一种光学检测系统及其检测方法

摘要

本发明提供了一种光学检测系统及其检测方法，光发射单元发射光线，使光线照射到待测样品上，被待测样品反射形成反射光；光收集单元用于收集反射光，并将反射光分成第一光和第二光；成像单元用于根据第一光获得待测样品的图像以及待测样品的任一待测区域的图像；处理单元用于根据待测样品的图像获取所述待测区域的位置信息和面积信息，根据所述待测区域的图像获取所述待测结构的位置信息和面积信息，根据所述待测区域或所述待测结构的面积信息，调整所述光收集单元的放大倍率，以使所述测量单元的当前检测区域的面积与所述待测区域或所述待测结构的面积相同或近似相同，从而实现了光学检测系统检测区域面积的可调。

权利要求

1.一种光学检测系统，其特征在于，包括光发射单元、光收集单元、成像单元、处理单元和测量单元；

所述光发射单元用于发射光线，以使所述光线照射到待测样品上，被所述待测样品反射形成反射光；

所述光收集单元用于收集所述反射光，并将所述反射光分成第一光和第二光；

所述成像单元用于根据所述第一光，获得所述待测样品的图像以及用于在所述处理单元对所述待测样品的图像进行识别，提取所述待测样品的图像中各个区域的特征信息，并根据所述区域的特征信息判断所述区域为待测区域时，获取待测区域的位置信息和面积信息，根据所有的待测区域的位置信息生成第一检测路径，并控制待测样品沿第一检测路径移动，以对所有的待测区域一一进行检测，根据任一待测区域的面积信息，调整光收集单元的放大倍率，以使测量单元的当前检测区域的面积与待测区域的面积相同或近似相同后，根据所述第一光，获得所述待测样品的任一待测区域的图像；

所述处理单元用于对所述待测样品的图像进行识别，提取所述待测样品的图像中各个区域的特征信息，并根据所述区域的特征信息判断所述区域是否为待测区域，若是，获取所述待测区域的位置信息和面积信息，根据所有的待测区域的位置信息生成第一检测路径，并控制待测样品沿第一检测路径移动，以对所有的待测区域一一进行检测，根据任一待测区域的面积信息，调整光收集单元的放大倍率，以使测量单元的当前检测区域的面积与待测区域的面积相同或近似相同；对任一所述待测区域的图像进行识别，提取所述待测区域的图像中各个结构的特征信息，并根据所述结构的特征信息判断所述结构是否为待测结构，若是，获取所述待测结构的位置信息和面积信息，根据任一所述待测区域中所有的待测结构的位置信息生成第二检测路径，并控制所述待测样品沿第二检测路径移动，以对所有的待测结构一一进行检测，根据任一所述待测结构的面积信息，调整所述光收集单元的放大倍率，以使所述测量单元的当前检测区域的面积与所述待测结构的面积相同或近似相同；

所述测量单元用于根据所述第二光，获得所述待测结构的结构信息，所述结构信息包括膜厚信息。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光收集单元包括可调管镜；所述处理单元通过调整所述可调管镜的焦距，调整所述光收集单元的放大倍率。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述可调管镜包括变焦镜头。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括电动移动平台；

所述电动移动平台用于承载所述待测样品，并在所述处理单元的控制下，带动所述待测样品移动。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测量单元包括光谱仪，所述光谱仪的光接收面一侧设置有至少一个光阑；

所述测量单元的当前检测区域的面积由所述光收集单元的放大倍率和所述光阑的孔径决定。

6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述光收集单元包括第一分束器、物镜、所述可调管镜和第二分束器；

所述第一分束器用于将所述光发射单元发射的光线反射至所述物镜；

所述物镜用于对所述第一分束器反射的光线进行会聚，使所述光线垂直入射到所述待测样品的表面，并收集所述待测样品反射的光线；

所述第一分束器还用于将所述物镜收集的反射光透射至所述可调管镜；

所述可调管镜用于与所述物镜配合，在特定平面实现对所述待测样品成像；

所述第二分束器用于将所述反射光分成所述第一光和所述第二光。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括自动聚焦单元；

所述自动聚焦单元用于带动所述物镜移动，以使所述物镜将光线会聚到所述待测结构的待测表面上。

8.一种光学检测方法，其特征在于，应用于权利要求1～7任一项所述的光学检测系统，所述方法包括：根据所述第一光，获得所述待测样品的图像；

对所述图像进行识别，提取所述图像中各个区域的特征信息，并根据所述区域的特征信息判断所述区域是否为待测区域，若是，获取所述待测区域的位置信息和面积信息；

根据所有的待测区域的位置信息生成第一检测路径，并控制所述待测样品沿所述第一检测路径移动，以对所述所有的待测区域一一进行检测；

根据任一所述待测区域的面积信息，调整所述光收集单元的放大倍率，以使所述测量单元的当前检测区域的面积与所述待测区域的面积相同或近似相同；

根据所述第一光，获得所述待测区域的图像；

对所述待测区域的图像进行识别，提取所述待测区域的图像中各个结构的特征信息，并根据所述结构的特征信息判断所述结构是否为待测结构，若是，获取所述待测结构的位置信息和面积信息；

根据所述待测区域中所有的待测结构的位置信息生成第二检测路径，并控制所述待测样品沿所述第二检测路径移动，以对所述所有的待测结构一一进行检测；

根据任一所述待测结构的面积信息，调整所述光收集单元的放大倍率，以使所述测量单元的当前检测区域的面积与所述待测结构的面积相同或近似相同；

根据所述第二光，获得所述待测结构的结构信息，所述结构信息包括膜厚信息。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，控制所述待测样品移动，包括：控制所述待测样品移动，使所述待测样品的待测区域的中心与所述测量单元的当前检测区域的中心重合，或使所述待测样品的待测结构的中心与所述测量单元的当前检测区域的中心重合。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当所述测量单元包括光谱仪，所述光收集单元包括可调管镜时，根据所述第二光，获得所述待测结构的结构信息，包括：根据所述第二光，获得所述待测结构的反射光的光谱；

将所述光谱与相同放大倍率下所述可调管镜的参考光谱相除，得到反射光谱；

根据所述反射光谱计算出所述待测结构的膜厚信息。

说明书

一种光学检测系统及其检测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光学检测技术领域，更具体地说，涉及一种光学检测系统及其检测方法。

背景技术

[0002] 随着半导体芯片向小型化、多功能化以及高度集成化方向发展，其特征面积越来越小，加工难度越来越大，在加工过程中出现错误的可能性也越来越大。由于任一加工步骤中的芯片出现错误都可能导致整个芯片失效，因此，需要在关键的加工步骤之后引入芯片检测工序，通过检测芯片的表面三维形貌和膜厚等信息，及时排除不合格芯片，提高芯片产品的合格率。

[0003] 光学检测方法是检测半导体芯片的主要方法之一，其将光源出射的光照射到待测物表面，再根据待测物的反射光获得芯片的表面三维形貌和膜厚等信息。虽然现有的光学检测方法具有快速、非接触和无损伤等优点，但是，该光学检测方法主要是针对固定面积的区域进行检测，由于在半导体检测中经常需要对不同面积的区域进行检测，因此，亟需一种检测面积可调的光学检测系统。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明提供了一种光学检测系统及其检测方法，以解决现有技术中的光学检测方法只能检测固定面积区域的问题。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0006] 一种光学检测系统，包括光发射单元、光收集单元、成像单元、处理单元和测量单元；

[0007] 所述光发射单元用于发射光线，以使所述光线照射到待测样品上，被所述待测样品反射形成反射光；

[0008] 所述光收集单元用于收集所述反射光，并将所述反射光分成第一光和第二光；

[0009] 所述成像单元用于根据所述第一光，获得所述待测样品的图像以及所述待测样品的任一待测区域的图像；

[0010] 所述处理单元用于对所述待测样品的图像进行识别，提取所述待测样品的图像中各个区域的特征信息，并根据所述区域的特征信息判断所述区域是否为待测区域，若是，获取所述待测区域的位置信息和面积信息，对任一所述待测区域的图像进行识别，提取所述待测区域的图像中各个结构的特征信息，并根据所述结构的特征信息判断所述结构是否为待测结构，若是，获取所述待测结构的位置信息和面积信息，根据所有的待测区域的位置信息生成第一检测路径，根据任一所述待测区域中所有的待测结构的位置信息生成第二检测路径，并控制所述待测样品进行相应移动，根据所述待测区域或所述待测结构的面积信息，调整所述光收集单元的放大倍率，以使所述测量单元的当前检测区域的面积与所述待测区域或所述待测结构的面积相同或近似相同；

[0011] 所述测量单元用于根据所述第二光，获得所述待测结构的结构信息，所述结构信息包括膜厚信息。

[0012] 可选地，所述光收集单元包括可调管镜；所述处理单元通过调整所述可调管镜的焦距，调整所述光收集单元的放大倍率。

[0013] 可选地，所述可调管镜包括变焦镜头。

[0014] 可选地，还包括电动移动平台；

[0015] 所述电动移动平台用于承载所述待测样品，并在所述处理单元的控制下，带动所述待测样品移动。

[0016] 可选地，所述测量单元包括光谱仪，所述光谱仪的光接收面一侧设置有至少一个光阑；

[0017] 所述测量单元的当前检测区域的面积由所述光收集单元的放大倍率和所述光阑的孔径决定。

[0018] 可选地，所述光收集单元包括第一分束器、物镜、所述可调管镜和第二分束器；

[0019] 所述第一分束器用于将所述光发射单元发射的光线反射至所述物镜；

[0020] 所述物镜用于对所述第一分束器反射的光线进行会聚，使所述光线垂直入射到所述待测样品的表面，并收集所述待测样品反射的光线；

[0021] 所述第一分束器还用于将所述物镜收集的反射光透射至所述可调管镜；

[0022] 所述可调管镜用于与所述物镜配合，在特定平面实现对所述待测样品成像；

[0023] 所述第二分束器用于将所述反射光分成所述第一光和所述第二光。

[0024] 可选地，还包括自动聚焦单元；

[0025] 所述自动聚焦单元用于带动所述物镜移动，以使所述物镜将光线会聚到所述待测结构的待测表面上。

[0026] 一种光学检测方法，应用于如上任一项所述的光学检测系统，所述方法包括：

[0027] 根据所述第一光，获得所述待测样品的图像；

[0028] 对所述图像进行识别，提取所述图像中各个区域的特征信息，并根据所述区域的特征信息判断所述区域是否为待测区域，若是，获取所述待测区域的位置信息和面积信息；

[0029] 根据所有的待测区域的位置信息生成第一检测路径，并控制所述待测样品沿所述第一检测路径移动，以对所述所有的待测区域一一进行检测；

[0030] 根据任一所述待测区域的面积信息，调整所述光收集单元的放大倍率，以使所述测量单元的当前检测区域的面积与所述待测区域的面积相同或近似相同；

[0031] 根据所述第一光，获得所述待测区域的图像；

[0032] 对所述待测区域的图像进行识别，提取所述待测区域的图像中各个结构的特征信息，并根据所述结构的特征信息判断所述结构是否为待测结构，若是，获取所述待测结构的位置信息和面积信息；

[0033] 根据所述待测区域中所有的待测结构的位置信息生成第二检测路径，并控制所述待测样品沿所述第二检测路径移动，以对所述所有的待测结构一一进行检测；

[0034] 根据任一所述待测结构的面积信息，调整所述光收集单元的放大倍率，以使所述测量单元的当前检测区域的面积与所述待测结构的面积相同或近似相同；

[0035] 根据所述第二光，获得所述待测结构的结构信息，所述结构信息包括膜厚信息。

[0036] 可选地，控制所述待测样品移动，包括：

[0037] 控制所述待测样品移动，使所述待测样品的待测区域的中心与所述测量单元的当前检测区域的中心重合，或使所述待测样品的待测结构的中心与所述测量单元的当前检测区域的中心重合。

[0038] 可选地，当所述测量单元包括光谱仪，所述光收集单元包括可调管镜时，根据所述第二光，获得所述待测结构的结构信息，包括：

[0039] 根据所述第二光，获得所述待测结构的反射光的光谱；

[0040] 将所述光谱与相同放大倍率下所述可调管镜的参考光谱相除，得到反射光谱；

[0041] 根据所述反射光谱计算出所述待测结构的膜厚信息。

[0042] 与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：

[0043] 本发明所提供的光学检测系统及其检测方法，成像单元获得待测样品的待测区域或待测结构的面积信息后，处理单元可以根据该待测区域或待测结构的面积信息，调整光收集单元的放大倍率，使测量单元的当前检测区域的面积与待测区域或待测结构的面积相同或近似相同，从而实现了光学检测系统检测区域面积的可调，使得光学检测系统能够对不同面积的区域进行检测。

附图说明

[0044] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

[0045] 图1为本发明实施例提供的一种光学检测系统的结构示意图；

[0046] 图2为本发明实施例提供的光学检测方法的流程图。

具体实施方式

[0047] 以上是本发明的核心思想，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0048] 本发明实施例提供了一种光学检测系统，用于检测半导体芯片的结构信息，该结构信息包括膜厚信息等。

[0049] 如图1所示，本发明实施例提供的光学检测系统包括光发射单元10、光收集单元11、成像单元12、处理单元(图中未示出)和测量单元13。需要说明的是，本发明实施例中的待测样品为半导体芯片。

[0050] 其中，光发射单元10用于发射光线，以使光线照射到待测样品2上，并被该待测样品2反射形成反射光；光收集单元11用于收集反射光，并将反射光分成第一光和第二光；成像单元12用于根据第一光，获得待测样品2的图像以及待测样品2的任一待测区域的图像；

[0051] 处理单元用于对待测样品2的图像进行识别，提取待测样品2的图像中各个区域的特征信息，并根据区域的特征信息判断区域是否为待测区域，若是，获取待测区域的位置信息和面积信息，对任一待测区域的图像进行识别，提取待测区域的图像中各个结构的特征信息，并根据结构的特征信息判断结构是否为待测结构，若是，获取待测结构的位置信息和面积信息，根据所有的待测区域的位置信息生成第一检测路径，根据任一待测区域中所有的待测结构的位置信息生成第二检测路径，并控制待测样品进行相应移动，根据待测区域或待测结构的面积信息，调整光收集单元的放大倍率，以使测量单元的当前检测区域的面积与待测区域或待测结构的面积相同或近似相同；测量单元13用于根据第二光，获得待测结构的结构信息，该结构信息包括膜厚信息。

[0052] 需要说明的是，本发明实施例中的位置信息包括相对坐标等。还需要说明的是，本发明实施例中的面积近似相同是指当前检测区域的面积稍微小于待测区域或待测结构的面积。

[0053] 例如，当待测区域是圆形区域时，由于当前检测区域也是圆形区域，因此，可以使得当前检测区域的面积和待测区域的面积相同。但是，当待测区域不是圆形区域时，当前检测区域的直径可以等于待测区域的最小横向面积。

[0054] 由于处理单元可以根据待测区域或待测结构的面积信息，调整光收集单元11的放大倍率，使测量单元13的当前检测区域的面积与待测区域或待测结构的面积相同或近似相同，因此，实现了光学检测系统检测区域面积的可调，使得光学检测系统能够对不同面积的待测区域进行检测，以满足半导体检测中对不同面积的区域进行检测的需求。

[0055] 也就是说，本发明实施例中的光学检测系统不仅可以对大面积的待测区域进行检测，也可以对小面积的待测结构进行检测。其中，小面积的待测结构包括TSV(Through Silicon Vias，硅通孔)孔底、台阶表面和高深宽比结构等。

[0056] 本发明实施例中，光收集单元11包括可调管镜；处理单元通过调整可调管镜的焦距，调整光收集单元11的放大倍率。可选地，可调管镜包括变焦镜头，通过调整变焦镜头的电流可以调整该变焦镜头的焦距。当然，本发明实施例中的可调管镜并不仅限于变焦镜头，只要是焦距可调的透镜组都在本发明实施例中的可调管镜的范围内。

[0057] 本发明的一个具体实施方式中，如图1所示，光发射单元10包括光源101和整形镜组102。其中，光源101用于发射光线，可选地，光线的波长范围为380nm～700nm，可选地，光源101包括氙灯等，其中，氙灯在380nm～700nm波段的频谱分布较平整，能够满足光学检测系统的需求；整形镜组102包括至少一个透镜，该整形镜组102用于对光源101出射的光线进行扩束整形等。

[0058] 进一步地，光收集单元11包括第一分束器110、物镜111、可调管镜112和第二分束器113。其中，第一分束器110和第二分束器113都为半透半反镜，该半透半反镜能够透射部分光线、反射部分光线。

[0059] 本发明实施例中，第一分束器110用于将整形镜组102出射的光线反射至物镜111；物镜111用于对第一分束器110反射的光线进行会聚，使光线垂直入射到待测样品2表面，并收集待测样品2反射的光线，即收集反射光；第一分束器110还用于将物镜111出射的反射光透射至可调管镜112；

[0060] 可调管镜112与物镜配合，在特定平面实现对待测样品2成像，如在测量单元13的成像面成像；第二分束器113用于将反射光分成第一光和第二光，以使成像单元12根据第一光获得待测样品2的待测区域的图像信息，测量单元13根据第二光获得该待测区域的结构信息。

[0061] 由于光源101可以为氙灯等照明光角度范围较广的大面积光斑光源，因此，可以在大光斑照明基础上实现不同面积区域的测量，使得光学检测系统的应用范围更广。

[0062] 需要说明的是，如图1所示，本发明实施例中的光学检测系统还包括电动移动平台14；该电动移动平台14用于承载待测样品2，并在处理单元的控制下，带动待测样品2移动。
其中，电动移动平台14可以带动待测样品2沿X、Y、Z三个方向移动。

[0063] 进一步地，本发明实施例中的光学检测系统还包括自动聚焦单元，该自动聚焦单元与物镜111相连，用于带动物镜111沿垂直于待测样品2的方向上下移动，以使物镜111将光线会聚到待测结构的待测表面上。

[0064] 由于在芯片中各个结构的高度差别较大，因此，需要自动聚焦单元带动物镜111上下移动，以保证光线的聚焦高度在待测表面附近。例如，待测区域为TSV孔的孔底时，自动聚焦单元会带动物镜111上下移动，以使光线聚焦在TSV孔的孔底表面上。

[0065] 并且，本发明实施例中的自动聚焦单元还用于对待测样品2进行成像，根据成像效果如图像锐度等判断是否离焦，并根据判断结果带动物镜111移动，以使物镜111将光线会聚到待测结构的待测表面上。

[0066] 需要说明的是，在成像单元12获得待测样品的相应区域的图像之前以及测量单元13获得待测结构的结构信息之前，自动聚焦单元都会进行是否离焦的判断，以使成像单元
12和测量单元13能够得到最有效的信息。

[0067] 本发明实施例中，成像单元12根据待测样品2的反射光分成的第一光，获得待测样品2的图像以及待测样品的任一待测区域的图像，处理单元对待测样品的图像进行识别，提取待测样品的图像中各个区域的特征信息，并根据区域的特征信息判断区域是否为待测区域，若是，获取待测区域的位置信息，对任一待测区域的图像进行识别，提取待测区域的图像中各个结构的特征信息，并根据结构的特征信息判断结构是否为待测结构，若是，获取待测结构的位置信息，根据所有的待测区域的位置信息生成第一检测路径，根据任一待测区域中所有的待测结构的位置信息生成第二检测路径，并控制待测样品进行相应移动，以使测量单元13的当前检测区域的中心与待测区域或待测结构的中心重合，以便测量单元13对待测结构进行检测，从而可以在无需多次定位待测结构和切换光路的基础上，快速地对待测样品2进行检测，且不会对待测样品2造成污染和破坏。

[0068] 进一步地，本发明实施例中的测量单元13包括光谱仪130，光谱仪130的光接收面一侧设置有至少一个光阑131；光谱仪130用于根据第二光，获得待测样品2的待测结构的膜厚信息，光阑131用于对照射到光谱仪130光接收面的第二光的孔径进行限制，以进行部分区域的测量。其中，测量单元13的检测区域的面积由光收集单元11的放大倍率和光阑131的孔径决定。

[0069] 需要说明的是，本发明实施例中，光收集单元11的放大倍率等于物镜111的焦距除以可调管镜112的焦距。也就是说，本发明实施例中也可以通过更换物镜111来改变光收集单元11的放大倍率，但是，这样会导致会聚的光线的入射角度范围发生变化，导致不同放大倍率下噪声影响程度不同，进而影响待测样品2结构信息的测量结果。

[0070] 此外，由于光阑131的透光面积是由光阑131的通孔的孔径决定的，因此，可以通过改变光阑131的通孔的孔径改变光收集单元11的放大倍率，但是，对于毫米甚至亚毫米级别的孔径调节的难度较大，因此，本发明实施例中优选通过调整可调管镜112的焦距，调整光收集单元11的放大倍率。

[0071] 进一步地，本发明实施例中的成像单元12为图像传感器，如CCD图像传感器或CMOS图像传感器等。该图像传感器利用光线成像，以便处理单元根据图像实现待测区域的识别、定位以及面积分析，具体地，该图像传感器根据第一光进行图像成像，处理单元通过图像识别找到成像光路中所需测量部分并提取其位置和面积信息。

[0072] 其中，对于AOI(Automatic Optic Inspection，自动光学检测)而言，处理单元需要进行较多的图像识别工作，包括图像灰度调整、边缘检测、目标分目标特征提以及模式识别等步骤，用于辨别找出所需测量的待测区域的具体位置及相应面积信息。

[0073] 此外，还需要说明的是，本发明实施例中的光收集单元11即物镜111和可调管镜112设计成为一个类成像接收系统，光收集单元11的物平面与像平面成像一一对应的关系，这样经过光阑131后仅仅部分待测区域的反射光入射到了光谱仪130中，从而可以只测量这部分区域的薄膜厚度，即可以进一步实现小面积区域的检测。

[0074] 本发明所提供的光学检测系统，成像单元获得待测样品的待测区域的面积信息后，处理单元可以根据该待测区域的面积信息，调整光收集单元的放大倍率，使测量单元的当前检测区域的面积与待测区域的面积相同或近似相同，从而实现了光学检测系统检测区域面积的可调，使得光学检测系统能够对不同面积的区域进行检测。

[0075] 本发明实施例还提供了一种光学检测方法，应用于如上任一实施例提供的光学检测系统，如图2所示，该方法包括：

[0076] S101：根据第一光，获得待测样品的图像；

[0077] S102：对图像进行识别，提取图像中各个区域的特征信息，并根据区域的特征信息判断区域是否为待测区域，若是，获取待测区域的位置信息和面积信息；

[0078] S103：根据所有的待测区域的位置信息生成第一检测路径，并控制待测样品沿第一检测路径移动，以对所有的待测区域一一进行检测；

[0079] S104：根据任一待测区域的面积信息，调整光收集单元的放大倍率，以使测量单元的当前检测区域的面积与待测区域的面积相同或近似相同；

[0080] S105：根据第一光，获得待测区域的图像；

[0081] S106：对待测区域的图像进行识别，提取待测区域的图像中各个结构的特征信息，并根据结构的特征信息判断结构是否为待测结构，若是，获取待测结构的位置信息和面积信息；

[0082] S107：根据待测区域中所有的待测结构的位置信息生成第二检测路径，并控制待测样品沿第二检测路径移动，以对所有的待测结构一一进行检测；

[0083] S108：根据任一待测结构的面积信息，调整光收集单元的放大倍率，以使测量单元的当前检测区域的面积与待测结构的面积相同或近似相同；

[0084] S109：根据第二光，获得待测结构的结构信息，结构信息包括膜厚信息。

[0085] 下面以图1所示的光学检测系统为例，对本发明实施例提供光学检测方法进行详细说明。

[0086] 首先，光源101发射光线，整形镜组102对光线进行扩束整形，第一分束器110将整形镜组102出射的光线反射至物镜111，物镜111对第一分束器110反射的光线进行会聚，使光线垂直入射到待测样品2表面，并收集待测样品2反射的光线，即收集反射光，之后第一分束器110将物镜111出射的反射光透射至可调管镜112，可调管镜112与物镜配合，在特定平面实现对待测样品2成像，如在测量单元13的成像面成像，第二分束器113将反射光分成第一光和第二光；

[0087] 之后，成像单元12根据第一光，获得待测样品2的图像，处理单元对待测样品2的图像进行识别，提取待测样品2的图像中各个区域的特征信息，并根据区域的特征信息判断区域是否为待测区域，若是，获取待测区域的位置信息和面积信息，之后，处理单元根据所有的待测区域的位置信息生成第一检测路径，并控制待测样品沿第一检测路径移动，以对所有的待测区域一一进行检测。其中，在对任一待测区域进行检测时，需保证当前检测区域的中心与待测区域的中心重合。

[0088] 在对所有的待测区域一一进行检测的过程中，处理单元会根据任一待测区域的面积信息，调整光收集单元的放大倍率，以使测量单元的当前检测区域的面积与待测区域的面积相同或近似相同；处理单元调整放大倍率之后，成像单元12会根据第一光，获得该待测区域的图像。

[0089] 之后，处理单元对该待测区域的图像进行识别，提取该待测区域的图像中各个结构的特征信息，并根据结构的特征信息判断结构是否为待测结构，若是，获取待测结构的位置信息和面积信息，根据待测区域中所有的待测结构的位置信息生成第二检测路径，并控制待测样品沿第二检测路径移动，以对所有的待测结构一一进行检测。其中，在对任一待测结构进行检测时，需保证测量单元13的当前检测区域的中心与待测结构的中心重合。

[0090] 在对所有的待测结构一一进行检测的过程中，处理单元会根据任一待测结构的面积信息，调整光收集单元的放大倍率，以使测量单元的当前检测区域的面积与待测结构的面积相同或近似相同，处理单元调整放大倍率之后，测量单元13会根据第二光，获得待测结构的结构信息，结构信息包括膜厚信息。

[0091] 对所有的待测区域以及待测区域内待测结构的测量结果进行汇总后，可以得到整个待测样品2的结构信息。

[0092] 需要说明的是，在成像单元12获得待测样品的相应区域的图像之前以及测量单元13获得待测结构的结构信息之前，自动聚焦单元都会对待测样品2进行成像，根据成像效果如图像锐度等判断是否离焦，并根据判断结果带动物镜111移动，以使物镜111将光线会聚到待测结构的待测表面上，以使成像单元12和测量单元13能够得到最有效的信息。

[0093] 此外，还需要说明的是，本发明实施例中在对待测样品2进行检测之前，会在电动移动平台14上放置一个镀银反射镜，调节电动移动平台14的高度，保证照射至反射镜镜面的光束处于会聚状态，调节可调管镜112的焦距，实现光收集单元11放大倍率的改变，用光谱仪130直接测量光谱，记录下不同倍率下的光谱分布，得到参考光谱。

[0094] 基于此，测量单元13根据第二光获得该待测结构的结构信息的具体过程为：测量单元13根据第二光，获得待测结构的的光谱，将该光谱与相同放大倍率下可调管镜112的参考光谱相除，得到反射光谱，并根据反射光谱计算出待测区域的膜厚信息。

[0095] 也就是说，当测量单元包括光谱仪，光收集单元包括可调管镜时，根据第二光，获得待测结构的结构信息，包括：

[0096] 根据第二光，获得待测结构的光谱；

[0097] 将光谱与相同放大倍率下可调管镜的参考光谱相除，得到反射谱；

[0098] 根据反射谱计算出待测区域的膜厚信息。

[0099] 本发明所提供的光学检测方法，成像单元获得待测样品的待测区域或待测结构的面积信息后，处理单元可以根据该待测区域或待测结构的面积信息，调整光收集单元的放大倍率，使测量单元的当前检测区域的面积与待测区域或待测结构的面积相同或近似相同，从而实现了光学检测系统检测区域面积的可调，使得光学检测系统能够对不同面积的区域进行检测。

[0100] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

[0101] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。