[发明专利]用于测量厚度变化的设备、使用该设备的系统、使用该设备的形貌显微镜、测量厚度变化的方法、以及使用该测量方法获取形貌图像的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于测量厚度变化的设备、使用该设备的系统、使用该设备的形貌显微镜、测量厚度变化的方法、以及使用该测量方法获取形貌图像(morphology image)的方法，并且更具体地，本发明涉及可以通过其准确且精确地测量微小的厚度变化或者使用低廉且简单的配置通过其获取形貌图像的用于测量厚度变化的设备、使用该设备的系统、使用该设备的形貌显微镜、测量厚度变化的方法、以及使用该测量方法获取形貌图像的方法。

背景技术

通常，用于测量厚度变化的设备测量薄膜的厚度或厚度变化。

传统地，通过使用下述两种代表性方法来测量薄膜的厚度。

第一种是通过使用晶体振荡器传感器测量沉积量来实时地监测厚度变化的方法。然而，由于晶体振荡器传感器需要被频繁地更换，所以需要精确地校准，并且如果沉积超过特定量，则晶体振荡器传感器饱和并且表现出非线性结果，上述方法不能容易地实时监测厚度变化。

第二种是在薄膜完全沉积后测量薄膜厚度的方法。为此，可以根据薄膜的材料使用各种方法，如椭圆光度法、白光干涉仪、表面轮廓仪(alpha-step)、以及激光三角测量系统。然而，如果薄膜具有大约10nm的厚度，则该厚度可能不容易精确地测量。即使在使用上述方法测量1μm的厚度时，也可能在例如准备样本或其他因素时存在各种问题。

另外，由于诸如共焦光学器件的光学系统需要高等级的准确性以增加超薄膜的厚度的测量精度，所以要求准确的对准并因此不可避免地增加了总体部件或构成部分的价格。

发明内容

技术问题

本发明提供通过其可以准确且精确地测量微小的厚度变化或者使用低廉且简单的配置通过其获取形貌图像的用于测量厚度变化的设备、使用该设备的系统、使用该设备的形貌显微镜、测量厚度变化的方法、以及使用该测量方法获取形貌图像的方法。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供一种用于测量厚度变化的设备，所述设备包括：光源，所述光源用于照射光束到目标物体上；弯曲反射器，所述弯曲反射器用于反射从所述目标物体反射并入射到所述弯曲反射器上的光束；以及感测单元，所述感测单元用于感测从所述弯曲反射器反射的光束。

光源可以将光束以45°的角度照射到所述目标物体上。

该设备还可以包括透镜单元，所述透镜单元用于使从所述光源发射的光在到达所述目标物体之前穿过所述透镜单元，并且所述透镜单元使从所述光源发射的光束在穿过所述透镜单元之后直至入射到所述弯曲反射器上时逐渐减小光束宽度。

该设备还可以包括透镜单元，所述透镜单元用于使从所述光源发射的光在到达所述目标物体之前穿过所述透镜单元，并且所述透镜单元使从所述光源发射的光束在穿过所述透镜单元之后改变光束宽度，使得光束在从所述弯曲反射器反射之后直至入射到所述感测单元上时具有统一的光束宽度。

该设备还可以包括透镜单元，所述透镜单元用于使从所述光源发射的光在到达所述目标物体之前穿过所述透镜单元，并且所述透镜单元使从所述光源发射的光束在穿过所述透镜单元之后改变光束宽度，使得从所述目标物体反射的光束会聚到光束在所述弯曲反射器上的入射位置处的曲率半径的中心上。

光源可以是激光光源。

光源可以包括发光装置和销孔，所述销孔用于使从所述发光装置发射的光的一部分穿过所述销孔。

弯曲反射器可以是球面反射表面的至少一部分。

所述设备可以根据当在所述目标物体的厚度变化之前从所述目标物体反射的光束从所述弯曲反射器反射并入射到所述感测单元上时由所述感测单元感测的第一位置与当在所述目标物体的厚度变化之后从所述目标物体反射的光束从所述弯曲反射器反射并入射到所述感测单元上时由所述感测单元感测的第二位置之差来测量所述目标物体的厚度变化。

所述设备可以根据在从所述目标物体的一个位置反射的光束从所述弯曲反射器反射并入射到所述感测单元上时由所述感测单元感测的第一位置与在从所述目标物体的另一个位置反射的光束从所述弯曲反射器反射并入射到所述感测单元上时由所述感测单元感测的第二位置之差来测量所述目标物体的厚度变化。

所述设备还可以包括放大器管，所述放大器管用于使从所述弯曲反射器反射的光束在入射到所述感测单元上之前穿过所述放大器管，并且所述放大器管具有至少两个相面对的反射表面。

所述放大器管的所述至少两个相面对的反射表面可以彼此平行。

所述感测单元可以设置在所述放大器管的所述至少两个相面对的反射表面中的任何一个的端部。