CN111189395A - 底切结构测量系统和底切结构测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的底切结构测量系统和底切结构测量方法，涉及半导体器件相关精密测量技术领域。其中，底切结构测量系统包括：光源，用于提供对待测部件进行扫描的扫描光束；光强探测器，该光强探测器设置于经待测部件的各位置反射的反射光束的传输路径上，以感应反射光束得到对应的光强信号；电子设备，该电子设备与光强探测器连接，用于获取光强探测器感应待测部件各位置反射的反射光束得到的光强信号，并根据该光强信号计算得到底切结构的宽度。通过上述设置，可以改善现有技术中对底切结构的宽度进行测量存在的测量精度较低、测量方法较复杂或测量成本较高的问题。

Description

底切结构测量系统和底切结构测量方法

技术领域

本发明涉及半导体器件相关精密测量技术领域，具体而言，涉及一种底切结构测量系统和底切结构测量方法。

背景技术

在半导体器件的制造工艺中，剥离胶加光刻胶的双层胶工艺一般用于金属蒸发以剥离形成金属图形。下层的剥离胶的腐蚀开口比上层的光刻胶显影开口大，以形成底切结构(即undercut)，这样易于金属蒸发之后的剥离。其中，底切结构的大小，影响金属蒸发图形边缘的拖影，例如，底切大时拖影长，底切小时拖影小。并且，金属图形边缘拖影的大小对于后续工艺有不同影响，因此控制底切结构的大小，来控制金属图形的拖影，有利于维护整体工艺的稳定性。因而，需要有效地对底切结构的大小进行监控、测量。目前主要有以下两种方案，以对底切结构的宽度进行测量。

一种是对于微米级的图形结构，可以用显微镜观察和测量，如专利CN100378431C中提到的线宽测量方法是用来测量半透明膜的线宽，需要用正面照明和背面照明两种照明方式，将所得视频信号相加进行信号处理，其精度取决于显微镜的镜头分辨率以及CCD的像素分辨率大小，测量误差最小在0.1um左右。

另一种是对于纳米级(400nm以下，超过显微镜分辨率)的结构，可以通过散射仪测量周期性图形的信息，如专利US20030197872A1。其测量原理是将测量信号与模拟计算的信号作对比，以间接得到图形信息。该方法一方面比较复杂，另一方面只可以对一维周期性结构进行测量，并且测量设备比较昂贵。

因此，提供一种能够对底切结构的宽度进行高精度测量、测量过程简便且测量成本较低的技术方案是亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种底切结构测量系统和底切结构测量方法，以改善现有技术中对底切结构的宽度进行测量存在的测量精度较低、测量方法较复杂或测量成本较高的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

一种底切结构测量系统，用于测量待测部件的底切结构的宽度，所述待测部件包括第一层状结构和制作于该第一层状结构一面的第二层状结构，所述第一层状结构的宽度小于所述第二层状结构的宽度以形成所述底切结构，所述系统包括：

光源，用于提供对所述待测部件进行扫描的扫描光束；

光强探测器，该光强探测器设置于经所述待测部件的各位置反射的反射光束的传输路径上，以感应所述反射光束得到对应的光强信号；

电子设备，该电子设备与所述光强探测器连接，用于获取所述光强探测器感应所述待测部件各位置反射的反射光束得到的光强信号，并根据该光强信号计算得到所述底切结构的宽度。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述底切结构测量系统中，在根据所述光强信号计算得到所述底切结构的宽度时，所述电子设备用于获取所述光强信号中光强开始发生变化时所述待测部件相对所述光源的第一位移信息，以及光强结束变化时所述待测部件相对所述光源的第二位移信息，并根据所述第一位移信息和所述第二位移信息计算得到所述待测部件的底切结构的宽度。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述底切结构测量系统中，还包括：

移动平台，用于固定所述待测部件，且与所述电子设备连接，以基于所述电子设备的控制驱动所述待测部件相对于所述光源移动，以使所述光源输出的扫描光束作用于所述待测部件的各位置。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述底切结构测量系统中，还包括：

半透半反镜，该半透半反镜设置于所述光源与所述待测部件之间，以使所述光源输出的扫描光束从所述半透半反镜透射出后垂直入射至所述待测部件，并经所述待测部件反射后通过所述半透半反镜反射至所述光强探测器。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述底切结构测量系统中，还包括：

准直透镜，该准直透镜设置于所述光源与所述半透半反镜之间，用于将所述光源输出的扫描光束转变为平行光之后输出至所述半透半反镜。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述底切结构测量系统中，还包括：

聚焦透镜，该聚焦透镜设置于所述半透半反镜与所述待测部件之间，以使经所述半透半反镜透射出的扫描光束经所述聚焦透镜的聚焦处理后输出至所述待测部件。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述底切结构测量系统中，还包括：

会聚透镜，该会聚透镜设置于所述半透半反镜与所述光强探测器之间，以使经所述半透半反镜反射的反射光束经所述会聚透镜的会聚处理后输出至所述光强探测器。

在上述基础上，本发明实施例还提供了一种底切结构测量方法，应用于上述的底切结构测量系统，以对待测部件的底切结构的宽度进行测量，所述方法包括：

通过光源向所述待测部件发出扫描光束；

控制所述待测部件相对所述光源移动；

通过光强探测器感应所述待测部件在相对所述光源的移动过程中各位置的反射光束得到对应的光强信号；

通过电子设备获取所述光强信号，并根据所述光强信号计算得到所述待测部件的底切结构的宽度。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述底切结构测量方法中，所述根据所述光强信号计算得到所述待测部件的底切结构的宽度的步骤：

获取所述光强信号中光强开始发生变化时所述待测部件相对所述光源的第一位移信息，以及光强结束变化时所述待测部件相对所述光源的第二位移信息；

根据所述第一位移信息和所述第二位移信息计算得到所述待测部件的底切结构的宽度。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述底切结构测量方法中，所述获取所述光强信号中光强开始发生变化时所述待测部件相对所述光源的第一位移信息，以及光强结束变化时所述待测部件相对所述光源的第二位移信息的步骤包括：

根据所述光强信号和所述待测部件相对所述光源移动的位移信息建立对应的光强-位移函数；

对所述光强-位移函数进行求导处理以得到不同位移信息对应的求导值；

获取由非零值变化为零值和由零值变化为非零值中两个零值对应的两个位移信息，以分别作为第一位移信息和第二位移信息。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述底切结构测量方法中，所述根据所述第一位移信息和所述第二位移信息计算得到所述待测部件的底切结构的宽度的步骤包括：

获取所述扫描光束作用于所述待测部件的第二层状结构上形成的光斑的直径；

根据所述第一位移信息、所述第二位移信息以及所述光斑的直径计算得到所述待测部件的底切结构的宽度。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述底切结构测量方法中，在执行所述获取所述扫描光束作用于所述待测部件的第二层状结构上形成的光斑的直径的步骤之前，所述方法还包括：

通过所述光源向校准部件发出扫描光束，其中，该校准部件包括基底结构和制作于该基底结构的第三层状结构，该基底结构的厚度等于所述待测部件的衬底结构的厚度，该第三层状结构的厚度等于所述待测部件的第一层状结构与第二层状结构的厚度之和；

控制所述校准部件相对所述光源移动；

通过所述光强探测器感应所述校准部件在相对所述光源的移动过程中各位置的反射光束得到对应的校准光强信号；

通过所述电子设备获取所述校准光强信号，并根据所述校准光强信号计算得到所述扫描光束作用于所述校准部件的第三层状结构上形成的光斑的直径，以作为所述扫描光束作用于所述待测部件的第二层状结构上形成的光斑的直径。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述底切结构测量方法中，还包括：

将计算得到的底切结构的宽度与预设的标准宽度进行比较；

根据比较得到的结果判断所述待测部件的底切结构是否符合要求，并输出判断结果。

本发明提供的底切结构测量系统和底切结构测量方法，通过光源、光强探测器以及电子设备的配合设置，以使光源输出的扫描光束在对待测部件进行扫描时经待测部件反射的反射光束可以传输至光强探测器，光强探测器通过感应该反射光束得到对应的光强信号，由于对扫描光束进行反射的结构不同会导致对应的反射光束具有不同的光强，使电子设备可以通过对光强信号进行分析处理以得到待测部件的底切结构的宽度，从而改善现有技术中对底切结构的宽度进行测量因采用显微镜而存在测量精度较低的问题，或者因采用散射仪而存在测量方法较复杂或测量成本较高的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明实施例提供的底切结构测量系统的光学应用原理图。

图2为本发明实施例提供的底切结构测量方法的流程示意图。

图3为图2中步骤S140的子流程示意图。

图4为本发明实施例提供的扫描光束的不同扫描区域的示意图。

图5为图3中步骤S141的子流程示意图。

图6为本发明实施例提供的光强-位移函数关系的示意图。

图7为本发明实施例提供的光强-位移函数关系的另一示意图。

图8为本发明实施例提供的求导值-位移函数关系的示意图。

图9为本发明实施例提供的求导值-位移函数关系的另一示意图。

图10为本发明实施例提供的扫描光束作用于底切结构的示意图。

图11为图3中步骤S143的子流程示意图。

图12为本发明实施例提供的扫描光束作用于校准部件的示意图。

图13为本发明实施例提供的扫描光束对同一底切结构进行多次扫描的示意图。

图14为本发明实施例提供的扫描光束对同一待测部件的多个底切结构进行依次扫描的示意图。

图15为本发明实施例提供的底切结构测量方法的另一流程示意图。

图标：110-光源；120-光强探测器；130-电子设备；140-移动平台；150-半透半反镜；160-准直透镜；170-聚焦透镜；180-会聚透镜；210-衬底结构；220-第一层状结构；230-第二层状结构；240-底切结构；250-第一区域；260-第二区域；270-第三区域；310-基底结构；320-第三层状结构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明实施例提供了一种底切结构测量系统，用于测量待测部件的底切结构240的宽度。其中，所述底切结构测量系统可以包括光源110、光强探测器120以及电子设备130。

在本实施例中，所述待测部件可以包括第一层状结构220和第二层状结构230。详细地，所述第二层状结构230制作于所述第一层状结构220的一面。其中，所述第一层状结构220的宽度小于所述第二层状结构230的宽度以形成所述底切结构240。

可以理解的是，所述待测部件也可以包括三层结构，例如，在一些半导体器件结构中，在所述第一层状结构220和第二层状结构230的基础上，所述待测部件还可以包括衬底结构210。

其中，所述第一层状结构220制作于所述衬底结构210的一面，所述第二层状结构230制作于所述第一层状结构220远离所述衬底结构210的一面。

可选地，所述衬底结构210、第一层状结构220、第二层状结构230的类型不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，在一种可行的示例中，所述衬底结构210可以为硅板，所述第一层状结构220可以为剥离胶，所述第二层状结构230可以为光刻胶。

进一步地，在本实施例中，所述光源110用于提供对所述待测部件进行扫描的扫描光束，以对所述待测部件具有所述底切结构240的一侧的各位置进行扫描。例如，在所述待测部件包括第一层状结构220和第二层状结构230时，扫描光束可以在传输至所述第二层状结构230后，再传输至所述底切结构240，也可以是在传输至所述第二层状结构230后，再传输至所述第一层状结构220。又例如，在所述待测部件包括衬底结构210、第一层状结构220和第二层状结构230时，扫描光束可以直接传输至所述衬底结构210的一面，也可以是先传输至所述第二层状结构230，然后通过所述底切结构240传输至所述衬底结构210，还可以是先传输至所述第二层状结构230，再传输至第一层状结构220，最后传输至衬底结构210。

所述光强探测器120可以设置于经所述待测部件的各位置反射的反射光束的传输路径上，以感应所述反射光束得到对应的光强信号。其中，由于各位置的材料可能不同，导致该位置可能具有不同的反射能力，进而使得对应的反射光束的光强不同。也就是说，在所述光强信号中可以具有多种幅值的光强。

所述电子设备130可以与所述光强探测器120连接，用于获取所述光强探测器120感应所述待测部件各位置反射的反射光束得到的光强信号，并根据该光强信号计算得到所述底切结构240的宽度。具体地，如上述分析，在所述光强信号中会存在多种幅值的光强，而幅值的大小与反射光束对应位置的材料具有因果关系。因此，通过对所述光强信号中光强的大小进行分析，可以确定底切结构240的位置，并基于该位置计算得到底切结构240的宽度，从而实现简单、高精度的测量，具有极高的实用价值和经济特性。

其中，所述电子设备130在根据所述光强信号计算得到所述底切结构240的宽度时，可以获取所述光强信号中光强开始发生变化时所述待测部件相对所述光源110的第一位移信息，以及光强结束变化时所述待测部件相对所述光源110的第二位移信息，并根据所述第一位移信息和所述第二位移信息计算得到所述待测部件的底切结构240的宽度。

可选地，所述光源110、光强探测器120以及电子设备130的类型不受限制，可以根据实际应用需要进行设置。

其中，所述光源110可以包括，但不限于He-Ne激光、LED光源、卤素灯等。所述光强探测器120的型号可以包括，但不限于bh1750、tsl2561等。所述电子设备130可以包括，但不限于电脑、计算机、平板电脑、手机以及服务器等具有计算能力的设备。

需要说明的是，所述光源110输出的扫描光束既可以是可见光，也可以是不可见光，根据所述待测部件的性质进行选择即可。例如，在所述扫描光束为可见光时，所述第二层状结构230需要为透明或半透明的结构，以使该扫描光束可以传输至所述第一层状结构220。或者说，在所述第二层状结构230为非透明结构时，所述扫描光束需要为不可见光，如红外光。

进一步地，考虑到需要通过所述扫描光束对所述待测部件的各位置进行扫描，也就是说，需要所述光源110与所述待测部件相对移动，例如，既可以是将所述待测部件固定，然后驱动所述光源110移动，也可以是将所述光源110固定，然后驱动所述待测部件移动。在本实施例中，结合图3，提供一种可行的示例，所述底切结构测量系统还可以包括移动平台140。

详细地，所述移动平台140用于固定所述待测部件且与所述电子设备130连接，以基于所述电子设备130的控制驱动所述待测部件相对于所述光源110移动，以使所述光源110输出的扫描光束作用于所述待测部件的各不同位置。

可以理解的是，在通过所述扫描光束对所述待测部件进行扫描时，扫描光束传输方向不受限制，例如，既可以是与所述待测部件的表面垂直，以使所述扫描光束垂直作用于所述待测部件(如入射角为0°)，也可以是与所述待测部件的表面具有一定的倾角，以使所述扫描光束非垂直作用于所述待测部件(如入射角为80°、60°、50°等)。在本实施例中，提供一种可行的示例，以实现扫描光束垂直作用于待测部件。

详细地，在本实施例中，所述底切结构测量系统还可以包括半透半反镜150(也可以叫分光镜，一部分光在入射面进行反射，一部分光从分光镜中透射出)。所述半透半反镜150可以设置于所述光源110与所述待测部件之间，以使所述光源110输出的扫描光束从所述半透半反镜150透射出后垂直入射至所述待测部件，并经所述待测部件反射后通过所述半透半反镜150反射至所述光强探测器120。

其中，为保证入射至所述半透半反镜150的扫描光束与从所述半透半反镜150投射出的扫描光束的方向相同，以便于器件的设置，在本实施例中，所述半透半反镜150可以与所述光源110输出的扫描光束呈45°设置，也就是说，该扫描光束在所述半透半反镜150上的入射角可以为45°。

进一步地，考虑到部分所述光源110输出的扫描光束可能具有一定散射的特点，在本实施例中，所述底切结构测量系统还可以包括准直透镜160。

详细地，所述准直透镜160可以设置于所述光源110与所述半透半反镜150之间，用于将所述光源110输出的扫描光束转变为平行光之后输出至所述半透半反镜150。例如，若所述光源110输出的扫描光束中存在与半透半反镜150的夹角不为45°的扫描光束时，通过所述准直透镜160可以将该扫描光束的方向转变为与半透半反镜150的夹角为45°的扫描光束，以使准直透镜160输出的扫描光束为平行光，与半透半反镜150的夹角都为45°。

进一步地，为减小扫描光束作用于所述待测部件时形成的光斑的直径以提高能量密度，保证反射光束具有较高的能量，在本实施例中，所述底切结构测量系统还可以包括聚焦透镜170。

详细地，所述聚焦透镜170可以设置于所述半透半反镜150与所述待测部件之间，以使经所述半透半反镜150透射出的扫描光束经所述聚焦透镜170的聚焦处理后输出至所述待测部件。并且，所述扫描光束经所述待测部件反射得到的反射光束也可以通过所述聚焦透镜170进行聚焦处理，并传输至所述半透半反镜150。

进一步地，为便于所述光强探测器120对反射光束进行感应以得到对应的光强信号，在本实施例中，所述底切结构测量系统还可以包括会聚透镜180。

详细地，所述会聚透镜180可以设置于所述半透半反镜150与所述光强探测器120之间，以使经所述半透半反镜150反射的反射光束经所述会聚透镜180的会聚处理后输出至所述光强探测器120。也就是说，传输至所述半透半反镜150的反射光束一部分会在入射面发生反射、另一部分会从该半透半反镜150中透射出(存在能量损失)，通过所述会聚透镜180可以将所述半透半反镜150反射的反射光束进行会聚以提高能量密度，以便于所述光强探测器120进行感应以得到对应的光强信号。

结合图2，本发明实施例还提供一种可应用于上述底切结构测量系统的底切结构测量方法。其中，所述底切结构测量方法可以包括步骤S110、步骤S120、步骤S130以及步骤S140。

步骤S110，通过光源110向所述待测部件发出扫描光束。

在本实施例中，可以控制所述光源110输出所述扫描光束，以对所述待测部件具有所述底切结构240的一面进行扫描处理。其中，所述光源110输出所述扫描光束之后，传输至所述待测部件之前，对该扫描光束的处理可以参照上文中的描述。

步骤S120，控制所述待测部件相对所述光源110移动。

在本实施例中，为使所述扫描光束可以作用于所述待测部件的各位置，以完成扫描工作，可以控制所述待测部件与所述光源110发生相对位移。例如，既可以是控制所述光源110移动，也可以是控制所述待测部件移动。具体地，可以参照前文对于移动平台140的相关描述。

步骤S130，通过光强探测器120感应所述待测部件在相对所述光源110的移动过程中各位置的反射光束得到对应的光强信号。

在本实施例中，所述光强探测器120能够接收所述待测部件在相对所述光源110的移动过程中各位置反射的反射光束，并感应该反射光束以得到对应的光强信号，以表征各位置对应的反射光束的光强。

步骤S140，通过电子设备130获取所述光强信号，并根据所述光强信号计算得到所述待测部件的底切结构240的宽度。

在本实施例中，所述电子设备130可以与所述光强探测器120连接，以获取所述光强探测器120得到的光强信号。并且，可以通过对所述光强信号中光强的大小进行分析，以确定底切结构240的位置，并基于该位置计算得到底切结构240的宽度。

可选地，执行步骤S140以计算底切结构240的宽度的方式不受限制，可以根据实际应用需要进行设置。在本实施例中，结合图3，步骤S140可以包括步骤S141和步骤S143。

步骤S141，获取所述光强信号中光强开始发生变化时所述待测部件相对所述光源110的第一位移信息，以及光强结束变化时所述待测部件相对所述光源110的第二位移信息。

步骤S143，根据所述第一位移信息和所述第二位移信息计算得到所述待测部件的底切结构240的宽度。

在本实施例中，如前文分析，由于各位置的材料可能不同，导致该位置可能具有不同的反射能力，进而使得对应的反射光束的光强不同。因而，可以通过对光强信号中光强开始发生变化和结束变化进行确定，以表征扫描光束开始作用于底切结构240和完全不作用于底切结构240。

例如，在如图4所示的待测部件结构中，可以包括第一区域250、第二区域260(底切结构240所在区域)以及第三区域270。其中，在第一区域250中扫描光束直接作用于所述衬底结构210，在第二区域260中扫描光束通过所述第一层状结构220后作用于所述衬底结构210，在第三区域270中扫描光束通过所述第一层状结构220和第二层状结构230后作用于所述衬底结构210。由于各层结构的材料不同，具有不同的反射率，因而，对应三个区域的反射光束的光强会不同。因此，通过对光强信号的大小进行分析，可以得到第二区域260的两个位置的信息(分别通过所述第一位移信息和第二位移信息表征)。

在得到所述第一位移信息和所述第二位移信息之后，可以将两个位移相减，以得到所述底切结构240的宽度。

需要说明的是，在所述待测部件不包括所述衬底结构210时，虽然所述第一区域250对应的区域会变为承载所述待测部件的移动平台140，但是，根据光强信号得到第二区域260的两个位置的信息的方式与上述方法相同。具体分析如下所述：

由于确定第二区域260的两个位置的信息的方式为，通过对光强信号中光强开始发生变化和结束变化进行确定。因此，虽然移动平台140与衬底结构210的反射率不同，但是，只要移动平台140的反射率不同于第二层状结构140的反射率，根据光强信号的变化也能够确认扫描光束开始作用于底切结构240或完全不作用于底切结构240的位置。

可选地，执行步骤S141以获取第一位移信息和第二位移信息的方式不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。例如，在一种可行的示例中，可以将获取的光强信号与对应的时间建立一光强-时间函数，并将待测部件相对光源110移动的位移信息与对应的时间建立一位移-时间函数，然后，根据光强-时间函数确定光强开始发生变化和光强结束变化对应的两个时刻，并根据该两个时刻在位移-时间函数中确定对应的两个位移，以得到所述第一位移信息和第二位移信息。

又例如，在另一种可行的示例中，结合图5，步骤S141可以包括步骤S141a、步骤S141b和步骤S141c，以得到所述第一位移信息和第二位移信息。

步骤S141a，根据所述光强信号和所述待测部件相对所述光源110移动的位移信息建立对应的光强-位移函数。

在本实施例中，考虑到所述电子设备130一方面可以通过所述光强探测器120获取到所述光强信号，另一方面可以控制所述光源110与所述待测部件相对移动，因此，可以直接根据获取的光强信号与位移信息建立对应的光强-位移函数(如图6所示的L-I，或图7所示的L-I，其中，图6对应的衬底结构210的反射率小于第二层状结构230的反射率，图7对应的衬底结构210的反射率大于第二层状结构230的反射率)。

步骤S141b，对所述光强-位移函数进行求导处理以得到不同位移信息对应的求导值。

在本实施例中，在建立所述光强-位移函数之后，由于需要根据光强的大小确定所述第一位移信息和第二位移信息，因此，可以对所述光强-位移函数进行求导处理，以得到求导值-位移函数(如图8或图9所示，其中，图8对应的光强-位移函数如图6所示，图9对应的光强-位移函数如图7所示)。

步骤S141c，获取由非零值变化为零值和由零值变化为非零值中两个零值对应的两个位移信息，以分别作为第一位移信息和第二位移信息。

在得到所述求导值-位移函数之后，将求导值赋值为零对该求导值-位移函数进行求解，即可得到由非零值变化为零值和由零值变化为非零值中两个零值对应的两个位移信息，也就是所述第一位移信息(L1)和所述第二位移信息(L2)。

可选地，执行步骤S143以计算所述底切结构240的宽度的方式不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，根据精度需求不同，可以有不同的选择。发明人经研究发现，结合图10，通过所述第一位移信息和所述第二位移信息直接计算得到的值(L)为所述底切结构240的宽度(D)与所述扫描光束在所述第二层状结构230上形成的光斑直径(d)之和，因此，为避免该光斑直径对测量的底切结构240的宽度造成影响，在本实施例中，结合图11，步骤S143可以包括步骤S143a和步骤S143b。

步骤S143a，获取所述扫描光束作用于所述待测部件的第二层状结构230上形成的光斑的直径。

步骤S143b，根据所述第一位移信息、所述第二位移信息以及所述光斑的直径计算得到所述待测部件的底切结构240的宽度。

在本实施例中，可以根据所述第一位移信息和所述第二位移信息计算得到一长度，然后将该长度与所述光斑的直径相减以得到所述底切结构240的宽度。

进一步地，为了能够在执行步骤S143a时可以获取到所述光斑的直径，在本实施例中，结合图12，在执行步骤S143a之前，所述底切结构测量方法还可以包括一下步骤：

通过所述光源110向校准部件发出扫描光束；

控制所述校准部件相对所述光源110移动；

通过所述光强探测器120感应所述校准部件在相对所述光源110的移动过程中各位置的反射光束得到对应的校准光强信号；

通过所述电子设备130获取所述校准光强信号，并根据所述校准光强信号计算得到所述扫描光束作用于所述校准部件的第三层状结构320上形成的光斑的直径，以作为所述扫描光束作用于所述待测部件的第二层状结构230上形成的光斑的直径。

在上述各步骤中，所述校准部件包括基底结构310和制作于该基底结构310的第三层状结构320，该基底结构310的厚度等于所述待测部件的衬底结构210的厚度，该第三层状结构320的厚度等于所述待测部件的第一层状结构220与第二层状结构230的厚度之和。并且，所述基底结构310和所述衬底结构210的材料可以是相同的，也可以是不同的。但是，所述基底结构310和所述第三层状结构320的材料需要保证不同，并且，反射率的差值可以较大，以保证测量得到的光斑直径能够较为准确。

其中，通过所述校准光强信号计算所述扫描光束作用于所述校准部件的第三层状结构320上形成的光斑的直径的方式可以参照前文对所述底切结构240的宽度的计算的描述。

进一步地，通过上述步骤S110-步骤S140可以计算得到所述底切结构240的宽度，在本实施例中，为进一步使计算得到的底切结构240的宽度具有更高精确度，还可以对测量计算得到多个宽度，并对得到的多个测量计算结果进行均值计算。

例如，在一种可以替代的示例中，结合图13，可以是对同一底切结构240进行多次宽度测量计算，以得到多个宽度。也就是说，可以通过扫描光束对该底切结构240进行多次的循环扫描。

又例如，在另一种可以替代的示例中，结合图14，可以是对同一待测部件中的多个底切结构240分别进行测量计算，以得到多个宽度。也就是说，可以通过扫描光束对该多个底切结构240依次进行扫描。

进一步地，为提高所述底切结构测量方法的实用价值，在本实施例中，结合图15，所述底切结构测量方法还可以包括步骤S150和步骤S160。

步骤S150，将计算得到的底切结构240的宽度与预设的标准宽度进行比较。

步骤S160，根据比较得到的结果判断所述待测部件的底切结构240是否符合要求，并输出判断结果。

也就是说，在本实施例中，在通过步骤S140计算得到所述底切结构240的宽度时，可以将预设的一标准宽度进行比较，以得到所述底切结构240的宽度与所述标准宽度的差值。然后，根据该差值的大小确定所述底切结构240是否符合要求。例如，若该差值大于一预设值，可以判定所述底切结构240不符合要求，并且，还可以通过设置的报警器等设备提示用户。

综上所述，本发明提供的底切结构测量系统和底切结构测量方法，通过光源110、光强探测器120以及电子设备130的配合设置，以使光源110输出的扫描光束在对待测部件进行扫描时经待测部件反射的反射光束可以传输至光强探测器120，光强探测器120通过感应该反射光束得到对应的光强信号，由于对扫描光束进行反射的结构不同会导致对应的反射光束具有不同的光强，使电子设备130可以通过对光强信号进行分析处理以得到待测部件的底切结构240的宽度，从而改善现有技术中对底切结构240的宽度进行测量因采用显微镜而存在测量精度较低的问题，或者因采用散射仪而存在测量方法较复杂或测量成本较高的问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种底切结构测量系统，用于测量待测部件的底切结构的宽度，所述待测部件包括第一层状结构和制作于该第一层状结构一面的第二层状结构，所述第一层状结构的宽度小于所述第二层状结构的宽度以形成所述底切结构，其特征在于，所述系统包括：

光源，用于提供对所述待测部件进行扫描的扫描光束；

光强探测器，该光强探测器设置于经所述待测部件的各位置反射的反射光束的传输路径上，以感应所述反射光束得到对应的光强信号；

电子设备，该电子设备与所述光强探测器连接，用于获取所述光强探测器感应所述待测部件各位置反射的反射光束得到的光强信号，并根据该光强信号计算得到所述底切结构的宽度。

2.根据权利要求1所述的底切结构测量系统，其特征在于，在根据所述光强信号计算得到所述底切结构的宽度时，所述电子设备用于获取所述光强信号中光强开始发生变化时所述待测部件相对所述光源的第一位移信息，以及光强结束变化时所述待测部件相对所述光源的第二位移信息，并根据所述第一位移信息和所述第二位移信息计算得到所述待测部件的底切结构的宽度。

3.根据权利要求1或2所述的底切结构测量系统，其特征在于，还包括：

移动平台，用于固定所述待测部件，且与所述电子设备连接，以基于所述电子设备的控制驱动所述待测部件相对于所述光源移动，以使所述光源输出的扫描光束作用于所述待测部件的各位置。

4.根据权利要求1或2所述的底切结构测量系统，其特征在于，还包括：

半透半反镜，该半透半反镜设置于所述光源与所述待测部件之间，以使所述光源输出的扫描光束从所述半透半反镜透射出后垂直入射至所述待测部件，并经所述待测部件反射后通过所述半透半反镜反射至所述光强探测器。

5.根据权利要求4所述的底切结构测量系统，其特征在于，还包括：

准直透镜，该准直透镜设置于所述光源与所述半透半反镜之间，用于将所述光源输出的扫描光束转变为平行光之后输出至所述半透半反镜。

6.根据权利要求4所述的底切结构测量系统，其特征在于，还包括：

聚焦透镜，该聚焦透镜设置于所述半透半反镜与所述待测部件之间，以使经所述半透半反镜透射出的扫描光束经所述聚焦透镜的聚焦处理后输出至所述待测部件。

7.根据权利要求4所述的底切结构测量系统，其特征在于，还包括：

会聚透镜，该会聚透镜设置于所述半透半反镜与所述光强探测器之间，以使经所述半透半反镜反射的反射光束经所述会聚透镜的会聚处理后输出至所述光强探测器。

8.一种底切结构测量方法，应用于权利要求1-7任意一项所述的底切结构测量系统，以对待测部件的底切结构的宽度进行测量，其特征在于，所述方法包括：

通过光源向所述待测部件发出扫描光束；

控制所述待测部件相对所述光源移动；

通过光强探测器感应所述待测部件在相对所述光源的移动过程中各位置的反射光束得到对应的光强信号；

通过电子设备获取所述光强信号，并根据所述光强信号计算得到所述待测部件的底切结构的宽度。

9.根据权利要求8所述的底切结构测量方法，其特征在于，所述根据所述光强信号计算得到所述待测部件的底切结构的宽度的步骤：

获取所述光强信号中光强开始发生变化时所述待测部件相对所述光源的第一位移信息，以及光强结束变化时所述待测部件相对所述光源的第二位移信息；

根据所述第一位移信息和所述第二位移信息计算得到所述待测部件的底切结构的宽度。

10.根据权利要求9所述的底切结构测量方法，其特征在于，所述获取所述光强信号中光强开始发生变化时所述待测部件相对所述光源的第一位移信息，以及光强结束变化时所述待测部件相对所述光源的第二位移信息的步骤包括：

根据所述光强信号和所述待测部件相对所述光源移动的位移信息建立对应的光强-位移函数；

对所述光强-位移函数进行求导处理以得到不同位移信息对应的求导值；

获取由非零值变化为零值和由零值变化为非零值中两个零值对应的两个位移信息，以分别作为第一位移信息和第二位移信息。

11.根据权利要求9所述的底切结构测量方法，其特征在于，所述根据所述第一位移信息和所述第二位移信息计算得到所述待测部件的底切结构的宽度的步骤包括：

获取所述扫描光束作用于所述待测部件的第二层状结构上形成的光斑的直径；

根据所述第一位移信息、所述第二位移信息以及所述光斑的直径计算得到所述待测部件的底切结构的宽度。

12.根据权利要求11所述的底切结构测量方法，其特征在于，在执行所述获取所述扫描光束作用于所述待测部件的第二层状结构上形成的光斑的直径的步骤之前，所述方法还包括：

通过所述光源向校准部件发出扫描光束，其中，该校准部件包括基底结构和制作于该基底结构的第三层状结构，该基底结构的厚度等于所述待测部件的衬底结构的厚度，该第三层状结构的厚度等于所述待测部件的第一层状结构与第二层状结构的厚度之和；

控制所述校准部件相对所述光源移动；

通过所述光强探测器感应所述校准部件在相对所述光源的移动过程中各位置的反射光束得到对应的校准光强信号；

通过所述电子设备获取所述校准光强信号，并根据所述校准光强信号计算得到所述扫描光束作用于所述校准部件的第三层状结构上形成的光斑的直径，以作为所述扫描光束作用于所述待测部件的第二层状结构上形成的光斑的直径。

13.根据权利要求8所述的底切结构测量方法，其特征在于，还包括：

将计算得到的底切结构的宽度与预设的标准宽度进行比较；

根据比较得到的结果判断所述待测部件的底切结构是否符合要求，并输出判断结果。

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