CN106152951A - 一种测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉装置和方法 - Google Patents

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CN106152951A CN201610516647.9A CN201610516647A CN106152951A CN 106152951 A CN106152951 A CN 106152951A CN 201610516647 A CN201610516647 A CN 201610516647A CN 106152951 A CN106152951 A CN 106152951A
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Abstract

本发明提供了一种测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉装置和方法，所述方法设置了两个物光对向、共轴的白光干涉光路，位移台带动厚度标样或薄膜样品沿物光光轴方向步进运动，同时，两个面阵探测器采集厚度标样或薄膜样品表面的形貌信息，通过厚度标样标定两个干涉物镜的干涉焦面间的距离，进而计算薄膜样品厚度分布，应用本方法制成的测量装置，无需辅助夹具，可实现非透明薄膜厚度分布的快速、无损和精确测量。

Description

一种测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉装置和方法
技术领域
本发明属于光学精密测量技术领域，具体涉及一种测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉装置和方法。
背景技术
在工业生产、能源利用、国防军事等领域中，微电子薄膜、光学薄膜、抗氧化薄膜、巨磁电阻薄膜、高温超导薄膜等薄膜均有着广泛应用，薄膜的厚度是非常重要的参数，薄膜材料的力学性能、透光性能、磁性能、热导率、表面结构等都与厚度有密切的联系。如大规模集成电路生产工艺中，各类薄膜厚度的任何微小变化对集成电路的性能都会产生直接的影响。再如在能源和军事应用领域中的惯性约束聚变研究方向，金属薄膜在高功率激光器产生瞬时脉冲的作用下形成高压状态，通过研究高压状态下物质的粒子速度、压力、密度等参量，揭示物质在高压作用下物性状态的物理本质，金属薄膜的厚度分布与高压状态物质的冲击波速度密切相关，需对其进行精确测量。常用的薄膜厚度测量方法包括等厚干涉法、光吸收法和椭圆偏振法等，然而，受限于薄膜材料的透明度，大多数基于光学原理的厚度测量方法仅能测量透明薄膜材料，对非透明薄膜材料的测量则十分困难。目前，基于光学原理测量非透明薄膜厚度的方法有如下几种：
2003年浙江大学陈慧芳等人在《仪器仪表学报》中发表了《白光干涉法测量金属箔厚度》，公开了一种基于白光干涉的金属薄膜单点厚度测量方法。其方法是点光源经分束镜分为两束光，每束光再通过分束器形成测量光和参考光，两束测量光分别经金属薄膜的上、下表面反射后，与相应的参考光返回至多色仪，通过处理光谱信号得到金属薄膜样品上、下表面相对于参考镜的相对距离，再通过已知厚度的薄膜样品标定两个参考反射镜之间的相对距离，通过计算得到金属薄膜的厚度。这种方法的不足之处是：一、多色仪传感器是单点模式的传感器，最终测量得到的是金属薄膜的单点厚度；二、无观测光路，无法确定测量点的精确位置；三、无移动机构驱动待测样品移动，当金属薄膜表面起伏超出白光相干长度时，无法测量金属薄膜的厚度及其分布。
2004年美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的A. Nobile等人在《Fusion Science andTechnology》中发表了《Fabrication and characterization of targets for shockpropagation and radiation burnthrough measurements on Be-0.9 at.% Cu alloy》，公开了一种基于对向放置激光共焦位置传感器的薄膜单点厚度测量方法和装置，其方法是将两个激光共焦位置传感器沿光轴方向对向放置，两个激光共焦位置传感器分别测量薄膜样品上、下表面的相对位置，通过标准厚度样品标定两个激光共焦位置传感器的光焦点的相对位置，进而测量铍掺铜薄膜及台阶的单点厚度。在样品厚度面分布测量方面，该方法通过二维电动位移台移动薄膜来实现。这种方法的不足之处是：一、厚度面分布测量效率较低；二、激光共焦位置传感器的激光光斑直径为7μm，厚度分布的横向分辨率较低；三、测量装置中观测光学系统与测量光学系统不共用光轴，样品的测量位置与观测位置不一致，降低了薄膜厚度分布的测量精度。
2013年中国工程物理研究院的赵天明等人在《中国工程物理研究院机械工程2013年学术年会论文集》中发表了《单片金属薄膜厚度的一种检测技术》，公开了一种采用白光干涉仪和特殊夹具相结合测量金属薄膜厚度的方法。该方法通过设计特殊的夹具，同时装夹标准厚度样品和待测金属薄膜，通过翻转夹具，测量标准厚度样品和金属薄膜两个面的表面形貌，进而计算金属薄膜相对于标准厚度样品的厚度。由于采用面阵CCD成像，该方法能够测量金属薄膜厚度的二维分布，但是在翻转前后，金属薄膜上下两个表面的位置难以精确对应，并且夹持金属薄厚可能导致金属薄膜产生应力和形变，所以该方法难以应用于实际的金属薄膜厚度测量当中。
可见，现有方法的共性问题在于缺少一种以面扫描方式、无需辅助夹具且测量与观测同区的非透明薄膜厚度分布测量装置和方法。
发明内容
本发明要解决的一个技术问题是提供一种测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉装置，本发明要解决的另一个技术问题是提供一种测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉方法。
本发明的一种测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉装置，其特点是，包括干涉光路机构Ⅰ、干涉光路机构Ⅱ、样品支架、位移台、计算机、图像采集卡和位移台控制器；
所述的位移台上固定有样品支架，样品支架上放置厚度标样和薄膜样品，位移台控制器控制位移台移动；
干涉光路机构Ⅰ包括点光源Ⅰ，点光源Ⅰ发射的光线入射至透镜Ⅰ和分光镜Ⅰ，在分光镜反射，反射光入射至干涉物镜Ⅰ，在干涉物镜Ⅰ中分束为物光和参考光，物光照射到样品表面并反射成样品反射光，参考光入射至干涉物镜Ⅰ中的参考镜并反射成参考反射光，样品反射光和参考反射光在干涉物镜Ⅰ中形成携带样品表面信息的干涉光，干涉光进入分光镜透射至聚光镜Ⅰ并聚焦至面阵探测器Ⅰ形成干涉图像，干涉图像通过图像采集卡传输至计算机；
干涉光路机构Ⅱ与干涉光路机构Ⅰ的结构相同，对称分布，物光光轴同轴。
所述位移台为中空结构，光路从中空位置穿过；位移台为六自由度运动机构；位移台为压电陶瓷位移台、步进电机位移台、手动位移台中的一种或两种以上组合；位移台与样品支架通过螺丝、弹簧片或胶粘固定。
所述样品支架为中空结构，光路从中空位置穿过。
所述的点光源Ⅰ和点光源Ⅱ为LED光源或卤素灯光源中的一种。
所述干涉物镜Ⅰ和干涉物镜Ⅱ为Michelson型干涉物镜或Mirau型干涉物镜中的一种。
所述面阵探测器Ⅰ和面阵探测器Ⅱ为面阵CCD探测器或面阵CMOS探测器中的一种。
本发明的一种测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉方法，其特点是，包括以下步骤：
a.将厚度标样和薄膜样品置于样品支架的中空位置；
b.位移台带动样品支架沿水平方向移动，将厚度标样移动至干涉物镜Ⅰ的下方；
c.位移台带动样品支架沿Z轴方向移动，将厚度标样移动至干涉物镜Ⅰ和干涉物镜Ⅱ的干涉焦面之间，定义位移台此时位置为Z轴初始位置；
d. 开启点光源Ⅰ和点光源Ⅱ，计算机通过图像采集卡控制面阵探测器Ⅰ和面阵探测器Ⅱ各采集一幅干涉图像Ⅰ0和干涉图像Ⅱ0；
e. 位移台控制厚度标样在Z轴方向步进移动，每移动一个步长后，计算机通过图像采集卡控制面阵探测器Ⅰ和面阵探测器Ⅱ各再采集干涉图像Ⅰ1~干涉图像Ⅰn和干涉图像Ⅱ1~干涉图像Ⅱn，直至厚度标样分别超过干涉物镜Ⅰ干涉焦面和干涉物镜Ⅱ的干涉焦面；
f.位移台带动样品支架复位至Z轴初始位置；
g.位移台带动样品支架沿水平方向移动，将薄膜样品移动至干涉物镜Ⅰ的下方；
h. 重复步骤d-f，直至薄膜样品对应的干涉图像Ⅲ0~干涉图像Ⅲn和干涉图像Ⅳ0~干涉图像Ⅳn采集完毕；
i. 抽取干涉图像Ⅰ0~干涉图像Ⅰn中每幅图像中第一个固定点P1(x,y)的灰度值，以Z轴位置为x坐标，灰度值为y坐标，以Z轴初始位置为Z轴原点o，绘制固定点的灰度曲线，求得灰度值极大时的Z轴坐标的绝对值L1(x, y)；
j. 重复步骤i，获得干涉图像Ⅱ0~干涉图像Ⅱn的L2(x, y)，干涉图像Ⅲ0~干涉图像Ⅲn的l1(x, y)，干涉图像Ⅳ0~干涉图像Ⅳn的l2(x, y)；
k. 厚度标样的厚度已知，记为D(x,y)，用公式 d1(x,y)= L1(x, y)+L2(x, y)+D(x,y)－l1(x, y)－l2(x, y)计算薄膜样品中第一个固定点的厚度d1(x,y)；
l.重复步骤i-k，直至获得薄膜样品表面的厚度分布。
所述的步骤e包括以下步骤：
e1. 位移台控制厚度标样沿Z轴正向步进移动，每移动一个步长后，计算机通过图像采集卡控制面阵探测器Ⅰ和面阵探测器Ⅱ各采集一幅干涉图像，直至厚度标样超过干涉物镜Ⅰ的干涉焦面；
e2. 位移台带动样品支架复位至Z轴初始位置；
e3. 位移台控制厚度标样沿Z轴负向步进移动，每移动一个步长后，计算机通过图像采集卡控制面阵探测器Ⅰ和面阵探测器Ⅱ各采集一幅干涉图像，直至厚度标样超过干涉物镜Ⅱ的干涉焦面；位移台负向移动的步数加上步骤e1中正向移动的步数，共n步，面阵探测器Ⅰ和面阵探测器Ⅱ各采集干涉图像Ⅰ1~干涉图像Ⅰn和干涉图像Ⅱ1~干涉图像Ⅱn。
所述的L1(x, y)、L2(x, y)、l1(x, y)和l2(x, y)对应的灰度极大值通过二次曲线拟合或高斯曲线拟合的寻峰算法获得。
本发明的一种测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉装置和方法具有以下优点：
1. 显著提高了非透明薄膜厚度分布的测量效率与精度。本发明非透明薄膜厚度分布测量方法使用位移台驱动样品沿垂直于样品待测面的方向扫描，可同时记录探测区内所有点处样品两个被测表面的干涉亮度极大值对应位移台移动的位置，通过厚度标准样品标定，进而计算得出探测区内所有点处样品的厚度，测量效率远高于现有的单点式非透明薄膜厚度测量方法。如在本发明所述的非透明薄膜厚度分布测量装置中使用20倍干涉物镜和2048×2048分辨率的1/2英寸感光面积的面阵探测器，其横向分辨率可达0.2μm，而现有单点式非透明薄膜厚度测量方法其单点焦斑尺寸为2~7μm，横向分辨率最高为2 μm，横向分辨率与本发明所述方法相差1个数量级。
2. 测量过程对样品无干扰，测量结果真实准确。本发明非透明薄膜厚度分布测量方法中，通过双面干涉测量原理，能够同时测量薄膜样品两个表面，测量过程中无需夹持或翻转样品，所以测得的结果为薄膜样品在自然状态下的真实厚度分布。
3. 测量区与观测区完全重合，可以同时精确观测样品两个表面上的目标位置。本发明非透明薄膜厚度分布测量方法中，携带样品表面信息的反射光与参考光形成的干涉光被面阵探测器接收，因此面阵CCD可通过反射光观测被测样品表面，同时对样品进行干涉测量。而现有非透明薄膜厚度测量方法中，或者测量区与观测区不重合，无法确定目标位置是否被测量区覆盖；或者测量区与观测区重合，但由于只有单侧的干涉光路，需要翻转样品才能够实现两个表面的测量，而在翻转样品后会引入位置误差，降低了测量结果的精度。
本发明一种测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉装置和方法是通过设置两个物光对向、共轴的白光干涉光路，结合位移台的精密步进运动，无需辅助夹具，实现了非透明薄膜厚度分布的快速、无损和精确测量。
附图说明
图1为本发明的一种测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉装置示意图；
图2为本发明装置中的测量区域三维结构示意图；
图中，1.样品支架 2.厚度标样 3.面阵探测器Ⅰ 4.面阵探测器Ⅱ 5.位移台 6.薄膜样品 7.点光源Ⅰ 8.透镜Ⅰ 9.分光镜Ⅰ 10.干涉物镜Ⅰ 11.聚光镜Ⅰ 12.点光源Ⅱ 13.透镜Ⅱ14.分光镜Ⅱ 15.干涉物镜Ⅱ 16.聚光镜Ⅱ 17.计算机 18.图像采集卡 19.位移台控制器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
如图1所示，测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉装置包括干涉光路机构Ⅰ、干涉光路机构Ⅱ、样品支架1、位移台5、计算机17、图像采集卡18和位移台控制器19；位移台5上通过螺丝固定有样品支架1，样品支架1上放置厚度标样2和薄膜样品6，位移台控制器19控制位移台5移动；
干涉光路机构Ⅰ包括点光源Ⅰ7，点光源Ⅰ7发射的光线入射至透镜Ⅰ8和分光镜Ⅰ9，在分光镜9反射，反射光入射至干涉物镜Ⅰ10，在干涉物镜Ⅰ10中分束为物光和参考光，物光照射到样品表面并反射成样品反射光，参考光入射至干涉物镜Ⅰ10中的参考镜并反射成参考反射光，样品反射光和参考反射光在干涉物镜Ⅰ10中形成携带样品表面信息的干涉光，干涉光进入分光镜9透射至聚光镜Ⅰ11并聚焦至面阵探测器Ⅰ3形成干涉图像，干涉图像通过图像采集卡18传输至计算机17；点光源7位于透镜8的焦点处，面阵探测器3位于聚光镜11的焦点处。
干涉光路机构Ⅱ与干涉光路机构Ⅰ的结构相同，对称分布，物光光轴同轴。
两路物光的光轴方向平行于重力方向，采用该方向设置物光光轴后，被测薄膜样品的表面与地面平行，则在测量过程中无需固定厚度标样2和薄膜样品6。
如图2所示，位移台5为中空结构，光路从中空位置穿过；位移台5选用x、y、z三个运动方向的三自由度位移台，实现薄膜厚度测量的基本功能。水平方向的位移台选用定位精度为0.1 μm、步进电机类型的二维位移台，带动样品支架1做水平移动，用于切换样品支架1上面的厚度标样2和薄膜样品6，置二者之一于测量位置；在z轴的方向，选用定位精度为1nm的压电陶瓷类型的位移台，用于在干涉光路中，带动样品支架1上面的厚度标样2或薄膜样品6做垂直步进运动。位移台5与样品支架1通过金属胶粘接，达到稳定可靠的目的。
样品支架1选用狭缝状中空结构的铝合金薄板，用于承载厚度标样2和薄膜样品6，铝合金薄板有利于降低压电陶瓷位移台的承载负担。
点光源采用发光源体积小、额定电压为12 V、额定功率为100 W的卤素灯，该类光源由于发光源体积小，所以空间相干性好；卤素灯的光谱范围宽，具有短相干的光学特性，有利于提高测量精度。
干涉物镜选用Michelson型，该类型干涉物镜的视场较大，能够在较大区域测量薄膜样品的厚度分布，提高厚度分布的测量效率。
面阵探测器选用科学级CCD数字相机，像元尺寸12μm×12μm，分辨率为1024×1024，选用大像元尺寸的CCD有利于测量弱反射表面的非透明薄膜。
测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉方法是通过以下步骤实施的：
a.将厚度标样2和薄膜样品6置于样品支架1的中空位置；
b.位移台5带动样品支架1沿水平方向移动，将厚度标样2移动至干涉物镜Ⅰ10的下方；
c.位移台5带动样品支架1沿Z轴方向移动，将厚度标样2移动至干涉物镜Ⅰ10和干涉物镜Ⅱ15的干涉焦面之间，定义位移台5此时位置为Z轴初始位置；
d.开启点光源Ⅰ7和点光源Ⅱ12，计算机17通过图像采集卡18控制面阵探测器Ⅰ3和面阵探测器Ⅱ4各采集一幅干涉图像Ⅰ0和干涉图像Ⅱ0；
e. 位移台5控制厚度标样2沿Z轴正向步进移动，每移动一个步长后，计算机17通过图像采集卡18控制面阵探测器Ⅰ3和面阵探测器Ⅱ4各采集一幅干涉图像，直至厚度标样2超过干涉物镜Ⅰ10的干涉焦面；
f. 位移台5带动样品支架1复位至Z轴初始位置；
g. 位移台5控制厚度标样2沿Z轴负向步进移动，每移动一个步长后，计算机17通过图像采集卡18控制面阵探测器Ⅰ3和面阵探测器Ⅱ4各采集一幅干涉图像，直至厚度标样2超过干涉物镜Ⅱ15的干涉焦面；位移台5负向移动的步数加上步骤e中正向移动的步数，共n步，面阵探测器Ⅰ3和面阵探测器Ⅱ4各采集干涉图像Ⅰ1~干涉图像Ⅰn和干涉图像Ⅱ1~干涉图像Ⅱn。
h.位移台5带动样品支架1复位至Z轴初始位置；
i.位移台5带动样品支架1沿水平方向移动，将薄膜样品6移动至干涉物镜Ⅰ10的下方；
j.重复步骤d-步骤h，直至薄膜样品6对应的干涉图像Ⅲ0~干涉图像Ⅲn和干涉图像Ⅳ0~干涉图像Ⅳn采集完毕；
k.抽取干涉图像Ⅰ0~干涉图像Ⅰn中每幅图像中第一个固定点P1(x,y)的灰度值，以Z轴位置为x坐标，灰度值为y坐标，以Z轴初始位置为Z轴原点o，绘制固定点的灰度曲线，通过二次曲线拟合寻峰算法求得灰度值极大时的Z轴坐标的绝对值L1(x, y) 、L2(x, y)、l1(x, y)和l2(x, y)；
l.重复步骤k，获得干涉图像Ⅱ0~干涉图像Ⅱn的L2(x, y)，干涉图像Ⅲ0~干涉图像Ⅲn的l1(x, y)，干涉图像Ⅳ0~干涉图像Ⅳn的l2(x, y)；
m.厚度标样的厚度已知，记为D(x,y)，用公式 d1(x,y)= L1(x, y)+L2(x, y)+D(x,y)－l1(x, y)－l2(x, y)计算薄膜样品6中第一个固定点的厚度d1(x,y)；
n.重复步骤k-m，直至获得薄膜样品6表面的厚度分布。
实施例1中的位移台5与样品支架1还可以通过螺丝或弹簧片固定，优点是便于更换样品支架1；
实施例1中的点光源还可以为LED光源，优点是LED光源是一种冷光源，适用于热敏感型较高样品的测量；
实施例1中的干涉物镜还可以为Mirau型干涉物镜，优点是该类干涉物镜的放大倍数较高，能够提高横向测量精度；
实施例1中的面阵探测器还可以为面阵CMOS探测器；
实施例1中的L1(x, y)、L2(x, y)、l1(x, y)和l2(x, y)还可以通过高斯曲线拟合寻峰算法获得。
实施例2
实施例2与实施例1的实施方式基本相同，主要区别在于，两路物光的光轴方向可垂直重力方向或沿任意方向，以适用于有特殊测量需求样品的测量。
实施例3
实施例3与实施例1的实施方式基本相同，主要区别在于，位移台5可以是四自由度位移台、五自由度位移台或六自由度位移台，在实现薄膜厚度测量的基本需求下，能够实现对样品的多自由度移动。位移台5在某个方向移动精度要求不高的情况下，可以采用手动位移台，以降低装置成本。
该实施例通过一系列的措施实现了一种测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉装置和方法，与其他装置和方法相比，具有厚度分布的面扫描功能、无需辅助夹具、测量与观测同区，显著提高了测量效率和测量精度。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求书上的改动都是本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉装置，其特征在于，包括干涉光路机构Ⅰ、干涉光路机构Ⅱ、样品支架(1)、位移台(5)、计算机(17)、图像采集卡(18)和位移台控制器(19)；
所述的位移台(5)上固定有样品支架(1)，样品支架(1)上放置有厚度标样(2)和薄膜样品(6)，位移台控制器(19)控制位移台(5)移动；
干涉光路机构Ⅰ包括点光源Ⅰ(7)，点光源Ⅰ(7)发射的光线入射至透镜Ⅰ(8)和分光镜Ⅰ(9)，在分光镜(9)反射，反射光入射至干涉物镜Ⅰ(10)，在干涉物镜Ⅰ(10)中分束为物光和参考光，物光照射到样品表面并反射成样品反射光，参考光入射至干涉物镜Ⅰ(10)中的参考镜并反射成参考反射光，样品反射光和参考反射光在干涉物镜Ⅰ(10)中形成携带样品表面信息的干涉光，干涉光进入分光镜(9)透射至聚光镜Ⅰ(11)并聚焦至面阵探测器Ⅰ(3)形成干涉图像，干涉图像通过图像采集卡(18)传输至计算机(17)；
干涉光路机构Ⅱ与干涉光路机构Ⅰ的结构相同，对称分布，物光光轴同轴。
2.根据权利要求1所述的一种测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉装置，其特征在于，所述位移台(5)为中空结构，光路从中空位置穿过；位移台(5)为六自由度运动机构；位移台(5)为压电陶瓷位移台、步进电机位移台、手动位移台中的一种或两种以上组合；位移台(5)与样品支架(1)通过螺丝、弹簧片或胶粘固定。
3.根据权利要求1所述的一种测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉装置，其特征在于，所述样品支架(1)为中空结构，光路从中空位置穿过。
4.根据权利要求1所述的一种测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉装置，其特征在于，所述的点光源Ⅰ(7)和点光源Ⅱ(12)为LED光源或卤素灯光源中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉装置，其特征在于，所述干涉物镜Ⅰ(10) 和干涉物镜Ⅱ(15)为Michelson型干涉物镜或Mirau型干涉物镜中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉装置，其特征在于，所述面阵探测器Ⅰ(3) 和面阵探测器Ⅱ(4)为面阵CCD探测器或面阵CMOS探测器中的一种。
7.一种测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉方法，其特征在于，包括以下步骤：
7a.将厚度标样(2)和薄膜样品(6)置于样品支架(1)的中空位置；
7b.位移台(5)带动样品支架(1)沿水平方向移动，将厚度标样(2)移动至干涉物镜Ⅰ(10)的下方；
7c.位移台(5)带动样品支架(1)沿Z轴方向移动，将厚度标样(2)移动至干涉物镜Ⅰ(10)和干涉物镜Ⅱ(15)的干涉焦面之间，定义位移台(5)此时位置为Z轴初始位置；
7d.开启点光源Ⅰ(7)和点光源Ⅱ(12)，计算机(17)通过图像采集卡(18)控制面阵探测器Ⅰ(3)和面阵探测器Ⅱ(4)各采集一幅干涉图像Ⅰ0和干涉图像Ⅱ0；
7e.位移台(5)控制厚度标样(2)在Z轴方向步进移动，每移动一个步长后，计算机(17)通过图像采集卡(18)控制面阵探测器Ⅰ(3)和面阵探测器Ⅱ(4)各再采集干涉图像Ⅰ1~干涉图像Ⅰn和干涉图像Ⅱ1~干涉图像Ⅱn，直至厚度标样(2)分别超过干涉物镜Ⅰ(10)的干涉焦面和干涉物镜Ⅱ(15)的干涉焦面；
7f.位移台(5)带动样品支架(1)复位至Z轴初始位置；
7g.位移台(5)带动样品支架(1)沿水平方向移动，将薄膜样品(6)移动至干涉物镜Ⅰ(10)的下方；
7h.重复步骤7d-7f，直至薄膜样品(6)对应的干涉图像Ⅲ0~干涉图像Ⅲn和干涉图像Ⅳ0~干涉图像Ⅳn采集完毕；
7i.抽取干涉图像Ⅰ0~干涉图像Ⅰn中每幅图像中第一个固定点P1(x,y)的灰度值，以Z轴位置为x坐标，灰度值为y坐标，以Z轴初始位置为Z轴原点o，绘制固定点的灰度曲线，求得灰度值极大时的Z轴坐标的绝对值L1(x, y)；
7j.重复步骤7i，获得干涉图像Ⅱ0~干涉图像Ⅱn的L2(x, y)，干涉图像Ⅲ0~干涉图像Ⅲn的l1(x, y)，干涉图像Ⅳ0~干涉图像Ⅳn的l2(x, y)；
7k.厚度标样的厚度已知，记为D(x,y)，用公式 d1(x,y)= L1(x, y)+L2(x, y)+D(x,y)－l1(x, y)－l2(x, y)计算薄膜样品(6)中第一个固定点的厚度d1(x,y)；
7l.重复步骤7i-7k，直至获得薄膜样品(6)表面的厚度分布。
8.根据权利要求7所述的一种测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉方法，其特征在于，所述的步骤7e包括以下步骤：
8a. 位移台(5)控制厚度标样(2)沿Z轴正向步进移动，每移动一个步长后，计算机(17)通过图像采集卡(18)控制面阵探测器Ⅰ(3)和面阵探测器Ⅱ(4)各采集一幅干涉图像，直至厚度标样(2)超过干涉物镜Ⅰ(10)的干涉焦面；
8b. 位移台(5)带动样品支架(1)复位至Z轴初始位置；
8c. 位移台(5)控制厚度标样(2)沿Z轴负向步进移动，每移动一个步长后，计算机(17)通过图像采集卡(18)控制面阵探测器Ⅰ(3)和面阵探测器Ⅱ(4)各采集一幅干涉图像，直至厚度标样(2)超过干涉物镜Ⅱ(15)的干涉焦面；位移台(5)负向移动的步数加上步骤8a中正向移动的步数，共n步，面阵探测器Ⅰ(3)和面阵探测器Ⅱ(4)各采集干涉图像Ⅰ1~干涉图像Ⅰn和干涉图像Ⅱ1~干涉图像Ⅱn。
9.根据权利要求7所述的一种测量非透明薄膜厚度分布的双面干涉方法，其特征在于，所述的L1(x, y)、L2(x, y)、l1(x, y)和l2(x, y)对应的灰度极大值通过二次曲线拟合或高斯曲线拟合的寻峰算法获得。
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