CN105698845A - 一种单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单透镜型自动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。该单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置在光束入射至晶片基底之前，将透镜设置于分光平片之后，而在形成第二种反射光束之后，将透镜设置于分光平片之前，这样，只需要应用一个透镜即可，无需选用两个透镜，或者，在选用激光器和探测器时，无需它们自身集成有透镜，使得检测晶片基底二维形貌的装置的成本降低。

Description

一种单透镜型自动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，特别涉及一种单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置。

背景技术

参见附图2，申请号为201410188236.2的发明专利申请公开了一种自动实时快速检测晶片基底二维形貌的装置，其在实施例二中记载的技术方案是，N束激光经过第一分光元件4反射后入射到第二分光元件14，经过第二分光元件14后形成入射光，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，入射光被基底反射后形成N束第一种反射光束，各第一种反射光束经过第二分光元件14和第一分光元件4后，入射到与N束激光相对应的PSD1上，形成N个光斑。温度测量装置包括激光发射装置，第三分光元件17，激光接收装置，激光发射装置发出的第一平行光经过第三分光元件17透射后，又经过第二分光元件14透射后，射向晶片基底并被基底反射后形成第二种反射光束，第二种反射光束经过第二分光元件14透射后，又经过第三分光元件17反射后形成第二平行光束，第二平行光束被激光接收装置接收。该单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置借助第二分光元件14的和光作用增设了上述各元件之后，除能够单透镜型检测晶片外延生长薄膜基底二维形貌之外，还能够用于单透镜型检测晶片外延生长薄膜基底的温度，从而得到晶片外延生长过程中不同温度下的基底二维形貌，为寻找基底的形貌与基底的温度分布关系提供数据。

但是，该实施例提供的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置通过第二分光元件14集成温度测量装置需要应用两个透镜，即设置于激光发射装置上，用于将激光器发射的发散光折射为第一平行光束的第一透镜16，和设置在激光接收装置上，用于将第二平行光束折射为汇聚光从而被激光接收装置接收的第二透镜18，从而，该实施例提供的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置成本较高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种只选用单一的透镜即可检测晶片外延生长薄膜基底的温度的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置。

单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置，包括第一运算模块、第二运算模块和分析模块，

所述第一运算模块根据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，

所述第二运算模块根据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，

其中，N为3以上的自然数，所述N个光斑是由N束激光沿晶片基底径向即X方向入射到晶片基底后又分别反射到与所述入射光一一对应的PSD上形成的，

所述分析模块根据各所述C_X、C_Y的计算结果，得到基底的二维形貌；

还包括单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置、第二分光元件、和检测晶片基底温度的装置，

所述单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置包括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束激光经过第一分光元件反射后入射到第二分光元件，经过所述第二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二分光元件和所述第一分光元件后，入射到与所述N束激光相对应的PSD上，形成N个光斑；

所述检测晶片基底温度的装置包括激光器、探测器、分光平片和透镜，

所述激光器发出的经过所述分光平片透射后，又经过所述透镜折射形成平行光束，所述平行光束经过所述第二分光元件射向晶片基底并被所述基底反射后形成第二种反射光束，所述第二种反射光束依次经过所述第二分光元件透射、所述透镜折射后形成汇聚光，又经过所述分光平片反射后进一步汇聚，最终被所述探测器接收。

本发明提供的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置借助第二分光元件的和光作用增设了上述各元件之后，除能够单透镜型检测晶片外延生长薄膜基底二维形貌之外，还能够用于单透镜型检测晶片外延生长薄膜基底的温度，从而得到晶片外延生长过程中不同温度下的基底二维形貌，为寻找基底的形貌与基底的温度分布关系提供数据。同时，该单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置在光束入射至晶片基底之前，将透镜设置于分光平片之后，而在形成第二种反射光束之后，将透镜设置于分光平片之前，这样，只需要应用一个透镜即可，无需选用两个透镜，或者，在选用激光器和探测器时，无需它们自身集成有透镜，使得检测晶片基底二维形貌的装置的成本降低。

附图说明

图1为本发明实施例提供的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置各模块之间的关系示意图；

图2申请号为201410188236.2的发明专利申请在实施例二公开的一种自动实时快速检测晶片基底二维形貌的装置的光路示意图；

图3为本发明实施例一提供的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置的光路示意图；

图4为本发明实施例二提供的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置的光路示意图；

图5为本发明实施例二提供的单透镜型自动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光路示意图；

图6为本发明实施例三提供的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置当通光孔内设置的反射镜使得光路翻转90°时的光路示意图。

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。

参见附图1，本发明提供的自动实时快速检测晶片基底二维形貌的装置包括第一运算模块、第二运算模块和分析模块，

第一运算模块根据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，

第二运算模块根据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，

其中，N为3以上的自然数，N个光斑是由N束激光沿晶片基底径向即X方向入射到晶片基底后又分别反射到与入射光一一对应的PSD上形成的，

分析模块根据各C_X、C_Y的计算结果，得到基底的二维形貌。

其中，该自动实时快速检测晶片基底二维形貌的装置还可以包括数据采集模块，数据采集模块用于采集各光斑的横坐标，并将各光斑的横坐标输送到第一运算模块和第二运算模块。从而，个光斑的横坐标无需人工输入，使得本发明提供的自动实时快速检测晶片基底二维形貌的装置自动化程度更高。

其中，本发明提供的自动实时快速检测晶片基底二维形貌的装置还包括数据采集模块，数据采集模块用于采集各光斑的横、纵坐标，并将各光斑的横坐标和纵坐标分别输送到第一运算模块和第二运算模块。由于该数据采集模块的引入，各光斑的横坐标可以自动输送到第一运算模块和第二运算模块，避免了人工输入，自动化程度更高且准确率更高。

实施例一

为了便于理解，附图3仅给出了其中一个光斑的光路图。

本发明提供的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置，包括单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置、第二分光元件、和检测晶片基底温度的装置。

单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置包括N个PSD，N束激光和第一分光元件，N束激光沿直线排布，其中，N为3以上的自然数，N个PSD与N束激光一一对应，N束激光经过第一分光元件反射后入射到第二分光元件，经过第二分光元件后形成入射光，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，入射光被基底反射后形成N束第一种反射光束，各第一种反射光束经过第二分光元件和第一分光元件后，入射到与N束激光相对应的PSD上，形成N个光斑；

检测晶片基底温度的装置包括激光器、探测器、分光平片和透镜，激光器发出的经过分光平片透射后，又经过透镜折射形成平行光束，平行光束经过第二分光元件射向晶片基底并被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元件透射、透镜折射后形成汇聚光，又经过分光平片反射后进一步汇聚，最终被探测器接收。

本发明提供的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置借助第二分光元件14的和光作用增设了上述各元件之后，除能够单透镜型检测晶片外延生长薄膜基底二维形貌之外，还能够用于单透镜型检测晶片外延生长薄膜基底的温度，从而得到晶片外延生长过程中不同温度下的基底二维形貌，为寻找基底的形貌与基底的温度分布关系提供数据。同时，该单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置在光束入射至晶片基底之前，将透镜设置于分光平片之后，而在形成第二种反射光束之后，将透镜设置于分光平片之前，这样，只需要应用一个透镜即可，无需选用两个透镜，或者，在选用激光器和探测器时，无需它们自身集成有透镜，使得单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置的成本降低。

其中，激光器发射出的发射光在到达透镜时的行程为透镜的焦距；第二种反射光经过透镜折射并经过分光平片反射后，汇聚至探测器的接收光纤时的总行程为透镜的焦距。根据光线传播的几何关系，只有满足了这一条件，才能保证发射光在经过改透镜后成为平行光，第二种反射光最终到达探测器的接收光纤时汇聚至一点，使得该单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置的检测结果更加准确。

其中，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15的芯径时，接收光纤19能够保证第二种反射光束能够完全被接收光纤接收，从而，系统稳定性更好。

其中，作为N束激光的第一种实现方式，N束激光由N个第一种激光器射出，N个第一种激光器构成的激光器阵列。

其中，N为5以上的自然数，当N为5以上的自然数时，可以形成的光斑的数量也增大。

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。

本发明提供的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置采用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，本发明实施例一提供的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置还可以包括第一计算单元，N个PSD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。

此外，

第一分光元件4的分光比是50％透射率和50％反射率。在本发明实施例一～二提供的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置中，经过第一分光元件4得到的反射光是用于入射到基底的光，而经过第一分光元件4的透射光是用于投射到PSD1上的光，对第一分光元件4而言，反射和透射作用同样重要，因此，第一分光元件4需要设计成50％透射率和50％反射率。

第二分光元件14的分光比是92％透射率和8％反射率。在本发明实施例二中，第二分光元件是作为将单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置与检测晶片外延生长薄膜基底温度的装置结合的媒介，在检测晶片外延生长薄膜基底温度时，只有入射到基底的光线足够强，才能有利于采集基底的黑体热辐射值P_b(λ，T)和基底的热辐射强度L(λ，T)，从而检测到晶片外延生长薄膜基底温度。因此，第二分光元件14需要设计成92％透射率和8％反射率。

分光平片27的分光比是50％透射率和50％反射率。在本发明实施例二中，分光平片27首先用于透射第一平行光束后形成用于检测晶片外延生长薄膜基底温度的入射光，还用于反射第二种反射光后形成能够被接收光纤19接收的第二平行光束，对分光平片27而言，反射和透射的作用同样重要，因此，第三分光元件17需要设计成50％透射率和50％反射率。

其中，N束激光波长选自405nm、532nm、633nm和650nm、780nm、980nm的所有常见半导体激光器的波长中的任一，由于这些波长对应的光大都是可见光，因此，对激光器的调试更加方便，由于激光器发出的光是可见光，最终投射到PSD1上形成的光斑也与该可见光的波长相同，即，此时比较容易寻找光斑的位置，从而使检测晶片外延生长薄膜基底二维形貌更加容易。

更多地，本发明实施例一提供的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度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。

探测器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4，本发明实施例二提供的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置与本发明实施例一的区别在于，N束激光由一个附图5所示的多路激光发射装置发出。应用在本发明提供的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置中的多路激光发射装置包括多路分光棱镜26和激光器25，多路分光棱镜26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25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25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25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26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25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20，第二分光面21，第三分光面22、第四分光面23和第五分光面24。激光器25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20，第一分光面20的反射率为80％，透射率为20％，则，经过通过该第一分光面20的出射光的光强的理论值为激光器25原始光强的1×20％＝20％；第二分光面21的反射率为25％，透射率为75％，经过第二分光面21的出射光的光强的理论值为激光器25原始光强的1×80％×25％＝20％；经过第二分光面21的透射光的光强的理论值为激光器25原始光强的1×80％×75％＝60％；第三分光面22的反射率为34％，透射率为66％，经过第三分光面22的出射光的光强的理论值为激光器25原始光强的60％×34％的20.4％，经过第三分光面22的透射光的光强的理论值为激光器25原始光强的60％×66％＝39.6％；第四分光面23的反射率为50％，透射率为50％，经过第四分光面23的出射光的光强的理论值为激光器25原始光强的39.6％×50％＝19.8％，经过第四分光面23的透射光的光强的理论值为激光器25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24的出射光的光强的理论值为激光器25原始光强的19.8％。由此可见，经过该第一分光面20、第二分光面21、第三分光面22、第四分光面23和第五分光面24的出射光的光强分别为激光器25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，可以认为经过该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25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25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单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置，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20的出射光是经过该第一分光面20透射得到的，经过第二分光面21的出射光是经过第一分光面20反射和第二分光面21反射得到的，经过第三分光面22的出射光是经过第一分光面20反射、第二分光面21透射和第三分光面22反射得到的，经过第四分光面23的出射光是经过第一分光面20反射、第二分光面21透射、第三分光面22透射和第四分光面23反射得到的，经过第五分光面24的出射光是经过第一分光面20反射、第二分光面21透射、第三分光面22透射、第四分光面23透射和第五分光面24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25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。

实施例三

本发明实施例三提供的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置与本发明实施例一和实施例二的区别在于，本发明实施例三提供的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置还可以包括通光装置，通光装置设置在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N束激光一一对应，通光孔间隔地设有反射镜11，用于使对应经过的光束方向翻转90°，从而使对应的PSD转到另一方向，节省摆放空间。

为了便于理解，附图6仅给出了其中一个光斑的光路图。

参见附图6，由激光器阵列中各第一种激光器3发出的光束经过第一分光元件4反射后入射到反射镜11，经过反射镜11反射后形成入射光，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，入射光被基底反射后形成N束第一种反射光束，各第一种反射光束经过反射镜11反射后，又经过第一分光元件4透射后，入射到与各第一种激光器3相对应的PSD1上，形成N个光斑。

本实施例中，反射镜11能够起到改变光路的作用，能够使本发明实施例二提供的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置的结构更加紧凑。

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 (10)

1.一种单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置，包括第一运算模块、第二运算模块和分析模块，

所述第一运算模块根据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，

所述第二运算模块根据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，

其中，N为3以上的自然数，所述N个光斑是由N束激光沿晶片基底径向即X方向入射到晶片基底后又分别反射到与所述入射光一一对应的PSD上形成的，

所述分析模块根据各所述C_X、C_Y的计算结果，得到基底的二维形貌；

其特征在于，

还包括单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置、第二分光元件、和检测晶片基底温度的装置，

所述单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置包括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束激光经过第一分光元件反射后入射到第二分光元件，经过所述第二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二分光元件和所述第一分光元件后，入射到与所述N束激光相对应的PSD上，形成N个光斑；

所述检测晶片基底温度的装置包括激光器、探测器、分光平片和透镜，

所述激光器发出的经过所述分光平片透射后，又经过所述透镜折射形成平行光束，所述平行光束经过所述第二分光元件射向晶片基底并被所述基底反射后形成第二种反射光束，所述第二种反射光束依次经过所述第二分光元件透射、所述透镜折射后形成汇聚光，又经过所述分光平片反射后进一步汇聚，最终被所述探测器接收。

2.根据权利要求1所述的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置，其特征在于，所述N束激光由N个第一种激光器射出，所述N个第一种激光器构成的激光器阵列。

3.根据权利要求1所述的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置，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。

4.根据权利要求3所述的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置，其特征在于，所述激光器内部增设反馈电路。

5.根据权利要求3或4所述的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置，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。

6.根据权利要求3或4所述的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置，其特征在于，所述多个分光面的上、下表面分别设有增透模，所述增透膜与所述激光器发射的激光波长相配合。

7.根据权利要求1所述的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置，其特征在于，还包括数据采集模块，所述数据采集模块用于采集所述各光斑的坐标，并将所述各光斑的坐标输送到所述第一运算模块和第二运算模块。

8.根据权利要求1所述的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置，其特征在于，所述N束激光的波长选自405nm、532nm、633nm和650nm、780nm、980nm的所有常见半导体激光器的波长中的任一。

9.根据权利要求1所述的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置，其特征在于，还包括通光装置，所述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，所述通光装置上设有N个通光孔，所述N个通光孔与所述N束激光一一对应，所述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°。

10.根据权利要求1所述的单透镜型自动检测晶片基底二维形貌和温度的装置，其特征在于，还包括第三运算模块，

所述激光接收装置将探测得到的光强信号输送到所述第三运算模块，所述第三运算模块根据所述光强信号计算得到所述晶片基底的实时温度。