CN220751236U - 测量装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种测量装置，包括椭偏仪和应力测量机构，椭偏仪包括载物台、起偏器和第一接收组件，载物台具有载物平面，起偏器用于向载物平面上的待测量样品发射线偏振入射光，以经待测量样品反射后产生椭圆偏振反射光，第一接收组件用于对椭圆偏振反射光进行分析，以测量椭圆偏振反射光的p偏振光和s偏振光的反射系数的振幅比，以及椭圆偏振反射光的p偏振光和s偏振光的相位差，应力测量机构用于向载物平面上的待测量样品发射入射光束，以经待测量样品后产生反射光束，应力测量机构用于对反射光束进行分析，以测量待测量样品的曲率，进而计算待测量样品的应力。如此，使测量装置能够分别实现对待测量样品的厚度、光学常数和应力的测量。

Description

测量装置

技术领域

本申请涉及薄膜检测设备技术领域，特别是涉及一种测量装置。

背景技术

在薄膜制备之后需要对其进行检测，对于薄膜来说较为重要的薄膜参数是薄膜的厚度，以及薄膜的光学常数，例如折射率和吸收系数等。为此，相关技术中提供了一种采用椭圆偏振法测量薄膜的椭偏参数Ψ和Δ的椭偏仪，以根据椭偏参数Ψ和Δ获得薄膜的厚度和光学常数。

然而，薄膜的应力是薄膜制备的另一关键因素，尤其是针对多层薄膜并需要进一步加工的产品，薄膜的应力将直接影响成品率，相关技术中的椭偏仪存在难以同时检测薄膜的应力的问题。

发明内容

基于此，有必要针对相关技术中的椭偏仪难以同时检测薄膜应力的问题，提供一种能够同时检测薄膜的厚度、光学常数以及应力的测量装置。

根据本申请的一个方面，提供一种测量装置，包括：

椭偏仪，包括载物台、起偏器和第一接收组件，所述载物台具有用于承载待测量样品的载物平面，所述起偏器和所述第一接收组件分别位于所述载物平面沿与所述载物平面平行的第一方向的两侧，所述起偏器用于向所述载物平面上的所述待测量样品发射线偏振入射光，以经所述待测量样品反射后产生椭圆偏振反射光，所述第一接收组件用于对所述椭圆偏振反射光进行分析，以测量所述椭圆偏振反射光的p偏振光和s偏振光的反射系数的振幅比，以及所述椭圆偏振反射光的所述p偏振光和所述s偏振光的相位差；以及

应力测量机构，沿所述第一方向设置于所述起偏器和所述第一接收组件之间，并沿与载物平面垂直的第二方向与所述载物平面间隔设置，所述应力测量机构用于向所述载物平面上的所述待测量样品发射入射光束，以经所述待测量样品后产生反射光束，所述应力测量机构用于对所述反射光束进行分析，以测量所述待测量样品的曲率，进而计算所述待测量样品的应力。

上述测量装置，通过设置椭偏仪，测量椭圆偏振反射光的p偏振光和s偏振光的反射系数的振幅比，以及椭圆偏振反射光的p偏振光和s偏振光的相位差，以获得待测量样品的厚度，以及待测量样品的折射率和吸收系数等光学常数。通过设置应力测量机构，以测量待测量样品的曲率，进而计算待测量样品的应力。如此，使测量装置能够分别实现对待测量样品的厚度、光学常数和应力的测量，使测量装置具有更多功能。

在其中一个实施例中，所述应力测量机构包括光源组件和第二接收组件；

所述光源组件沿所述第二方向与所述载物平面间隔设置，且用于向所述载物平面上的所述待测量样品发射所述入射光束；

所述第二接收组件设于所述光源组件沿所述第一方向的一侧，且用于接收所述反射光束并对所述反射光束进行分析。

在其中一个实施例中，所述光源组件包括激光器和第一光阑，沿所述第二方向，所述第一光阑位于所述激光器和所述载物平面之间；

所述激光器用于向所述第一光阑发射第一光束；

所述第一光阑用于对所述第一光束进行整形，以向所述载物平面发射沿所述第二方向的所述入射光束。

在其中一个实施例中，所述应力测量机构还包括沿所述第二方向设于所述光源组件和所述载物平面之间的分束器；

所述分束器被配置为能够使所述入射光束从所述分束器穿过，且所述分束器用于接收所述反射光束，并使所述反射光束经所述分束器反射后沿所述第一方向发射至所述第二接收组件。

在其中一个实施例中，所述应力测量机构还包括第一透镜，沿所述第一方向，所述第一透镜位于所述分束器和所述载物平面之间；

所述第一透镜用于接收经所述待测量样品后产生的所述反射光束，并用于将接收到的所述反射光束聚焦至所述分束器的中心，以使所述分束器能够将经所述第一透镜聚焦后的所述反射光束反射至所述第二接收组件。

在其中一个实施例中，所述第二接收组件包括第二透镜、第一探测器和第一控制器，沿所述第一方向，所述第二透镜位于所述第一探测器和所述分束器之间，所述第一控制器与所述第一探测器电连接；

所述第二透镜用于接收经所述分束器反射后的所述反射光束，并用于将接收到的所述反射光束发射至所述第一探测器；

所述第一探测器用于接收所述第二透镜发射的所述反射光束，并用于将接收到的所述反射光束生成第一信号传输至所述第一控制器；

所述第一控制器用于将所述第一信号进行处理并得到所述待测量样品的曲率。

在其中一个实施例中，所述载物台包括具有所述载物平面的承载件，以及与所述承载件连接的调节件；

所述承载件能够沿所述第一方向相对所述调节件移动。

在其中一个实施例中，所述调节件能够带动所述承载件一同绕平行所述第一方向的轴线转动。

在其中一个实施例中，所述载物台还包括与所述调节件连接的旋转件，所述承载件借助于所述旋转件与所述调节件连接；

所述旋转件用于驱动所述承载件绕平行所述第二方向的轴线相对所述调节件转动。

在其中一个实施例中，所述第一接收组件包括光谱仪和与所述光谱仪连接的第二探测器；

所述光谱仪用于接收所述椭圆偏振反射光，并用于对所述椭圆偏振反射光分光后入射所述第二探测器；

所述第二探测器用于获取同一偏振角度对应的所述椭圆偏振反射光的所有波长的光强信息。

附图说明

图1为本申请一实施例中测量装置的示意图。

图2为图1所示实施例中应力测量机构的示意图。

图3为本申请一实施例中载物台的结构示意图。

附图标号说明：

100、测量装置；

10、椭偏仪；

11、载物台；11a、载物平面；111、承载件；112、调节件；113、旋转件；

12、起偏器；13、第一接收组件；131、光谱仪；132、第二探测器；

141、宽光谱光源；142、第一光纤；143、消色差准直透镜；144、第二光阑；15、第一偏振器件；16、第二偏振器件；17、第二控制器；18、聚焦器；19、第二光纤；

20、应力测量机构；

21、光源组件；211、激光器；212、第一光阑；

22、第二接收组件；221、第二透镜；222、第一探测器；223、第一控制器；

23、分束器；

24、第一透镜；

200、待测量样品；

M1、宽光谱光束；M2、平行光束；M3、线偏振入射光；M4、椭圆偏振反射光；

N1、第一光束；N2、入射光束；N3、反射光束；

A、第一方向；B、第二方向。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

图1为本申请一实施例中测量装置的示意图；图2为图1所示实施例中应力测量机构的示意图。

参阅图1-2，本申请一实施例中提供的测量装置100，包括椭偏仪10和应力测量机构20。

椭偏仪10包括载物台11、起偏器12和第一接收组件13，载物台11具有用于承载待测量样品200的载物平面11a，起偏器12和第一接收组件13分别位于载物平面11a沿与载物平面11a平行的第一方向A的两侧，起偏器12用于向载物平面11a上的待测量样品200发射线偏振入射光M3，以经待测量样品200反射后产生椭圆偏振反射光M4，第一接收组件13用于对椭圆偏振反射光M4进行分析，以测量椭圆偏振反射光M4的p偏振光和s偏振光的反射系数的振幅比，以及椭圆偏振反射光M4的p偏振光和s偏振光的相位差。应力测量机构20沿第一方向A设置于起偏器12和第一接收组件13之间，并沿与载物平面11a垂直的第二方向B与载物平面11a间隔设置，应力测量机构20用于向载物平面11a发射入射光束N2，以经待测量样品200后产生反射光束N3，应力测量机构20用于对反射光束N3进行分析，以测量待测量样品200的曲率，进而计算待测量样品200的应力。

上述测量装置100，载物台11的载物平面11a用于承载待测量样品200，起偏器12向载物平面11a上的待测量样品200发射线偏振入射光M3，以经待测量样品200反射后产生椭圆偏振反射光M4，第一接收组件13对椭圆偏振反射光M4进行分析后，测量椭圆偏振反射光M4的p偏振光和s偏振光的反射系数的振幅比，以及椭圆偏振反射光M4的p偏振光和s偏振光的相位差，以获得待测量样品200的厚度，并获得待测量样品200的折射率和吸收系数等光学常数。并且由于测量装置100还包括应力测量机构20，应力测量机构20沿第一方向A设置于起偏器12和第一接收组件13之间，并沿载物平面11a垂直的第二方向B与载物平面11a间隔设置，以便向载物平面11a上的待测量样品200发射入射光束N2，并对经待测量样品200反射后产生的反射光束N3进行分析，从而测量待测量样品200的曲率，进而计算待测量样品200的应力。如此，使测量装置100能够分别实现对待测量样品200的厚度、光学常数和应力的测量，使测量装置100具有更多功能。

在实际使用过程中，待测量样品200可以是光学薄膜。

在一些实施例中，如图1所示，应力测量机构20包括光源组件21和第二接收组件22。光源组件21沿第二方向B与载物平面11a间隔设置，且用于向载物平面11a上的待测量样品200发射入射光束N2。第二接收组件22设于光源组件21沿第一方向A的一侧，且用于接收反射光束N3并对反射光束N3进行分析，以测量待测量样品200的曲率。

在一些实施例中，如图1-2所示，光源组件21包括激光器211和第一光阑212，沿第二方向B，第一光阑212位于激光器211和载物平面11a之间，激光器211用于向第一光阑212发射第一光束N1，第一光阑212用于对第一光束N1进行整形，以向载物平面11a发射沿第二方向B的入射光束N2。

在一些实施例中，如图1-2所示，应力测量机构20还包括沿第二方向B设于光源组件21和载物平面11a之间的分束器23，分束器23被配置为能够使入射光束N2从分束器23穿过，且分束器23用于接收反射光束N3，并使反射光束N3经分束器23反射后沿第一方向A发射至第二接收组件22。如此，通过设置分束器23将反射光束N3反射到第二接收组件22，以使第二接收组件22接收并分析反射光束N3，并且由于入射光束N2能够从分束器23中穿过，使分束器23不改变入射光束N2的光路。

在一些实施例中，如图1-2所示，应力测量机构20还包括第一透镜24，沿第一方向A，第一透镜24位于分束器23和载物平面11a之间。第一透镜24用于接收经待测量样品200后产生的反射光束N3，并用于将接收到的反射光束N3聚焦至分束器23的中心，以使分束器23能够将经第一透镜24聚焦后的反射光束N3反射至第二接收组件22。

需要说明的是，入射光束N2沿第二方向B垂直入射分束器23和第一透镜24后，入射光束N2的光路不发生改变，而后入射到载物平面11a上的待测量样品200上，经待测量样品200反射后产生的反射光束N3相较入射光束N2会发生角度变化，反射光束N3入射第一透镜24后被聚焦到分束器23的中心，经分束器23反射到第二接收组件22。

在一些实施例中，如图2所示，第二接收组件22包括第二透镜221、第一探测器222和第一控制器223，沿第一方向A，第二透镜221位于第一探测器222和分束器23之间，第一控制器223与第一探测器222电连接。第二透镜221用于接收经分束器23反射后的反射光束N3，并用于将接收到的反射光束N3发射至第一探测器222，第一探测器222用于接收第二透镜221发射的反射光束N3，并用于将接收到的反射光束N3生成第一信号传输至第一控制器223，第一控制器223用于将第一信号进行处理并得到待测量样品200(见图1)的曲率。

需要说明的是，待测量样品200为光学薄膜时，通过将待测量样品200镀在基片(图中未示出)上，以对待测量样品200进行测量。具体地，应力测量机构20根据基片曲率法的原理，通过测量镀膜前后曲率的变化来对待测量样品200的应力进行检测，镀膜前基片上一点的曲率为R₀，镀膜后基片上同一点的曲率为R_l，则可以通过Stoney公式计算出待测量样品200的应力。其中，E_s为基片的杨氏模量，v_s为基片的泊松比，t_s和t_f分别为基片的厚度和待测量样品200的厚度，R_o和R_l分别为镀膜前和镀膜后的基片上该点的曲率半径，在镀膜中基片的厚度是已知的，待测量样品200的厚度能够通过椭偏仪10测量得出，所以，能够通过应力测量机构20测量曲率后得到应力的大小。具体地，假设待测量样品200的曲率保持一致，则当入射光束N2相对待测量样品200产生Δl的位移，反射光束N3入射到探测器上的位置也会发生变化，可以利用三角函数算出两个位置对应的入射光束N2和反射光束N3的夹角θ_i＝tan^-1(y_i/x)，其中i＝1、2、……、n，位移前后角度变化的1/2即为两个位置相对于曲率中心的角度，即圆心角/>由于在实际测量中每次位移的量较小，所以可以将位移量近似等于相对圆心角的弧长，利用弧长公式：得出待测量样品200的曲率半径为/>然后带入到Stoney公式中计算得出待测量样品200的应力。

因此，上述实施例中通过应力测量机构20测量得到待测量样品200的曲率，结合椭偏仪10测量得到的待测量样品200的厚度，计算得到待测量样品200的应力。椭偏仪10是利用椭圆偏振法进行测量，通过测量经待测量样品200反射后的偏振态变化测量薄膜的厚度和光学常数，具有测量精度高、无破坏性等优点。

需要说明的是，如图1所示，已知偏振方向的线偏振入射光M3从待测量样品200的表面反射后，产生椭圆偏振反射光M4，椭圆偏振反射光M4的偏振态与线偏振入射光M3入射待测量样品200时的入射角和入射方向，以及待测量样品200的表面的反射特性有关，两个椭偏参数ψ和Δ在第一接收组件13对椭圆偏振反射光M4的一次测量中确定，再利用椭偏参数ψ和Δ获得待测量样品200的厚度和光学常数。

椭偏参量方程为其中，ρ为菲涅尔复反射系数比，ψ和Δ为椭偏参数，r_p＝ρ_pe^iδ、r_s＝ρ_se^iδ，r_p、r_s分别是相互垂直的p偏振光和s偏振光的反射系数。椭偏参数ψ决定了经待测量样品200反射后，与待测量样品200背离载物平面11a的表面平行和垂直的电矢量分量振动的振幅变化，具体地，/>tanψ是p分量的反射系数与s分量的反射系数的振幅比，0≤ψ≤90。椭偏参数Δ决定了经待测量样品200反射后，与待测量样品200背离载物平面11a的表面平行和垂直的电矢量分量的相位的变化，具体地，Δ为反射光中p偏振光与s偏振光之间的相位差，即Δ＝δ_p-δ_s，0≤Δ≤π。

由菲涅尔公式可以得出： 其中，n₀、n₁分别为待测量样品200分界面两侧的折射率，φ₀为光入射到待测量样品200表面的入射角；φ₁为透射待测样品的折射角。若在如何电场E_i的单色波路径中引入m个光学装置，且T_i为第i个装置的Jones传输矩阵，则经过m个光学装置后的传输电场E_t为：E_t＝T_mT_m-1…T₂T₁E_i。

为使起偏器12向载物平面11a上的待测量样品200发射线偏振入射光M3，在一些实施例中，如图1所示，椭偏仪10还包括宽光谱光源141、第一光纤142、消色差准直透镜143和第二光阑144。消色差准直透镜143沿线偏振入射光M3的延伸方向间隔设于起偏器12远离载物平面11a的一侧，第二光阑144沿线偏振入射光M3的延伸方向间隔设于消色差准直透镜143和起偏器12之间，宽光谱光源141与第一光纤142连接，以通过第一光纤142入射。如此，宽光谱光源141发射的宽光谱光束M1，经过第一光纤142入射，经过消色差准直透镜143后变成平行光束M2，再经过第二光阑144控制平行光束M2的直径，而后通过起偏器12产生线偏振入射光M3入射载物平面11a上的待测量样品200。由于采用宽光谱光源141，实现采用简单结构，快速精确测量待测量样品200的厚度以及光学常数，可以应用于需要实时检测待测量样品200的厚度的场景中。

在一些实施例中，如图1所示，椭偏仪10还包括第一偏振器件15和第二偏振器件16，沿椭圆偏振反射光M4的延伸方向，第一偏振器件15间隔设于载物平面11a和第二偏振器件16之间，第一偏振器件15用于接收经待测量样品200反射的椭圆偏振反射光M4，并用于将接收到的椭圆偏振反射光M4调制后发射至第二偏振器件16，第二偏振器件16用于接收经过第一偏振器件15的椭圆偏振反射光M4，并用于将接收到的椭圆偏振反射光M4发射至第一接收组件13。

在实际使用过程中，经待测量样品200反射后产生的椭圆偏振反射光M4入射第一偏振器件15，通过旋转第一偏振器件15的光轴，使椭圆偏振反射光M4以角速度ω被调制，调制角度为W，W＝ωt，然后通过第二偏振器件16发射至第一接收组件13。

在一些实施例中，如图1所示，椭偏仪10还包括与第一偏振器件15电连接的第二控制器17，第二控制器17被配置为能够控制旋转第一偏振器件15的光轴。

具体地，第一偏振器件15包括能够改变第一偏振器件15的光轴的电机，控制器与电机电连接，以通过控制电机的输出，使第一偏振器件15的偏振面旋转角度W。

在一些实施例中，如图1所示，椭偏仪10还包括聚焦器18和第二光纤19，沿椭圆偏振反射光M4的延伸方向，第二偏振器件16位于第一偏振器件15与聚焦器18之间，第二光纤19的一端与聚焦器18连接，第二光纤19的另一端与第一接收组件13连接。聚焦器18用于接收经第二偏振器件16发射的椭圆偏振反射光M4，并将接收到的椭圆偏振反射光M4聚焦至第二光纤19中，第二光纤19用于将接收到的椭圆偏振反射光M4传输至第一接收组件13，以供第一接收组件13接收椭圆偏振反射光M4并进行分析。

在一些实施例中，如图1所示，第一接收组件13包括光谱仪131和与光谱仪131连接的第二探测器132，光谱仪131用于接收椭圆偏振反射光M4，并用于对椭圆偏振反射光M4分光后入射第二探测器132，第二探测器132用于获取同一偏振角度对应的椭圆偏振反射光M4的所有波长的光强信息。具体地，第二光纤19远离聚焦器18的一端与第二探测器132连接。如此，通过光谱仪131与第二探测器132，同时获得波段内每一个波长的光强信息。

假设起偏器12的光轴相对待测量样品200背离载物平面11a的表面的角度为θ，另第一偏振器件15的调制角度为W，第二偏振器件16的光轴相对于待测量样品200背离载物平面11a的表面的角度为δ。假设所有光学元件都是理想的，并且光在传播过程中一直沿光轴方向传播，则根据方程描述上述系统的传输电场为

入射光束N2经过起偏器12、待检测样品、第一偏振器件15、第二偏振器件16，再经光谱仪131分光后入射到第二探测器132中，检测到的光强为I_i＝a_0-i+a_2-icos2A+b_2-isin2A+a_4-icos4A+b_4-isin4A。其中，I_i为不同波长对应的光强，a_0-i、a_2-i、b_2-i、a_4-i、b_4-i为傅里叶系数，针对波长i，通过检测N个相对于不同检偏器方位，即W_j角度对应的光强I_j，按照离散周期函数傅里叶系数公式根据求得的a_n-i和b_n-i可以求出斯托克斯参量：s_0-i＝4×(a_0-i-a_4-i)，然后再通过简单的变换求得ψ和Δ：2ψ＝arccos(-s₁/s₀)，Δ＝arccos(s₂/s₀·sin2ψ)。

当只有单个波长时，是不完全偏振仪，只能获得3个斯托克斯参量，无法判断Δ的正负，而上述实施例中通过设置宽光谱光源141，采用准直的宽光谱光束M1入射，可以获得多个波长对应的ψ和Δ，利用待测量样品200的厚度和波长无关的追加条件，解决了Δ的正负判断，并求出待测量样品200的厚度和光学常数等参数。

图3为本申请一实施例中载物台的结构示意图。

在一些实施例中，结合图1和图3所示，载物台11包括具有载物平面11a的承载件111，以及与承载件111连接的调节件112，承载件111能够沿第一方向A相对调节件112移动。如此，通过承载件111以承载待测量样品200，并且由于承载件111能够沿第一方向A相对调节件112移动，使承载件111上的待测量样品200沿第一方向A的每一点均能够移动至线偏振入射光M3的入射处，实现待测量样品200沿第一方向A的每一点的厚度测量。

在一些实施例中，结合图1和图3所示，调节件112能够带动承载件111一同绕平行第一方向A的轴线转动，以使调节件112能够调节使待测量样品200背离载物平面11a的一侧表面相对入射光束N2的倾斜角度，从而便于使待测量样品200背离载物平面11a的一侧表面与入射光束N2的延伸方向垂直。

在一些实施例中，结合图1和图3所示，载物台11还包括与调节件112连接的旋转件113，承载件111借助于旋转件113与调节件112连接，旋转件113用于驱动承载件111绕平行第二方向B的轴线相对调节件112转动。如此，通过设置旋转件113，以带动承载件111和承载件111上的待测量样品200一同绕平行第二方向B的轴线相对调节件112转动，从而实现对待测量样品200上不同圆周上任一点的测量。又由于承载件111能够沿第一方向A相对调节件112移动，使椭偏仪10能够对待测量样品200上的不同圆面内的任一点进行测量，从而使测量装置100在使用时更便于调节待测量样品200的位置，在使用时，能够简化或省去对测量装置100的人工操作，实现对待测量样品200的厚度分布均匀性的自动测量。

在实际使用过程中，先预设待测量样品200上的检测区域，再控制承载件111运动，扫描检测待测量样品200上的检测区域内的每一个点，获得待测量样品200的检测区域内的厚度分布，并计算待测量样品200的厚度均匀性。同时通过应力测量机构20测量待测量样品200的曲率，并结合椭偏仪10测量得到的待测量样品200的厚度计算待测量样品200的应力。

本申请提供的测量装置100，结构简单，运动部件少，仪器调整更为简单，测量时利用多组方程求解，测量精度更高，能够在待测量样品200的材料未知，折射率不确定的条件下获得待测量样品200的厚度。并且测量装置100能够自动获得整个待测量样品200内不同位置的厚度和光学参数，还能够计算厚度分布的均匀性。测量装置100通过增设应力测量机构20，同时测量待测量样品200的曲率和应力分布，即实现同时获得待测量样品200的厚度、折射率、吸收系数、厚度分布的均匀性和应力。并通过采用基片曲率法，能快速准确测得待测量样品200的应力，使数据易于处理保存，测量精度高。此外，测量装置100测量速度快，灵敏度强，并具有很高的可重复性，减少运动和调制器件，解决因曲线拟合带来了计算准确性不足的问题。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种测量装置，其特征在于，包括：

椭偏仪，包括载物台、起偏器和第一接收组件，所述载物台具有用于承载待测量样品的载物平面，所述起偏器和所述第一接收组件分别位于所述载物平面沿与所述载物平面平行的第一方向的两侧，所述起偏器用于向所述载物平面上的所述待测量样品发射线偏振入射光，以经所述待测量样品反射后产生椭圆偏振反射光，所述第一接收组件用于对所述椭圆偏振反射光进行分析，以测量所述椭圆偏振反射光的p偏振光和s偏振光的反射系数的振幅比，以及所述椭圆偏振反射光的所述p偏振光和所述s偏振光的相位差；以及

应力测量机构，沿所述第一方向设置于所述起偏器和所述第一接收组件之间，并沿与载物平面垂直的第二方向与所述载物平面间隔设置，所述应力测量机构用于向所述载物平面上的所述待测量样品发射入射光束，以经所述待测量样品后产生反射光束，所述应力测量机构用于对所述反射光束进行分析，以测量所述待测量样品的曲率，进而计算所述待测量样品的应力。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述应力测量机构包括光源组件和第二接收组件；

所述光源组件沿所述第二方向与所述载物平面间隔设置，且用于向所述载物平面上的所述待测量样品发射所述入射光束；

所述第二接收组件设于所述光源组件沿所述第一方向的一侧，且用于接收所述反射光束并对所述反射光束进行分析。

3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述光源组件包括激光器和第一光阑，沿所述第二方向，所述第一光阑位于所述激光器和所述载物平面之间；

所述激光器用于向所述第一光阑发射第一光束；

所述第一光阑用于对所述第一光束进行整形，以向所述载物平面发射沿所述第二方向的所述入射光束。

4.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述应力测量机构还包括沿所述第二方向设于所述光源组件和所述载物平面之间的分束器；

所述分束器被配置为能够使所述入射光束从所述分束器穿过，且所述分束器用于接收所述反射光束，并使所述反射光束经所述分束器反射后沿所述第一方向发射至所述第二接收组件。

5.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，所述应力测量机构还包括第一透镜，沿所述第一方向，所述第一透镜位于所述分束器和所述载物平面之间；

所述第一透镜用于接收经所述待测量样品后产生的所述反射光束，并用于将接收到的所述反射光束聚焦至所述分束器的中心，以使所述分束器能够将经所述第一透镜聚焦后的所述反射光束反射至所述第二接收组件。

6.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于，所述第二接收组件包括第二透镜、第一探测器和第一控制器，沿所述第一方向，所述第二透镜位于所述第一探测器和所述分束器之间，所述第一控制器与所述第一探测器电连接；

所述第二透镜用于接收经所述分束器反射后的所述反射光束，并用于将接收到的所述反射光束发射至所述第一探测器；

所述第一探测器用于接收所述第二透镜发射的所述反射光束，并用于将接收到的所述反射光束生成第一信号传输至所述第一控制器；

所述第一控制器用于将所述第一信号进行处理并得到所述待测量样品的曲率。

7.根据权利要求1至6任一项所述的测量装置，其特征在于，所述载物台包括具有所述载物平面的承载件，以及与所述承载件连接的调节件；

所述承载件能够沿所述第一方向相对所述调节件移动。

8.根据权利要求7所述的测量装置，其特征在于，所述调节件能够带动所述承载件一同绕平行所述第一方向的轴线转动。

9.根据权利要求7所述的测量装置，其特征在于，所述载物台还包括与所述调节件连接的旋转件，所述承载件借助于所述旋转件与所述调节件连接；

所述旋转件用于驱动所述承载件绕平行所述第二方向的轴线相对所述调节件转动。

10.根据权利要求1至6任一项所述的测量装置，其特征在于，所述第一接收组件包括光谱仪和与所述光谱仪连接的第二探测器；

所述光谱仪用于接收所述椭圆偏振反射光，并用于对所述椭圆偏振反射光分光后入射所述第二探测器；

所述第二探测器用于获取同一偏振角度对应的所述椭圆偏振反射光的所有波长的光强信息。