CN104279968B - 厚度测量装置与厚度测量方法 - Google Patents
厚度测量装置与厚度测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104279968B CN104279968B CN201410319193.7A CN201410319193A CN104279968B CN 104279968 B CN104279968 B CN 104279968B CN 201410319193 A CN201410319193 A CN 201410319193A CN 104279968 B CN104279968 B CN 104279968B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wave length
- light beam
- transmitted light
- transparent substrate
- phase difference
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明涉及厚度测量装置和厚度测量方法。所述厚度测量装置包括:变波长激光器,其用于将第一波长的激光束和第二波长的激光束顺序地照入射到透明基板的第一位置;光学检测器,其用于检测从所述透明基板透射的透射光束;以及处理单元,其用于在利用所述第一波长的第一透射光束的强度和所述第二波长的第二透射光束的强度的李萨如曲线上提取旋转角度,或者用于提取由所述透明基板在所述第一位置处的内部反射引起的相邻光线之间的光程差或由所述透明基板在所述第一位置处的内部反射引起的所述相邻光线之间的相位差。
Description
技术领域
本发明涉及厚度测量装置,尤其涉及利用两个波长来精确地测量厚度变化的厚度测量装置。
背景技术
玻璃基板等被用于半导体器件或诸如液晶显示器(LCD)以及有机电致发光二极管(OLED)之类的平板显示器。近年来,显示器件正朝着大面积以及高分辨率显示器件发展。于是,显示器件中包括的基板的面积持续增大。由于基板的这种不一致的厚度可对显示器件的分辨率具有不利影响,因此重要的是保持整个基板表面的厚度一致。
通常,利用从基板的前表面与后表面反射的光之间的干涉的反射式厚度测量装置被用来测量几纳米至几十纳米的厚度变化。然而,随着基板的面积增加,当测量基板的厚度时,基板可能扭曲。由于基板扭曲,所以从基板反射的光的路径改变,使得很难精确地测量基板的厚度。
发明内容
本发明的实施例提供了利用满足预定的条件的两种波长来测量薄膜厚度的厚度测量装置以及厚度测量方法。
根据本发明的实施例的厚度测量装置可以包括:变波长激光器,其用于将第一波长的激光束和第二波长的激光束顺序地照入射到透明基板的第一位置;光学检测器,其用于检测从所述透明基板透射的透射光束;以及处理单元,其用于利用所述第一波长的第一透射光束的强度和所述第二波长的第二透射光束的强度提取李萨如曲线上的旋转角度,或者用于提取由所述透明基板在所述第一位置处的内部反射引起的相邻光线之间的光程差或由所述透明基板在所述第一位置处的内部反射引起的所述相邻光线之间的相位差。
在示例性的实施例中,所述第一波长的所述第一透射光束的强度可具有所述相位差的余弦函数,并且所述第二波长的所述第二透射光束的强度可具有所述相位差的正弦函数。
在示例性的实施例中,所述处理单元包括:AD转换器,其将所述第一波长的所述第一透射光束和所述第二波长的所述第二透射光束转换成第一数字测量信号和第二数字测量信号;非线性校正单元,其利用所转换的具有参数的所述第一数字测量信号和所述第二数字测量信号来执行非线性校正;相位计算器,其通过利用所非线性校正的信号来计算与所述李萨如曲线上的所述旋转角度相对应的相位差;检查点确认单元,其确认在每次相位计算期间计算的所述相位差是否为π/4的整数倍;以及参数更新单元,其当所述相位差是π/4的整数倍时,更新所述参数。
在示例性的实施例中,所述变波长激光器可周期性地并交替地输出所述第一波长和所述第二波长。
在示例性的实施例中,所述厚度测量装置还可包括:传送单元,其用于传送所述透明基板;以及传送驱动单元,其用于驱动所述传送单元。
根据本发明的实施例的厚度测量方法可以包括:首先将第一波长的激光束照射到透明基板的第一位置;检测从所述透明基板透射的所述第一波长的第一透射光束;将所述激光束的波长转换成第二波长之后,使用所述第二波长的激光束照射所述透明基板的所述第一位置;检测从所述透明基板透射的所述第二波长的第二透射光束;利用所述第一波长的第一透射光束的强度和所述第二波长的第二透射光束的强度提取李萨如曲线上的旋转角度,或者提取由所述透明基板在所述第一位置处的内部反射引起的相邻光线之间的光程差或由所述透明基板在所述第一位置处的内部反射引起的所述相邻光线之间的相位差。
在示例性的实施例中,提取所述旋转角度的步骤包括:将所述第一波长的所述第一透射光束和所述第二波长的所述第二透射光束转换成第一数字测量信号和第二数字测量信号;利用所转换的具有参数的所述第一数字测量信号和所述第二数字测量信号来执行非线性校正;通过利用所非线性校正的信号来计算与所述李萨如曲线上的所述旋转角度相对应的相位差;确认在每次相位计算期间计算的所述相位差是否为π/4的整数倍;以及当所述相位差是π/4的整数倍时,更新所述参数。
在示例性的实施例中,所述厚度测量方法还可以包括:改变所述透明基板的所述第一位置。
附图说明
从附图以及随附的详细说明来看,本发明将变得更加明显。在此所描述的实施例通过示例的方式而非限制的方式给出,其中,相同的参考数字是指相同或相似的元件。附图不必要按比例,而是对本发明示出的部分做出强调。
图1示出了根据本发明的实施例的厚度测量装置。
图2是示出了在预定的第一波长λ1以及第二波长λ2的情况下取决于基板的厚度的cos(ψ)的曲线图。
图3是由第一波长的透射光束的强度与第二波长的透射光束的强度的不同坐标轴构建的李萨如(Lissajous)曲线图。
图4示出了李萨如曲线图。
图5是示出了由各参数值的估计误差引起的相位差计算的非线性误差的曲线图。
图6示出了利用了FPGA的处理单元的构造。
图7是在李萨如轨迹中设置公差的曲线图。
图8A示出了根据本发明的实施例的厚度测量装置。
图8b是图8A的时序图。
图9A是示出了图8A中的第一测量信号Ix的AC分量以及第二测量信号Iy的AC分量的曲线图。
图9B是利用图9A中的第一测量信号Ix的AC分量以及第二测量信号Iy的AC分量的李萨如曲线图。
图9C是示出了通过图9B的李萨如曲线图与非线性误差消除而获得的厚度变化的曲线图。
具体实施方式
当相干光入射到透明基板上,经由多次内部反射从基板透射的透射光束可以产生干涉信号。透射光束的干涉信号可以取决于由内部反射在相邻光线之间引起的光程差或相位差。当透明基板的厚度改变时,由内部反射在相邻光线之间引起的光程差或相位差也可改变。透射光束的干涉信号可具有艾里函数(Airy function)。取决于相位差,艾里函数可具有2π多值性(ambiguity)。由此,透射光束的干涉信号不能明确透明基板的厚度。
根据本发明的实施例,对干涉信号的相位差的轨迹进行跟踪,以去除2π多值性。需要新的干涉信号来跟踪相位差的轨迹。具体地,在精细度系数(coefficient of finesse)小于1(F<1)的情况下,艾里函数可近似于相位差的余弦函数。余弦函数可取决于相位差。相应地,如果波长变化,那么余弦函数可改变成正弦函数。由此,第一波长下的余弦函数与第二波长下的正弦函数可以明确相位差与相位差的轨迹。此外,可以确定相位差的旋转方向或轨迹。由此,可以从相位差去除2π多值性。相应地,可确定透明基板的厚度变化。根据本发明的实施例,可测量取决于透明基板的位置的厚度变化或取决于透明基板的位置的相对厚度。
以下,将参照附图来更详细地说明本发明的优选实施例。然而,可以以不同形式来实施本发明,但本发明的构建不应限于此处所述的实施例。相反,提供这些实施例将使得本发明彻底和全面,从而全面地向本领域技术人员传达本发明的范围。在整个说明书中,相同的数字指相同的元件。
图1示出了根据本发明的实施例的厚度测量装置。
参照图1,激光入射到透明基板10上。激光的入射角为θ1,并且激光的折射角为θ2。透明基板10的厚度为d,并且透明基板10的折射率为n。假设空气的折射率为1。入射光的电场强度为E0。在透明基板10中,入射光执行多次内部反射。入射面与透射面上的反射系数为r,并且从入射面与透射面透射的透射系数为t。激光源的波长在真空中为λ0。
此外,E0t2与E0t2r2为相邻的光线。可如下地给出两相邻的光线之间的路径相位差(ψ)。
等式(1)
可经由聚焦透镜12使被多次反射的总透射光束的电场聚焦,并如下地给出。
等式(2)
可以如下地给出作为艾里函数的总透射光束的强度。
等式(3)
R=|r|2,T=|t|2,Ψ=ψ+ψr
在等式(3)中,ψr/2表示一次反射所引起的反射相位变化,R表示反射率,T表示透射率,Ψ表示总相位差,并且F表示精细度系数。
在F<1的情况下,如果使用泰勒级数展开来展开透射光束的强度并且忽略第二级数项以上的项,那么可如下地表示透射光束的强度。
等式(4)
透射光束的强度被表示为总相位差的余弦函数。另一方面,需要透射光束的强度的正弦函数跟踪总相位差Ψ的轨迹。
为了从透射光束的强度(IT)获取总相位差,需要信号IT(Ψ)以及信号IT(Ψ+π/2)这两个信号。例如,当反射相位差ψr为零时,需要IT(ψ)以及IT(ψ+π/2)。可如下地表示透射光束的余弦相位项。
等式(5)
如果将第一波长λ1改变成第二波长λ2,那么可能使ψ改变π/2。相应地,透射光束的强度可在第一波长下具有取决于透明基板的厚度d的余弦函数,并且在第二波长下具有取决于透明基板的厚度d的正弦函数。由此,为了去除相位差的2π多值性,可跟踪相位差的轨迹。
图2是示出了在预定的第一波长λ1与第二波长λ2下取决于基板的厚度的cos(ψ)的曲线图。
参照图2,可选择第二波长λ2,从而使ψ改变Nπ+π/2(N为整数)。例如,当选择第二波长λ2而使ψ改变π/2时,则可如下地给出第二波长λ2。
等式(6)
λ2=λ1+Δλ
另一方面,第二波长λ2取决于透明基板的厚度d。然而,透明基板的厚度d比第一波长λ1大得多。通常,透明基板的厚度为几百微米,而第一波长λ1为几微米。相应地,可忽略取决于透明基板的厚度变化的周期误差。当第一波长λ1为1.5微米、d为700微米、n为1.5并且θ2为90度时,Δλ可以是0.00027微米。Δλ远小于第一波长λ1。由此,相对于第一波长λ1与第二波长λ2,厚度的重复周期大体上相同。
在厚度d变化的情况下,如果λ1与λ2满足在透射光束的相位项处改变π/2的条件,那么,可如下地给出透射光束的强度。
等式(7)
在等式(7)中,IT(λ1)表示第一波长的第一透射光束的强度,IT(λ2)表示在第二波长的第二透射光束的强度。IT(λ1)包括取决于透明基板的厚度的余弦函数,并且IT(λ2)包括取决于透明基板的厚度的正弦函数。此外,I0 1以及I0 2为常数。
图3是由第一波长的透射光束的强度与第二波长的透射光束的强度的不同坐标轴构建的李萨如曲线图。
参照图3,由第一波长的透射光束的强度IT(λ1)和第二波长的透射光束的强度IT(λ2)界定的位置A可以执行基于中心点(I0 1,I0 2)的圆周运动或椭圆运动。位置A的旋转角度可以与总相位差Ψ相同。相应地,随着透明基板的厚度连续地变化,位置A可以在李萨如曲线图上执行旋转运动。由此,可通过跟踪旋转角度来计算透明基板的厚度。
如果在满足等式(6)的条件的λ1与λ2处对透射光束的强度IT(λ1)与IT(λ2)进行检测,那么利用等式(8)可以计算透明基板的厚度。总旋转角度由(M×2π+Ψ)(M为表示旋转计数的整数)给出。由此,相对厚度D由(D=d+M×λ1/(2ncos(θ2))给出。
等式(8)
图4示出了李萨如曲线图。
参照图4,由于偏振混合(polarization mixing)、激光强度漂移以及电路的不稳定性等,测量信号的李萨如曲线图可能偏离理想圆周。由此,产生了非线性误差。可以经由光学检测器将等式(7)的第一透射光束以及第二透射光束转换成测量信号。可将测量信号Ix与Iy表示成等式(9)。
等式(9)
在等式(9)中,Ax以及Ay表示DC偏移,Bx以及By表示AC振幅,δ表示用于表明偏离90度的程度的相位差,并且φ表示与透明基板的厚度成比例的相位差。相位差φ可与等式(4)中的总相位差Ψ相对应。
参照等式(8),两个测量信号的李萨如曲线图大体上具有椭圆的形式,并且测量的相位差φ可如下地计算。
等式(10)
相应地,为了准确地获得没有非线性误差的相位差以及透明基板的厚度,必须准确地理解用于表示两个测量信号的参数值Ax、Bx、Ay、By以及δ。
图5是示出了由各个参数值的估计误差引起的相位差计算的非线性误差的曲线图。
参照图5,非线性误差表现出周期性特性,并且具有非线性误差的大小重复性地变为零的位置。
当许多参数具有估计误差时,非线性误差变为零的位置略有改变。然而,在相位差φ是π/4的倍数时,非线性误差持续保持小的值。由此,可以利用相位差φ是π/4的倍数的位置处的测量信号来准确地估计参数。
可以利用相位为n×π/4(n=0...7)的位置处的十二个参考测量信号值Ix0、Ix1、Ix3、Ix4、Ix5、Ix7;Iy1、Iy2、Iy3、Iy5、Iy6以及Iy7来获得用于表示两个测量信号的五个参数。
表(1)
表(1)表示在计算时使用的十二个参考测量信号,且是利用等式(9)归纳的。将表(1)显示在图7的李萨如曲线图上。
可如下地计算这五个参数值。
等式(11)
只利用在各参数的估计误差对非线性误差的影响被最小化时的相位处的参考测量信号来计算各个参数。
每当相位差与π/4的倍数匹配时,则更新这些参数,并且利用更新的参数来计算与透明基板的厚度d成比例的相位差Ψ或相位差φ。由此,在下一步骤中,可以获得更准确的相位差,并且可以减小利用获得的相位差对参数进行估计的估计误差。由于重复地执行该校正过程,所以根据重复次数可以减小参数的估计误差,并且可去除由参数值的估计误差引起的非线性误差。此外,由于可以经由简单的算数计算来获得参数值,所以可以以实时的方式来校正非线性误差。
可利用现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)来实现用于厚度测量装置的实时非线性校正的数字信号处理模块。所使用的数据采集板(dataacquisition board)可以高精度地与可重构的输入/输出单元同步。数据采集板可以包括具有200kHz的采样速率的八通道的16位模数转换器(16-bit analog-to-digitalconverter(ADC)),并可以用25纳秒(ns)的分辨率执行同步控制。
图6示出利用了FPGA的处理单元的构造。
参照图6,处理单元130可包括将第一测量信号Ix和第二测量信号Iy转换成数字信号的AD转换器131、利用经数字转换的第一及第二测量信号来执行非线性校正的非线性校正单元132、更新参数的参数更新单元134、检查点确认单元135以及相位计算器133。
非线性校正单元132可以利用从AD转换器131获得的两个测量信号Ix、Iy以及参数估计值Ax、Bx、Ay、By和δ来计算经非线性校正的相位输出值tan(φ)。利用获得的测量信号Ix、Iy以及参数估计值Ax、Bx、Ay、By和δ来计算等式(10)中的反正切的因数。可以通过相位计算器133利用反正切函数在查找表(look-up table,LUT)中计算相位φ。可通过将2π的相位范围均等地划分成1024个部分来计算相位φ。
检查点确认单元135确认在每次相位计算期间计算的相位差是否变成π/4的整数倍。当满足该条件(相位差是π/4的整数倍)时,则利用等式(11)更新参数。将更新的参数存储到参数更新单元134中,并在下次非线性校正中使用。
在这个过程中,为了减小由与高速的相位偏移相对应并被测量的测量信号的噪声引起的参数估计值的偶然影响,可引入额外的过程。由于在高速的厚度测量期间测量信号变化很快,因此难以检测相位差变成π/4的整数倍的位置。由此,针对这种检查点,可引入公差来调整判断的标准。
图7为在李萨如轨迹中设置公差的曲线图。
参照图7,公差变得越宽,则更容易检测到检查点。然而,由于在公差范围之内的所有的相位值被判断为检查点,因此降低了参数估计值的准确性。随着公差变窄,则出现了相反的趋势。由此,可采用在测量期间根据位移的速度来调整公差的方法。
如果只利用单个检查点的测量信号值来计算参数估计值,那么所获得的相位信号的噪声对参数估计值的准确性产生影响。为了减小这种偶然影响,不仅引入了公差,而且引入了子区域。
通过将整个2π相位划分成八个区域来形成子区域,这八个区域的中心为n×π/4并且范围为(2n±1)×π/8。当相位值达到设定的检查点时,不利用相位信号值直接地更新参数值,而是利用在相位值超出当前所属的子区域之前通过累加相位值获得的参数估计值的平均值将参数值更新成新的参数值。相应地,该方法能够防止由参数估计值的偶然影响引起的相位信号的噪声出现。
图8A示出了根据本发明的实施例的厚度测量装置。图8B是图8A的时序图。
参照图8A与8B,厚度测量装置100包括将第一波长λ1和第二波长λ2的激光束顺序地照入射到透明基板10的第一位置的变波长激光器110、检测从透明基板10透射的透射光束的光学检测器120以及利用第一波长λ1的第一透射光束的强度与第二波长λ2的第二透射光束的强度在李萨如曲线上提取旋转角度的处理单元130。或者,处理单元130可以提取由透明基板10在第一位置处的内部反射引起的相邻光线之间的光程差,或提取由透明基板10在第一位置处的内部反射引起的相邻光线之间的相位差。
参照等式(6)以及等式(7),第一波长λ1的第一透射光束的强度具有相位差的余弦函数,并且第二波长λ2的第二透射光束的强度具有相位差的正弦函数。选择第一波长λ1与第二波长λ2,使它们满足等式(6)。
变波长激光器110可周期性地交替输出第一波长λ1以及第二波长λ2。变波长激光器110可以是激光二极管,其控制流过的电流,从而使波长变化。变波长激光器110的波长带(wavelength band)可以是可见光区域或红外区域。变波长激光器110是可调谐激光器,其能够以受控方式变换波长。
可以以脉冲形式输出第一波长λ1,第一波长λ1的脉宽可小于周期T。可经由光学检测器120来测量第一波长λ1的第一透射光束,并且可经由光学检测器120在不同的时间测量第二波长λ2的第二透射光束。可将光学检测器120的输出划分成第一测量信号Ix以及第二测量信号Iy。可测量单个周期T中的一对相邻的测量信号以计算相位差或透明基板的厚度。信号处理过程与在等式(9)至(11)中说明的过程相同。
可在光学检测器120与透明基板10之间布置聚焦透镜160。聚焦透镜160可使透射光束聚焦并将聚焦的光束提供给光学检测器120。光学检测器120可以是具有高响应速度的光电二极管。
可以以恒定的速度来传送透明基板10。在此情况下,传送单元140可以在z轴方向上传送透明基板10。传送单元140可以是传送辊或真空吸附传送装置。传送驱动单元150可以驱动传送单元140。
在传送透明基板10时,可改变测量位置。在传送透明基板10时,第一测量信号与第二测量信号可能是在不同的位置处获得的信号。然而,可以调整传送速度,使得第一测量信号与第二测量信号的生成位置大体上彼此相同。
根据本发明的变形实施例,传送单元140可重复地对透明基板10执行传送操作与停止操作,并能够在透明基板10停止时测量第一测量信号与第二测量信号。
在传送透明基板10时,生成了多个第一测量信号以及多个第二测量信号。这些测量信号可以在李萨如曲线图上旋转。当相邻的测量位置之间的旋转角度差异是2π时,或者当相邻的测量位置之间的厚度差异大于λ1/2时,则难以跟踪旋转角度的轨迹。因此,将相邻的测量位置之间的厚度差异维持在半波长λ1/2以内。
回到图6,处理单元130可包括将第一测量信号Ix与第二测量信号Iy转换成数字信号的AD转换器131、利用经数字转换的第一以及第二测量信号来执行非线性校正的非线性校正单元132、更新参数的参数更新单元134、检查点确认单元135以及相位计算器133。
图9A是示出图8A中的第一测量信号Ix的AC分量以及第二测量信号Iy的AC分量的曲线图。图9B是利用了图9A中的第一测量信号Ix的AC分量以及第二测量信号Iy的AC分量的李萨如曲线图。图9C是示出了经由图9B的李萨如曲线图以及非线性误差消除而获得的厚度变化的曲线图。
参照图9A至9C,第一波长与第二波长分别为1.5μm以及1.50027μm。采用了变波长激光二极管,并且采用700μm的玻璃基板作为透明基板。以恒定的速度传送透明基板。
在用第一测量信号以及第二测量信号构建的李萨如曲线上的位置处,实时地测量旋转角度。可以利用等式(1)将旋转角度转换成透明基板的厚度。
在初始位置(y=0)的基础上测量透明基板的厚度变化。由此,需要测量初始位置处的厚度以计算透明基板的绝对厚度。
根据上述的厚度测量装置以及厚度测量方法,可以通过令第一波长和第二波长从透明基板透射并对透射光束进行测量来容易地测量厚度变化。特别地,即使在诸如传送辊引起振动的环境下或基板大体上扭曲的环境下,厚度测量装置也可以稳定地测量基板的厚度。
虽然已经结合附图中所示的本发明的实施例对本发明进行了说明,但本发明不限于实施例。对本领域技术人员来说,明显的是,在不偏离本发明的精神与范围的情况下,可以做出不同的替代、修改以及改变。
Claims (4)
1.一种厚度测量装置,其包括:
变波长激光器,其用于将第一波长的激光束和第二波长的激光束顺序地照入射到透明基板的第一位置;
光学检测器,其用于检测从所述透明基板透射的透射光束;以及
处理单元,其用于利用所述第一波长的第一透射光束的强度和所述第二波长的第二透射光束的强度提取李萨如曲线上的旋转角度,或者用于提取由所述透明基板在所述第一位置处的内部反射引起的相邻光线之间的光程差或由所述透明基板在所述第一位置处的内部反射引起的所述相邻光线之间的相位差,
其中,所述第一波长的所述第一透射光束的强度具有所述相位差的余弦函数,并且所述第二波长的所述第二透射光束的强度具有所述相位差的正弦函数,
其中,所述第一波长和所述第二波长满足在透射光束的相位项处改变π/2的条件;
其中,所述处理单元包括:
AD转换器,其将所述第一波长的所述第一透射光束和所述第二波长的所述第二透射光束转换成第一数字测量信号和第二数字测量信号;
非线性校正单元,其利用所转换的具有参数的所述第一数字测量信号和所述第二数字测量信号来执行非线性校正;
相位计算器,其通过利用所非线性校正的信号来计算与所述李萨如曲线上的所述旋转角度相对应的相位差;
检查点确认单元,其确认在每次相位计算期间计算的所述相位差是否为π/4的整数倍;以及
参数更新单元,其当所述相位差是π/4的整数倍时,更新所述参数。
2.根据权利要求1所述的厚度测量装置,其还包括:
传送单元,其用于传送所述透明基板;以及
传送驱动单元,其用于驱动所述传送单元。
3.一种厚度测量方法,其包括:
首先将第一波长的激光束照射到透明基板的第一位置;
利用光学检测器检测从所述透明基板透射的所述第一波长的第一透射光束;
将所述激光束的波长转换成第二波长之后,使用所述第二波长的激光束照射所述透明基板的所述第一位置;
利用所述光学检测器检测从所述透明基板透射的所述第二波长的第二透射光束;
利用所述第一波长的第一透射光束的强度和所述第二波长的第二透射光束的强度提取李萨如曲线上的旋转角度,或者提取由所述透明基板在所述第一位置处的内部反射引起的相邻光线之间的光程差或由所述透明基板在所述第一位置处的内部反射引起的所述相邻光线之间的相位差,
其中,所述第一波长的所述第一透射光束的强度具有所述相位差的余弦函数,并且所述第二波长的所述第二透射光束的强度具有所述相位差的正弦函数,
其中,所述第一波长和所述第二波长满足在透射光束的相位项处改变π/2的条件;
其中,提取所述旋转角度的步骤包括:
将所述第一波长的所述第一透射光束和所述第二波长的所述第二透射光束转换成第一数字测量信号和第二数字测量信号;
利用所转换的具有参数的所述第一数字测量信号和所述第二数字测量信号来执行非线性校正;
通过利用非线性校正的信号来计算与所述李萨如曲线上的所述旋转角度相对应的相位差;
确认在每次相位计算期间计算的所述相位差是否为π/4的整数倍;以及
当所述相位差是π/4的整数倍时,更新所述参数。
4.根据权利要求3所述的厚度测量方法,其还包括:
改变所述透明基板的所述第一位置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2013-0078753 | 2013-07-05 | ||
KR1020130078753A KR101554203B1 (ko) | 2013-07-05 | 2013-07-05 | 두께 측정 장치 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104279968A CN104279968A (zh) | 2015-01-14 |
CN104279968B true CN104279968B (zh) | 2018-05-22 |
Family
ID=52255099
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410319193.7A Active CN104279968B (zh) | 2013-07-05 | 2014-07-04 | 厚度测量装置与厚度测量方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015014601A (zh) |
KR (1) | KR101554203B1 (zh) |
CN (1) | CN104279968B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107765090B (zh) * | 2017-10-16 | 2020-05-19 | 上海传输线研究所(中国电子科技集团公司第二十三研究所) | 一种3×3耦合器相位次序标定方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5631736A (en) * | 1993-05-03 | 1997-05-20 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Absolute interferometer measuring process and apparatus having a measuring interferometer, control interferometer and tunable laser |
CN1324072A (zh) * | 2000-05-12 | 2001-11-28 | 柯尼卡株式会社 | 光学拾取装置 |
CN1421849A (zh) * | 2001-11-27 | 2003-06-04 | 株式会社三协精机制作所 | 激光头装置及物镜 |
CN1720444A (zh) * | 2002-12-27 | 2006-01-11 | 日本板硝子株式会社 | 评价板状体的光学畸变的装置及方法 |
CN101261425A (zh) * | 2007-03-08 | 2008-09-10 | 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 | 用于扫描投影的投影设备 |
CN101571376A (zh) * | 2009-02-03 | 2009-11-04 | 上海亮兴电子技术有限公司 | 相位式光栅位移传感器 |
CN101788267A (zh) * | 2010-01-26 | 2010-07-28 | 浙江大学 | 基于两组亚波长光栅的光学微位移传感器 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7271921B2 (en) * | 2003-07-23 | 2007-09-18 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Method and apparatus for determining surface layer thickness using continuous multi-wavelength surface scanning |
KR100631060B1 (ko) | 2004-11-10 | 2006-10-04 | 한국과학기술원 | 백색광 간섭계를 이용한 투명박막의 두께 및 형상을측정하는 장치 및 방법 |
JP4861281B2 (ja) | 2007-09-26 | 2012-01-25 | 株式会社神戸製鋼所 | ヘテロダイン干渉測定方法,ヘテロダイン干渉装置,厚み測定装置,厚み測定方法 |
-
2013
- 2013-07-05 KR KR1020130078753A patent/KR101554203B1/ko active IP Right Grant
-
2014
- 2014-07-01 JP JP2014135984A patent/JP2015014601A/ja active Pending
- 2014-07-04 CN CN201410319193.7A patent/CN104279968B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5631736A (en) * | 1993-05-03 | 1997-05-20 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Absolute interferometer measuring process and apparatus having a measuring interferometer, control interferometer and tunable laser |
CN1324072A (zh) * | 2000-05-12 | 2001-11-28 | 柯尼卡株式会社 | 光学拾取装置 |
CN1421849A (zh) * | 2001-11-27 | 2003-06-04 | 株式会社三协精机制作所 | 激光头装置及物镜 |
CN1720444A (zh) * | 2002-12-27 | 2006-01-11 | 日本板硝子株式会社 | 评价板状体的光学畸变的装置及方法 |
CN101261425A (zh) * | 2007-03-08 | 2008-09-10 | 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 | 用于扫描投影的投影设备 |
CN101571376A (zh) * | 2009-02-03 | 2009-11-04 | 上海亮兴电子技术有限公司 | 相位式光栅位移传感器 |
CN101788267A (zh) * | 2010-01-26 | 2010-07-28 | 浙江大学 | 基于两组亚波长光栅的光学微位移传感器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015014601A (ja) | 2015-01-22 |
KR101554203B1 (ko) | 2015-09-21 |
CN104279968A (zh) | 2015-01-14 |
KR20150005794A (ko) | 2015-01-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104279969B (zh) | 厚度测量方法 | |
CN103163077B (zh) | 旋转器件型光谱椭偏仪系统参数校准方法 | |
CN100429475C (zh) | 减小外差干涉非线性误差一次谐波分量的方法与装置 | |
US6496265B1 (en) | Fiber optic sensors and methods therefor | |
CH683798A5 (fr) | Capteur de position pour un appareil de mesure de grandeurs linéaires ou angulaires. | |
WO2016154780A1 (zh) | 激光干涉波长杠杆式绝对距离测量装置与方法 | |
CN105066889B (zh) | 一种便携式薄膜测厚仪及其膜厚测量方法 | |
KR20080100343A (ko) | 표면 플라즈몬 공명 센서 및 이를 사용하여 샘플을 검출하는 방법 | |
CN103954589B (zh) | 一种光学材料折射率的精密测量装置及方法 | |
CN104729411B (zh) | 基于高密度光栅的高分辨率光栅干涉仪 | |
Zhou et al. | Dual-comb spectroscopy resolved three-degree-of-freedom sensing | |
CN104279968B (zh) | 厚度测量装置与厚度测量方法 | |
CN103075966A (zh) | 位移测量系统 | |
JP4465451B2 (ja) | 光干渉計の周期誤差低減方法および装置 | |
CN100462669C (zh) | 多角镜马达的测量装置 | |
CN103163078A (zh) | 一种提高椭偏仪测量精度的方法 | |
Šiaudinytė et al. | Multi-dimensional grating interferometer based on fibre-fed measurement heads arranged in Littrow configuration | |
CN101246122B (zh) | 采用旋转补偿器积分采样的椭偏成像方法和装置 | |
CN110631484B (zh) | 基于激光自混合光栅干涉的三维位移测量系统及测量方法 | |
Zhang et al. | Measuring roll angle displacement based on ellipticity with high resolution and large range | |
Lu et al. | Non-linear dynamic compensation and re-sampling for tactile scanning measurement of curved surface topography based on GPS standards | |
Bokhman et al. | Research of dynamic goniometer system for direction measurements | |
Salo et al. | On the calibration of the distance measuring component of a terrestrial laser scanner | |
RU2152011C1 (ru) | Способ измерения крутящего момента и устройство для его реализации | |
TWI261662B (en) | Subpixel precision estimating system of light point distance with multiple measurement purposes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |