.根据权利要求11或12所述的检测晶片基底二维形貌的装置，其特征在于，所述多个分光面的上、下表面分别设有镀模，所述镀膜与所述激光器发射的激光波长相配合。

15.根据权利要求1所述的检测晶片基底二维形貌和温度的装置，其特征在于，还包括第一计算单元和第二计算单元，

所述N个PSD将探测到光斑位置信号输送到所述第一计算单元，所述第一计算单元根据所述各光斑的实时位置信号计算得到晶片基底上任意两个入射点之间在沿所述入射光排列方向即X方向的曲率，和，晶片基底上任意一个入射点在待测基底移动方向即Y方向的曲率，进而得到所述晶片基底的二维形貌，

所述激光接收装置将探测得到的光强信号输送到所述第二计算单元，所述第二计算单元根据所述光强信号计算得到所述晶片基底的实时温度，

根据多次测量得到的所述晶片基底的二维形貌和所述晶片基底的实时温度，得到所述晶片基底的二维形貌和所述晶片基底的实时温度之间的分布关系。