CN117805132A - 光学检测装置和光学检测系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种适用于晶圆检测的光学检测装置和光学检测系统。该光学检测装置包括光源组件、光路系统和光电探测器。光源组件用于照射晶圆的表面并产生信号光。光路系统包括分光组件，用于接收信号光，并将信号光分成至少两个不同波段的光。光电探测器被配置为在不重叠的空间位置同时接收经过光路系统传输的至少两个波段的光，并输出至少两个波段的光对应的电信号。通过光电探测器不重叠的空间位置接收多个不同波段的光，有助于减少使用多个探测器，从而降低检测成本。此外，不需要或者较少的需要复杂的同步系统，因而不会或较少的出现同步造成的误差，从而有助于提高晶圆检测的准确性，进而提高晶圆在生产制造中的质量控制和整个产品的良率。

Description

光学检测装置和光学检测系统

技术领域

本公开涉及半导体检测技术领域，特别地，涉及一种适用于晶圆检测的光学检测装置和光学检测系统。

背景技术

在第三代半导体的制造过程中，即使是微小的杂质也可能对后续晶圆的性能造成极大的影响，而晶圆缺陷检测不仅可以提高晶圆制程的良率，还可以提高晶圆的生产效率。晶圆缺陷检测主要包括外观检测、电子束检测和光学检测三大类。特别地，光学检测由于具有高分辨率、适用范围广等优点，因此受到广泛关注。

然而，由于光学检测需要购买和维护高精度的探测器、光学元件等设备，同时需要专业的技术人员操作和维护，因此成本相对较高。

发明内容

有鉴于此，本公开提供一种适用于检测晶圆的光学检测装置和光学检测系统，旨在降低光学检测晶圆设备操作难度大及成本高等问题。

第一方面，本公开提供一种适用于晶圆检测的光学检测装置。该检测装置包括：光源组件、光路系统和光电探测器。光源组件用于照射晶圆的表面并产生信号光。光路系统包括分光组件，用于接收信号光，并将信号光分成至少两个不同波段的光。光电探测器被配置为在不重叠的空间位置接收经过光路系统传输的至少两个不同波段的光，并输出至少两个不同波段的光对应的电信号。

作为一种可能的实现方式，分光组件还包括离散型分束组件。

作为一种可能的实现方式，离散型分束组件包括二向分束器。

作为一种可能的实现方式，光路系统还包括透镜组件和滤波组件。信号光先后经过二向分束器、透镜组件和滤波组件，或者信号光先后经过二向分束器、滤波组件和透镜组件，最后进入光电探测器。透镜组件位于二向分束器前、滤波组件后或光电探测器前中至少一个位置。

作为一种可能的实现方式，光路系统还包括光路调整模块。信号光先后经过二向分束器和滤波组件，最后进入光电探测器。光路调整模块位于二向分束器后、滤波组件后、透镜组件前、透镜组件后或光电探测器前中至少一个位置。透镜组件位于二向分束器前、滤波组件后、光路调整模块前、光路调整模块后或光电探测器前中至少一个位置。

作为一种可能的实现方式，光路系统还包括透镜组件和滤波组件。信号光先后经过二向分束器、透镜组件和滤波组件，最后进入光电探测器。透镜组件位于离散型分束组件前、滤波组件后或光电探测器前中至少一个位置。

作为一种可能的实现方式，光路系统还包括光路调整模块，设置在所述分光组件之后的光路传播路径上，用于调整经过所述分光组件后不同波段光的光路传播路径，使得不同波段的光进入所述光电探测器不重叠的所述空间位置。

作为一种可能的实现方式，光路系统还包括滤波组件和透镜组件。信号光先后经过离散型分束组件和滤波组件，最后进入光电探测器。光路调整模块位于离散型分束组件后、滤波组件后、透镜组件前、透镜组件后或光电探测器前中至少一个位置。透镜组件位于离散型分束组件前、滤波组件后、光路调整模块前、光路调整模块后或光电探测器前中至少一个位置。

作为一种可能的实现方式，不重叠的空间位置包括所述光电探测器的不同像素区域，其中，每个波段的光与所述光电探测器的至少两个像素匹配。

作为一种可能的实现方式，光电探测器包括线阵信号探测器或面阵信号探测器。

第二方面，本公开还提供一种适用于晶圆检测的光学检测系统。该光学检测系统包括上述的光学检测装置。

本公开提供的适用于晶圆检测的光学检测装置和光学检测系统，通过光电探测器不重叠的空间位置可以接收多个不同波段的光，因而有助于减少多个探测器的使用，从而降低检测成本。此外，一个光电探测器可以同时接收不同波段的光，不需要或者较少的需要复杂的硬件和算法的同步系统，也就不会或较少的出现同步造成的误差，因此，这种空间复用的设计有助于提高晶圆检测的准确性，从而有助于提高晶圆在生产制造中的质量控制，进而提升整个产品的良率。

附图说明

应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，不应看作是对范围的限制。

应当理解，在附图中使用相同或相似的附图标记来表示相同或相似的要素。

应当理解，附图仅是示意性的，附图中的要素的尺寸和比例不一定精确。

图1为本公开提供的光学检测装置的示意性结构示意图。

图2为本公开一实施例提供的光学检测装置的结构示意图。

图3为本公开另一实施例提供的光学检测装置的结构示意图。

图4为本公开另一实施例提供的光学检测装置的结构示意图。

图5为本公开另一实施例提供的光学检测装置的结构示意图。

图6为本公开提供的光学检测系统的示意性结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本公开的实施例进行示例性地描述。应当理解，本公开的实现方式可以有多种，不应被解释为局限于这里阐述的实施例，这里阐述的实施例仅是为了更加透彻和清楚地理解本公开。

在第三代半导体的制造过程中，即使是微小的杂质也可能对后续晶圆的性能造成极大的影响，因此，晶圆检测至关重要。目前的晶圆检测主要包括外观检测、电子束检测和光学检测三大类。其中，光学检测主要通过照射光线到晶圆的表面，通过观察光线的信号光等情况判断是否存在缺陷。光学检测不仅可以检测出颗粒、划痕、凹坑等在内的各种表面缺陷，同时还可以观察晶圆的形貌、晶体结构和表面膜层等信息。例如，光学检测中的荧光检测，通过分光检测晶圆的信号光可以同时获得不同的波段下晶圆的图像信息，进而提供更详细、完整的晶圆缺陷图像。

然而，光学检测通常需要购买高精度的检测设备，比如光电探测器等，同时需要专业的技术人员操作和维护，因此成本相对较高。例如，荧光检测中，由于需要同时获得不同波段上产生的图像，因此荧光检测设备中通常需要配置多个探测器。然而，使用多个探测器检测，一方面，检测成本较高：因为光学检测中的探测器具有高灵敏度、高动态范围、高时域带宽、低噪声等特性，所以价格昂贵，多个探测器的使用明显会增加检测成本；另一方面，影响缺陷检测的准确性：因为需要同时获得多个不同波段光对应的图像，而每个波段需要配置一个探测器，而且，多个探测器在时域上需要互相同步，然而复杂的同步系统(包括硬件和算法)不可避免的存在一定的残留同步误差，从而影响对于图像的处理，干扰晶圆检测的准确性，使得无法及时优化生产过程，进而影响晶圆的质量控制，并降低产品的良率。

本公开提供一种光学检测装置1，其适用于晶圆11检测。参考图1，光学检测装置1包括光源组件12、光路系统13和光电探测器14。光源组件12用于照射晶圆11的表面并产生信号光。光路系统13包括分光组件132，用于接收信号光，并将信号光分成至少两个不同波段的光。光电探测器14被配置为在不重叠的空间位置同时接收经过光路系统13传输的至少两个波段的光，并输出至少两个波段的光对应的电信号。

应该理解，检测装置1通过光源组件12照射晶圆11的表面并产生信号光。信号光可以是散射光，也可以是发射光，例如荧光，这里不做具体限定。信号光进入光路系统13后通过分光组件132被分成多个不同波段的光。例如，可以同时被分成紫外波段、可见波段、红外波段或根据需要任意波段。最后，多个不同波段的光可以同时被一个光电探测器中不重叠的空间位置接收，并同时输出多个不同波段的光对应的像素信息。

由于光电探测器不重叠的空间位置可以同时接收多个不同波段的光，因而可以明显减少多个探测器数量的使用，从而有助于降低检测成本。而且，一个光电探测器可以同时接收不同波段的光，不需要或者较少的需要复杂的硬件和算法的同步系统，也就不会或较少的出现同步造成的误差，因此，这种空间复用的设计有助于提高晶圆检测的准确性，从而有助于提高晶圆在生产制造中的质量控制，进而提升整个产品的良率。

需要说明的是，光源组件12可以根据需要选择合适的波长。例如，光源组件12可以为近紫外波段光源，比如汞灯、氙灯、313nm激光器、320nm激光器、350nm激光器、355nm激光器、405nm激光器等。晶圆11的表面通过光源组件12照射后产生的信号光，例如，可以是热致激发产生，也可以是光致激发产生，可以是荧光，也可以是散射光，这里不做具体限定。

参考图2，光路系统23包括分光组件232，用于将信号光分成至少两个不同波段的光并传输。例如，信号光可以被分成三个不同波段的光。

需要说明的是，分光组件232可以包括离散型分束组件232和连续型分束组件。区别在于，离散型分束器232可以用于将入射光分成几个不同的光路，不同的光路对应不同波段的光。而连续型分束组件则是用于将入射光按波长连续地分开至不同角度。根据需要，本公开的分光组件232可以包括离散型分束组件232。也就是说信号光中某个波段的光经过离散型分束组件232后，该波段的光的偏转角度相同，因而，离散型分束组件232可以直接将信号光分成任意多个不同波段的光，比如可以分成三个不同波段的光，可以是近紫外光、可见光、近红外光或根据需要任意波段。此外，离散型分束器232的使用有助于精确控制不同波段光的传输路径，比如可以确保同一波段内的光通过光路系统23后的传输路径大致相同，也可以将入射光导向不同的方向或装置。

继续参考图2(图2的光学检测装置2是图1的光学检测装置1的一种具体实现方式)，光路系统23还包括滤波组件233和透镜组件234。信号光先后经过离散型分束组件232、滤波组件233和透镜组件234，最后进入光电探测器14。透镜组件234可以位于离散型分束组件232前、滤波组件233后或光电探测器前14中至少一个位置。

需要说明的是，滤波组件233用于进一步筛选波段，从而有助于提升分光性能，防止其他波段的干扰，因而可以放在离散型分束组件232后。由于离散型分束组件232的分光性能不高，因而需要滤波组件233对每个特定波段进一步筛选。滤波组件233可以包括各种滤波片，例如带通滤波器、长波通滤波器、短波通滤波器等，这里不做具体限定，只要可以实现波段筛选的功能即可。

通过在离散型分束组件232后设置滤波组件233，有助于提升分光后不同波段的光的光学性能，从而提高光路系统23的信噪比，进而提升光学检测装置检测的准确性。

图3的光学检测装置3是图1的光学检测装置1的另一种具体实现方式，图4的光学检测装置4是图1的光学检测装置1的另一种具体实现方式，以及图5的光学检测装置5是图1的光学检测装置1的另一种具体实现方式。

结合图2至图5，透镜组件234一般包括一个或多个组合而成的透镜组，与物镜231配合组成整套显微成像系统，用于晶圆光学检测。透镜组件234的位置较为灵活，可以同时放置在多个位置。例如，透镜组件3341可以放置在离散型分束组件232前(参考图3至图5)、也可以放置在滤波组件3331、3332和3333后(参考图2至图5)、还可以放置在光电探测器14前(参考图2至图4)，这里不做具体限定。

上文提到的离散型分束组件232包括很多，比如使用较多的二向分束器、三向分束器、带通滤波器、长波通滤波器、短波通滤波器等。特别地，由于二向分束器稳定性高、易于调整等优点，因而应用非常广泛。

参考图3，本公开提供的光学检测装置3中的离散型分束组件3321、3322和3323可以为二向分束器。信号光先后经过二向分束器232、透镜组件3342和滤波组件3331、3332和3333，最后进入光电探测器14。其中，透镜组件3341可以位于二向分束器3321、3322和3323前、滤波组件3331、3332和3333后、或者光电探测器14前中至少一个位置。

继续参考图3，离散型分束组件232可以包括第一二向分束器3321、第二二向分束器3322和第三二向分束器3323。信号光经过第一透镜组件3341后，经过第一二向分束器3321、第二二向分束器3322和第三二向分束器3323后被分成三个不同波段的光，之后经过滤波组件3331、3332和3333和第二透镜组件3342，最后被光电探测器14不重叠的空间位置接收。

这种光路系统33通过使用多个二向分束器，不仅将信号光分成多个不同波段的光，而且精准控制了多个不同波段光的传播路径。也就是说，被分成多个不同波段的光的传播路径每次可以同时进入光电探测器14中不同的空间位置。这种设计，不仅光路简单，而且使用的光学组件较少，有助于进一步降低检测成本，提高检测精度。

具体地，信号光首先经过第一二向分束器3321，被分成两个不同波段的光，其中反射光为第一光波段，透射光进入第二二向分束器3322，被第二二向分束器3322反射的光为第二光波段，再次被透射进入第三二向分束器3323，被第三二向分束器3323反射的光为第三光波段。至此，信号光被第一二向分束器3321、第二二向分束器3322和第三二向分束器3323分成三个不同波段的光，而且三个不同波段的光大致可以同时被光电探测器14不重叠的空间位置接收。

作为一个示例，第一二向分束器3321可以透射410nm及以上的光，而反射410nm及以下的光。此时，小于410nm的第一光波段被反射进入滤波组件3331进一步过滤。而大于410nm的光波段进入第二二向分束器3322。同样地，经过第二二向分束器3322后又被分成两个波段的光。例如，第二二向分束器3322可以透射700nm及以上的光，而反射700nm及以下的光。此时，大于410nm且小于700nm的第二光波段进入滤波组件3332进一步过滤。大于700nm的第三光波段进入第三二向分束器3323后被反射。实际上，进入第三二向分束器3323的光波段只剩下大于700nm，即第三光波段。因此，第三二向分束器3323只需要反射第三光波段即可。由此可知，信号光经过第一二向分束器3321、第二二向分束器3322和第三二向分束器3323之后，分别被分成小于410nm的第一光波段、大于410nm且小于700nm的第二光波段和大于700nm的第三光波段。三个不同波段的光可以分别经过透镜组件和对应波段的滤波组件，即第一光波段先后经过第二透镜组件3342和第一滤波组件3331、第二光波段先后经过第二透镜组件3342和第二滤波组件3332，以及第三光波段先后经过第二透镜组件3342和第三滤波组件3333。最后，三个不同波段的光被光电探测器14不重叠的空间位置接收。

需要说明的是，参考图3，第一二向分束器3321可以倾斜设置，比如倾斜角度46°～75°，根据光的反射定律，以使得反射光的角度相对于入射光偏转92°～150°；第二二向分束器3322可以倾斜设置，比如倾斜角度可以为45°，以使得反射光的角度相对于入射光偏转90°；第三二向分束器3323也可以倾斜设置，倾斜角度小于45°，比如可以为15°～44°，以使得反射光的角度相对于入射光偏转30°～88°。应当理解，倾斜角度指的是相对于入射光的传播方向而言。通过不同倾斜角度设置的一二向分束器3321、第二二向分束器3322和第三二向分束器3323，不仅将信号光分成三个不同波段的光，而且精准控制了三个不同波段光的传播路径，以使得它们大致可以同时被光电探测器14不重叠的空间位置接收。

需要说明的是，不同波段的光需要被对应波段的滤波组件过滤。例如，第一滤波组件3331可以选择短波通滤波器，就可以进一步过滤小于410nm的第一光波段。第二滤波组件3332可以选择带通滤波器，就可以进一步过滤大于410nm且小于700nm的第二光波段。第三滤波组件3333可以选择长波通滤波器，就可以进一步过滤大于700nm的第三光波段。

结合图4和图5，光路系统43还包括光路调整模块435，用于调整经过离散型分束组件232后不同波段光的光路传播路径，以使得不同波段的光可以同时进入光电探测器14不重叠的空间位置。

继续参考图4和图5，光路系统43还可以包括滤波组件4331、4332和4333和透镜组件4341、4342、4343和4344。信号光先后经过第六透镜组件4344、离散型分束组件232、滤波组件4331、4332和4333和透镜组件4341、4342和4343，最后进入光电探测器14。其中，光路调整模块4351和4352可以位于离散型分束组件4321和4322后、滤波组件5331、5332和5333后、透镜组件4341、4342和4343前、透镜组件4344后或光电探测器14前中至少一个位置，用于调整不同波段光的光路能够被光电探测器14不重叠的空间位置接收；透镜组件4344可以位于离散型分束组件4321和4322前、滤波组件4331、4332和4333后、光路调整模块4351和4352前、光路调整模块4351和4352后或光电探测器14前中至少一个位置。

可以理解，由于信号光通过离散型分束组件232后不同波段的光的传播方向可能不能同时被一个光电探测器14接收，比如多个不同波段的光的传播路径相互垂直或相互之间呈放射状，此时不同波段的光只需要经过光路调整模块435的调整就可以确保同时被一个光电探测器不重叠的空间位置接收，从而确保减少使用多个探测器，进而有助于降低检测成本。

需要说明的是，光路调整模块435的种类虽然很多，比如可以调整光路的传播方向、调整光波的相位、调整光波的偏振方向等，这里主要用于调整光路的传播方向。例如，可以使用平面镜、凸面镜、各种透镜等，这里不做具体限定。滤波组件和透镜组件的功能同前文一样，这里不再赘述。

参考图4，信号光经过第四二向分束器4321，被分成两个不同波段的光，反射光经过第一光路调整模块4351，被分成两个不同波段的光，反射光为第四光波段；透射光经过第五二向分束器4322，再次被分成两个不同波段的光；被第五二向分束器4322反射的光波段经过第二光路调整模块4352再次被分成两个不同波段的光，反射光为第五光波段；被第五二向分束器4322透射的光波段继续沿原来传播方向，为第六光波段。至此，信号光被第四二向分束器4321和第五二向分束器4322分成三个不同波段的光，而且通过第一光路调整模块4351和第二光路调整模块4352，使得三个不同波段的光大致可以被光电探测器14不重叠的空间位置接收。三个不同波段光再分别经过对应波段的滤波组件和透镜组件，即：第四光波段先后经过第四滤波组件4331和第三透镜组件4341，第五光波段先后经过第六滤波组件4333和第五透镜组件4343，以及第六光波段先后经过第五滤波组件4332和第四透镜组件4342。最后，三个不同波段的光同时被光电探测器14不重叠的空间位置接收并处理。

通过使用了两个光路调整模块435，使得光路系统43中只需要两个二向分束器就可以实现三个不同波段的光同时被光电探测器14不重叠的空间位置接收。这种设计，可以减少分光组件的使用。

参考图5，信号光经过第十透镜组件5344和第六二向分束器5321，被分成两个不同波段的光，反射光经过第四光路调整模块5352，再次被反射，为第七光波段；透射光传播至第七二向分束器5322，再次被分成两个不同波段的光；被第七二向分束器5322反射的光波段经过第三光路调整模块5351再次被反射，为第八光波段；被第七二向分束器5322透射的光波段继续沿原来传播方向，为第九光波段。至此，信号光被第六二向分束器5321和第七二向分束器5322分成三个不同波段的光。而且通过第三光路调整模块5351和第四光路调整模块5352，使得三个不同波段位置相对分散，减少相互干扰。三个不同波段的光再分别经过对应波段的滤波组件和透镜组件，即：第七光波段先后经过第九滤波组件5333和第九透镜组件5343，第八光波段先后经过第七滤波组件5331和第七透镜组件5341，以及第九光波段先后经过第八滤波组件5332和第八透镜组件5342。

通过光路分析发现，第七光波段、第八光波段和第九光波段由于过于分散，无法同时被光电探测器14不重叠的空间位置接收。此时，它们可以通过光路调整器435调整不同波段的传播路径，以使得可以进入光电探测器14不重叠的空间位置。

这种光路系统53的设计，使得分光后不同波段的光路可以不受探测器感光面大小限制，从而可使用的器件口径更加灵活。

当然，光路调整模块435的位置也可以位于滤波组件前、滤波组件后或是透镜组件前或滤波组件后，只要能够确保多个不同波段的光同时被光电探测器不重叠的空间位置接收即可。

需要说明的是，不重叠的空间位置包括光电探测器14的不同像素区域。也就是说，光电探测器14的不同像素区域对应接收不同波段的光，每个波段的光至少与光电探测器14的至少两个像素匹配，因此可以在不同空间位置同时接收并处理不同波段的光信号。这样的设计，使得每次探测器的采集可以实现一维或二维的晶圆空间位置的区分，而非单点检测。

作为一个示例，光电探测器14的像素1000*3000，可以将不同像素区域分成三个区域，使得每次探测器的采集可以分别接收三个不同波段的光。例如，可以通过光路系统13内不同光学元件的组合和配合使得左侧1000*1000区域用于接收第一光波段，中间1000*1000区域用于接收第二光波段，右侧1000*1000区域用于接收第三光波段。

光电探测器14可以包括线阵信号探测器。每次探测采集可以实现一维的晶圆空间位置的区分，通过多次采集就可以获得一维晶圆空间位置的电信号。例如，线阵信号探测器可以是线阵光电二极管阵列、线阵雪崩光电二极管阵列、线阵光电倍增管阵列等，这里不做具体限定。

光电探测器还可以包括面阵信号探测器。每次探测采集可以实现二维的晶圆空间位置的区分，也就是可以获得二维晶圆空间位置的电信号。例如，面阵信号探测器可以是面阵CMOS相机、面阵CCD相机、面阵TDI相机等，这里不做具体限定。

参考图6，本公开还提供一种适用于检测晶圆的光学检测系统6，包括上述的光学检测装置1至5。当光电探测器64包括线阵信号探测器或面阵信号探测器时，光学检测系统6还包括电信号处理器65，用于识别线阵信号探测器或面阵信号探测器的不同空间位置的电信号，并通过算法输出像素信息。具体的，光学检测系统6包括晶圆11、光源组件12、光路系统63、光电探测器64和电信号处理器65。光路系统63包括离散型分束组件632。

为方便理解，下面再根据三个具体实施方式中的光学检测装置中的检测过程进行描述。

示例性检测装置3

参考检测装置3，包括晶圆11、光源组件12、光路系统33和光电探测器14。光路系统33包括物镜组件231、第一透镜组件3341和第二透镜组件3342、第一二向分束器3321、第二二向分束器3322和第三二向分束器3323、第一滤波组件3331、第二滤波组件3332和第三滤波组件3333。

检测装置3检测过程如下：

光源组件12照射晶圆11，其表面产生信号光，信号光先后经过物镜组件231和第一透镜组件3341之后进入离散型分光组件232。

分光过程：信号光首先经过第一二向分束器3321，被分成两个不同波段的光，其中反射光为第一光波段，透射光进入第二二向分束器3322，被第二二向分束器3322反射的反射光为第二光波段，被透射进入第三二向分束器3323的光波段再次被反射的光为第三光波段。至此，信号光被第一二向分束器3321、第二二向分束器3322和第三二向分束器3323分成三个不同波段的光，而且三个不同波段的光大致可以同时被光电探测器14不重叠的空间位置接收。

之后，三个不同波段的光可以分别经过透镜组件和对应波段的滤波组件，即第一光波段先后经过第二透镜组件3342和第一滤波组件3331、第二光波段先后经过第二透镜组件3342和第二滤波组件3332，以及第三光波段先后经过第二透镜组件3342和第三滤波组件3333。最后，三个不同波段的光被光电探测器14不重叠的空间位置接收。

示例性检测装置4

参考检测装置4，包括晶圆11、光源组件12、光路系统43和光电探测器14。光路系统43包括物镜组件231、第三透镜组件4341、第四透镜组件4342、第五透镜组件4343和第六透镜组件4344、第四二向分束器4321和第五二向分束器4322、第一光路调整模块4351和第二光路调整模块4352以及第四滤波组件4331、第五滤波组件4332和第六滤波组件4333。

检测装置4检测过程如下：

光源组件12照射晶圆11，其表面产生信号光，信号光先后经过物镜组件231和第六透镜组件4344之后进入离散型分光组件。

分光过程：信号光经过第四二向分束器4321，被分成两个不同波段的光，反射光经过第一光路调整模块4351，再次被反射，为第四光波段；透射光传播至第五二向分束器4322，再次被分成两个不同波段的光；被第五二向分束器4322反射的光波段经过第二光路调整模块4352再次被反射，为第五光波段；被第五二向分束器4322透射的光波段继续沿原来传播方向，为第六光波段。至此，信号光被第四二向分束器4321和第五二向分束器4322分成三个不同波段的光，而且通过第一光路调整模块4351和第二光路调整模块4352，使得三个不同波段的光大致可以同时被光电探测器14不重叠的空间位置接收。

之后，三个不同波段光再分别经过对应波段的滤波组件和透镜组件，即：第四光波段先后经过第四滤波组件4331和第三透镜组件4341，第五光波段先后经过第六滤波组件4333和第五透镜组件4343，以及第六光波段先后经过第五滤波组件4332和第四透镜组件4342。最后，三个不同波段的光同时被光电探测器14不重叠的空间位置接收并处理。

示例性检测装置5

参考检测装置5，包括晶圆11、光源组件12、光路系统53和光电探测器14。光路系统53还包括物镜组件231、第七透镜组件5341、第八透镜组件5342、第九透镜组件5343和第十透镜组件5344、第六二向分束器5321和第七二向分束器5322、第三光路调整模块5351、第四光路调整模块5352、第五光路调整模块5353、第六光路模块5354、第七光路调整模块5355和第八光路调整模块5356以及第七滤波组件5331、第八滤波组件5332和第九滤波组件5333。

检测装置5检测过程如下：

光源组件12照射晶圆11，其表面产生信号光，信号光先后经过物镜组件231和第十透镜组件5344之后进入离散型分光组件232。

分光过程：信号光经过第六二向分束器5321，被分成两个不同波段的光，反射光经过第四光路调整模块5352，再次被反射，为第七光波段；透射光传播至第七二向分束器5322，再次被分成两个不同波段的光；被第七二向分束器5322反射的光波段经过第三光路调整模块5351再次被反射，为第八光波段；被第七二向分束器5322透射的光波段继续沿原来传播方向，为第九光波段。至此，信号光被第六二向分束器5321和第七二向分束器5322分成三个不同波段的光。而且通过第四光路调整模块5352和第三光路调整模块5351，使得三个不同波段位置相对分散。三个不同波段的光再分别经过对应波段的滤波组件和透镜组件，即：第七光波段先后经过第九滤波组件5333和第九透镜组件5343，第七光波段先后经过第七滤波组件5331和第七透镜组件5341，以及第九光波段先后经过第八滤波组件5332和第八透镜组件5342。

之后，通过光路分析发现，第七光波段、第八光波段和第九光波段由于过于分散，无法同时被光电探测器14不重叠的空间位置接收。此时，第七光波段可以先后经过第七光路调整模块5355和第八光路调整模块5356，即被两次反射，第八光波段可以经过第五光路调整模块5353和第六光路模块5354，即被两次反射，使得第七光波段、第八光波段和第九光波段大致可以同时被光电探测器14不重叠的空间位置接收。

应当理解，虽然术语“第一”、“第二”或“第三”等可能在本公开中用来描述各种元素(如第一光波段、第二光波段，第一二向分束器、第二二向分束器等)，但这些元素不被这些术语所设有，这些术语只是用来将一个元素与另一个元素区分开。

这里参考示意图来描述本发明的实施例，这些示意图是本发明的理想化实施例(和内部结构)的示意图。举例来说，由制造技术和/或公差引起的插图形状的变化是可以被预期到的。因此，本发明的实施例不应被解释为限于此处示出的区域的特定形状，而是包括由例如制造引起的形状偏差。

应当理解，术语空间位置旨在概括除附图所示取向之外在使用或操作中器件的不同取向。

如此处所用的，除非上下文另有明确表述，否则单数形式也旨在包括复数形式。还应当理解，当在本说明书中所用时，术语“包括”指定所述特征、系统、元件和/或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、系统、元件、组件和/或其组合。

以上，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种光学检测装置，适用于晶圆检测，其特征在于，包括：

光源组件，用于照射所述晶圆的表面并产生信号光；

光路系统，包括分光组件，用于接收所述信号光，并将所述信号光分成至少两个不同波段的光；

光电探测器，被配置为在不重叠的空间位置接收经过所述光路系统传输的至少两个不同波段的光，并输出所述至少两个不同波段的光对应的电信号。

2.根据权利要求1所述的光学检测装置，所述分光组件包括离散型分束组件。

3.根据权利要求2所述的光学检测装置，所述离散型分束组件包括二向分束器。

4.根据权利要求3所述的光学检测装置，所述光路系统还包括：透镜组件和滤波组件，所述信号光先后经过所述二向分束器、所述透镜组件和所述滤波组件，或者所述信号光先后经过所述二向分束器、所述滤波组件和所述透镜组件，最后进入所述光电探测器，其中，所述透镜组件位于所述二向分束器前、所述滤波组件后或所述光电探测器前中至少一个位置。

5.根据权利要求4所述的光学检测装置，所述光路系统还包括光路调整模块，所述信号光先后经过所述二向分束器和所述滤波组件，最后进入所述光电探测器；其中，所述光路调整模块位于所述二向分束器后、所述滤波组件后、所述透镜组件前、所述透镜组件后或所述光电探测器前中至少一个位置；所述透镜组件位于所述二向分束器前、所述滤波组件后、所述光路调整模块前、所述光路调整模块后或所述光电探测器前中至少一个位置。

6.根据权利要求2所述的光学检测装置，所述光路系统还包括：透镜组件和滤波组件；所述信号光先后经过所述离散型分束组件、所述透镜组件和所述滤波组件，最后进入所述光电探测器，其中，所述透镜组件位于所述离散型分束组件前、所述滤波组件后或所述光电探测器前中至少一个位置。

7.根据权利要求2所述的光学检测装置，所述光路系统还包括：光路调整模块，设置在所述分光组件之后的光路传播路径上，用于调整经过所述分光组件后不同波段光的光路传播路径，使得不同波段的光进入所述光电探测器不重叠的所述空间位置。

8.根据权利要求7所述的光学检测装置，所述光路系统还包括：滤波组件和透镜组件；所述信号光先后经过所述离散型分束组件和所述滤波组件，最后进入所述光电探测器；其中，所述光路调整模块位于所述离散型分束组件后、所述滤波组件后、所述透镜组件前、所述透镜组件后或所述光电探测器前中至少一个位置；所述透镜组件位于所述离散型分束组件前、所述滤波组件后、所述光路调整模块前、所述光路调整模块后或所述光电探测器前中至少一个位置。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的光学检测装置，所述不重叠的空间位置包括所述光电探测器的不同像素区域，其中，每个波段的光与所述光电探测器的至少两个像素匹配。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的光学检测装置，所述光电探测器包括线阵信号探测器或面阵信号探测器。

11.一种光学检测系统，适用于晶圆检测，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的光学检测装置。