利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┮环N利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)，包括光源、第一分光元件、準直單元及探測單元；所述準直單元，將光源產(chǎn)生的光會聚成平行光；所述第一分光元件使通過所述準直單元的平行光的一部分垂直入射至樣品上，以及使樣品反射的光的一部分入射至所述探測單元；所述探測單元，測量樣品的透射光譜及反射光譜。本發(fā)明提供的光學(xué)量測系統(tǒng)，采用無色差的平行光垂直入射，避免了會聚光束測量時，入射角存在一定分布范圍造成的誤差，以及測量較厚襯底時，斜入射光束在厚襯底內(nèi)多次反射容易引起的系統(tǒng)誤差，并解決了垂直入射時入射角度不易校準的問題，可在寬光譜范圍內(nèi)實現(xiàn)厚襯底的透射率和反射率測量，提高了測量精度。
【專利說明】利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，玻璃襯底已經(jīng)被越來越多地應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中。尤其在大尺寸顯示平板FPD和太陽能PV領(lǐng)域增長迅速，帶來了巨大市場需求。更多的應(yīng)用也在不斷擴展中，例如，Sapphire, Quartz, Aluminum Nitride, and Borosilicate Glass 等材料也更多的被使用。隨著技術(shù)的進步，玻璃的質(zhì)量和加工工藝也逐步提高。
[0003]工業(yè)制造的AOI (Automatic Optic Inspection,自動光學(xué)檢測)過程中，玻璃襯底在一定光譜范圍內(nèi)的反射率和透射率，是評價玻璃性能的重要技術(shù)指標；這些特性的均勻性也是考核的關(guān)鍵點。測量平板玻璃的在較寬波段內(nèi)的反射率和透射率，更有助于了解玻璃的性能，并能夠增加測量準確度和精確度。由于通常玻璃襯底的厚度在毫米量級，容易產(chǎn)生較強的色散和多次反射造成的光束偏移，現(xiàn)有的檢測技術(shù)不能很好的解決測量中造成的偏差?，F(xiàn)有技術(shù)中，反射率測量光路多為一定入射角下測量反射率，如典型的“V-W”型反射率計和“N”型反射率計。例如:中國專利申請?zhí)枮?3210473，發(fā)明名稱為絕對法反射率測試裝置；中國專利申請?zhí)枮?00510072536，發(fā)明名稱為一種光學(xué)參數(shù)絕對值測量儀及其測量方法，美國專利申請?zhí)枮閁S2001006419A1，發(fā)明名稱為用于傾向測量的布置和方法等。非垂直入射光路，由于光的反射率隨入射角不同而變化，并且不同偏振態(tài)(s光和P光)的反射率和透射率各不相同。光的偏振影響反射率的測量精度，而且透射率T和反射率R測量角度不同，造成測量結(jié)果不相關(guān)，測量數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)T+R3 I的情況，使光吸收率A出現(xiàn)不合理的負值。而且，非垂直入射光路，在測量一定厚度底襯底時，如圖1，由于光在襯底中的上
下表面的多次反射和透射，反射光包含一次反射光R1，二次反射光R2,三次反射光R3......不同次反射光間隔AL=2dtan0t cos Θ i，反射光間隔隨著襯底厚度的增大而增大。所以在測量厚襯底時，會出現(xiàn)采集不全的問題，造成斜入射測量的較大誤差。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，在會聚光束垂直入射的情況下，例如，如圖2所示，中國專利申請?zhí)枮?2158728，發(fā)明名稱為光學(xué)參數(shù)測量裝置，即使入射光束的數(shù)值孔徑(光束反射角為
2Θ P不大，由于平板玻璃較厚，入射光進入玻璃后會發(fā)生多次反射，從而使反射光采集困難，造成測量誤差。而且，當(dāng)探測光束為寬光譜時，色差造成的偏差由于較大厚度的而更為明顯。此外，該發(fā)明中透射率和反射率不能同時測量，需要移動樣品位置，并且不易校準探測光垂直入射的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明提供一種利用無色差的平行光垂直入射的，可測量厚襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)。
[0006]該光學(xué)量測系統(tǒng)包括:[0007]光源、第一分光元件、準直單元及探測單元；
[0008]所述準直單元，將光源產(chǎn)生的光會聚成平行光；
[0009]所述平行光通過所述第一分光元件入射至樣品上；
[0010]經(jīng)所述樣品透射的平行光入射至所述探測單元；
[0011]經(jīng)樣品反射的光通過第一分光元件反射至所述探測單元；
[0012]所述探測單元，測量入射光譜及反射光譜。
[0013]此外，該光學(xué)量測系統(tǒng)還包括第二分光元件和垂直入射校準單元，用于校準探測光束的入射方向，使其垂直入射到樣品表面。
[0014]本發(fā)明提供的利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)，避免了會聚光束測量時，入射角存在一定分布范圍造成的誤差，以及測量較厚襯底時，斜入射光束在襯底內(nèi)多次反射容易引起的系統(tǒng)誤差，并解決了垂直入射時入射角度不易校準的問題，可在寬光譜范圍內(nèi)實現(xiàn)厚襯底的透射率和反射率測量，提高了測量精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為厚襯底斜入射光路不意圖；
[0016]圖2為會聚光束在平板玻璃入射的光路示意圖；
[0017]圖3為平行光垂直入射在襯底表面的光路示意圖；
[0018]圖4為光束經(jīng)離軸拋物面反射鏡反射的光路示意圖；
[0019]圖5為十字光闌的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖6為異形光闌的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖7為四象限探測器標定原理示意圖；
[0022]圖8為本發(fā)明實施例一提供的利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖9為本發(fā)明實施例二提供的利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明采用平行光作為探測光束，垂直入射至襯底表面。如圖3所示，當(dāng)平行光垂直入射到襯底上時，其反射光沿原路返回。由于光在襯底中的上下表面的多次反射和透射，進入襯底內(nèi)的光，在襯底內(nèi)部經(jīng)歷一次，兩次或多次反射，因此反射光包含一次反射光R1，二次反射光R2，三次反射光R3……不同次反射光均沿入射光的入射方向返回，因此，通過平行光垂直入射在厚襯底上，可以解決斜入射光束或會聚光束當(dāng)多次反射引起的空間上的偏移，使得光束的采集更加容易。同時，在寬光譜情況下，在平行光垂直入射的條件下，厚襯底上的反射光束不會存在色差問題。本發(fā)明所述的襯底主要包括上下表面平坦，以及上下表面平行的物體。
[0025]本發(fā)明采用反射元件實現(xiàn)寬光譜的平行光?？刹捎脤捁庾V點光源，與拋物面反射鏡結(jié)合，得到寬光譜無色差的平行光。如圖4所示，使點光源位于離軸拋物面反射鏡的焦點處，則點光源(SO)發(fā)出的光束經(jīng)過離軸拋物面反射鏡(OAP)反射后，可以得到與拋物面軸平行的平行光束。由于采用反射鏡反射來準直光束，則本發(fā)明得到的寬光譜平行光無色差。同時，本發(fā)明也可以采用無色差透鏡來得到無色差的寬光譜平行光，但適合的光譜范圍相比較小。
[0026]其次，本發(fā)明采用準直光垂直入射調(diào)節(jié)和監(jiān)控單元，從而解決準直光垂直入射問題。具體步驟如下:
[0027]利用平行光垂直入射到平面時，會沿原路返回的原理，采用十字或其他異形光闌對垂直入射進行調(diào)整。垂直入射調(diào)整時，光路中放入十字或異形光闌，(十字或異形光闌如圖5、6所述)，在樣品臺放置平面反射鏡或硅片等表面面型較好且反射率較高的物體；通過觀察光闌處反射光光斑是否與入射光斑重合，判斷是否垂直入射。樣品臺與光闌距離越長，垂直入射精度越高。在探測器(例如四象限探測器、CCD和CMOS等的其中一種)對反射光位置進行標定。使用四象限探測器的標定過程如下:四象限探測器的四個象限1、I1、II1、IV為四個探測器，當(dāng)反射的平行光經(jīng)聚焦后的光斑與四象限探測器中心重合時，四個象限得到的光電信號相同；當(dāng)反射光斑不在光軸上時，四個象限輸出的光電信號幅度不相同，比較四個光電信號的幅度大小可以確定光斑的象限位置，借助算法可確定光斑在兩個方向的偏移量 Δχ、Ay。
[0028]使用(XD或CMOS標定時，通過記錄光斑在(XD或CMOS上的像素坐標位置，從而進行標定。在測量時，在探測器上對反射光位置進行監(jiān)控，并將監(jiān)控結(jié)果實時反饋到調(diào)整樣品平面的二維平移臺進行微調(diào)，將反射光斑調(diào)整到標定位置，從而保證準直光垂直入射到樣品。本發(fā)明中，光路調(diào)整時，可先將樣品臺放置到遠處(例如大于2m)進行四象限探測器的位置校準，校準完畢，再將樣品臺放置到理想位置。
[0029]實施例一
[0030]如圖8所示，為本發(fā)明第一實施例的利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)包括:光源S0，第二分光元件BS2，準直單元(具體可采用消色差透鏡LO來實現(xiàn))、透射光探測單元(具體可采用光譜計SPl和射光聚光單元來實現(xiàn))、反射光探測單元(具體可采用光譜計SP2和反射光聚光單元來實現(xiàn))、第一分光元件BS1，二維樣品臺S及垂直入射校準單元MT。
[0031]寬帶點光源發(fā)出的發(fā)散光經(jīng)過第二分光元件BS2后，一部分光入射至準直元件LO上，準直元件LO的位置相當(dāng)于寬帶點光源SO放置于其焦點上，則經(jīng)過準直元件后，該發(fā)散光束將會聚成平行光；該平行光經(jīng)過第一分光元件BSl后，垂直入射到樣品上。經(jīng)過樣品(或空氣)的透射光入射到透射光聚光單元(透鏡LI)，經(jīng)透鏡LI聚焦后入射到光譜計SPl上。經(jīng)過樣品的反射光返回至第一分光元件BS1，一部分光透射通過后，經(jīng)過消色差透鏡LO入射到分光元件BS2，經(jīng)分光元件BS2反射后進入垂直入射校準單元MT;另一部分光被分光元件BSl反射后入射到反射光聚光單元(透鏡L2)，經(jīng)過透鏡L2聚焦后進入光譜計SP2上。其中，第一分光兀件BSl和所述第二分光兀件BS2與光束主光的夾角均為45°。
[0032]本實施例的光學(xué)量測系統(tǒng)在測量以前，需要通過上述垂直入射標定裝置對垂直入射校準單元MT上的光斑位置進行標定。標定完成后，將樣品放到樣品臺上，觀測校準單元MT上的光斑位置是否與標定位置重合，若不重合，需要調(diào)整二維樣品臺的位置，直至其與標定位置重合，則說明平行光束垂直入射已調(diào)節(jié)完成，可以進行下一步測量。
[0033]本實施例在測量透射率時，首先，在光譜計SPl上測量未放置樣品時的光譜T0(A);然后，將樣品放置樣品臺S上，調(diào)整樣品平臺的位置，直至通過垂直入射校準單元MT觀測到準直光垂直入射至樣品表面后，在光譜計SPl上測量光譜T1 ( λ )，透射率T ( λ )=T1 ( λ ) /T0 ( λ )。
[0034]本實施例在測量反射率時，其測量步驟如下:
[0035](I)將已知反射率的標準硅片放置到樣品臺上，調(diào)節(jié)樣品臺位置，使入射光垂直入射標準硅片上，記錄光譜計SP2測量的反射光譜Rc^ λ );
[0036](2)取下標準硅片，將待測樣品放置樣品臺S上，調(diào)整樣品平臺的位置，直至通過垂直入射校準單元觀測到準直光垂直入射至樣品表面后，記錄光譜計SP2測量到的反射光譜Ri (入)；
[0037](3)計算樣品反射率，SP:R ( λ )=? ( λ )*Rsi(X)/R。( λ )。Rsi ( λ )為標準硅片的反射率。
[0038]進一步，可以通過記錄標準硅片的反射光譜特性和通過測量無樣品時的透射光譜T0 ( λ )光強修正，實現(xiàn)反射率和透射率同步測量。細節(jié)如下:測量前，通過某時刻對無硅片情況下的透射光譜TttlU)的測量和標準硅片的反射光譜Rsi ttlU)的測量，可利用標準硅片的反射光譜與無硅片情況下的透射光譜的比值標定光路相對于標準硅片的效率rsi，
[0039]rsi=Rsi_t0(A)/Tt0(A),
[0040]測量時，首先測量無樣品情況下的透射光譜λ )，由此可以計算出在測量時刻標準硅的反射光譜:RQ ( λ ) =rsi*T0 ( λ ) =Rsito ( λ ) *TQ ( λ ) /Tto (λ),而后將樣品放置于光路中，并記錄通過光譜計SPl獲得的透射光譜T1 ( λ )和通過光譜計SP2獲得的樣品反射光譜R1 ( λ ) 0則樣品的透射率為:
[0041]T ( λ ) =T1 ( λ ) /T0 ( λ )，
[0042]樣品的反射率為:
[0043]R(X)=R1 ( λ )/R0 ( λ )*Rsi ( λ ) =R1 ( λ )*Tt0 ( λ ) *Rsi ( λ ) / (Rsi—10 ( λ ) *Τ0 ( λ ))。
[0044]本實施例中，該垂直入射校準單元MT可以采用已完成標定的四象限探測器，來實現(xiàn)對反射光位置的監(jiān)控，通過將探測器上接收到的信號反饋到二維的樣品平臺上，對二維樣品平臺實現(xiàn)微調(diào)，可以實現(xiàn)準直光高精度垂直入射到樣品表面。
[0045]本實施例中，第二分光元件BS2和垂直入射校準單元MT也可以放在第一分光元件BSl和反射光探測單元SP2之間，例如，第二分光元件BS2和垂直入射校準單元MT放置在透鏡L2和光譜計SP2之間。本實施例中，第二分光元件BS2也可以放在第一分光元件BSl與消色差透鏡LO之間的位置中，并在MT之前增加一個聚光元件，如曲面反射鏡，透鏡等。第二分光元件BS2放置在平行光路中時，相比較非平行光路，可降低寬光譜情況下由于色散造成的影響。第一分光元件BS1、第二分光元件BS2可以選用薄膜分光器，可以消除兩個底面反射后可能存在的重影和透射時的色散。當(dāng)?shù)诙止庠﨎S2放置在消色差透鏡LO和光源SO之間時，薄膜分光器能夠更好的消除色散的影響。
[0046]第一分光兀件BSl和第二分光兀件BS2可以為分光薄片、分光棱鏡、點格分光鏡、薄膜分光鏡等；第二分光元件BSl可以選用95%透射、5%反射的分束器。寬帶點光源可以是氙燈、氘燈、鎢燈、鹵素?zé)簟⒐療?、包含氘燈和鎢燈的復(fù)合寬帶光源、包含鎢燈和鹵素?zé)舻膹?fù)合寬帶光源、包含汞燈和氙燈的復(fù)合寬帶光源、包含氘鎢鹵素的復(fù)合寬帶光源或者是通過消偏振器產(chǎn)生的偏振度為零的自然光點光源。垂直入射校準單元MT可以為四象限探測器、CCD和CMOS等的其中一種。光路中可以放置用以控制平行光截面的光闌；另外光闌A可以為十字光闌或其他異形光闌，如上文所述，作為調(diào)整光束平行的參考。
[0047]實施例二
[0048]如圖9所示，為本發(fā)明第二實施例提供利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)包括光源S0、第一分光元件BS1、準直單元(可以采用離軸拋物面反射鏡OAPl來實現(xiàn))、透射光聚光單元(可以采用離軸拋物面反射鏡0AP3來實現(xiàn))、反射光聚光單元(可以采用離軸拋物面反射鏡0AP4來實現(xiàn))、第二分光元件BS2、二維樣品臺S、快門Tl、快門T2、Y型光纖F、探測單元(可以用光譜計SPl來實現(xiàn))及垂直入射校準單元MT。
[0049]寬帶點光源發(fā)出的發(fā)散光經(jīng)過第二分光元件BS2后，一部分光入射至離軸拋物面反射鏡OAPl，離軸拋物面反射鏡OAPl的位置相當(dāng)于寬帶點光源SO放置于其焦點上，則該光束經(jīng)過離軸拋物面反射鏡OAPl反射后，形成平行光束。該平行光束入射至第一分光元件BSl，透射通過第一分光元件BSl后入射到樣品S上。經(jīng)樣品S反射的平行光束返回第一分光元件BSl，其中一部分光束被第一分光元件BSl反射，該反射光入射至離軸拋物面反射鏡0ΑΡ4,經(jīng)離軸拋物面反射鏡0ΑΡ4反射后聚焦至Y型光纖的C端；經(jīng)樣品S透射的平行光束入射至離軸拋物面反射鏡0ΑΡ3，經(jīng)0ΑΡ3反射后聚焦至Y型光纖的B端。本實施例采用Y型光纖F及一個光譜計SPl代替實施例一中的兩個光譜計。Y型光纖F由一定數(shù)量的獨立光纖捆綁組成，也可由三根光纖熔合制成；分為三個端點，其中，端點A包含光纖束全部通路，端點B和端點C包含光纖束的兩個入射子光纖束部分的端口。光纖束的端點B和C分別放置于光路中離軸拋物面反射鏡0ΑΡ3和0ΑΡ4的焦點處(如圖9中的箭頭所示)，用于接收透射光和反射光；端點A對準光譜計SP1，待測量的反射光或透射光最終通過光纖束的端點Α，入射到光譜計SPl進行測量。
[0050]作為優(yōu)選地，本實施例還可以包括一個光源監(jiān)測單元，該光源監(jiān)測單元由離軸拋物面反射鏡0ΑΡ2和光譜計SP2組成，該光源監(jiān)測單元可以接收光源發(fā)出的，被第一分光元件BSl反射的光束。根據(jù)實施例一可知，測量時需要首先測量無樣品時的透射光譜或標準樣品的反射光譜，由于這些步驟和實際待測樣品測量時間的差異，光源的光強起伏會給測量帶來誤差。本實施例可以利用光源監(jiān)測單元實時監(jiān)控光源的光譜強度，并且若將光譜計SP2實時測量到的光強值作為參考，可以校正光源起伏造成的測量誤差。例如，將在測量標準樣品時和測量待測樣品時光譜計SP2測量到的光譜相比，得到的系數(shù)計入最后的測量值中。點光源SO可以是由光源通過聚焦單元聚焦整形后，通過一個針孔得到的。
[0051 ] 本實施例中，離軸拋物面反射鏡OAPl、0ΑΡ2、0ΑΡ3，0ΑΡ4可以為鍍膜相同的離軸拋物面反射元件。探測單元為光譜儀。第一分光元件BSl和第二分光元件BS2可以為分光薄片、分光棱鏡、點格分光鏡、薄膜分光鏡等；光源是氙燈、氘燈、鎢燈、齒素?zé)?、汞燈、包含氘燈和鎢燈的復(fù)合寬帶光源、包含鎢燈和鹵素?zé)舻膹?fù)合寬帶光源、包含汞燈和氙燈的復(fù)合寬帶光源或包含氘鎢鹵素的復(fù)合寬帶光源，或者，光源是通過消偏振器產(chǎn)生的偏振度為零的自然光點光源。本實施例中，在反射光測量單元和透射光測量單元的光路中增加快門，通過快門切換，分別測量反射率和透射率。
[0052]本實施例也可以同時測量反射率和透射率。其測量步驟如下:
[0053](I)未裝載樣品時，打開快門Tl，關(guān)閉快門Τ2，記錄光譜計SPl測量到的透射光譜T0(A)和光譜計SP2測量到的光譜I。；
[0054](2)將已知反射率的標準硅片放置到樣品臺上，調(diào)節(jié)樣品臺位置，使入射光垂直入射標準硅片上，打開快門T2，關(guān)閉快門Tl，記錄光譜計SPl測量的反射光譜RtlU );
[0055](3)取下標準硅片，將待測樣品放置樣品臺7上，調(diào)整樣品平臺的位置，直至通過垂直入射監(jiān)控探測單元觀測到準直光垂直入射至樣品表面。打開快門Tl，關(guān)閉快門T2，記錄探測器SPl測量到的透射光譜T1 ( λ );打開快門Τ2，關(guān)閉快門Tl，記錄光譜計SPl測量的反射光譜R1 (入)。
[0056](4)記錄光譜計SP2測量到的光譜I。
[0057]上述步驟中，步驟(1)和(2)完成后，將測量得到光譜值Ttl ( λ )、I。、Rq ( λ )作為參考值保存下來，在每次測量樣品時，通過計算機自動將測量到得光譜與參考光譜比較，即可以得到樣品的透射率和反射率。若光源的光強起伏可以忽略，即I = Itl,則本實施例可以采用與第一實施例相同的測量方法。
[0058]這樣，樣品的透射率和反射率分別為:
[0059]透射率
【權(quán)利要求】
1.一種利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)，其特征在于，包括: 光源、第一分光元件、準直單元及探測單元； 所述準直單元，將光源產(chǎn)生的光會聚成平行光； 所述平行光通過所述第一分光元件垂直入射至樣品上； 經(jīng)所述樣品透射的光入射至所述探測單元； 經(jīng)所述樣品反射的光通過第一分光元件后入射至所述探測單元； 所述探測單元，測量入射光譜及反射光譜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)，其特征在于， 所述探測單元包括:用于測量透射光譜的第一光譜計和用于測量反射光譜的第二光譜計； 經(jīng)所述樣品透射的平行光通過透射光聚光單元入射至所述第一光譜計； 經(jīng)所述樣品反射的平行光，返回至所述第一分光元件，所述第一分光元件使所述平行光的一部分通過反射光聚光單元后入射至所述第二光譜計。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 第二分光元件和垂直入射校準單元； 所述第二分光元件設(shè)置在所述準直單元和所述光源之間；所述第二分光元件使所述光源產(chǎn)生的光的一部分入射至所述準直單元；以及使由樣品反射的，依次經(jīng)過所述第一分光元件，所述準直單元的光束的一部分入射至所述垂直入射校準單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 第二分光元件和垂直入射校準單元； 所述第二分光元件設(shè)置在所述反射聚光單元和所述第二光譜計之間； 所述第二分光元件使由樣品反射的，依次經(jīng)過所述第一分光元件，所述反射聚光單元的光束的一部分入射至所述垂直入射校準單元，另一部分光入射至所述第二光譜計。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 第二分光元件、垂直入射校準單元和聚光元件； 所述第二分光元件設(shè)置在所述第一分光元件和所述準直單元之間； 所述第二分光元件使所述光源產(chǎn)生的，經(jīng)過所述準直單元的平行光的一部分入射至所述第一分光元件；以及使由樣品反射的，經(jīng)過所述第一分光元件的光的一部分入射至所述聚光元件，經(jīng)所述聚光元件后入射至所述垂直入射校準單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)，其特征在于，所述探測單元包括: Y型光纖和第一光譜計； 所述Y型光纖用于分別接收經(jīng)所述樣品透射，經(jīng)過第一聚光單元的光，以及經(jīng)所述樣品反射后依次通過所述第一分光元件，所述第二聚光單元的光，并將其入射到所述第一光譜計；所述第一光譜計與所述Y型光纖連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 第二分光元件和垂直入射校準單元； 所述第二分光元件設(shè)置在所述準直單元和所述光源之間； 所述第二分光元件使所述光源產(chǎn)生的光的一部分入射至所述準直單元；以及使由樣品反射的，依次經(jīng)過所述第一分光元件，所述準直單元的光束的一部分入射至所述垂直入射校準單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 光源監(jiān)測單元，所述光源監(jiān)測單元包括監(jiān)測聚光單元和第二光譜計； 所述第一分光元件還用于將所述光源發(fā)出的，依次通過所述第二分光元件，所述準直單元的光束的一部分通過所述監(jiān)測聚光單元，入射至所述第二光譜計。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)，其特征在于: 在第一分光元件與Y型光 纖之間設(shè)置有快門；在樣品與Y型光纖之間設(shè)置有快門。
10.根據(jù)權(quán)利要求3、4、5、7或8任一項所述的利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)，其特征在于: 所述第一分光元件和第二分光元件包括分光薄片、分光棱鏡、點格分光鏡或薄膜分光鏡; 所述垂直入射校準單元包括四象限探測器、CCD或CMOS。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 光闌，所述光闌設(shè)置在所述準直單元和所述第一分光元件之間，作為垂直入射時反射光光斑在垂直入射校準單元中位置的參考。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)，其特征在于:所述準直單元為離軸拋物面反射鏡，或消色差透鏡。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)，其特征在于:所述第一聚光單元和第二聚光單元為離軸拋物面反射鏡。
14.根據(jù)權(quán)利要求3、4、5或7任一項所述的利用平行光測量襯底反射率和透射率的光學(xué)量測系統(tǒng)，其特征在于:還包括裝載樣品的二維平移臺，所述垂直入射校準單元將監(jiān)控結(jié)果反饋到二維平移臺的控制端，對樣品位置進行自動調(diào)節(jié)。
【文檔編號】G01N21/55GK103512864SQ201210213835
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月25日
【發(fā)明者】王林梓, 劉濤, 李國光 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所, 北京智朗芯光科技有限公司