CN103994741B - 一种测量膜层厚度的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量膜层厚度的方法，包括：S1、根据探针所受反作用力的不同确定膜层的分界；S2、根据探针上的位移传感器测得的位置数据或者根据探针穿透膜层的时间和运动速度计算得到膜层厚度。本发明中提供的方法通过用刚性的探针穿透膜层时反作用力的变化确定膜层的分界，通过反作用力发生突变的时刻确定探针开始穿过和刚好穿过膜层的时刻，进而根据探针运动速度和穿透时间计算膜层的厚度，还可以根据探针的位置数据计算得到膜层厚度，测量过程不需移动样品，只移动探针即可，测量方法简单易操作，而且得到的膜层厚度数据误差小，更接近实际厚度，准确度高。同时，本发明还提供了实现上述测量膜层厚度的方法的装置。

Description

一种测量膜层厚度的方法和装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种测量膜层厚度的方法和装置。

背景技术

目前，普遍使用的固体薄膜厚度的测量测试方法主要包括探针法和光学法两大类。探针法的测量原理是利用力学敏感的探针沿着样品表面划过，记录表面的形貌，从而测出膜层厚度；光学法是利用光的干涉或衍射来测出膜层厚度。

采用光学法测量的过程中，需要预先制作样品的断面，获取断面图像，再根据图像计算得到各个膜层的厚度，但是由于制样断面在过程中可能会出现膜层表面翘起以及界限模糊的现象，造成最后得到的厚度数据不准确。若样品表面不平整，为了能够测量有薄膜区域和无薄膜区域的段差，测量过程中需手动取平，再通过软件计算得到膜层厚度，但是由于受到测试范围、机台平整度及人为取平过程中操作误差的影响，使得得到的膜层厚度数据与实际厚度之间的误差较大。采用光学法测量不仅制作断面会对测量的厚度数据产生影响，而且适用范围也比较窄，对于样品表面镀有多种膜层，不便采用光学法进行膜层厚度测量，即便可以采用光学法测量，数据的精度也会受到很大的影响。

综上所述，采用光学法测量薄膜厚度不仅需要制作样本，测量成本增加，而且测量得到的膜层厚度较实际厚度误差较大，造成精确度很低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何在降低测量成本的情况下，还能降低测量的膜层厚度与实际厚度之间的误差，使得得到的膜层厚度更准确。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种测量膜层厚度的方法，包括：

S1、根据探针所受反作用力的不同确定膜层的分界；

S2、根据探针上的位移传感器测得的位置数据或者根据探针穿透膜层的时间和运动速度计算得到膜层厚度。

进一步地，步骤S1具体包括：

S11、探针从膜层上方开始向膜层运动，当探针所受的反作用力发生突变时，表示探针穿过膜层的第一表面；

S12、探针继续运动，当探针所受的反作用力再次发生突变时，表示探针穿过膜层的第二表面。

进一步地，当探针所受的反作用力发生突变时，记录探针上位移传感器沿膜层厚度方向的的坐标为第一坐标，当探针所受的反作用力再次发生突变时，再记录探针沿膜层厚度方向的坐标为第二坐标，计算第一坐标与第二坐标差值的绝对值得到膜层厚度。

进一步地，当探针穿过膜层的第一表面之后直到探针穿过膜层的第二表面之前，探针做匀速运动，探针穿透膜层过程中匀速运动的速度乘以穿透膜层所需要的时间得到膜层厚度。

进一步地，其特征在于，当探针穿过膜层的第二表面之后继续向下一层膜层运动，并重复步骤S11和S12，并根据记录的探针位置计算得到膜层厚度或者探针穿透膜层运动的时间和速度计算膜层厚度。

进一步地，步骤S1之前还包括：

S0、去掉表面膜层的一部分，形成第一区域和第二区域，第一区域为未去掉膜层的区域，第二区域为去掉膜层的区域。

进一步地，步骤S1具体包括：

S113、在第一区域膜层的第一表面上根据基准探针确定基准面；

S114、测量探针在第二区域从基准平面开始向下运动，当测量探针所受的反作用力发生从无到有的突变时，测量探针的位置和膜层的第二表面在同一平面。

进一步地，所述步骤S13的基准面为根据膜层上第一表面上方三个不同的基准探针得到的平面，或者根据一个基准探针在膜层上方的第一表面的三个不同位置得到的平面。

进一步地，当测量探针运动到基准面时，记录测量探针上位移传感器沿膜层厚度方向的坐标为第三坐标，当测量探针所受的反作用力发生从无到有的突变时，再记录测量探针上位移传感器沿膜层厚度方向的坐标为第四坐标，计算第三坐标与第四坐标差值的绝对值得到膜层厚度。

进一步地，当测量探针从基准面到开始感受到反作用力的过程中测量探针做匀速运动，探针穿透膜层过程中匀速运动的速度乘以穿透膜层所需要的时间得到膜层厚度。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于上述测量膜层厚度方法所使用的装置，包括探针和控制主机，探针用于沿膜层厚度方向运动，探针上还设置有反作用力传感器和位移传感器，其中反作用力传感器设置在探针的顶端，用于感测膜层表面对探针的反作用力，当反作用力发生突变时产生突变信号；

位移传感器设置在探针上，用于对探针的运动位置进行测量，得到位置数据；

所述控制主机与探针以及设置在探针上的反作用力传感器和位移传感器分别连接，用于获取反作用力传感器发送的突变信号以及位移传感器发送的位置数据，计算得到膜层厚度。

进一步地，还包括马达，与探针连接，用于对探针的运动速度进 行控制，穿透膜层过程中探针的运动速度小于开始穿过膜层之前探针的运动速度。

进一步地，所述马达至少为两个，用于控制探针不同的运动速度，所述控制主机还用于控制与探针连接的不同马达之间的切换。

进一步地，所述探针包括基准探针和测量探针，基准探针用于确定基准面，测量探针用于对膜层厚度进行测量。

进一步地，还包括计时器，用于记录探针穿过膜层的第一表面到探针穿过膜层的第二表面所用的时间，或用于记录测量探针从基准面运动到所受的反作用力发生从无到有的突变所用的时间。

(三)有益效果

本发明实施例提供一种测量膜层厚度的方法，包括：S1、根据探针所受反作用力的不同确定膜层的分界；S2、根据探针上的位移传感器测得的位置数据或者根据探针穿透膜层的时间和运动速度计算得到膜层厚度。本发明中提供的方法通过用刚性的探针穿透膜层时反作用力的变化确定膜层的分界，通过反作用力发生突变的时刻确定探针开始穿过和刚好穿过膜层的时刻，进而根据探针运动速度和穿透时间计算膜层的厚度，还可以根据探针的位置数据计算得到膜层厚度，测量过程不需移动样品，只移动探针即可，测量方法简单易操作，而且得到的膜层厚度数据误差小，更接近实际厚度，准确度高。同时，本发明还提供了实现上述测量膜层厚度的方法的装置。

附图说明

图1是本发明实施例一中提供的一种测量膜层厚度的方法的步骤流程图；

图2是本发明实施例二中提供的一种测量膜层厚度的装置的组成示意图；

图3是本发明实施例二中第一种装置的组成结构图；

图4是本发明实施例二中第一种装置进行步骤101的示意图；

图5是本发明实施例二中第一种装置进行步骤102的示意图；

图6是本发明实施例二中第一种装置进行步骤103的示意图；

图7为本发明实施例二中第一种装置进行步骤104的示意图；

图8是本发明实施例二中采用第一种装置探针穿过每一膜层过程中所需要的时间以及所受反作用力变化的示意图；

图9是本发明实施例二中第二种装置的组成结构图；

图10是本发明实施例二中第二种装置进行步骤201的示意图；

图11是本发明实施例二中第二种装置进行步骤205的示意图；

图12是本发明实施例二中第二种装置进行步骤206的示意图；

图13为本发明实施例二中第二种装置进行步骤207的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

探针法几乎适用于各种情况的样品表面，并且测试精度较高，故而相对于光学法而言具有更广泛的应用范围。使用探针法测量膜层厚度之前，一般需要将镀制有薄膜的样品上的一部分薄膜去除，暴露出一部分基板，使得基板表面和薄膜表面之前形成一定的厚度差异，通常这一步骤可称为台阶制备。现有的台阶制备方法主要有化学腐蚀法和掩膜法两种。化学腐蚀法往往会在腐蚀界面上出现一个有一定坡度的腐蚀台阶，影响到测试精度；掩膜法适用于大多数的台阶制备工艺，但是要制作合适的细窄的或者带有细窄凹槽的掩膜材料，每次镀膜都要用新的掩膜材料，成本高而且不环保。

基于现有的测量方法一般的过程如下：测量前，选取4根探针，其中三根探针作为基准点，剩余的一根探针用于测量。开始测量时，将4根探针记录的位置数据归零，然后移动载具使三个基准点探针测量单元感应于载具表面，量测点感应单元感应于待测物表面，计算两者差值得到待测物厚度，通过移动待测物使基准点与量测点感应单元 分别感应于载具表面和待测物上，操作麻烦，受外界影响较大。

实施例一

本发明实施例一中提供了一种测量膜层厚度的方法，步骤流程如图1所示，具体包括以下步骤：

步骤S1、根据探针所受反作用力的不同确定膜层的分界。

步骤S2、根据探针上的位移传感器测得的位置数据或者根据探针穿透膜层的时间和运动速度计算得到膜层厚度。

以上方法通过感受探针在穿过膜层时反作用力的变化，对不同膜层进行划分，再根据探针对位移的感测获取膜层厚度，或者根据探针穿透膜层的运动速度以及所需要时间计算得到膜层厚度。通过该方法，可以在不移动产品只移动探针的情况下就可以测量得到产品上的膜层厚度，测量方法简单易操作，而且是根据作用力变化确定膜层分界，可以保证测量得到的膜层厚度数据的精确度。

进一步地，本实施例中步骤S1有不同的实现方式，其中步骤S1的第一种实现方式具体包括：

步骤S11、探针从膜层上方开始向膜层运动，当探针所受的反作用力发生突变时，表示探针穿过膜层的第一表面。

步骤S12、探针继续运动，当探针所受的反作用力再次发生突变时，表示探针穿过膜层的第二表面。

进一步地，采用第一种实现方式时，步骤S2计算膜层厚度可以根据以下方法计算：

当探针所受的反作用力发生突变时，记录探针上位移传感器沿膜层厚度方向的坐标为第一坐标，当探针所受的反作用力再次发生突变时，再记录探针沿膜层厚度方向的坐标为第二坐标，计算第一坐标与第二坐标差值的绝对值得到膜层厚度。本实施例中记录坐标采用xyz坐标系方式，第一坐标为(x，y，z1)，当探针所受的反作用力再次发生突变时，再记录探针沿膜层厚度方向的第二坐标为(x，y，z2)， 根据第一坐标和第二坐标计算得到膜层厚度d＝|z2-z1|。

进一步地，采用第一种实现方式时，步骤S2计算膜层厚度还可以根据以下方法计算：

当探针穿过膜层的第一表面之后直到探针穿过膜层的第二表面之前，探针做匀速运动，探针穿透膜层过程中匀速运动的速度乘以穿透膜层所需要的时间得到膜层厚度。其中膜层厚度用d表示，运动时间用t表示，探针穿透膜层过程中匀速运动的速度用v表示，因此d＝v*t。

当探针所受的反作用力第一次发生突变时，表示探针开始穿透膜层，即探针经过膜层第一表面，当反作用力第二次发生突变时，表示探针已经从膜层穿出，即探针经过膜层的第二表面，因此根据上述位移差值以及运动速度和时间的乘积计算这两种方法都能得到膜层的厚度数据。

进一步地，当探针穿过膜层的第二表面之后继续向下一层膜层运动，并重复步骤S11和S12，并根据记录的探针位置计算得到膜层厚度或者探针穿透膜层运动的时间和速度计算膜层厚度。

进一步地，本实施例中的第二种实现方式，这种方式适用于表面膜层厚度的测量，在步骤S1之前还包括：

步骤S0、去掉表面膜层的一部分，形成第一区域和第二区域，第一区域为未去掉膜层的区域，第二区域为去掉膜层的区域。

进一步地，步骤S1具体包括：

步骤S113、在第一区域膜层的第一表面上根据基准探针确定基准面。

步骤S114、测量探针在第二区域从基准平面开始向下运动，当测量探针所受的反作用力发生从无到有的突变时，测量探针的位置和膜层的第二表面在同一平面。

进一步地，本实施例中步骤S13的基准面为根据膜层上第一表面 上方三个不同的基准探针得到的平面，或者根据一个基准探针在膜层上方的第一表面的三个不同位置得到的平面。

进一步地，采用第二种实现方式时，步骤S2计算膜层厚度可以根据以下方法计算：

当测量探针运动到基准面时，记录测量探针上位移传感器沿膜层厚度方向的坐标为第三坐标，当测量探针所受的反作用力发生从无到有的突变时，再记录测量探针上位移传感器沿膜层厚度方向的坐标为第四坐标，计算第三坐标与第四坐标差值的绝对值得到膜层厚度。第三坐标为(x，y，z3)，当测量探针所受的反作用力发生从无到有的突变时，再记录测量探针上位移传感器的第四坐标为(x，y，z4)，根据第三坐标和第四坐标计算得到膜层厚度d＝|z4-z3|。

进一步地，采用第二种实现方式时，步骤S2计算膜层厚度可以根据以下方法计算：

当测量探针从基准面到开始感受到反作用力的过程中测量探针做匀速运动，探针穿透膜层过程中匀速运动的速度乘以穿透膜层所需要的时间得到膜层厚度。其中膜层厚度用d表示，运动时间用t表示，探针穿透膜层过程中匀速运动的速度用v表示，因此d＝v*t。

综上所述，本实施例采用上述测量膜层厚度的方法，通过用刚性的探针穿透膜层时反作用力的变化确定膜层的分界，通过反作用力发生突变的时刻确定探针开始穿过和刚好穿过膜层的时刻，进而根据探针运动速度和穿透时间计算膜层的厚度，还可以根据探针的位置数据计算得到膜层厚度，测量过程不需移动样品，只移动探针即可，测量方法简单易操作，不需要人工取平，得到的膜层厚度数据误差小，更接近实际厚度，准确度高。

实施例二

为解决上述技术问题，本发明实施例二中还提供了一种基于上述测量膜层厚度方法所使用的装置，组成示意图如图2所示，具体包括 探针10和控制主机20，探针用于沿膜层厚度方向运动，探针10还设置有反作用力传感器11和位移传感器12，其中反作用力传感器11设置在探针10的顶端，用于感测膜层表面对探针的反作用力，当反作用力发生突变时产生突变信号；

位移传感器12设置在探针10上，用于对探针10的运动位置进行测量，得到位置数据；

控制主机20与探针10以及设置在探针10上的反作用力传感器11和位移传感器12分别连接，用于获取反作用力传感器11发送的突变信号以及位移传感器12发送的位置数据，计算得到膜层厚度。

进一步地，该装置还包括马达30，与探针10连接，用于对探针10的运动速度进行控制，穿透膜层过程中探针10的运动速度小于开始穿过膜层之前探针10的运动速度。

其中探针10在进入膜层之前以及在膜层中运动这两个过程中探针10运动的速度不同，一般进入膜层之前探针10的运动速度较快，由于膜层较薄，在膜层中运动的速度会更小一些，因此马达30的个数至少为两个，用于控制探针10不同的运动速度，控制主机20还用于控制与探针10连接的不同马达30之间的切换。

进一步地，该装置中的探针10包括基准探针和测量探针，基准探针用于确定基准面，测量探针用于对膜层厚度进行测量。

进一步地，还该装置中还包括计时器40，用于记录探针10穿过膜层的第一表面到探针10穿过膜层的第二表面所用的时间，或用于记录测量探针10从基准面运动到所受的反作用力发生从无到有的突变所用的时间。

另外，该装置中还包括监视器50，设置在探针10旁，用于监视探针10与膜层表面的距离，并通过显示装置60对探针与膜层表面之间的距离进行显示。通过监视器50对探针10到膜层的运动过程进行记录，并利用显示装置60进行显示可以通过现有软件方法实现，此处不再赘 述。

基于上述，与方法相对应，本实施例中的测量膜层厚度的装置也包括两种，第一种装置中包括探针10、控制主机20、三个马达(包括第一马达、第二马达、第三马达)、计时器、监视器50以及显示装置60，组成结构图如图3所示，其中马达和计时器未在图3中示出。其中的探针10仅包括一根探针，用于测量，探针10上还设置有反作用力传感器11，采用第一种装置进行测量的过程如图4-图7所示，具体如下：

步骤101，将探针移动到待测样品表面(即膜层01)上方，探针开始下降，下降的速度为V1(cm/s)，由于此时探针与膜层距离较远，运动速度较大，一般V1＝1cm/s，此时通过第一马达31驱动探针下降。探针旁边设置监视器50与探针10联动下降，并通过显示装置对探针10与膜层表面的距离进行显示，如图4所示。

步骤102，探针在第二马达的驱动下继续匀速下降，但是监视器保持原位置不动，由于此过程中探针与膜层的距离已经很小，下降速度应该放慢探针下降的速度，一般此时探针下降速度V2＝0.5mm/s，当感应到探针表面所受反作用力发生突变时，记录此时的探针位置(x，y，z1)，如图5所示。

步骤103，当探针与膜层第一表面(即上表面)接触后，探针在第三马达驱动下穿过膜层，此过程仍然保持匀速下降，但是下降速度V3一般为10～100Am/s。当感应到探针表面所受反作用力再次发生突变时，记录此时探针位置(x，y，z2)。同时还可以通过计时器40记录探针穿透膜层的时间t1，如图6所示，再结合探针的下降速度计算得到第一层膜层厚度d1＝z2-z1，或者d1＝V3*t1。

步骤104，如果膜层为多层，则探针继续下降，当感应到探针表面所受反作用力再次发生突变时，记录此时探针位置(x，y，z3)，计时器记录此过程中探针下降时间t2，如图7所示，同上结合探针的下降速度计算得到第二层膜层02厚度d2＝z3-z2，或者d2＝V3*t2。对于 多层膜层的测量，重复上述步骤103的操作，即可得到每层膜层的厚度。探针穿过每一膜层过程中所需要的时间以及所受反作用力变化的示意图如图8所示，横坐标为穿过每一膜层的时间，单位为s，其中t3为探针穿透第三层膜层03的时间，纵坐标为反作用力传感器感受到的反作用力F的大小，单位为N(牛顿)。

除了上述，第二种装置中也包括探针10、控制主机20、三个马达(包括第一马达、第二马达、第三马达)、计时器、监视器50以及显示装置60，组成结构图如图9所示，其中马达和计时器未在图9中示出。但是其中的探针10仅包括四根探针，三根基准探针(包括第一探针101a、第二探针101b、第三探针101c)用于确定基准面，一根测量探针(即第四探针102)用于测量，第一探针101a、第二探针101b、第三探针101c以及第四探针102均设置有反作用力传感器11。该种测量装置适用于表面膜层厚度的测量，以TFT表面PI膜厚的测试为例，可将基板表面去除部分PI，通过测量第一区域(即有PI膜区域，用X区表示)和第二区域(即无PI膜区域，用Y区表示)探针下降高度，计算PI膜厚度。采用第二种装置进行测量的过程如图10-图13所示，具体如下：

步骤201，将第一探针101a移动到待测样品有PI区的上方，在第一马达31驱动下第一探针101a开始下降，下降速度为V1，速度大小同上。此时也探针旁边也设置监视器50，并通过显示装置60对第一探针101a与膜层表面的距离进行显示，如图10所示。

步骤202，探针在第二马达驱动下继续匀速下降，监视器保持原位置不动。当感应到探针表面所受反作用力发生突变时，记录此时的第一探针101a位置(x1，y1，z1)。这个过程中探针下降速度为V2，速度大小同上。

步骤203，在第一马达驱动下使第二探针101b下降，在有PI位置的不同区域重复步骤201和步骤202。

步骤204，在第一马达驱动下使第三探针101c下降，在有PI位置的不同区域重复步骤201和步骤202。

步骤205，通过第一探针101a、第二探针101b、第三探针101c下降位置确定的平面为基准面(x0，y0，z0)，如图11所示。

步骤206，第四探针102从有PI区域向无PI区域扫描，当测试高度发生突变时发出提示并记录此时位置。

控制第四探针102在步骤206测试突变位置下降，下降到第一探针101a、第二探针101b、第三探针101c确定的基准面时，如图12所示。第四探针102在第三马达驱动下保持匀速下降，下降速度为V3。

步骤207，当感应到第四探针102表面所受反作用力发生突变时，记录此时探针位置(x5，y5，z5)，计时器记录此过程中探针下降时间t，计算得到膜层厚度d＝z5-z0，或者d＝V3*t，如图13所示。

综上所述，本实施例中提供的测量膜层厚度的装置，能够通过用刚性的探针穿透膜层时反作用力的变化确定膜层的分界，通过反作用力发生突变的时刻确定探针开始穿过和刚好穿过膜层的时刻，进而根据探针运动速度和穿透时间计算膜层的厚度，还可以根据探针的位置数据计算得到膜层厚度，测量过程不需移动样品，只移动探针即可，测量方法简单易操作，不需要人工取平，得到的膜层厚度数据误差小，更接近实际厚度，准确度高。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (14)

1.一种测量膜层厚度的方法，其特征在于，包括:

S1、根据探针所受反作用力的不同确定膜层的分界；

S2、根据探针上的位移传感器测得的位置数据或者根据探针穿透膜层的时间和运动速度计算得到膜层厚度；

其中，步骤S1具体包括：

S11、探针从膜层上方开始向膜层运动，当探针所受的反作用力发生突变时，表示探针穿过膜层的第一表面；

S12、探针继续运动，当探针所受的反作用力再次发生突变时，表示探针穿过膜层的第二表面。

2.如权利要求1所述的测量膜层厚度的方法，其特征在于，当探针所受的反作用力发生突变时，记录探针上位移传感器沿膜层厚度方向的坐标为第一坐标，当探针所受的反作用力再次发生突变时，再记录探针沿膜层厚度方向的坐标为第二坐标，计算第一坐标与第二坐标差值的绝对值得到膜层厚度。

3.如权利要求1所述的测量膜层厚度的方法，其特征在于，当探针穿过膜层的第一表面之后直到探针穿过膜层的第二表面之前，探针做匀速运动，探针穿透膜层过程中匀速运动的速度乘以穿透膜层所需要的时间得到膜层厚度。

4.如权利要求1-3中任一项所述的测量膜层厚度的方法，其特征在于，当探针穿过膜层的第二表面之后继续向下一层膜层运动，并重复步骤S11和S12，并根据记录的探针位置计算得到膜层厚度或者探针穿透膜层运动的时间和速度计算膜层厚度。

5.如权利要求1所述的测量膜层厚度的方法，其特征在于，步骤S1之前还包括：

S0、去掉表面膜层的一部分，形成第一区域和第二区域，第一区域为未去掉膜层的区域，第二区域为去掉膜层的区域。

6.如权利要求5所述的测量膜层厚度的方法，其特征在于，步骤S1具体包括：

S113、在第一区域膜层的第一表面上根据基准探针确定基准面；

S114、测量探针在第二区域从基准平面开始向下运动，当测量探针所受的反作用力发生从无到有的突变时，测量探针的位置和膜层的第二表面在同一平面。

7.如权利要求6所述的测量膜层厚度的方法，其特征在于，所述步骤S113的基准面为根据膜层上第一表面上方三个不同的基准探针得到的平面，或者根据一个基准探针在膜层上方的第一表面的三个不同位置得到的平面。

8.如权利要求6所述的测量膜层厚度的方法，其特征在于，当测量探针运动到基准面时，记录测量探针上位移传感器沿膜层厚度方向的坐标为第三坐标，当测量探针所受的反作用力发生从无到有的突变时，再记录测量探针上位移传感器沿膜层厚度方向的坐标为第四坐标，计算第三坐标与第四坐标差值的绝对值得到膜层厚度。

9.如权利要求6所述的测量膜层厚度的方法，其特征在于，当测量探针从基准面运动到测量探针开始感受到反作用力的过程中测量探针做匀速运动，探针穿透膜层过程中匀速运动的速度乘以穿透膜层所需要的时间得到膜层厚度。

10.一种基于权利要求1-9中任一项所述的测量膜层厚度方法所使用的测量膜层厚度的装置，其特征在于，包括探针和控制主机，探针用于沿膜层厚度方向运动，探针上还设置有反作用力传感器和位移传感器，其中反作用力传感器设置在探针的顶端，用于感测膜层表面对探针的反作用力，当反作用力发生突变时产生突变信号；

位移传感器设置在探针上，用于对探针的运动位置进行测量，得到位置数据；

所述控制主机与探针以及设置在探针上的反作用力传感器和位移传感器分别连接，用于获取反作用力传感器发送的突变信号以及位移传感器发送的位置数据，计算得到膜层厚度。

11.如权利要求10所述的测量膜层厚度的装置，其特征在于，还包括马达，与探针连接，用于对探针的运动速度进行控制，穿透膜层过程中探针的运动速度小于开始穿过膜层之前探针的运动速度。

12.如权利要求11所述的测量膜层厚度的装置，其特征在于，所述马达至少为两个，用于控制探针不同的运动速度，所述控制主机还用于控制与探针连接的不同马达之间的切换。

13.如权利要求10-12任一项所述的测量膜层厚度的装置，其特征在于，所述探针包括基准探针和测量探针，基准探针用于确定基准面，测量探针用于对膜层厚度进行测量。

14.如权利要求13所述的测量膜层厚度的装置，其特征在于，还包括计时器，用于记录探针穿过膜层的第一表面到探针穿过膜层的第二表面所用的时间，或用于记录测量探针从基准面运动到所受的反作用力发生从无到有的突变所用的时间。