[發明專利]一種探測反射光變化的裝置、方法及膜厚測量裝置

有效

• 申請號: 202110240243.2
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113048894B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 王奇;李仲禹;王政
• 申請（專利權）人: 上海精測半導體技術有限公司
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 方可

1.一種探測反射光變化的裝置，其特征在于，所述裝置包括：

至少一個用于產生入射光束(5a)的探測光源；

設置于探測光源光路后的至少一個第一光瞳分割器(7)，用于將所述入射光束(5a)進行場強分割使得所述入射光束(5a)在所述第一光瞳分割器(7)的第一表面形成第一場強分布；

設置于第一光瞳分割器(7)光路后的第一透鏡組(9)，用于準直匯聚具有第一場強分布的入射光束斜入射至待測體表面以形成具有第二場強分布的反射光束(5b)；

設置于反射光路上的第二透鏡組(10)，用于接收視場范圍內具有第二場強分布的反射光束并準直以形成具有第三場強分布的反射光束；

設置于第二透鏡組(10)光路后的第二光瞳分割器(8)，用于接收具有第三場強分布的反射光束進行場強分割，使得所述具有第三場強分布的反射光束在所述第二光瞳分割器(8)的第一表面形成第四場強分布，所述第一光瞳分割器(7)和第二光瞳分割器(8)具有相同的孔徑函數；

探測器(11)，用于獲取具有第四場強分布的反射光束，解析時間間隔內具有第四場強分布的反射光束變化信息。

2.如權利要求1所述的探測反射光變化的裝置，所述第一透鏡組(9)與所述第二透鏡組(10)組成光路準直系統，所述第一光瞳分割器(7)設置于所述光路準直系統的入瞳位置，所述第二透鏡組(10)設置于所述光路準直系統的出瞳位置。

3.如權利要求1或2所述的探測反射光變化的裝置，其中，所述第一光瞳分割器(7)設置有多個第一類型通光結構和多個第二類型通光結構，所述第一類型通光結構和所述第二類型通光結構具有光通量的差別，以使得入射光束(5a)被所述第一類型通光結構和所述第二類型通光結構擾動分割，成為所述具有第一場強分布的入射光束。

4.如權利要求3所述的探測反射光變化的裝置，其中，所述第二光瞳分割器(8)設置有多個第三類型通光結構和多個第四類型通光結構，所述第三類型通光結構和所述第四類型通光結構具有光通量的差別，以使得所述具有第三場強分布的反射光束被進一步擾動分割為所述具有第四場強分布的反射光束。

5.如權利要求4所述的探測反射光變化的裝置，其中，所述第一類型通光結構與所述第三類型通光結構一一對應，互相對應的第一類型通光結構和第三類型通光結構的形狀相同。

6.如權利要求4所述的探測反射光變化的裝置，其中，通過設置所述第一透鏡組(9)的組成結構實現所述第一透鏡組(9)的視場調節，使得所述第一光瞳分割器(7)的像清晰照射于所述待測體；通過設置所述第二透鏡組(10)的組成結構實現所述第二透鏡組(10)的視場調節，使得用具有第二場強分布的反射光束(5b)準直后射入所述第二光瞳分割器(8)。

7.如權利要求4所述的探測反射光變化的裝置，其中，所述第一光瞳分割器(7)和所述第二光瞳分割器(8)相對于入射光路和反射光路呈軸對稱。

8.如權利要求4-7中任一項所述的探測反射光變化的裝置，其中，多個第一類型通光結構對應的通光圖案不同。

9.一種探測反射光變化的方法，其特征在于，所述方法包括：

利用第一光瞳分割器(7)將入射光束(5a)進行場強分割使得所述入射光束(5a)在所述第一光瞳分割器(7)的第一表面形成第一場強分布；

準直匯聚具有第一場強分布的入射光束斜入射至待測體表面以形成具有第二場強分布的反射光束(5b)；

接收具有第二場強分布的反射光束并準直以形成具有第三場強分布的反射光束；

利用第二光瞳分割器(8)接收具有第三場強分布的反射光束進行場強分割，使得所述具有第三場強分布的反射光束在所述第二光瞳分割器(8)的第一表面形成第四場強分布，所述第一光瞳分割器(7)和第二光瞳分割器(8)具有相同的孔徑函數；

獲取具有第四場強分布的反射光束，解析時間間隔內具有第四場強分布的反射光束變化信息。

10.一種膜厚測量裝置，其特征在于，包括：

泵浦光源(1)，在一個時間點從待測膜(2)的上表面(3a)向下底面(3b)猝發多個激勵源，以使所述待測膜(2)上表面產生至少一形變區域；

提供如權利要求1-8中任一項所述的探測反射光變化的裝置，獲取所述形變區域對應偏振反射光束信號強度峰值變化信息；

計算單元，根據峰值對應的時間間隔計算出待測膜(2)的厚度。