CN114778514A - 基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量装置及方法，该装置包括：激光光源发射出激光光束；聚光部件使激光光束聚焦于可动载物台上方且使得聚光部件的焦平面位于初始位置，并在测量过程中控制焦平面从初始位置移动到待测孔的底面；可动载物台承载待测样品且能够在与光路主轴垂直的平面移动，待测样品中待测孔的轴向与光路主轴平行且待测孔处于与激光光束的聚焦区域对应的位置；探测模块对入射的待测样品返回的拉曼散射信号进行采集，并根据采集结果确定出待测孔的结构参数。可对高深宽比结构进行快速无损测量，有助于高效评估加工质量和微结构特征，为提高工艺良率、优化工艺条件提供依据。

Description

基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量装置及方法
技术领域
本公开涉及测量技术领域，尤其涉及一种基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量装置及方法。
背景技术
随着集成电路、微机电系统、3D打印加工制造技术的进步，高深宽比微结构得到广泛应用，对高深宽比微结构测量技术的要求也随之不断提高。相关技术中的微纳结构测量手段中，台阶仪、原子力显微镜(AFM)对于高深宽比结构的测量范围有限；扫描电子显微镜(SEM)具有较高的测量精度，但需将待测样品从侧面剖开，破坏性大；基于光波干涉原理发展的测量技术所使用的白光或近红外光光束容易受到高深宽比结构侧壁的遮挡和调制，导致分辨率降低。为了提高器件制造的质量和良率，仍需要发展快速、便捷、非破坏性的高深宽比结构测量方法。
发明内容
有鉴于此，本公开提出了一种基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量装置及方法。
根据本公开的一方面，提供了一种基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量装置，其特征在于，用于对待测样品中待测孔的结构参数进行测量，所述装置包括：激光光源、聚光部件、可动载物台、探测模块；
所述激光光源，用于发射出激光光束；
所述聚光部件，用于对所述激光光束进行会聚使所述激光光束聚焦于所述可动载物台上方且使得所述聚光部件的焦平面位于初始位置处，并在测量过程中控制所述焦平面从所述初始位置至少移动到所述待测孔的底面；
所述可动载物台，用于承载所述待测样品，能够在与所述聚光部件的光路主轴垂直的平面移动，所述待测样品中待测孔的轴向与所述光路主轴平行且所述待测孔处于与所述激光光束的聚焦区域对应的位置；
探测模块，用于对接收到的所述待测样品对所述激光光束进行散射后返回的拉曼散射信号进行采集，并根据采集结果确定出所述待测孔的结构参数。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
可调光阑，用于对所述拉曼散射信号中的部分进行遮挡，使得所述拉曼散射信号中对应于聚焦区域的信号入射到所述探测模块。
在一种可能的实现方式中，所述聚光部件包括：焦距可调的可调聚光部件，
所述可调聚光部件，在测量过程中对自身焦距进行调整，以使得所述焦平面从所述初始位置至少移动到所述待测孔的底面。
在一种可能的实现方式中，所述聚光部件包括可动聚光部件，
所述可动聚光部件能够沿第一方向远离或靠近所述可动载物台，所述第一方向与所述光路主轴平行；
其中，测量过程中，所述可动聚光部件沿第一方向靠近所述可动载物台，以使得所述焦平面从所述初始位置至少移动至所述待测孔的底面；
所述可动聚光部件包括光学显微镜，所述光路主轴为所述光学显微镜中物镜的光轴。
在一种可能的实现方式中，所述结构参数包括以下至少一项：所述待测孔的深度、所述待测孔的侧壁起伏度、所述待测孔的内径变化率中的至少一种。
在一种可能的实现方式中，所述采集结果包括所述拉曼散射信号的信号强度，根据采集结果确定出所述待测孔的结构参数，包括：
根据每个所述采集结果的信号强度和对应的所述焦平面向所述可动载物台移动的第一距离，确定出与所述焦平面对应的扫描曲线；
确定出所述扫描曲线中的多个特征点以及每个所述特征点分别对应的第一距离；
根据所述待测孔对应的拉曼散射模型和/或参样数据库，根据各所述特征点以及对应的第一距离，确定出所述待测孔的结构参数；
其中，所述拉曼散射模型是根据与所述待测孔匹配的结构对所述激光光束的反射和/或散射规律创建的；所述参样数据库中的参数是根据与所述待测孔匹配的结构对所述激光光束的反射和/或散射规律确定的。
在一种可能的实现方式中，根据所述待测孔对应的拉曼散射模型和/或参样数据库、各所述特征点以及对应的移第一距离，确定出所述待测孔的结构参数，包括：
根据所述待测孔对应的拉曼散射模型和/或参样数据库确定出所述多个特征点中的底面极大值点和顶面极小值点；
根据所述底面极大值点和所述顶面极小值点分别对应的第一距离，确定出所述待测孔的深度。
根据本公开的另一方面，提供了一种基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量方法，其特征在于，应用于上述测量装置，所述方法包括：
将待测样品固定到所述可动载物台上，并使得所述待测样品中待测孔的轴向与聚光部件的光路主轴平行；
控制激光光源向所述待测样品发射出激光光束；
控制所述聚光部件，使得所述聚光部件的焦平面处于所述可动载物台上方的初始位置；
控制所述可动载物台在与所述光路主轴垂直的平面移动，使得所述待测孔的位置与激光光束的聚焦区域重合；
测量过程中，控制所述聚光部件使得所述焦平面从所述初始位置至少移动至所述待测孔的底面；
控制探测模块对接收到的所述待测样品对所述激光光束进行散射后返回的拉曼散射信号进行采集，并根据采集结果确定出所述待测孔的结构参数。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
调节可调光阑的孔径，以遮挡所述拉曼散射信号中除对应于聚焦区域的信号之外的信号，使得所述拉曼散射信号中对应于聚焦区域的信号入射到所述探测模块。
在一种可能的实现方式中，所述方法包括：
在完成当前待测孔的测量之后，控制所述可动载物台进行移动，以使得下一待测孔处于所述激光光束的聚焦区域，以进行所述下一待测孔的测量。
在一种可能的实现方式中，所述结构参数包括以下至少一项：所述待测孔的深度、所述待测孔的侧壁起伏度、所述待测孔的内径变化率中的至少一种。
在一种可能的实现方式中，所述采集结果包括所述拉曼散射信号的信号强度，根据采集结果确定出所述待测孔的结构参数，包括：
根据每个采集结果的信号强度和对应的所述焦平面向所述可动载物台移动的第一距离，确定出与所述焦平面对应的扫描曲线；
确定出所述扫描曲线中的多个特征点以及每个所述特征点分别对应的第一距离；
根据所述待测孔对应的拉曼散射模型和/或参样数据库、各所述特征点以及对应的移第一距离，确定出所述待测孔的结构参数；
其中，所述拉曼散射模型是根据与所述待测孔匹配的结构对所述激光光束的反射和/或散射规律创建的；所述参样数据库中的参数是根据与所述待测孔匹配的结构对所述激光光束的反射和/或散射规律确定的。
在一种可能的实现方式中，根据所述待测孔对应的拉曼散射模型和/或参样数据库、各所述特征点以及对应的移第一距离，确定出所述待测孔的结构参数，包括：
根据所述待测孔对应的拉曼散射模型和/或参样数据库确定出所述多个特征点中的底面极大值点和顶面极小值点；
根据所述底面极大值点和所述顶面极小值点分别对应的第一距离，确定出所述待测孔的深度。
本公开实施例提供一种基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量装置及方法，基于显微拉曼分析对晶圆级高深宽比结构周期性阵列的结构参数进行快速无损测量，有助于无损原位高效评估加工质量和微结构特征，为提高工艺良率、优化工艺条件提供依据。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。
图1、图2示出根据本公开一实施例的基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量装置的结构示意图。
图3示出根据本公开一实施例的基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量装置的光路示意图。
图4示出根据本公开一实施例的基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量装置的立体结构示意图。
图5示出根据本公开一实施例的基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量方法的流程图。
图6示出根据本公开一实施例的基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量方法中扫描曲线的示意图。
图7A-图7C示出根据本公开一实施例的基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量过程示意图。
图8示出根据本公开一实施例的基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量方法中扫描曲线的示意图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
为解决相关技术中所存在的技术问题，本公开实施例提供一种基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量装置及方法，基于拉曼分析对晶圆级高深宽比结构周期性阵列的结构参数进行快速无损测量，有助于无损原位高效评估加工质量和微结构特征，为提高工艺良率、优化工艺条件提供依据。
图1、图2示出根据本公开一实施例的基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量装置的结构示意图。如图1所示，该装置包括：激光光源10、聚光部件30、可动载物台40和探测模块50。该装置用于对待测样品60上的待测孔70等具有高深宽比的微结构进行结构参数测量。其中，具有高深宽比的微结构可以是深宽比超过5:1的孔状结构，该具有高深宽比的微结构的深度可以小于或等于1微米。例如，待测孔可以是晶圆级高深宽比硅通孔，深宽比可以是5:1、10:1、或者20:1。
所述激光光源10，用于发射出激光光束L1。
所述聚光部件30，用于对所述激光光束L1进行会聚使所述激光光束L1聚焦于所述可动载物台40上方且使得所述聚光部件30的焦平面位于初始位置处，并在测量过程中控制所述焦平面从所述初始位置至少移动到所述待测孔70的底面。
所述可动载物台40，用于承载所述待测样品60，能够在与聚光部件的光路主轴垂直的平面移动，所述待测样品60中待测孔70的轴向与所述光路主轴平行且所述待测孔70处于与所述激光光束的聚焦区域对应的位置。
探测模块50，用于对接收到的所述待测样品70对所述激光光束L1进行散射后返回的拉曼散射信号R进行采集，并根据采集结果确定出所述待测孔70的结构参数。
在本实施例中，所述结构参数可以包括能够指示待测孔的结构特征的参数，结构参数可以包括以下至少一项：所述待测孔的深度、所述待测孔的侧壁起伏度、所述待测孔的内径变化率。本领域技术人员可以根据实际需要对结构参数进行设置，本公开对此不作限制。
在本实施例中，探测模块50可以至少与激光光源10同步开启，以保证探测模块50可以及时获取到拉曼散射信号，避免因探测模块50开启不及时、或者开始测量之前因误操作导致焦平面已经处于初始位置与可动载物台之间等原因导致的未采集到焦平面处于所述初始位置时所对应的拉曼散射信号。
在本实施例中，探测模块50还用于采集或者基于聚光部件30本身的记录，确定出采集到的各拉曼散射信号R所对应的焦平面向靠近可动载物台方向移动的第一距离或者拉曼散射信号R所对应的焦平面与可动载物台之间的距离。以保证可以基于采集结果和每个采集结果对应的第一距离可以确定出所述待测孔70的结构参数。
在本实施例中，待测孔70的结构参数可以是探测模块分析确定出的，也可以是其他处理器等基于采集结果和每个采集结果对应的第一距离确定出的，本公开对此不作限制。
在本实施例中，可以基于待测孔的材料等对探测模块所进行的拉曼散射信号探测的范围进行设置，可以基于待测孔的估计深度或者设计深度等确定的待测孔的目标深度对焦平面移动的第一距离的监测或记录的移动检测范围进行设置，移动检测范围需要大于目标深度h，且为保证能够采集到待测孔顶面和底面对应的拉曼散射信号，移动检测范围可以为2h。则，设定可动载物台表面为焦平面移动距离为零，移动检测范围可以为[-0.5h，1.5h]、[-1.5h，1.5h]、等等。可以基于待测孔的测量需要对激光光源所发出的激光光束的波长进行设置。例如，若待测孔为深度大概为100μm的硅通孔，则可以设置激光光束的波长为532nm，探测模块所进行拉曼散射信号探测的范围可以为拉曼位移(Raman Shift)500cm-1～550cm-1，移动检测范围可以为-250μm～+250μm。可以理解的是，本领域技术人员可以根据测量需要对探测范围、移动检测范围和激光光束的波长进行设置，本公开对此不作限制。
在一种可能的实现方式中，如图2所示，该装置还可以包括：可调光阑20，用于对所述拉曼散射信号R中的部分进行遮挡，使得所述拉曼散射信号R中对应于聚焦区域的信号R1入射到所述探测模块50。
图3示出根据本公开一实施例的基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量装置的光路示意图。在该实现方式中，如图3所示，拉曼散射信号R中的部分信号R1可以透过聚光部件30、穿过可调光阑20的孔径之后入射到探测模块50中；而拉曼散射信号R中的另一部分信号R2可以透过聚光部件30、但由于可调光阑20的遮挡使其无法入射到探测模块50中。可调光阑20位于探测模块50与聚光部件30之间的光路之间。可调光阑可以为可调共焦针孔光阑，可以根据实际遮挡需要对可调光阑的孔径的大小进行调整，本公开对此不作限制。这样，通过设置可调光阑20可以提高装置在光路主轴方向上的空间分辨能力。
在一种可能的实现方式中，聚光部件30可以包括焦距可调的可调聚光部件。所述可调聚光部件，在测量过程中对自身焦距进行调整，以使得所述焦平面从所述初始位置至少移动到所述待测孔的底面。其中，可调聚光部件或者探测模块可以基于焦距变化确定出焦平面移动的第一距离。这样，通过可调聚光部件即可以实现焦平面位置的调整，实现待测孔的测量。
在一种可能的实现方式中，所述聚光部件30包括可动聚光部件，所述可动聚光部件能够沿第一方向远离或靠近所述可动载物台40，所述第一方向与所述光路主轴平行。其中，测量过程中，所述可动聚光部件沿第一方向靠近所述可动载物台40，以使得所述可动焦平面从所述初始位置至少移动至所述待测孔70的底面。
在该实现方式中，可动聚光部件可以包括光学显微镜，所述光路主轴为所述光学显微镜中物镜的光轴。可以基于待测孔的测量需要对物镜的倍数进行设置，例如，若待测孔为硅通孔，则物镜倍数可以为10x。可以理解的是，本领域技术人员可以根据测量需要对物镜倍数进行设置，本公开对此不作限制。
在该实现方式中，图4示出根据本公开一实施例的基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量装置的立体结构示意图。如图4所示，激光光束L1的聚焦区域可以是指激光光束L1在待测样品的表面所照射到的区域。聚焦区域的尺寸与待测孔70的尺寸越接近，测量得到的待测孔的结构参数越准确。
图5示出根据本公开一实施例的基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量方法的流程图。如图5所示，该方法包括步骤S11-步骤S16。该方法利用本公开实施例提供的基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量装置实现对待测孔的无损测量，以下结合图1-图5对本公开实施例所提供的方法进行说明。
在步骤S11中，将待测样品60固定到所述可动载物台40上，并使得所述待测样品60中待测孔70的轴向与聚光部件30的光路主轴Z平行。
在步骤S12中，控制激光光源10向所述待测样品60发射出激光光束L1。
在步骤S13中，控制所述聚光部件30，使得所述聚光部件30的焦平面处于所述可动载物台40上方的初始位置。
在本实施例中，如图4所示，聚光部件30的焦平面可以沿光路主轴Z或者与光路主轴Z平行的方向远离或靠近可动载物台40。若聚光部件为可调聚光部件，则可以直接通过调节可调聚光部件的焦距来调整焦平面的位置。若聚光部件为光学显微镜(也即可动聚光部件)，则在对光学显微镜调整使激光光束L1的焦平面能够处于初始位置的过程中，可以采用“调节光学显微镜本身的物距”、“移动光学显微镜整体使物镜靠近或远离可动载物台40”中的至少一种方式，实现最终的使“激光光束L1的焦平面处于至初始位置处”。
在步骤S14中，控制所述可动载物台40在与所述光路主轴Z垂直的平面移动，使得所述待测孔70的位置与激光光束L1的聚焦区域重合。
在本实施例中，如图4所示，可动载物台40可以在XY轴所在的平面(也即与光路主轴Z垂直的平面)上平移，进而改变待测孔70与激光光束L1的聚焦区域的相对位置关系。
在一种可能的实现方式中，若装置包括可调光阑20，则在步骤S15执行之前，该方法还可以包括：调节可调光阑20的孔径，以遮挡所述拉曼散射信号R中除对应于聚焦区域的信号R1之外的信号R2，使得所述拉曼散射信号R中对应于聚焦区域的信号R1入射到所述探测模块50。
在步骤S15中，测量过程中，控制所述聚光部件30使得聚光部件30的焦平面从初始位置至少移动至所述待测孔70的底面。
在步骤S16中，控制探测模块50在测量过程中对接收到的所述待测样品60对所述激光光束L1进行散射后返回的拉曼散射信号进行采集，并根据采集测量结果确定出所述待测孔70的结构参数。
在一种可能的实现方式中，所述采集结果可以包括所述拉曼散射信号的信号强度，则探测模块50所执行的步骤S16可以包括：根据每个采集结果的信号强度和对应的焦平面向所述可动载物台移动的第一距离，确定出与焦平面对应的扫描曲线；确定出所述扫描曲线中的多个特征点以及每个特征点分别对应的第一距离；根据所述待测孔对应的拉曼散射模型和/或参样数据库、各所述特征点及其对应的第一距离，确定出所述待测孔的结构参数。
其中，所述拉曼散射模型是根据与所述待测孔匹配的结构对所述激光光束的反射和/或散射规律创建的；所述参样数据库中的参数是根据与所述待测孔匹配的结构对所述激光光束的反射和/或散射规律确定的。
在一种可能的实现方式中，确定出所述扫描曲线中的多个特征点以及每个所述特征点分别对应的第一距离之前可以先对所述扫描曲线进行预处理。其中，所述预处理包括平滑处理、拟合处理中的至少一种。这样，可以提高确定的结构参数的准确度。
在该实现方式中，可以预先基于能够预测出的不同类型待测孔(也即结构)对所述激光光束的反射和/或散射规律，模拟出不同类型的待测孔对应的预测扫描曲线的拉曼散射模型，以便于根据该模型和实际生成的扫描曲线进行结构参数的确定。或者，也可以预先基于能够预测出的不同类型的待测孔对所述激光光束的反射和/或散射规律，测算出不同类型的待测孔的预测扫描曲线的参数特征，建立参样数据库，进而直接基于参样数据库中记录的预测扫描曲线的参数特征比照实际的扫描曲线进行结构参数的确定。
在一种可能的实现方式中，根据所述待测孔对应的拉曼散射模型和/或参样数据库、各所述特征点以及对应的移第一距离，确定出所述待测孔的结构参数，可以包括：
根据所述待测孔对应的拉曼散射模型和/或参样数据库确定出所述多个特征点中的底面极大值点和顶面极小值点；根据所述底面极大值点和所述顶面极小值点分别对应的第一距离，确定出所述待测孔的深度。
举例来说，图6示出根据本公开一实施例的基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量方法中扫描曲线的示意图。探测模块50可以根据每个拉曼散射信号的信号强度、以及检测到的(或者聚光部件记录的)焦平面移动的第一距离，确定出如图6所示的对应于焦平面的关于第一距离和信号强度的扫描曲线Q，而后基于对应的拉曼散射模型和/或参样数据库确定出扫描曲线Q中的底面极大值点B和顶面极小值点A、以及二者分别对应的移动距离S1＝-136.1和S2＝118.5，就可以确定出待测孔70的深度H＝|S2-S1|＝|118.5-(-136.1)|＝254.6μm。
图7A-图7C示出根据本公开一实施例的基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量过程示意图。为说明本公开实施例进行待测孔测量的测量过程，以下结合图7A-图7C进行说明。激光光束L1被聚光部件30会聚，在焦平面移动的过程中。如图7A所示，焦平面接近待测样品60的上表面且激光光束L1的光斑在上表面投影(也即聚焦区域)的大小与待测孔70的尺寸相同，激光光束L1全部进入待测孔70中，待测样品60上表面对应于待测孔70的区域中拉曼散射信号逐渐减小并消失，扫描曲线上出现如图6中所示的顶面极小值点A。如图7B所示，随着焦平面逐渐下降直至激光光束L1重新照射到待测孔70侧壁的表面，反射光和拉曼散射信号的信号强度增加。如图7C所示，焦平面接近待测孔70底部表面时，进入待测孔70内的激光光束L1全部照射在待测孔70底部表面上，扫描曲线上出现底面极大值点B。则底面极大值点B与顶面极小值点A的距离之差即为待测孔70的深度。
在本实施例中，若待测样品中包括多个待测孔，则可以采用阵列式扫描的方式实现多个待测孔中部分或全部待测孔的测量，阵列式扫描包括：采用上述图7A-图7C的测量过程每完成一个待测孔的测量之后，调整可动载物台40与聚光部件30在垂直于光路主轴平面内的相对位置以及控制聚光部件30使得焦平面远离可动载物台40，使得激光光束L1的焦平面处于初始位置且使得聚光区域到达下一个待测孔的位置，并重复上述图7A-图7C的测量过程，直至完成所有待测孔的测量。
在本实施例中，若待测样品中包括多个待测孔，可以根据需要对部分或全部待测孔进行测量。其中，对部分待测孔的测量可以是对多个待测孔进行间隔测量，也即对当前待测孔进行测量之后，下一待测孔为与已测待测孔间隔一个待测孔的另一待测孔。对部分待测孔的测量可以是对多个待测孔中指定的待测孔进行测量，也即可以对多个待测孔中指定的多个待测孔进行测量，可以通过预先设置指定待测孔的位置等方式对指定待测孔进行设定，进而实现测量。本领域技术人员可以根据实际需要对多个待测孔中部分待测孔进行测量的实现方式进行设置，本公开对此不作限制。
其中，若待测样品中包括多个待测孔，该装置还可以记录测量不同待测孔之间可动载物台40在X轴、Y轴方向的移动距离，进而可以基于X轴、Y轴方向的移动距离确定出多个待测孔之间的相对位置关系。
其中，若待测样品中包括多个待测孔，该装置计算出每个待测孔的结构参数之后，还可以基于各待测孔的结构参数进行结构参数的均匀性评估，例如，可以基于各待测孔的深度进行孔深的均匀性评估。
对于内壁有周期性起伏的待测孔，该方法借助拉曼散射模型和/或参样数据库可以实现内壁起伏度的精确测量。但对于结构复杂或者深宽比极高的待测孔，拉曼散射模型和/或参样数据库较为复杂，可以通过标准样建立拉曼散射模型，通过机器学习等大数据方法实现高精度的拟合和精准拟合分析测量。
举例来说，图8示出根据本公开一实施例的基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量方法中扫描曲线的示意图。如图8所示，该待测孔的深宽比大约为10:1，若得到如图8所示的扫描曲线Q’。而后基于拉曼散射模型和/或参样数据库、各所述特征点及其对应的第一距离就可以确定出结构参数。例如，若确定扫描曲线Q’中的底面极大值点B和顶面极小值点A分别对应与待测孔的顶面和底面，则由于二者的第一距离为S1＝-145μm和S2＝130μm，就可以确定出待测孔70的深度H＝|S2-S1|＝|130-(-145)|＝275μm。再结合C1、C2、C3则以进一步确定出待测孔的其他结构参数。
需要说明的是，尽管以上述实施例作为示例介绍了基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量装置及方法如上，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定各模块、步骤，只要符合本公开的技术方案即可。
在一些实施例中，本公开实施例提供的装置具有的功能或包含的模块可以用于执行上文方法实施例描述的方法，其具体实现可以参照上文方法实施例的描述，为了简洁，这里不再赘述。
本公开实施例还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法中根据采集结果确定出所述待测孔的结构参数的步骤。计算机可读存储介质可以是易失性或非易失性计算机可读存储介质。
本公开实施例还提出一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为在执行所述存储器存储的指令时，实现上述方法中根据采集结果确定出所述待测孔的结构参数的步骤。
本公开实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机可读代码，或者承载有计算机可读代码的非易失性计算机可读存储介质，当所述计算机可读代码在电子设备的处理器中运行时，所述电子设备中的处理器执行上述方法中根据采集结果确定出所述待测孔的结构参数的步骤。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (13)

1.一种基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量装置，其特征在于，用于对待测样品中待测孔的结构参数进行测量，所述装置包括：激光光源、聚光部件、可动载物台、探测模块；
所述激光光源，用于发射出激光光束；
所述聚光部件，用于对所述激光光束进行会聚使所述激光光束聚焦于所述可动载物台上方且使得所述聚光部件的焦平面位于初始位置处，并在测量过程中控制所述焦平面从所述初始位置至少移动到所述待测孔的底面；
所述可动载物台，用于承载所述待测样品，能够在与所述聚光部件的光路主轴垂直的平面移动，所述待测样品中待测孔的轴向与所述光路主轴平行且所述待测孔处于与所述激光光束的聚焦区域对应的位置；
探测模块，用于对接收到的所述待测样品对所述激光光束进行散射后返回的拉曼散射信号进行采集，并根据采集结果确定出所述待测孔的结构参数。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
可调光阑，用于对所述拉曼散射信号中的部分进行遮挡，使得所述拉曼散射信号中对应于聚焦区域的信号入射到所述探测模块。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述聚光部件包括：焦距可调的可调聚光部件，
所述可调聚光部件，在测量过程中对自身焦距进行调整，以使得所述焦平面从所述初始位置至少移动到所述待测孔的底面。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述聚光部件包括可动聚光部件，
所述可动聚光部件能够沿第一方向远离或靠近所述可动载物台，所述第一方向与所述光路主轴平行；
其中，测量过程中，所述可动聚光部件沿第一方向靠近所述可动载物台，以使得所述焦平面从所述初始位置至少移动至所述待测孔的底面；
所述可动聚光部件包括光学显微镜，所述光路主轴为所述光学显微镜中物镜的光轴。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的装置，其特征在于，所述结构参数包括以下至少一项：所述待测孔的深度、所述待测孔的侧壁起伏度、所述待测孔的内径变化率中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述采集结果包括所述拉曼散射信号的信号强度，根据采集结果确定出所述待测孔的结构参数，包括：
根据每个所述采集结果的信号强度和对应的所述焦平面向所述可动载物台移动的第一距离，确定出与所述焦平面对应的扫描曲线；
确定出所述扫描曲线中的多个特征点以及每个所述特征点分别对应的第一距离；
根据所述待测孔对应的拉曼散射模型和/或参样数据库，根据各所述特征点以及对应的第一距离，确定出所述待测孔的结构参数；
其中，所述拉曼散射模型是根据与所述待测孔匹配的结构对所述激光光束的反射和/或散射规律创建的；所述参样数据库中的参数是根据与所述待测孔匹配的结构对所述激光光束的反射和/或散射规律确定的。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，根据所述待测孔对应的拉曼散射模型和/或参样数据库、各所述特征点以及对应的移第一距离，确定出所述待测孔的结构参数，包括：
根据所述待测孔对应的拉曼散射模型和/或参样数据库确定出所述多个特征点中的底面极大值点和顶面极小值点；
根据所述底面极大值点和所述顶面极小值点分别对应的第一距离，确定出所述待测孔的深度。
8.一种基于拉曼分析的无损高深宽比结构的测量方法，其特征在于，应用于权利要求1-7任意一项所述的测量装置，所述方法包括：
将待测样品固定到所述可动载物台上，并使得所述待测样品中待测孔的轴向与聚光部件的光路主轴平行；
控制激光光源向所述待测样品发射出激光光束；
控制所述聚光部件，使得所述聚光部件的焦平面处于所述可动载物台上方的初始位置；
控制所述可动载物台在与所述光路主轴垂直的平面移动，使得所述待测孔的位置与激光光束的聚焦区域重合；
测量过程中，控制所述聚光部件使得所述焦平面从所述初始位置至少移动至所述待测孔的底面；
控制探测模块对接收到的所述待测样品对所述激光光束进行散射后返回的拉曼散射信号进行采集，并根据采集结果确定出所述待测孔的结构参数。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
调节可调光阑的孔径，以遮挡所述拉曼散射信号中除对应于聚焦区域的信号之外的信号，使得所述拉曼散射信号中对应于聚焦区域的信号入射到所述探测模块。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
在完成当前待测孔的测量之后，控制所述可动载物台进行移动，以使得下一待测孔处于所述激光光束的聚焦区域，以进行所述下一待测孔的测量。
11.根据权利要求8-10任意一项所述的方法，其特征在于，所述结构参数包括以下至少一项：所述待测孔的深度、所述待测孔的侧壁起伏度、所述待测孔的内径变化率中的至少一种。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述采集结果包括所述拉曼散射信号的信号强度，根据采集结果确定出所述待测孔的结构参数，包括：
根据每个采集结果的信号强度和对应的所述焦平面向所述可动载物台移动的第一距离，确定出与所述焦平面对应的扫描曲线；
确定出所述扫描曲线中的多个特征点以及每个所述特征点分别对应的第一距离；
根据所述待测孔对应的拉曼散射模型和/或参样数据库、各所述特征点以及对应的移第一距离，确定出所述待测孔的结构参数；
其中，所述拉曼散射模型是根据与所述待测孔匹配的结构对所述激光光束的反射和/或散射规律创建的；所述参样数据库中的参数是根据与所述待测孔匹配的结构对所述激光光束的反射和/或散射规律确定的。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，根据所述待测孔对应的拉曼散射模型和/或参样数据库、各所述特征点以及对应的移第一距离，确定出所述待测孔的结构参数，包括：
根据所述待测孔对应的拉曼散射模型和/或参样数据库确定出所述多个特征点中的底面极大值点和顶面极小值点；
根据所述底面极大值点和所述顶面极小值点分别对应的第一距离，确定出所述待测孔的深度。
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