TWI616653B

TWI616653B - 光學檢測裝置及其檢測方法

Info

Publication number: TWI616653B
Application number: TW105136804A
Authority: TW
Inventors: 寶華牛; 蘇紘儀; 莊榮祥
Original assignee: 台灣積體電路製造股份有限公司
Priority date: 2016-11-11
Filing date: 2016-11-11
Publication date: 2018-03-01
Also published as: TW201818063A

Abstract

一種光學檢測裝置，包括光源、光束引導結構、第一光偵測器以及處理器。光源用以發出波長介於200奈米至300奈米的激發光束。光束引導結構引導激發光束而照射在樣品的薄化區域上以使薄化區域反射激發光束，且光束引導結構適於接收被薄化區域反射的激發光束。光束引導結構用以引導被薄化區域反射的激發光束至第一光偵測器，且第一光偵測器接收被薄化區域反射的激發光束以產生第一檢測訊號。處理器電耦接第一光偵測器以處理第一檢測訊號。另外，一種光學檢測方法亦被提出。

Description

光學檢測裝置及其檢測方法

本發明是有關於一種檢測裝置，且特別是有關於一種光學檢測裝置及其檢測方法。

為了提高半導體製程的良率，需獨立地進行產品測試。例如，可利用雷射掃描顯微鏡（laser scanning microscope，LSM）等光學掃描顯微鏡搭配使用固態浸沒式透鏡（solid immersion lens，SIL）來對半導體元件的待檢測區域進行影像擷取，以判斷半導體元件的製造品質。一般而言，光學掃描顯微鏡會採用具可見光波長或紅外光波長的檢測光束來對半導體元件的待檢測區域進行檢測。然而，隨著積體電路體積的縮減，採用上述檢測光束進行檢測的光學掃描顯微鏡其解析度越來越不適於檢測現今主流尺度的積體電路。舉例而言，現今主流尺度的積體電路其線寬約為10奈米至50奈米，但採用可見光波長以及採用紅外光波長的檢測光束的光學掃描顯微鏡其解析度極限分別約為100奈米以及180奈米，明顯難以滿足當今半導體元件的檢測需求。

一種光學檢測裝置，適於對樣品進行檢測，且此樣品具有薄化區域。光學檢測裝置包括光源、光束引導結構、第一光偵測器以及處理器。光源用以發出波長介於200奈米至300奈米的激發光束。光束引導結構配置於激發光束的傳遞路徑上。光束引導結構引導激發光束而照射在薄化區域上以使薄化區域反射激發光束，且光束引導結構適於接收被薄化區域反射的激發光束。第一光偵測器配置於被薄化區域反射的激發光束的傳遞路徑上。光束引導結構用以引導被薄化區域反射的激發光束至第一光偵測器，且第一光偵測器接收被薄化區域反射的激發光束以產生第一檢測訊號。處理器電耦接第一光偵測器以處理第一檢測訊號。

一種光學檢測裝置，適於對樣品進行檢測，且此樣品具有薄化區域。光學檢測裝置包括光源、光束引導結構、第一光偵測器、第二光偵測器以及處理器。光源用以發出波長介於200奈米至300奈米的激發光束。光束引導結構配置於激發光束的傳遞路徑上。光束引導結構引導激發光束而照射在薄化區域上以使薄化區域反射激發光束而形成影像光束，且使激發光束激發樣品而產生二次光線。光束引導結構適於接收影像光束以及二次光線。第一光偵測器配置於影像光束的傳遞路徑上。光束引導結構用以引導影像光束至第一光偵測器，且第一光偵測器接收影像光束以產生第一檢測訊號。第二光偵測器配置於二次光線的傳遞路徑上。光束引導結構用以引導二次光線至第二光偵測器，且第二光偵測器接收二次光線以產生第二檢測訊號。處理器電耦接第一光偵測器以及第二光偵測器以處理第一檢測訊號以及第二檢測訊號。

一種光學檢測方法，適於對樣品進行檢測，且此樣品具有薄化區域。光學檢測方法包括：發出波長介於200奈米至300奈米的激發光束；藉由光束引導結構引導激發光束而照射在薄化區域上以使薄化區域反射激發光束；藉由光束引導結構引導被薄化區域反射的激發光束至第一光偵測器以接收被薄化區域反射的激發光束以產生第一檢測訊號；以及處理第一檢測訊號。

以下揭露內容提供用於實施所提供標的物的不同特徵的許多不同實施例或實例。下文描述組件以及配置的特定實例以簡化本發明。當然，此等組件以及配置僅僅為實例且不意欲為限制性的。舉例而言，在以下描述中，第一特徵在第二特徵上方或上的形成可包含第一特徵以及第二特徵直接接觸地形成的實施例，且還可包含額外特徵可在第一特徵與第二特徵之間形成使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本發明可在各種實例中重複圖式元件符號以及/或字母。此重複是出於簡化以及清楚的目的，且本身並不指示所論述的各種實施例以及/或組態之間的關係。

另外，為易於描述，本文中可使用諸如「在...之下」、「在...下方」、「下部」、「在...上方」、「上部」以及其類似者的空間相對術語，以描述如諸圖中所說明的一個元件或特徵相對於另一元件或特徵的關係。除了諸圖中所描繪的定向之外，空間相對術語意欲涵蓋裝置在使用或操作中的不同定向。設備可以其他方式定向（旋轉90度或處於其他定向），且本文中所使用的空間相對描述詞同樣可相應地進行解釋。

圖1繪示本發明一實施例光學檢測裝置的光路示意圖。請參考圖1，在本實施例中，光學檢測裝置100包括光源110、光束引導結構120、第一光偵測器130以及處理器140。光源110用以發出波長介於200奈米至300奈米的激發光束EB，且光束引導結構120配置於激發光束EB的傳遞路徑上。具體而言，光學檢測裝置100適於對樣品50進行檢測。光束引導結構120用以引導激發光束EB至樣品50，且光束引導結構120亦用以引導被樣品50反射的激發光束EB至第一光偵測器130。另外，處理器140電耦接第一光偵測器130以處理來自第一光偵測器130關於激發光束EB的檢測訊號以實現對樣品50的檢測。在本實施例中，光學檢測裝置100例如是但不限制為一種雷射掃描顯微鏡（laser scanning microscope，LSM），而適於擷取樣品50的影像。光源110例如是雷射光源，且激發光束EB例如是但不限制為連續式雷射（Continuous wave laser，簡稱CW laser）光束或脈衝式雷射（Pulsed laser）光束。在一些實施例中，激發光束EB的波長範圍並不限於上述的波長範圍，激發光束EB的波長範圍可以例如是其他的紫外光波長範圍或者是其他波長範圍。

圖2繪示圖1具有薄化區域的樣品的示意圖。請參考圖2，在本實施例中，樣品50的背面52面對激發光束EB，且光束引導結構120引導的激發光束EB由背面52來對樣品50進行掃描，以擷取例如是關於待檢測的樣品結構54的影像。詳細而言，樣品50例如是但不限制為半導體封裝或其他種類的半導體元件，且待檢測的樣品結構54例如是但不限制為半導體結構。為了提高所擷取影像的解析度，需利用較短波長的激發光束EB來對樣品50進行掃描。然而，倘若樣品50為對於較短波長之激發光束EB具有較高的吸收率的半導體元件，則較短波長之激發光束EB會因樣品50的厚度過厚而難以穿透樣品50。因此，在本實施例中，樣品50可以例如是具有經厚度縮減後的薄化區域50a，且薄化區域50a例如是位於樣品50的背面52。樣品50的薄化區域50a經厚度縮減後的厚度可使較短波長的激發光束EB易於穿透樣品50而有效地進行檢測。詳細而言，樣品50的薄化區域50a可例如是透過研磨的方式來進行厚度縮減，樣品50的薄化區域50a經厚度縮減後厚度T2會小於樣品50的初始厚度T1。舉例而言，樣品50的初始厚度T1可以例如是5微米，而樣品50經厚度縮減後厚度T2例如是小於1微米，例如小於500奈米，本發明並不以此為限。

請繼續參考圖1並同時參考圖2，在本實施例中，光束引導結構120引導激發光束EB照射在樣品50的薄化區域上50a以使薄化區域50a反射激發光束EB。具體而言，光束引導結構120包括掃描式反射器121、偏振分光元件122、相位延遲元件123、透鏡126以及透鏡129。光源110發出的激發光束EB例如是具有線偏振方向，且此線偏振方向與激發光束EB的行進方向垂直。激發光束EB通過透鏡126後傳遞至掃描式反射器121。掃描式反射器121例如是但不限制為掃描式反射鏡（scanning mirror），而可以將激發光束EB反射，並且藉由轉動而調整其反射面，藉以調整激發光束EB的反射方向。詳細而言，在本實施例中，掃描式反射器121用以調整激發光束EB傳遞至樣品50的薄化區域50a上的位置。另外，舉例而言，掃描式反射器121例如是振鏡掃描式反射鏡（Galvanometric scanning mirror，GSM），而可以沿著一軸向轉動而調整其反射面，然而本發明並不以此為限。

在本實施例中，激發光束EB經由掃描式反射器121反射而依序通過偏振分光元件122以及相位延遲元件123。具體而言，偏振分光元件122例如是偏振分光稜鏡（Polarization beam splitter，PBS），而可以使具有一特定偏振方向的光束通過，並使具有另一特定偏振方向的光束反射。舉例而言，偏振分光元件122例如是但不限制為可以使P偏振光通過，並使S偏振光反射。另外，相位延遲元件123例如是但不限制為四分之一波片（Quarter wave plate，QWP）。當激發光束EB通過相位延遲元件123時，激發光束EB會產生四分之一波長的相位延遲量。在本實施例中，偏振分光元件122可以使具有上述線偏振方向的激發光束EB通過。當通過偏振分光元件122的激發光束EB通過相位延遲元件123後，激發光束EB會例如是具有圓偏振態。

在本實施例中，激發光束EB依序通過偏振分光元件122以及相位延遲元件123後通過透鏡129以及固態浸沒式透鏡SIL而傳遞至樣品50。激發光束EB照射在樣品50的薄化區域50a上以使薄化區域50a反射激發光束EB而形成影像光束IB。詳細而言，固態浸沒式透鏡SIL可靠合於樣品50的薄化區域50a的平整表面，而使光學檢測裝置100準確地對樣品50進行檢測。在本實施例中，光束引導結構120適於接收影像光束IB（即被薄化區域50a反射的激發光束EB），且光束引導結構120用以引導影像光束IB至第一光偵測器130。具體而言，影像光束IB由樣品50的薄化區域50a發出後具有相同或類似於激發光束EB的偏振態。影像光束IB會通過相位延遲元件123並傳遞至偏振分光元件122。此時，相位延遲元件123使影像光束IB產生相位延遲，例如是產生四分之一波長的相位延遲量，而使得影像光束IB由圓偏振態轉換為線偏振態，且影像光束IB的線偏振方向與光源110發出的激發光束EB的線偏振方向垂直。在本實施例中，第一光偵測器130配置於影像光束IB的傳遞路徑上。當影像光束IB傳遞至偏振分光元件122後，偏振分光元件122使激發光束EB反射而傳遞至第一光偵測器130。

在本實施例中，照射在樣品50的薄化區域50a的激發光束EB還會激發樣品50而產生二次光線SR。具體而言，二次光線SR例如是激發光束EB經由光致發光（Photoluminescence）而產生的二次光線SR，且二次光線SR的波長範圍可以例如是可見光或紅外光的波長範圍。相較而言，影像光束IB的波長範圍例如是相同於激發光束EB的波長範圍。在本實施例中，光學檢測裝置100更包括第二光偵測器150，配置於二次光線SR的傳遞路徑上，且光束引導結構120也用以引導二次光線SR至第二光偵測器150。

在本實施例中，光束引導結構120更包括第一波長選擇元件124以及第二波長選擇元件125。第一波長選擇元件124配置於影像光束IB的傳遞路徑上也配置於二次光線SR的傳遞路徑上。第二波長選擇元件125配置於掃描式反射器121與光源110之間，且第一波長選擇元件124配置於第一光偵測器130與第二波長選擇元件125之間。具體而言，第一波長選擇元件124以及第二波長選擇元件125例如是二色性元件（dichroic member），而可以反射特定波段的光束而允許其他波段的光束穿透，或者是允許特定波段的光束穿透而反射其他波段的光束。在本實施例中，二次光線SR通過相位延遲元件123而傳遞至偏振分光元件122。經由光致發光產生的二次光線SR在通過相位延遲元件123後，其包括具有一特定偏振方向而可被偏振分光元件122反射的第一部分，即二次光線SR1，以及包括具有另一特定偏振方向而可通過偏振分光元件122的第二部分，即二次光線SR2。具體而言，通過相位延遲元件123的二次光線SR的一部分（例如是二次光線SR1）在偏振分光元件122上發生反射而二次光線SR的其餘部分（例如是二次光線SR2）通過偏振分光元件122。

在本實施例中，第一波長選擇元件124例如是可以反射紫外光波長範圍而允許其他波段的光束穿透。具體而言，反射的二次光線SR，即二次光線SR1，通過第一波長選擇元件124而傳遞至第二光偵測器150。另外，影像光束IB（即被反射的激發光束EB）適於在第一波長選擇元件124上發生反射而傳遞至第一光偵測器130。此外，影像光束IB以及二次光線SR1可以分別透過透鏡127以及透鏡128而調整其光束大小或是其他光學性質，以利於第一光偵測器130以及第二光偵測器150的接收。

此外，在本實施例中，第二波長選擇元件125例如是可以反射紅外光或可見光波長範圍而允許其他波段的光束穿透。因此，光源110發出的激發光束EB適於通過第二波長選擇元件125而傳遞至掃描式反射器121，而通過偏振分光元件122的二次光線SR，即二次光線SR2，會在第二波長選擇元件125上發生反射。具體而言，通過偏振分光元件122的二次光線SR，即二次光線SR2，依序經由掃描式反射器121、第二波長選擇元件125以及第一波長選擇元件124反射而傳遞至第二光偵測器150。藉此，通過偏振分光元件122的二次光線SR2也可以被引導至第二光偵測器150，而可以有效利用二次光線SR，進而使第二光偵測器150接收到具有較高光強度的二次光線SR，而提升光學檢測品質。另外，具體而言，透鏡126、127、128、129以及波長選擇元件（如第一波長選擇元件124以及第二波長選擇元件125）的數量及其設置位置僅用以例示說明，並不用以限定本發明，其數量及設置位置可依據光學檢測裝置100不同的光學架構而加以調整。

在本實施例中，第一光偵測器130接收被樣品50的薄化區域50a反射的激發光束EB，即影像光束IB，以產生第一檢測訊號DS1。另外，第二光偵測器150接收二次光線SR（包括二次光線SR1以及二次光線SR2）以產生第二檢測訊號DS2。處理器140分別電耦接第一光偵測器130以及第二光偵測器150，以分別處理第一檢測訊號DS1以及第二檢測訊號DS2。具體而言，處理器140可以根據第一檢測訊號DS1及/或第二檢測訊號DS2，配合掃描式反射器121的調整而將樣品50待檢測的樣品結構54視覺化。

一般而言，當採用光波長越短的檢測光束以及搭配適當的光路結構來對樣品50進行光學檢測時，光學檢測裝置100所擷取到的樣品50影像的解析度會越高。在本實施例中，第一光偵測器130例如是紫外光偵測器，其檢測頻率例如是但不限制為小於或等於1GHz。另外，用以檢測樣品50的激發光束EB其波長介於200奈米至300奈米，落於紫外光的波長範圍。因此，具有紫外光波長的激發光束EB可以藉由光束引導結構120的引導而實現高解析度的光學檢測，而可以滿足當今小尺度的半導體元件的檢測需求。具體而言，光學檢測裝置100會搭配具有高折射率以及高光穿透性，且採用具有良好導熱效果的材質的固態浸沒式透鏡SIL來進行光學檢測。舉例而言，當上述用以檢測的激發光束EB搭配具有薄化區域50a的樣品50以及孔徑數值（Aperture number，NA）落在2.5的固態浸沒式透鏡SIL時，光學檢測裝置100所擷取到的樣品50影像的解析度可以達到45奈米。此解析度超過採用可見光波長的檢測光束的二倍，也超過採用紅外光波長的檢測光束的四倍。

除此之外，在本實施例中，配合經厚度縮減後具有薄化區域50a的樣品50，例如是厚度小於500奈米的超薄矽（Ultra thinned silicon，UTS），第一光偵測器130接收到的影像光束IB可以具有較強的光強度，進而使得第一光偵測器130產生的第一檢測訊號DS1具有較強的訊號強度。因此，第一光偵測器130產生的第一檢測訊號DS1具有較高的信噪比（Signal to noise ratio，SNR），使得根據第一檢測訊號DS1產生的樣品50的影像更加清晰。

另外，在本實施例中，第二光偵測器150例如是可見光或/及紅外光偵測器，且其檢測頻率例如是但不限制為大於或等於3GHz。在一些實施例中，第二光偵測器150例如是可以接收波長落在500奈米至1550奈米波長範圍的二次光線SR，且第二光偵測器150的檢測頻率例如是大於或等於12GHz。第二光偵測器150可以搭配鎖相放大器（Lock-in Amplifier）而掃描出二次光線SR的光譜。因此，光學檢測裝置100可以透過接收二次光線SR而擷取樣品50的影像，並分析樣品50的材料組成。詳細而言，光學檢測裝置100可以例如是透過接收二次光線SR而檢測樣品50的待檢測的樣品結構54上的缺陷（defect）分佈。

具體而言，光學檢測裝置100可以選擇性地設置多工器160。第一光偵測器130以及第二光偵測器150分別電耦接至多工器160，且多工器160電耦接至處理器140。在本實施例中，處理器140可以透過多工器160選擇接收來自第一光偵測器130的第一檢測訊號DS1或是接收來自第二光偵測器150的第二檢測訊號DS2。或者，處理器140亦可以同時接收第一檢測訊號DS1以及第二檢測訊號DS2，本發明並不以此為限。具體而言，根據第一檢測訊號DS1所呈現的樣品50的影像其解析度較高。另外，第二光偵測器150具有很高的檢測頻率，其檢測靈敏度優於第一光偵測器130。在本實施例中，光學檢測裝置100可以根據影像光束IB及/或二次光線SR搭配第一光偵測器130及/或第二光偵測器150，以對樣品50的待檢測的樣品結構54進行檢測，本發明並不以此為限。

在本實施例中，光學檢測裝置100更包括檢測平台170以及電路板180，且電路板180設置於檢測平台170上。樣品50設置於電路板180並且與電路板180電性連接。具體而言，樣品50的待檢測的樣品結構54例如是包括積體電路結構。光學檢測裝置100可以藉由電路板180輸入測試訊號至待檢測的樣品結構54中，且測試訊號可以例如是具有週期性的波形。當光學檢測裝置100擷取到樣品50的影像時，樣品50的影像會呈現經輸入測試訊號後待檢測的樣品結構54的電性特徵。舉例而言，光學檢測裝置100可以針對特定電晶體測試其電性特徵，以呈現此電晶體的電性表現，藉以檢測此電晶體的品質。

圖3繪示本發明另一實施例的光學檢測裝置的光路示意圖。請參考圖3，圖3實施例的光學檢測裝置300類似於圖1實施例的光學檢測裝置100。光學檢測裝置300的構件以及相關敘述可以參考光學檢測裝置100的構件以及相關敘述，在此不再贅述。光學檢測裝置300與光學檢測裝置100的差異如下所述。在本實施例中，光學檢測裝置300包括第二光偵測器350，且第二光偵測器350例如是光譜儀（Spectrometer），而用以直接接收二次光線SR並掃描出二次光線SR的光譜。另外，在本實施例中，可以選擇性地搭配如圖1實施例的多工器160，以使處理器140透過多工器160選擇接收來自第一光偵測器130的第一檢測訊號DS1或是接收來自第二光偵測器350的第二檢測訊號DS2。具體而言，光學檢測裝置300亦可以實現高解析度的光學檢測，而可以滿足當今小尺度的半導體元件的檢測需求。

圖4繪示本發明一實施例的光學檢測方法的步驟流程圖。請參考圖4，在本實施例中，所述光學檢測方法至少可以應用於圖1的光學檢測裝置100以及圖3的光學檢測裝置300。具體而言，所述光學檢測方法適於對樣品進行檢測，且此樣品具有薄化區域。所述光學檢測方法如下步驟。在步驟S410中，發出波長介於200奈米至300奈米的激發光束。在步驟S420中，藉由光束引導結構引導激發光束照射在薄化區域上以使薄化區域反射激發光束。接著，在步驟S430中，藉由光束引導結構引導被薄化區域反射的激發光束至第一光偵測器以接收被薄化區域反射的激發光束以產生第一檢測訊號。之後，在步驟S440中，處理第一檢測訊號。具體而言，本發明之實施例的光學檢測方法可以由圖1至圖3之實施例的敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

綜上所述，在本發明實施例的光學檢測裝置以及光學檢測方法中，光源用以發出波長介於200奈米至300奈米的激發光束，且光束引導結構引導激發光束照射在樣品的薄化區域上以使薄化區域反射激發光束。另外，光束引導結構適於接收被薄化區域反射的激發光束，且光束引導結構用以引導被薄化區域反射的激發光束至第一光偵測器，以進行樣品的薄化區域的光學檢測。因此，具有紫外光波長的激發光束可以藉由光束引導結構的引導而實現高解析度的光學檢測，而可以滿足當今小尺度的半導體元件的檢測需求。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

50‧‧‧樣品

50a‧‧‧薄化區域

52‧‧‧背面

54‧‧‧待檢測的樣品結構

100、300‧‧‧光學檢測裝置

110‧‧‧光源

120‧‧‧光束引導結構

121‧‧‧掃描式反射器

122‧‧‧偏振分光元件

123‧‧‧相位延遲元件

124‧‧‧第一波長選擇元件

125‧‧‧第二波長選擇元件

126、127、128、129‧‧‧透鏡

130‧‧‧第一光偵測器

140‧‧‧處理器

150、350‧‧‧第二光偵測器

160‧‧‧多工器

170‧‧‧檢測平台

180‧‧‧電路板

DS1‧‧‧第一檢測訊號

DS2‧‧‧第二檢測訊號

EB‧‧‧激發光束

IB‧‧‧影像光束

S410、S420、S430、S440‧‧‧光學檢測方法的步驟

SIL‧‧‧固態浸沒式透鏡

SR、SR1、SR2‧‧‧二次光線

T1、T2‧‧‧厚度

圖1繪示本發明一實施例的光學檢測裝置的光路示意圖。圖2繪示圖1具有薄化區域的樣品的示意圖。圖3繪示本發明另一實施例的光學檢測裝置的光路示意圖。圖4繪示本發明一實施例的光學檢測方法的步驟流程圖。

Claims

一種光學檢測裝置，適於對樣品進行檢測，所述樣品具有薄化區域，而所述光學檢測裝置包括：光源，用以發出波長介於200奈米至300奈米的激發光束；光束引導結構，配置於所述激發光束的傳遞路徑上，所述光束引導結構引導所述激發光束而照射在所述薄化區域上以使所述薄化區域反射所述激發光束，所述光束引導結構適於接收被所述薄化區域反射的所述激發光束，其中光束引導結構至少包括相位延遲元件；第一光偵測器，配置於被所述薄化區域反射的所述激發光束的傳遞路徑上，所述光束引導結構用以引導被所述薄化區域反射的所述激發光束至所述第一光偵測器，且所述第一光偵測器接收被所述薄化區域反射的所述激發光束以產生第一檢測訊號；以及處理器，電耦接所述第一光偵測器以處理所述第一檢測訊號。
如申請專利範圍第1項所述的光學檢測裝置，其中所述光束引導結構更包括掃描式反射器以及偏振分光元件，所述光源發出的所述激發光束經由所述掃描式反射器反射而依序通過所述偏振分光元件以及所述相位延遲元件而傳遞至所述樣品，並且照射在所述薄化區域上以使所述薄化區域反射所述激發光束，其中被所述薄化區域反射的所述激發光束通過所述相位延遲元件後在所述偏振分光元件上發生反射而傳遞至所述第一光偵測器，其中所述掃描式反射器用以調整所述激發光束傳遞至所述薄化區域上的位置。
如申請專利範圍第2項所述的光學檢測裝置，更包括第二光偵測器，其中照射在所述薄化區域的所述激發光束激發所述樣品而產生二次光線，且所述二次光線通過所述相位延遲元件而傳遞至所述偏振分光元件，所述第二光偵測器配置於所述二次光線的傳遞路徑上，且所述光束引導結構更包括第一波長選擇元件，通過所述相位延遲元件的所述二次光線的一部分在所述偏振分光元件上發生反射，而所述二次光線的其餘部分通過所述偏振分光元件，反射的所述二次光線通過所述第一波長選擇元件而傳遞至所述第二光偵測器，且所述第二光偵測器接收所述二次光線以產生第二檢測訊號，所述處理器電耦接所述第二光偵測器以處理所述第二檢測訊號，其中被所述薄化區域反射的所述激發光束適於在所述第一波長選擇元件上發生反射而傳遞至所述第一光偵測器。
如申請專利範圍第3項所述的光學檢測裝置，其中所述光束引導結構更包括第二波長選擇元件，配置於所述掃描式反射器與所述光源之間，所述第一波長選擇元件配置於所述第一光偵測器與所述第二波長選擇元件之間，且所述光源發出的所述激發光束適於通過所述第二波長選擇元件而傳遞至所述掃描式反射器，通過所述偏振分光元件的所述二次光線依序經由所述掃描式反射器、所述第二波長選擇元件以及所述第一波長選擇元件反射而傳遞至所述第二光偵測器。
如申請專利範圍第1項所述的光學檢測裝置，其中所述激發光束為連續式雷射光束或脈衝式雷射光束。
一種光學檢測裝置，適於對樣品進行檢測，所述樣品具有薄化區域，而所述光學檢測裝置包括：光源，用以發出波長介於200奈米至300奈米的激發光束；光束引導結構，配置於所述激發光束的傳遞路徑上，所述光束引導結構引導所述激發光束而照射在所述薄化區域上以使所述薄化區域反射所述激發光束而形成影像光束，且使所述激發光束激發所述樣品而產生二次光線，其中所述光束引導結構適於接收所述影像光束以及所述二次光線；第一光偵測器，配置於所述影像光束的傳遞路徑上，所述光束引導結構用以引導所述影像光束至所述第一光偵測器，且所述第一光偵測器接收所述影像光束以產生第一檢測訊號；第二光偵測器，配置於所述二次光線的傳遞路徑上，所述光束引導結構用以引導所述二次光線至所述第二光偵測器，且所述第二光偵測器接收所述二次光線以產生第二檢測訊號；以及處理器，電耦接所述第一光偵測器以及所述第二光偵測器以處理所述第一檢測訊號以及所述第二檢測訊號。
如申請專利範圍第6項所述的光學檢測裝置，其中所述光束引導結構包括掃描式反射器、偏振分光元件以及相位延遲元件，所述光源發出的所述激發光束經由所述掃描式反射器反射而依序通過所述偏振分光元件以及所述相位延遲元件而傳遞至所述樣品，並且照射在所述薄化區域上以使所述薄化區域反射所述激發光束而形成所述影像光束，其中所述影像光束通過所述相位延遲元件後在所述偏振分光元件上發生反射而傳遞至所述第一光偵測器，其中所述掃描式反射器用以調整所述激發光束傳遞至所述薄化區域上的位置。
一種光學檢測方法，適於對樣品進行檢測，其中所述樣品具有薄化區域，而所述光學檢測方法包括：發出波長介於200奈米至300奈米的激發光束；藉由光束引導結構引導所述激發光束而照射在所述薄化區域上以使所述薄化區域反射所述激發光束，並且使照射於所述樣品的所述激發光束激發所述樣品而產生二次光線；藉由所述光束引導結構引導被所述薄化區域反射的所述激發光束至第一光偵測器以接收被所述薄化區域反射的所述激發光束以產生第一檢測訊號；藉由所述光束引導結構引導所述二次光線至第二光偵測器，以使所述第二光偵測器接收所述二次光線而產生第二檢測訊號；以及處理所述第一檢測訊號以及所述第二檢測訊號。
如申請專利範圍第8項所述的光學檢測方法，其中藉由所述光束引導結構引導所述激發光束照射在所述薄化區域上以使所述薄化區域反射所述激發光束的方法更包括：使所述激發光束經由掃描式反射器反射後，依序通過偏振分光元件以及相位延遲元件而傳遞至所述樣品，且照射在所述薄化區域上以使所述薄化區域反射所述激發光束；其中藉由所述光束引導結構引導被所述薄化區域反射的所述激發光束至所述第一光偵測器以接收被所述薄化區域反射的所述激發光束以產生所述第一檢測訊號的方法更包括：使被反射的所述激發光束通過所述相位延遲元件後在所述偏振分光元件上發生反射而傳遞至所述第一光偵測器；其中所述光學檢測方法更包括：調整所述激發光束傳遞至所述薄化區域上的位置。
如申請專利範圍第9項所述的光學檢測方法，更包括：使所述二次光線通過所述相位延遲元件而傳遞至所述偏振分光元件，其中所述二次光線的一部分在所述偏振分光元件上發生反射而所述二次光線的其餘部分通過所述偏振分光元件；以及使反射的所述二次光線通過第一波長選擇元件而傳遞至第二光偵測器，其中藉由所述光束引導結構引導被所述薄化區域反射的所述激發光束至所述第一光偵測器以接收被所述薄化區域反射的所述激發光束以產生所述第一檢測訊號的方法更包括：使被反射的所述激發光束在所述第一波長選擇元件上發生反射而傳遞至所述第一光偵測器。