薄膜特性测量设备制造技术

公开了一种薄膜特性测量设备，其用于测量待被检查物体的薄膜的厚度或宽度。薄膜特性测量设备包括光源、第一反射镜、第一致动器和透镜组件。透镜组件形成为使得由光轴和透射穿过透镜组件的光线的主光线形成的角度小于或等于由光轴和入射到透镜组件的光线的主光线形成的角度。光源可以包括超发光二极管(SLD)。提供了薄膜特性测量设备、方法等，该薄膜特性测量设备使得透射穿过透镜组件的光能够在待被检查物体的入射表面上往复运动，同时第一反射镜在预定角度范围内反复地倾斜，并且因此可以准确地测量相对大的区域以及可以不同地控制待被测量的位置。待被测量的位置。待被测量的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】薄膜特性测量设备


[0001]本专利技术是一种用于通过使用被照射到对象之后的反射光线的波长之间的干涉现象来测量对象的薄膜的特性的设备。

技术介绍

[0002]在光盘、半导体、电池和各种显示器中，构成这些中的每一个的薄膜被形成，并且在其制造过程中，需要测量薄膜的厚度和折射率。
[0003]薄膜的厚度和折射率可以通过反射测量法来测量，并且反射计可以对应于薄膜层测量系统。反射计为非接触式、非破坏性测量设备，其可测量多层薄膜的特性，并且具有能够在没有对象的特殊制备或处理的情况下进行测量的优点。
[0004]在这点上，美国专利No.7286242B2(以下称为“现有文献”)公开了借助于二维检测器来测量薄膜的特性的设备和测量薄膜的特性的方法。
[0005]薄膜的厚度可以通过根据现有文献的设备在由基底和薄膜制成的样本基底上来测量。
[0006]从光源照射的光线通过分束器和透镜26入射在具有薄膜的基底上。
[0007]在入射在样本基底上的光线当中，一些光线从薄膜的表面被反射，并且另一部分可以在穿过薄膜之后在基底和薄膜之间的边界处被反射，并且两种反射的光线具有光路的差异。
[0008]这样，从样本基底的不同表面反射的光线具有光路的差异，并且由于光路的差异而发生干涉现象。另外，对于每种波长发生光路的差异，并且根据光束的波长产生相长干涉或相消干涉。
[0009]从样本基底反射的光线被投射在分光镜上，并且分光镜分析投射的反射光线以获得作为光波长的函数的反射光线的强度。结果通过数字转换器和信息处理器，并且相应地计算样本基底的薄膜的厚度、折射率等以获得测量值。
[0010]然而，在根据现有技术的设备和方法的情况下，由于仅可以在样本基底的任意一个点处进行厚度测量，因此需要能够不同地调节待被测量的位置、方法等的薄膜特性测量设备的开发。

技术实现思路

[0011]技术问题
[0012]本专利技术要实现的目的是提供一种薄膜特性测量设备，该薄膜特性测量设备可有效且准确地测量超过被照射到对象的光线的尺寸(直径)的区域中的对象的薄膜的厚度和/或宽度。
[0013]本专利技术要实现的另一个目的是提供一种薄膜特性测量设备，在该薄膜特性测量设备中照射到对象的光线在其位置处重复地变形，并且在垂直于对象的表面的方向上被入射和反射。
[0014]本专利技术要实现的又一个目的是提供一种薄膜特性测量设备，该薄膜特性测量设备可以有效地测量具有弯曲表面的对象的薄膜。
[0015]本专利技术要实现的又一目的是提供一种薄膜特性测量设备，该薄膜特性测量设备可同时测量对象的若干部分。
[0016]问题的解决方案
[0017]根据本专利技术的实施方式的薄膜特性测量设备是用于测量对象的薄膜的厚度和/或宽度的设备。
[0018]薄膜特性测量设备包括光源、第一反射镜、第一致动器和透镜组件。
[0019]光源可以由超发光二极管(SLD)构造。
[0020]第一反射镜反射从光源照射的光线。
[0021]第一致动器使第一反射镜在预定角度范围内往复运动和倾斜。
[0022]透镜组件包括多个透镜，并且被构造成使得由第一反射镜反射的光线被入射和透射。
[0023]透镜组件被构造成使得透射穿过透镜组件的光线的主光束与透镜组件的光轴之间的角度等于或小于入射在透镜组件上的光线的主光束与透镜组件的光轴之间的角度。
[0024]薄膜特性测量设备可以被构造成使得当入射在透镜组件上的光线的主光线与光轴之间的角度为0
°
至3.7
°
时，透射穿过透镜组件的光线的主光线与光轴之间的角度为0
°
至0.1
°
。
[0025]从光源照射的光线可以具有800至900nm的中心波长和100至200nm的带宽。
[0026]光源可以包括输送光线的光纤。
[0027]光纤可以具有10μm或更小的直径和0.3或更小的数值孔径(NA)。
[0028]薄膜特性测量设备还可以包括定位在光源和第一反射镜之间的准直器。
[0029]准直器的数值孔径(NA)大于光纤的NA。
[0030]穿过准直器的光线的尺寸(直径)为50至200μm。
[0031]在薄膜特性测量设备中，入射在透镜组件上的光线的主光线之间的角度可以由第一致动器控制。
[0032]第一反射镜的中心可以定位在透镜组件的光轴的延伸线上。
[0033]薄膜特性测量设备还可以包括：第二反射镜，其反射由第一反射镜反射的光线；以及第二致动器，其使第二反射镜在预定角度范围内往复运动和倾斜。
[0034]在薄膜特性测量设备中，由第二反射镜反射的光线可以入射在透镜组件上。
[0035]薄膜特性测量设备还可以包括：第一透明板，从光源照射的光线透射穿过该第一透明板；第三致动器，其使第一透明板在预定角度范围内往复运动和倾斜；第二透明板，透射穿过第一透明板的光线透射穿过该第二透明板；以及第四致动器，其使第二透明板在预定角度范围内往复运动和倾斜。
[0036]第一透明板的倾斜轴和第二透明板的倾斜轴可彼此不同。
[0037]透射穿过第二透明板的光线可被第一反射镜和第二反射镜折射，然后入射在透镜组件上。
[0038]透镜组件可以包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜。
[0039]第一透镜由发散透镜构造。
[0040]第二透镜设置在第一透镜后面，并由会聚透镜构造。
[0041]第三透镜设置在第一透镜前面，并由会聚透镜构造。
[0042]第四透镜设置在第三透镜与第一透镜之间，并由会聚透镜构造。
[0043]第五透镜设置在第三透镜与第一透镜之间，并由发散透镜构造。
[0044]透镜组件还可以包括第六透镜。
[0045]第六透镜设置在第五透镜与第一透镜之间，并由会聚透镜构造。
[0046]第四透镜可以设置在第五透镜前面。
[0047]为第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜的焦距的总和的FL1可以比为第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第一透镜的焦距的总和的FL2短。
[0048]第二透镜72的焦距FL3可以比FL1长并且比FL2短。
[0049]在薄膜特性测量设备中，当由平行于透镜组件的光轴的入射在第三透镜上的光线形成的区域的直径为D1时，在透射穿过透镜组件的光线接触对象的表面时形成的区域的直径为D2，第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第一透镜的焦距的总和是FL2，并且第二透镜的焦距是FL3，FL3/FL2的值可以在D2/D1的值的
±
10％的范围内。
[0050]在薄膜特性测量设备中，当第一反射镜和第三透镜之间的距离是L1，第二透镜和对象之间的距离是L2时，L1和L2可以是20mm或更大，并且透镜组件的有效焦距可以是85mm。
[0051]第一透镜可以是非对称双凹透镜。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种薄膜特性测量设备，所述薄膜特性测量设备用于测量对象的薄膜的厚度或宽度，所述薄膜特性测量设备包括：光源，所述光源由超发光二极管SLD构造；第一反射镜，所述第一反射镜反射从所述光源照射的光线；第一致动器，所述第一致动器使所述第一反射镜在预定角度范围内往复运动和倾斜；以及透镜组件，所述透镜组件包括多个透镜，并且在所述透镜组件中由所述第一反射镜反射的光线被入射和透射，其中，所述透镜组件被构造成使得透射穿过所述透镜组件的光线的主光线与光轴之间的角度等于或小于入射在所述透镜组件上的光线的主光线与所述光轴之间的角度。2.根据权利要求1所述的薄膜特性测量设备，其中，当入射在所述透镜组件上的所述光线的所述主光线与所述光轴之间的所述角度为0
°
至3.7
°
时，透射穿过所述透镜组件的所述光线的所述主光线与所述光轴之间的所述角度为0
°
至0.1
°
。3.根据权利要求1所述的薄膜特性测量设备，其中，从所述光源照射的所述光线具有800nm至900nm的中心波长和100nm至200nm的带宽。4.根据权利要求1所述的薄膜特性测量设备，其中，所述光源包括输送光线的光纤，并且所述光纤具有10μm或更小的直径和0.3或更小的数值孔径NA。5.根据权利要求1所述的薄膜特性测量设备，其中，所述光源包括输送光线的光纤，并且所述薄膜特性测量设备还包括定位在所述光源和所述第一反射镜之间的准直器，并且所述准直器的数值孔径NA大于所述光纤的数值孔径NA。6.根据权利要求5所述的薄膜特性测量设备，其中，所述光纤具有10μm或更小的直径，并且穿过所述准直器的光线的尺寸为50μm至200μm，所述尺寸为直径。7.根据权利要求1所述的薄膜特性测量设备，其中，入射在所述透镜组件上的所述光线的所述主光线之间的所述角度由所述第一致动器控制。8.根据权利要求1所述的薄膜特性测量设备，其中，所述第一反射镜的中心定位在所述透镜组件的所述光轴的延伸线上。9.根据权利要求1所述的薄膜特性测量设备，所述薄膜特性测量设备还包括：第二反射镜，所述第二反射镜反射由所述第一反射镜反射的光线；以及第二致动器，所述第二致动器使所述第二反射镜在预定角度范围内往复运动和倾斜，其中，由所述第二反射镜反射的所述光线入射在所述透镜组件上。10.根据权利要求9所述的薄膜特性测量设备，所述薄膜特性测量设备还包括：第一透明板，从所述光源照射的光线透射穿过所述第一透明板；第三致动器，所述第三致动器使所述第一透明板在预定角度范围内往复运动和倾斜；第二透明板，透射穿过所述第一透明板的所述光线透射穿过所述第二透明板；以及第四致动器，所述第四致动器使所述第二透明板在预定角度范围内往复运动和倾斜，其中，所述第一透明板的倾斜轴与所述第二透明板的倾斜轴彼此不同，并且
透射穿过所述第二透明板的光线被所述第一反射镜和所述第二反射镜折射，然后入射在所述透镜组件上。11.一种薄膜特性测量设备，所述薄膜特性测量设备用于测量对象的薄膜的厚度或宽度，所述薄膜特性测量设备包括：光源，所述光源由超发光二极管SLD构造；第一反射镜，所述第一反射镜反射从所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴准，安世源，丁润琡，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：