CN114739921A - 光谱仪的在线校准方法和装置 - Google Patents

Abstract

本公开的各种实施例涉及一种光谱仪的在线校准方法和装置，其中该在线校准方法包括：将第一光阑、第二光阑和第一反射镜放置在通往所述光谱仪的预定光路上；调节所述第一光阑、第二光阑和第一反射镜中的至少一者，以由此确定所述预定光路的光轴；利用第二反射镜，将位于所述预定光路之外的标准光源所发射的标准光耦入到所述预定光路中，以沿所述确定的光轴朝向所述光谱仪发射；以及利用所述标准光，对所述光谱仪进行校准。利用本公开的方法，可以实现光谱仪的在线校准。

Description

光谱仪的在线校准方法和装置

技术领域

本公开的各实施例涉及光学领域，更具体地涉及光谱仪的在线校准方法和装置。特别地，该光谱仪是适用于半导体大规模集成电路制造中的膜厚测量设备(例如，椭偏仪)中的光谱仪。

背景技术

椭圆偏振测量技术是一种非常实用的光学技术，它是一种非接触、无损的测量方法，可用于测量薄膜的厚度、光学常数、反射率、表面微结构、粗糙度等等，广泛的应用于物理、化学、生物学、医学、半导体等领域。椭偏测量术测得的数值是两个复反射系数R_P和R_S的比值：

其中δ_p和δ_s是R_p和R_s的相位，Ψ和Δ是椭偏参数。

椭偏测量术可以分为单波长椭偏测量术和多波长的光谱椭偏测量术，而光谱仪是光谱椭偏测量设备中光信号强度的获取元件，光谱仪波长标定的准确度直接影响着椭偏测量结果的准确性。光谱仪定标需要使用低压汞灯和氩灯的特征谱线来进行定标。图1示出了作为标准光源的例如汞氩灯的特征谱线。

传统的光谱仪定标都是在线下(例如，脱离测量样品或测量设备)完成，其方法是：将汞氩灯输出光直接接入光谱仪；然后，根据汞氩灯的特征光谱和CCD对应的像素，利用多项式拟合来得到波长与像素的关系式，从而进行光谱校准。例如，用于拟合的二次多项式如下所示：

λ＝ax²+bx+c

其中λ为波长，x为CCD的像素数。

然而，在实际的样品测量应用(即，在线应用)中，线下定标后的光谱仪可能需要位置和定向调整，以便于接收从样品上反射回的光信号，但这可能导致入射的光信号存在角度误差和位置误差，从而偏离线下校准的理想状态，而导致波长漂移，从而带来测量结果的偏差。因此，常常需要在线进行重新校准。

发明内容

本公开的目的之一在于提供一种针对光谱仪的在线校准方法和装置，其至少能够克服或者缓解现有技术的光谱仪由于偏离线下校准的理想状态而导致的测量偏差。

根据本公开的第一方面，其提供了一种光谱仪的在线校准方法，其中所述光谱仪处于测量设备的预定光路上，用以分析来自所述预定光路的光的特性。该在线校准方法包括：将第一光阑、第二光阑和第一反射镜放置在通往所述光谱仪的所述预定光路上；调节所述第一光阑、第二光阑和第一反射镜中的至少一者，使得来自所述测量设备的主光源的、沿所述预定光路行进的光能够依次通过所述第一光阑和所述第二光阑，且入射在所述第一反射镜上，以及使得来自所述第一反射镜的反射光能够依次通过所述第二光阑和所述第一光阑，以由此确定所述预定光路的光轴；利用第二反射镜，将位于所述预定光路之外的标准光源所发射的标准光反射到所述预定光路中，并使经反射的所述标准光沿所确定的光轴朝向所述光谱仪发射；以及利用所述标准光，对所述光谱仪进行校准。

利用本公开的在线校准方法，可以有利地实现对光谱仪的在线校准，从而提高测量设备的准确度。另一方面，本公开的校准方法操作简便，可以快速地实现光谱仪的在线校准。

在一些实施例中，利用第二反射镜，将位于所述预定光路之外的标准光源所发射的标准光反射到所述预定光路中，并使经反射的所述标准光沿所确定的光轴朝向所述光谱仪发射还可以包括：将第二反射镜放置在所述预定光路上，以将所述标准光源发射的标准光反射至所述预定光路；通过调节所述第二反射镜和/或所述标准光源，使得经由所述第二反射镜反射的所述标准光能够依次通过所述第一光阑和所述第二光阑且入射在所述第一反射镜上，以及使得经由所述第一反射镜反射的所述标准光能够依次通过所述第二光阑和所述第一光阑，以由此确定所述标准光源出射的经第二反射镜反射的光束的光轴和所述预定光路的光束的光轴重合；以及从所述预定光路移除所述第一反射镜，以使得从所述标准光源出射的所述标准光进入所述光谱仪。以这种方式，可以简单地确保标准光源出射的光路的光轴与预定光路的光轴一致；以及将沿预定光路的光轴的标准光输入光谱仪。

在一些实施例中，将第一光阑、第二光阑和第一反射镜放置在通往所述光谱仪的所述预定光路上的步骤可以包括以下中的任一项：将所述第一光阑和所述第二光阑放置在所述预定光路上的、入射至样品前的入射光路中；或者将所述第一光阑和所述第二光阑放置在所述预定光路上的、用于接收从样品出射的光的接收光路中。以这种方式，提供了第一光阑、第二光阑和第一反射镜在预定光路上的灵活布置。

在一些实施例中，将第一光阑、第二光阑和第一反射镜放置在通往所述光谱仪的所述预定光路上可以包括：将所述第一反射镜放置在所述预定光路上的、用于接收从样品出射的光的接收光路中且邻近所述光谱仪的位置。以这种方式，可以确保在靠近光谱仪的位置处的标准光的光路和预定光路一致。

在一些实施例中，将第二反射镜放置在所述预定光路上可以包括以下中的任一项：将所述第二反射镜放置在所述预定光路上的、入射至样品前的入射光路中；或者将所述第二反射镜放置在所述预定光路上的、用于接收从所述样品出射的光的接收光路中。以这种方式，提供了第二反射镜布置的灵活性。

在一些实施例中，所述第一光阑可以是可变光阑或针孔，所述第二光阑可以是可变光阑或针孔。在针孔的实施例中，可以简单地通过调节针孔的位置，来使得测量设备的主光源和/或标准光源的光通过。

在一些实施例中，在所述第一光阑和第二光阑均是可变光阑的情况下，所述调节所述第一光阑、第二光阑和第一反射镜中的至少一者的步骤包括：将所述第一光阑和第二光阑两者的孔径均缩小至各自设定的预定值；以及在所述反射光仍然能够穿过所述第一光阑和所述第二光阑各自的经缩小的孔径的情况下，确定所述预定光路的光轴。在缩小孔径的情况下，确定预定光路的光轴，这可以进一步提高光轴确定的准确性。

在一些实施例中，所述光谱仪可以作为所述测量设备之外的接收器而独立存在，或者所述光谱仪可以是所述测量设备的一部分。

在一些实施例中，所述测量设备可以是膜厚测量设备。该膜厚测量设备例如可以为椭偏仪。

根据本公开的第二方面，提供了一种光谱仪的在线校准装置。该在线校准装置用于对处于测量设备的预定光路上的所述光谱仪进行在线校准，所述在线校准装置至少包括由以下部件：可移动的第一光阑、第二光阑和第一反射镜，它们被配置成能够在进行在线校准时而分别可操作地移动至所述测量设备的、通往所述光谱仪的所述预定光路上的适当位置，使得来自所述测量设备的主光源的、沿所述预定光路行进的光能够依次通过所述第一光阑和所述第二光阑且入射在所述第一反射镜上，以及使得来自所述第一反射镜的反射光能够依次返回通过所述第二光阑和所述第一光阑，从而确定所述预定光路的光轴；标准光源，被设置在所述预定光路之外，并且被配置成发射对所述光谱仪进行校准的标准光；可移动的第二反射镜，其被配置成适于在在线校准时，可操作地将所述标准光反射到所述预定光路中，并且使反射的所述标准光沿所述确定的光轴朝向所述光谱仪发射，从而实现所述光谱仪的校准。

在一些实施例中，所述可移动的第二反射镜还可以被配置成可操作地被移动至所述预定光路上，以使得经由所述第二反射镜反射的所述标准光能够依次通过所述第一光阑和所述第二光阑，且入射在所述第一反射镜上，以及使得经由所述第一反射镜反射的所述标准光能够依次返回通过所述第二光阑和所述第一光阑。

在一些实施例中，所述第一光阑是可变光阑或针孔，所述第二光阑是可变光阑或针孔，所述第一反射镜是平面反射镜。

在一些实施例中，所述光谱仪作为所述测量设备的接收器而独立存在，或者所述光谱仪是所述测量设备的一部分。

根据本公开的第三方面，提供了一种测量设备。该测量设备包括根据第二方面所述的在线校准装置，由此能够实现对所述测量设备的在线校准。

在一些实施例，所述测量设备是膜厚测量设备。作为示例，该膜厚测量设备是椭偏仪。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开实施例的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。

图1示出了作为标准光源的汞氩灯的特征谱线。

图2示出了根据本公开的第一实施例的光谱仪的在线校准的结构示意图。

图3示出了根据本公开的第二实施例的光谱仪的在线校准的结构示意图。

图4示出了根据本公开的第三实施例的光谱仪的在线校准的结构示意图。

图5示出了根据本公开的各实施例的光谱仪的在线校准方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

本公开的各实施例提供了一种光谱仪的在线校准方法和装置，其目标在于以在线的方式实现光谱仪的校准方法。需要注意的是，本文的术语“在线校准”是指以实际测量的样品在光路上的存在为前提的光谱仪的校准，或者以光谱仪在测量设备上为前提的校准，从而与线下校准(脱离实际测量样品或测量设备的情况)区分开。另外，将会理解，光谱仪的在线校准会结合用于测量样品的特性的测量设备(例如，膜厚测量设备)来进行，其中光谱仪可以是所述测量设备的一部分，或者作为所述测量设备之外的接收器而存在。

将会理解，本公开的构思在于：首先利用两个光阑和位于光谱仪之前的反射镜来标定测量设备的光轴，然后，将标准光源所发射的标准光沿着所确定的光轴入射到所述光谱仪，来实现光谱仪的校准。具体地，例如可以通过将第一光阑、第二光阑和第一反射镜放置在通往所述光谱仪或者光谱仪上游的预定光路上，使得来自测量设备的主光源的、沿所述预定光路行进的光能够依次通过第一光阑和所述第二光阑且入射在所述第一反射镜上，以及使得来自所述第一反射镜的反射光能够依次返回通过所述第二光阑和所述第一光阑，来确定所述预定光路的光轴；以及通过第二反射镜将标准光源发射的标准光沿上述确定的光轴耦入或引入至预定光路，从而利用标准光来对所述光谱仪进行校准。将会理解，通过以上步骤，可以实现标准光源的进入光谱仪的光路与测量设备的光源的进入光谱仪的光路严格一致，从而实现对当前位置的光谱仪的校准的目的。

以下将结合测量设备(例如，膜厚测量设备)并参照图2至图4来描述本公开的光谱仪的在线校准方法和装置的各个实施例。需要注意的是，图2至图4中所示的测量设备仅仅是示例，在其他应用场景中，测量设备的结构和/或光路可以有所不同。

图2示出了根据本公开的第一实施例的光谱仪的在线校准的结构示意图。

仅作为示例，如图2所示，测量设备20可以包括光源1、起偏器2、聚焦镜头3、收集镜头5、检偏器6、聚焦镜头7以及光谱仪8。起偏器2用于将来自光源1的光转换为偏振光，聚焦镜头3然后将偏振光聚焦到样品4上；而收集镜头5用于收集从样品4散射、反射或衍射的光，然后经由检偏器6的检偏、聚焦镜头7的聚焦而入射至光谱仪8。应当理解，光谱仪8被包括在测量设备20中不是必需的，在其他实施例中，光谱仪8可以作为测量设备20之外的接收器而独立存在。还应当理解，从样品4上收集的光记载了表征该样品的关键参数(例如，膜厚、光栅尺寸等)的信息，因此可以通过光谱仪8对来自样品4的光进行分析，从而获得该样品的关键参数。此外，在其他实施例中，测量设备20不限于上述图2所示的结构和布置，而是可以包括其他不同的、更多或更少的光学器件。

如背景技术所描述的，光谱仪的位置在实际测量过程中可能会有所调整或移动，从而偏离线下校准的理想状态，这导致了波长漂移以及由此的测量结果偏差。因此，在实际测量过程中，对光谱仪进行在线校准可能是期望的。

为了实现对光谱仪8的在线校准，本公开的校准方法首先包括：使用第一光阑11、第二光阑12和第一反射镜13来确定测量设备20的通往光谱仪8的预定光路的光轴。

具体地，如图2所示，可以例如将第一光阑11和第二光阑12放置在预定光路上的、入射至样品4前的入射光路中，以及将第一反射镜13放置在预定光路上的、从样品4出射的光的接收光路中。

仅作为示例，可以例如将第一光阑11放置在测试设备20的光源1和起偏器2之间，将第二光阑12放置在起偏器2和聚焦镜头3之间。应当理解，将第一光阑11和第二光阑12放置在入射光路的其他位置也是可能的。譬如，可以将第一光阑11和第二光阑12两者均放置在光源1和起偏器2之间，或者将第一光阑11和第二光阑12两者均放置在起偏器2和聚焦镜头3之间。同时，可以将第一反射镜13放置在所述预定光路上的、用于接收从样品出射的光的接收光路中的任意位置，例如在检偏器6和聚焦镜头7之间。特别地，可以将第一反射镜13放置在靠近聚焦镜头7的位置，这可以使得第一反射镜13最大程度地邻近所述光谱仪8。这对于确保后面所要描述的确定在光谱仪的直接上游的光轴的准确性是有利的。

进一步地，在上述第一光阑11、第二光阑12和第一反射镜13的布置的情况下，可以例如通过调节第一光阑11、第二光阑12和第一反射镜13中的至少一者(例如，通过诸如二维平移来移动第一光阑11、第二光阑12和第一反射镜13中的至少一者)，使得来自测量设备20的主光源1的、沿所述预定光路行进的光能够依次通过第一光阑11和第二光阑12，且入射在第一反射镜13上，以及使得来自第一反射镜13的反射光能够依次返回通过第二光阑12和所述第一光阑12，从而确定所述预定光路的光轴。将会理解，此时，第一光阑11和第二光阑12的中心连线可以被确定为预定光路的光轴。

在一些实施例中，上述第一光阑11和第二光阑12可以是可变光阑或针孔。

在第一光阑11和第二光阑12是可变光阑的实施例中，上述调节第一光阑11、第二光阑12和第一反射镜13中的至少一者的步骤还可以包括：将第一光阑11和第二光阑12两者的孔径均缩小至各自设定的预定值(例如，最小值1mm、0.5mm)，以及如果经由第一反射镜13的反射光仍然能够返回穿过第一光阑11和所述第二光阑各自的经缩小的孔径，则可以更加准确地确定所述预定光路的光轴。将会理解，此时，第一光阑11和第二光阑12的经缩小的孔径的中心连线可以被更为准确地确定为预定光路的光轴。

一旦确定了预定光路的光轴，本公开的校准方法可以进一步地包括：利用第二反射镜10，将位于所述预定光路之外的标准光源9所发射的标准光引入或耦入到所述预定光路中，并使经反射的所述标准光沿所确定的光轴朝向光谱仪8发射；以及利用所述标准光，来对光谱仪8进行校准。

更具体地，利用第二反射镜10可以包括：将第二反射镜10放置在预定光路上，以将被设置在预定光路之外的标准光源9发射的标准光反射至所述预定光路；调节所述第二反射镜10(例如，调节第二反射镜的角度)和/或标准光源9(例如，调节标准光源9的位置)，使得经由第二反射镜10反射的标准光能够依次通过第一光阑11和所述第二光阑12，且入射在第一反射镜13上，以及使得经由第一反射镜13反射的标准光能够依次返回通过第二光阑12和第一光阑11，以由此确保标准光源出射的经第二反射镜反射的光束的光轴和测量设备的预定光路的光束的光轴重合；以及在确保两个光轴重合之后，通过从预定光路移除所述第一反射镜，来允许从所述标准光源出射的所述标准光进入所述光谱仪，从而实现对光谱仪的校准。

在一些实施例中，将第二反射镜10放置在预定光路上可以包括将第二反射镜10放置在预定光路上的、入射至样品4前的入射光路中。仅作为示例，如图2所示，可以将第二反射镜10放置在入射光路上的、主光源1和起偏器11之间的适当位置。然而，将会理解，这并非限制，也可以将第二反射镜10放置在入射光路中的其他位置，此时第一光阑11、第二光阑12和标准光源10的位置可以进行相应的调整。

此外，尽管图2示出了第二反射镜10为单一的平面反射镜，然而，应当理解，这也并非限定，在其他实施例中，第二反射镜10也可以为非平面反射镜或可以为多个平面和/或非平面反射器件的组合。

图3示出了根据本公开的第二实施例的光谱仪的在线校准的结构示意图。图3的第二实施例与图2的第一实施例的不同仅在于，第一光阑11、第二光阑12被代替地放置在预定光路上的、用于接收从样品4出射的光的接收光路中。

仅作为示例，如图3所示，第一光阑11、第二光阑12可以被放置在检偏器6和聚焦镜头7之间。然而，将会理解，这并非限制，第一光阑11、第二光阑12被放置在接收光路的其他位置也是可能的。譬如，第一光阑11、第二光阑12也可以放置在收集镜头5和检偏器6之间，或者第一光阑11放置在收集镜头5和检偏器6之间，而第二光阑12放置在检偏器6和聚焦镜头7之间。将会理解，图3的实施例有利地提供了图2的实施例的变化形式。

图4示出了根据本公开的第三实施例的光谱仪的在线校准的结构示意图。图4的第三实施例与图3的第二实施例的不同仅在于，第二反射镜10被代替地放置预定光路上的、用于接收从样品4出射的光的接收光路中，以用于将来自对应的标准光源10的标准光反射至该接收光路中。

仅作为示例，如图4所示，第二反射镜10可以被放置在收集镜头5和检偏器6之间。然而，将会理解，这并非限制，第二反射镜10被放置在接收光路的其他位置也是可能的。譬如，第二反射镜10被放置在检偏器6和聚焦镜头7之间也是可能的，此时，第一光阑11、第二光阑12和标准光源9将进行相应地调整。将会理解，图4的实施例也有利地提供了图2的实施例的变化形式。

以上已经详细地介绍了实现本公开的针对光谱仪的在线校准方法的示意结构布置。应当理解，以上述方式放置第一光阑11、第二光阑12、第一反射镜13和第二反射镜10四者，并进行相应的调节，可以确保标准光源9的光路与测试设备20的光路至少在从第二反射镜10之后的光路上严格对准。特别地，将第一反射镜13放置在更为靠近聚焦镜头7(以及由此更为靠近光谱仪8)的位置，以及将第二反射镜10放置地靠近主光源1的位置可能是更为有利的，因为这可以使得标准光源9的光路尽可能地遵循测试设备的光路，从而实现对光谱仪的更加精确的校准。

下面将参照图5来简单地描述本公开的光谱仪的在线校准方法的流程。

如图5所示，该方法包括：在框510，将第一光阑11、第二光阑12和第一反射镜13放置在测量设备20的、通往所述光谱仪8的所述预定光路上。

应当理解，测量设备20可以包括但不限于膜厚测量设备，后者例如可以为椭偏仪，以及光谱仪8作为或者不作为测量设备20的一部分均是可行的。例如，光谱仪8可以作为测量设备20之外的接收器而存在。

在一些实施例中，该框510中的步骤可以通过以下方式来实现：

将所述第一光阑和所述第二光阑放置在所述预定光路上的、入射至样品前的入射光路中，或者将所述第一光阑和所述第二光阑放置在所述预定光路上的、用于接收从样品出射的光的接收光路中；以及

将第一反射镜13放置在入射光路或接收光路中，其中不管如何，二光阑均位于第一光阑的下游，而第一反射器均位于第二光阑的下游。

在一些实施例中，第一光阑和所述第二光阑可以均为可变光阑或针孔；第一反射器可以为平面反射镜。

在框520，调节所述第一光阑11、第二光阑12和第一反射镜13中的至少一者，使得来自所述测量设备20的主光源1的、沿所述预定光路行进的光能够依次通过所述第一光阑11和所述第二光阑12且入射在所述第一反射镜13上，以及使得来自所述第一反射镜13的反射光能够依次返回通过所述第二光阑12和所述第一光阑11，以由此确定所述预定光路的光轴。

将会理解，上述调节可以包括对所述第一光阑11、第二光阑12和第一反射镜13中的至少一者进行平移(例如，二维平移)、旋转(例如，调整反射镜的角度)等操作。在第一光阑和第二光阑均是可变光阑的实施例中，上述调节还可以包括将所述第一光阑和第二光阑两者的孔径均缩小至各自设定的预定值。一旦反射光仍然能够穿过所述第一光阑和所述第二光阑各自的经缩小的孔径的情况下，则可以更为准确地确认所述预定光路的光轴。

在框530，利用第二反射镜10，将位于所述预定光路之外的标准光源9所发射的标准光反射到所述预定光路中，以使经反射的所述标准光沿所确定的光轴朝向所述光谱仪8发射。

在一些实施例中，利用第二反射镜10可以包括以下操作：

将第二反射镜放置在所述预定光路上，以将所述标准光源发射的标准光反射至所述预定光路；

调节所述第二反射镜和/或所述标准光源，使得经由所述第二反射镜反射的所述标准光能够依次通过所述第一光阑和所述第二光阑，且入射在所述第一反射镜上，以及使得经由所述第一反射镜反射的所述标准光能够依次返回通过所述第二光阑和所述第一光阑，以由此确保所述标准光源出射的经第二反射镜反射的光束的光轴和所述测量设备的预定光路的光束的光轴重合；以及

从所述预定光路移除所述第一反射镜，以使得从所述标准光源出射的所述标准光进入所述光谱仪。

上述操作可以确保标准光源的标准光能够依据预定光路的光轴而入射到光谱仪中，从而实现对当前位置的光谱仪的在线校准。

在框540，利用所述标准光，对所述光谱仪进行校准。

在一些实施例中，该步骤可以包括：将光谱仪的光谱读出，再根据标准光源的特征峰值得到光谱仪CCD的像素数和标准光源的特征谱线峰值的关系曲线。然后，对光谱仪的CCD的像素进行二次多项式拟合，从而实现光谱仪的在线校准。仅作为示例，该二次多项式的公式如下：

λ＝ax²+bx+c

其中λ为波长，x为CCD的像素数。

以上已经详细描述了针对光谱仪的在线校准方法，本公开还可以涉及光谱仪的在线校准装置。将会理解，本公开的在线校准装置可以集成在上述测量设备中，或者以诸如套件的形式而提供给测量设备。

具体地，在线校准装置可以至少包括以下部件或以下部件构成的套件：第一光阑11、第二光阑12、第一反射镜13、标准光源9和第二反射镜10。在集成在测量设备的实施例中，这些部件可以与测量设备的其他部件一样安装在测量设备的壳体内，例如安装在诸如膜厚测量设备之类的测量设备的底板上。

当进行在线校准时，第一光阑11、第二光阑12和第一反射镜13可以被移动(例如，由电机驱动或人工致动)至所述测量设备的、通往所述光谱仪的所述预定光路上的适当位置，使得来自所述测量设备的主光源的、沿所述预定光路行进的光能够依次通过所述第一光阑和所述第二光阑，且入射在所述第一反射镜上，以及使得来自所述第一反射镜的反射光能够依次返回通过所述第二光阑和所述第一光阑，从而确定所述预定光路的光轴。同时，可以例如由电机驱动或人工致动来实现第一光阑11、第二光阑12和第一反射镜13的位置和/或定向和/或旋转角度的调节。

当引入第二反射镜13时，同样地可以通过电机驱动或人工致动来将第二反射镜13移动至测量设备的预定光路上的适当位置，以使得经由所述第二反射镜反射的所述标准光能够依次通过所述第一光阑和所述第二光阑，且入射在所述第一反射镜上，以及使得经由所述第一反射镜反射的所述标准光能够依次返回通过所述第二光阑和所述第一光阑，从而确认标准光源的光轴和测试设备的光轴一致。

在一些实施例中，所述第一光阑是可变光阑或针孔，所述第二光阑是可变光阑或针孔。当第一光阑和第二光阑是可变光阑，同样地可以通过电机驱动或人工致动来实现可变光阑的孔径的缩小。

虽然已经在附图和前述描述中详细说明和描述了本发明，但这些说明和描述应被认为是说明性的或示例性的而不是限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员在实践所请求保护的发明中，通过研究附图、公开和所附权利要求可以理解并且实践所公开的实施例的其它变体。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的设备、方法可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个或多个模块、一个或多个器件、或者一个或多个步骤。在一些情况下，两个连续的方框的步骤可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。另外，上面描述的流程仅仅是示例。尽管说明书中以特定的顺序描述了方法的步骤，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果，相反，描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

在权利要求中，词语“包括”并不排除其它元件，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个元件或其它单元可以满足在权利要求中阐述的多个项目的功能。仅在互不相同的实施例或从属权利要求中记载某些特征的仅有事实，并不意味着不能有利地使用这些特征的组合。在不脱离本申请的精神和范围的情况下，本申请的保护范围涵盖在各个实施例或从属权利要求中记载的各个特征任何可能组合。

在权利要求中的任何参考标记不应被理解为限制本发明的范围。

Claims (15)

1.一种光谱仪(8)的在线校准方法，其中所述光谱仪(8)处于测量设备(20)的预定光路上，用以分析来自所述预定光路的光的特性，其特征在于，所述方法包括：

将第一光阑(11)、第二光阑(12)和第一反射镜(13)放置在通往所述光谱仪(8)的所述预定光路上；

调节所述第一光阑(11)、第二光阑(12)和第一反射镜(13)中的至少一者，使得来自所述测量设备(20)的主光源(1)的、沿所述预定光路行进的光能够依次通过所述第一光阑(11)和所述第二光阑(12)且入射在所述第一反射镜(13)上，以及来自所述第一反射镜(13)的反射光能够依次返回通过所述第二光阑(12)和所述第一光阑(11)，以由此确定所述预定光路的光轴；

利用第二反射镜(10)，将位于所述预定光路之外的标准光源(9)所发射的标准光引入到所述预定光路中，以沿所述确定的光轴朝向所述光谱仪(8)发射；以及

利用所述标准光，对所述光谱仪(8)进行校准。

2.根据权利要求1所述的在线校准方法，其中利用第二反射镜(10)，将位于所述预定光路之外的标准光源(9)所发射的标准光引入到所述预定光路中，以沿所述确定的光轴朝向所述光谱仪(8)发射包括：

将第二反射镜(10)放置在所述预定光路上，以将所述标准光源(9)发射的标准光反射至所述预定光路；

调节所述第二反射镜(10)和/或所述标准光源(9)，使得经由所述第二反射镜(10)反射的所述标准光能够依次通过所述第一光阑(11)和所述第二光阑(12)且入射在所述第一反射镜(13)上，以及使得经由所述第一反射镜(13)反射的所述标准光能够依次返回通过所述第二光阑(12)和所述第一光阑(11)，以由此确保所述标准光源(9)的经所述第二反射镜(10)反射的光束的光轴和所述预定光路的光束的光轴重合；以及

从所述预定光路移除所述第一反射镜(13)，以使得从所述标准光源(9)出射的所述标准光沿所述确定的光轴进入所述光谱仪(8)。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的在线校准方法，其中将第一光阑(11)、第二光阑(12)和第一反射镜(13)放置在通往所述光谱仪(8)的所述预定光路上的步骤包括以下中的任一项：

将所述第一光阑(11)和所述第二光阑(12)放置在所述预定光路上的、入射至样品前的入射光路中；或者

将所述第一光阑(11)和所述第二光阑(12)放置在所述预定光路上的、用于接收从样品出射的光的接收光路中。

4.根据权利要求1-2中任一项所述的在线校准方法，其中将第一光阑(11)、第二光阑(12)和第一反射镜(13)放置在通往所述光谱仪(8)的所述预定光路上包括：

将所述第一反射镜(13)放置在所述预定光路上的、用于接收从样品出射的光的接收光路中且邻近所述光谱仪(8)的位置。

5.根据权利要求2所述的在线校准方法，其中将第二反射镜(10)放置在所述预定光路上包括以下中的任一项：

将所述第二反射镜(10)放置在所述预定光路上的、入射至样品前的入射光路中；或者

将所述第二反射镜(10)放置在所述预定光路上的、用于接收从所述样品出射的光的接收光路中。

6.根据权利要求1-2中任一项所述的在线校准方法，其中所述第一光阑(11)是可变光阑或针孔，所述第二光阑(12)是可变光阑或针孔。

7.根据权利要求6所述的在线校准方法，其中在所述第一光阑(11)和第二光阑(12)均是可变光阑的情况下，所述调节所述第一光阑(11)、第二光阑(12)和第一反射镜(13)中的至少一者包括：

将所述第一光阑(11)和第二光阑(12)两者的孔径均缩小至各自设定的预定值；以及

使得所述测量设备(20)的主光源(1)的光仍然能够穿过所述第一光阑(11)和第二光阑(12)各自的经缩小的孔径，以及经由第一反射镜(13)的所述反射光仍然能够返回穿过所述第一光阑(11)和所述第二光阑(12)，以由此确定所述预定光路的光轴。

8.根据权利要求1-2中任一项所述的在线校准方法，其中所述光谱仪(8)是所述测量设备(20)的一部分，或者作为所述测量设备(20)之外的接收器而存在。

9.根据权利要求1-2中任一项所述的在线校准方法，其中所述测量设备(20)是膜厚测量设备(20)。

10.一种光谱仪(8)的在线校准装置，其用于对处于测量设备(20)的预定光路上的光谱仪(8)进行在线校准，所述在线校准装置至少包括：

可移动的第一光阑(11)、第二光阑(12)和第一反射镜(13)，它们被配置成能够在进行在线校准时而分别可操作地移动至所述测量设备(20)的、通往所述光谱仪(8)的所述预定光路上的适当位置，使得来自所述测量设备(20)的主光源(1)的、沿所述预定光路行进的光能够依次通过所述第一光阑(11)和所述第二光阑(12)，且入射在所述第一反射镜(13)上，以及使得来自所述第一反射镜(13)的反射光能够依次通过所述第二光阑(12)和所述第一光阑(11)，从而确定所述预定光路的光轴；

标准光源(9)，被设置在所述预定光路之外，并且被配置成发射对所述光谱仪(8)进行校准的标准光；

可移动的第二反射镜(10)，被配置成在在线校准时，可操作地将所述标准光引入到所述预定光路中，以沿所述确定的光轴朝向所述光谱仪(8)发射，从而实现所述光谱仪(8)的校准。

11.根据权利要求10所述的在线校准装置，其中所述第二反射镜(10)还被配置成可操作地被移动至所述预定光路上，以使得经由所述第二反射镜(10)反射的所述标准光能够依次通过所述第一光阑(11)和所述第二光阑(12)，且入射在所述第一反射镜(13)上，以及使得经由所述第一反射镜(13)反射的所述标准光能够依次返回通过所述第二光阑(12)和所述第一光阑(11)，以由此确定所述标准光源(9)的经所述第二反射镜(10)反射的光束的光轴和所述预定光路的光束的光轴重合。

12.根据权利要求10或11所述的在线校准装置，其中所述第一光阑(11)是可变光阑或针孔，所述第二光阑(12)是可变光阑或针孔，所述第一反射镜(13)是平面反射镜。

13.根据权利要求10或11所述的在线校准装置，其中所述光谱仪(8)是所述测量设备(20)的一部分，或者作为所述测量设备(20)之外的接收器而存在。

14.一种测量设备(20)，其包括根据权利要求10-13中任一项所述的在线校准装置，以由此实现对所述测量设备(20)的在线校准。

15.根据权利要求14所述的测量设备(20)，所述测量设备(20)是膜厚测量设备(20)。

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