TWI458960B - 白光干涉量測裝置及其干涉量測方法 - Google Patents

Description

白光干涉量測裝置及其干涉量測方法

本發明是有關於一種白光干涉量測裝置及其干涉量測方法，特別是利用白光垂直掃瞄麥克森(Michelson)干涉儀量測系統，配合使用數值分析方法以量測薄膜的折射率、消光係數與厚度之白光干涉量測裝置及其檢測方法。

隨著社會已經進入了多元化高科技的社會，各類光電產業產品對品質、規格與功能上的要求越來越高，各類元件製程為了使成品達到更小、更快的目的，各種精密加工製造技術不斷的研發與改進，在此前提下，精密的量測技術就變得非常重要，若忽略量測技術將造成元件的製程、品質以及特性等無法控制，再加上各類光電產業產品不可避免的需要多層薄膜技術，例如紫外光濾膜(UV cut off filter)以遮蔽紫外光來提升顯示器的壽命、太陽能板鍍多層薄膜技術以提高效能等，若無法準確的控制薄膜厚度與品質，將造成元件上的電性改變、壽命縮短，後段製程如曝光對位，會造成錯位而無法進行，以及組裝元件或產品上會衍生各種的問題與困難，因此近年來如何準確的量測薄膜厚度與光學常數更是一件相當重要的研究。

現今，在薄膜量測技術中，干涉技術為常見方法之一，光學干涉儀具有快速的量測時間、垂直解析度高約為奈米等級與非接觸式量測，不會對待測物造成破壞的優點，但亦具有量測相位與表面輪廓一起改變、橫向解析度受限於光學解析度等問題。在大多數的干涉儀及干涉測量法中多採用雷射作為光源，雖然採用單頻光源比較容易得到干涉影像，但具有較長同調長度的特性也造成雜散光、甚至輕微的光學元件反射也會產生干涉條紋。因此產業應用上，發展出多種干涉儀量測方法，諸如相位干涉儀、寬頻光源的白光干涉儀等。然，在現今薄膜量測技術應用中，無論是利用寬頻光源的白光干涉儀，結合各式演算法，皆無法有效同時量測光學薄膜之相關厚度及其相關光學參數。

有鑒於此，如何設計一理想的白光干涉量測裝置及其干涉量測方法，以達到有效同時量測光學薄膜之相關厚度及其相關光學參數，已成實際應用上之一刻不容緩的議題。故，本發明之發明人思索並設計一種白光干涉量測裝置及其干涉量測方法，以針對現有技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施利用。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種白光干涉量測裝置及其干涉量測方法，以達到量測光學薄膜各項數據參數之功效。

根據本發明之目的，提出一種白光干涉量測裝置，其包含：一光源模組、一分光單元、一基板、一光譜儀及一處理模組。光源模組產生一白光光束。分光單元接收白光光束並將其分為一參考光束及一量測光束，參考光束透過一參考面鏡反射回分光單元。基 板提供一平面以設置一待測物，量測光束傳遞至待測物，待測物反射一頂面樣品光束及一底面樣品光束至分光單元，參考光束分別與頂面樣品光束及底面樣品光束於分光單元相互干涉。光譜儀接收參考光束、頂面樣品光束、底面樣品光束，以形成一干涉圖。處理模組依據干涉圖，以計算待測物之折射率、消光係數及厚度。

其中，參考面鏡更電性連接一壓電陶瓷(Piezoelectric Transducer,PZT)，以使參考面鏡向分光單元進行步階位移，且隨著參考面鏡進行步階位移，光譜儀產生複數張干涉圖，處理模組依據干涉圖以計算壓電陶瓷每一步階之光強度值。

其中，處理模組依據壓電陶瓷推動參考鏡面之步階數，及壓電陶瓷每一步階之光強度值產生一干涉光強度圖，處理模組依據干涉光強度圖以計算待測物之折射率、消光係數及厚度。

其中，光譜儀接收白光光束，以形成一白光干涉圖，白光干涉圖中具有至少一峰值，處理模組去除至少一峰值，以使白光光束趨近寬頻光源。

其中，更包含一測量模組，以測量分光單元與參考面鏡及分光單元與基板之間距差。

其中，參考光束、頂面樣品光束及底面樣品光束之光強度值符合下列關係式：

I₁係為參考光束之光強度值，I₂係為頂面樣品光束之光強度值，I₃係為底面樣品光束之光強度值，I₀係為白光光束之光強度值，R_air-ref係為參考面鏡在空氣中的反射率，R_air-film係為待測物在空氣中的反射率，R_film-sub係為基板在待測物介質中的反射率，k係為待測物之消光係數，d係為待測物之厚度，A係為白光光束經參考光束之參考光路之光強度比例，B係為白光光束經量測光束之量測光路之光強度比例，且R_air-ref、R_air-film、R_film-sub更符合下列關係式：

當n₁為空氣之折射率、n₂為參考面鏡之折射率且k為參考面鏡之消光係數時，R為參考面鏡在空氣中的反射率R_air-ref，當n₁為空氣之折射率、n₂為待測物之折射率且k為待測物之消光係數時，R為待測物在空氣中的反射率R_air-film，當n₁為待測物之折射率、n₂為基板之折射率且k為待測物之消光係數時，R為基板在待測物介質中的反射率R_film-sub。

其中，干涉圖符合下列關係式：

λ係為白光光束之波長，E_1λ係為參考光束之電場值，E_2λ係為頂面樣品光束之電場值，E_3λ係為底面樣品光束之電場值，n_λ係為 白光光束之波長所對應之折射率，d係為待測物之厚度，θ₁係為參考光束之相位角，θ₂係為頂面樣品光束之相位角，θ₃係為底面樣品光束之相位角，k_λ係為白光光束之波長所對應之消光係數，且待測物之折射率及消光係數符合下列關係式：

n_λ係為白光光束之波長所對應之折射率，λ係為白光光束之波長，k_λ係為白光光束之波長所對應之消光係數，a、b、c、A、B、C、D係為相關係數。

根據本發明之另一目的，提出一種干涉量測方法，其係包含下列步驟：提供一光源模組，以產生一白光光束；藉由一分光單元，接收白光光束並將白光光束，分為一參考光束及一量測光束，參考光束透過一參考面鏡反射回分光單元；提供一基板以設置一待測物，量測光束傳遞至待測物，待測物反射一頂面樣品光束及一底面樣品光束至分光單元，參考光束分別與頂面樣品光束及底面樣品光束於分光單元相互干涉；藉由一光譜儀接收參考光束、頂面樣品光束、底面樣品光束，以形成一干涉圖；藉由一處理模組依據干涉圖，以計算待測物之折射率、消光係數及厚度。

其中，干涉量測方法更包含下列步驟：藉由一壓電陶瓷(Piezoelectric Transducer,PZT)電性連接參考面鏡，以使參考面鏡向分光單元進行步階位移。

其中，干涉量測方法更包含下列步驟：隨著參考面鏡進行步階位移，光譜儀產生複數張干涉圖，處理模組依據干涉圖以計算壓電陶瓷每一步階之光強度值；藉由處理模組依據壓電陶瓷推動參考 鏡面之步階數，及壓電陶瓷每一步階之光強度值產生一干涉光強度圖，處理模組依據干涉光強度圖以計算待測物之折射率、消光係數及厚度。

其中，干涉量測方法更包含下列步驟：藉由光譜儀接收白光光束，以形成一白光干涉圖，白光干涉圖中具有至少一峰值，處理模組去除至少一峰值，以使白光光束趨近寬頻光源。

其中，干涉量測方法更包含下列步驟：提供一測量模組，以測量分光單元與參考面鏡及分光單元與基板之間距差。

其中，參考光束、頂面樣品光束及底面樣品光束之光強度值符合 下列關係式：

I₁係為參考光束之光強度值，I₂係為頂面樣品光束之光強度值，I₃係為底面樣品光束之光強度值，I₀係為白光光束之光強度值，R_air-ref係為參考面鏡在空氣中的反射率，R_air-film係為待測物在空氣中的反射率，R_film-sub係為基板在待測物介質中的反射率，k係為待測物之消光係數，d係為待測物之厚度，A係為白光光束經參考光束之參考光路之光強度比例，B係為白光光束經量測光束之量測光路之光強度比例，且R_air-ref、R_air-film、R_film-sub更符合下列關係式：

當n₁為空氣之折射率、n₂為參考面鏡之折射率且k為參考面鏡之消 光係數時，R為參考面鏡在空氣中的反射率R_air-ref，當n₁為空氣之折射率、n₂為待測物之折射率且k為待測物之消光係數時，R為待測物在空氣中的反射率R_air-film，當n₁為待測物之折射率、n₂為基板之折射率且k為待測物之消光係數時，R為基板在待測物介質中的反射率R_film-sub。

其中，干涉圖符合下列關係式：

λ係為白光光束之波長，E_1λ係為參考光束之電場值，E_2λ係為頂面樣品光束之電場值，E_3λ係為底面樣品光束之電場值，n_λ係為白光光束之波長所對應之折射率，d係為待測物之厚度，θ₁係為參考光束之相位角，θ₂係為頂面樣品光束之相位角，θ₃係為底面樣品光束之相位角，k_λ係為白光光束之波長所對應之消光係數，且待測物之折射率及消光係數符合下列關係式：

n_λ係為白光光束之波長所對應之折射率，λ係為白光光束之波長，k_λ係為白光光束之波長所對應之消光係數，a、b、c、A、B、C、D係為相關係數。

承上所述，依本發明之白光干涉量測裝置及其干涉量測方法，其可具有一或多個下述優點：

(1)本發明之白光干涉量測裝置及其干涉量測方法，利用白光垂直掃描干涉術、零階干涉條紋鑑定法與數值分析方法，建立白光垂直掃瞄干涉儀，以量測薄膜的折射率、消光係數與厚度，可應用於鍍膜產業、光學薄膜、節能技術與顯示技術。

(2)本發明之白光干涉量測裝置及其干涉量測方法，利用光譜儀檢測白光干涉訊號，以獲得可見光波域每個波長的干涉強度，且去除光源中較強的波段，使光源光譜更趨近於寬頻光源，同調長度更短，更利於分析薄膜干涉強度，以獲得更精準之薄膜的折射率、消光係數與厚度。

1‧‧‧白光干涉量測裝置

10‧‧‧一光源模組

101‧‧‧白光光束

11‧‧‧分光單元

111‧‧‧參考光束

112‧‧‧量測光束

12‧‧‧參考面鏡

13‧‧‧基板

14‧‧‧光譜儀

15‧‧‧處理模組

16‧‧‧測量模組

161‧‧‧雷射單元

1611‧‧‧雷射光束

162‧‧‧空間濾波器

1621‧‧‧顯微物鏡

1622‧‧‧針孔

17‧‧‧壓電陶瓷

18‧‧‧透鏡模組

181‧‧‧聚焦鏡片

182‧‧‧光圈

183‧‧‧準直透鏡

19‧‧‧衰減濾光片

20‧‧‧待測物

201‧‧‧頂面樣品光束

202‧‧‧底面樣品光束

S81~S85‧‧‧流程步驟

第1圖係為本發明之白光干涉量測裝置之示意圖。

第2圖係為本發明之白光干涉量測裝置之第一實施例之示意圖。

第3圖係為本發明之白光干涉量測裝置之第二實施例之第一示意圖。

第4圖係為本發明之白光干涉量測裝置之第二實施例之第二示意圖。

第5圖係為本發明之白光干涉量測裝置之第二實施例之第三示意圖。

第6圖係為本發明之白光干涉量測裝置之第二實施例之第四示意圖。

第7圖係為本發明之白光干涉量測裝置之第二實施例之第五示意圖。

第8圖係為本發明之干涉量測方法之流程圖。

為利貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

本發明之白光干涉量測裝置及其干涉量測方法，主要是可利用白光垂直掃瞄麥克森(Michelson)干涉儀量測系統，配合使用數值分析方法，以達到量測薄膜的折射率、消光係數與厚度之目的。

以下將參照相關圖式，說明依本發明之白光干涉量測裝置及其干涉量測方法之實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。

請參閱第1圖，其係為本發明之白光干涉量測裝置之示意圖。如圖所示，白光干涉量測裝置1包含：一光源模組10、一分光單元11、一參考面鏡12、一基板13、一光譜儀14及處理模組15。光源模組10產生一白光光束101。其中，白光光束101之波長範圍介於400nm~700nm，可依實際需求加以選取所需波段。分光單元11接收白光光束101，並將白光光束101分為一參考光束111及一量測光束112。參考光束111透過參考面鏡12反射回分光單元11。基板13置有一待測物20。量測光束112傳遞至待測物20，待測物20反射一頂面樣品光束201及一底面樣品光束202至分光單元11。參考光束111、頂面樣品光束201及底面樣品光束202於分光單元11中相互干涉。光譜儀14接收參考光束111、頂面樣品光束201及底面樣品光束202，以產生一干涉圖(未繪示於圖中)。處理模組15依 據該干涉圖以計算待測物20之折射率、消光係數及厚度。

請參閱第2圖，其係為本發明之白光干涉量測裝置之第一實施例之示意圖。如圖所示，白光干涉量測裝置1包含：一光源模組10、一分光單元11、一參考面鏡12、一基板13、一光譜儀14、一處理模組15、一測量模組16、一壓電陶瓷17、一透鏡模組18及一衰減濾光片19(absorptive neutral density filters)。需注意的是，為使圖面清晰，以下各光束於第2圖中將不再加以標示，相關光束傳遞關係請參閱第1圖。其中處理模組15可以是一個人電腦或一影像處理裝置。光源模組10產生一寬頻白光。分光單元11、透鏡模組18設置於白光光束101之光軸上。參考面鏡12電性連接壓電陶瓷17。基板13及參考面鏡12分別設置於分光單元11之兩側，且兩者之光路相互垂直。其中基板13提供一平面，以設置一待測物20。光譜儀14與參考面鏡12設置於同一光路。處理模組15電性連接光譜儀14及壓電陶瓷17，以接收並計算光譜儀14所接收到之光束資訊，且可控制壓電陶瓷17以推動參考面鏡12進行步階位移。其中，依據實際應用需求，壓電陶瓷17可另外單獨連接一控制器，以使參考面鏡12進行更精準的步階位移。測量模組16包含：一雷射單元161、一空間濾波器162。其中空間濾波器162包含一顯微物鏡1621及一針孔1622。雷射單元161產生一雷射光束1611後，經由顯微物鏡1621及針孔1622，以去除雷射光束1611中之光雜訊，再透過分光單元11分別進入參考面鏡12與基板13，以測量分光單元11與參考面鏡12及分光單元11與基板13之間距差。參考面鏡12、分光單元11、衰減濾光片19及光譜儀14依序設置於同一光軸上。透鏡模組18包含：一聚焦鏡片181、一光圈182及 一準直透鏡183。光源模組10產生一白光光束101後，白光光束101透過聚焦鏡片181及光圈182以取得一個穩定範圍內的寬頻光源，且再透過準直透鏡183後，可取得較好之平行光源。其中光圈182可控制光源大小及濾除光源之高頻雜訊光。

光源模組10產生一白光光束101。白光光束101經過聚焦鏡片181、光圈182及準直鏡片183後，進入分光單元11以分為參考光束111及量測光束112。參考光束111傳遞至參考面鏡12，且反射回分光單元11。量測光束112傳遞至待測物20，待測物20反射一頂面樣品光束201及一底面樣品光束202至分光單元11。由參考面鏡12反射回之參考光束111，與頂面樣品光束201及底面樣品光束202於分光單元11中相互干涉，並合併為一干涉光束(未標示於圖中)。干涉光束透過衰減濾光片19後，進入光譜儀14以形成一干涉圖(未繪示於圖中)。干涉圖透過處理模組15以進行分析計算出待測物20之折射率、消光係數及厚度。

更詳細地說，在進行待測物20之相關數據量測前，可先利用測量模組16，以測量分光單元11與參考面鏡12及分光單元11與基板13之間距差。雷射單元161發出一雷射光束1611後，經由顯微物鏡1621及針孔1622，以去除雷射光束1611中之光雜訊，再透過分光單元11，以分別傳遞至參考面鏡12及基板13。參考面鏡12及基板13分別接收雷射光束1611，並將其反射至分光單元11，則二束被反射之雷射光束1611於分光單元11中相互干涉。使用者可依據雷射光束1611在分光單元11中之干涉情況，判斷參考面鏡12與分光單元11及基板13與分光單元11之距離差(光程路徑差)是否為於白光光束101之同調長度範圍內。其中當參考面鏡12與分光單元11 及基板13與分光單元11之距離差，於白光光束101之同調長度範圍內時，可更精準地測量出待測物20之折射率、消光係數及厚度。另外，處理模組15可以是個人電腦，並電性連接壓電陶瓷17，以控制參考面鏡12進行步階位移。

當參考面鏡12及基板13與分光單元11之距離調校確定後，可將待測物20放置於基板13，以進行相關數據之量測。光源模組10發出白光光束101，透過透鏡模組18後進入分光單元11，以分為參考光束111及量測光束112。參考光束111透過參考面鏡12反射回分光單元11。量測光束112透過待測物20反射一頂面樣品光束201及一底面樣品光束202。參考光束111、頂面樣品光束201及底面樣品光束202於分光單元11相互干涉，並形成干涉光束。干涉光束透過衰減濾光片19後，進入光譜儀14以形成一干涉圖(未繪示於圖中)。隨後，再利用個人電腦(處理模組15)控制壓電陶瓷17進行步階位移，且於固定間距利用光譜儀14進行掃描，以取得多幅干涉圖(光譜圖)，再將每一幅干涉圖之所有波長之光強度進行疊加，以得到壓電陶瓷17推動每一步階之光強度。接者，利用壓電陶瓷17推動每一步階之光強度及壓電陶瓷17推動步階作圖，以得到一干涉光強度訊號圖(未繪示於圖中)，再藉由一干涉圖形疊加方程式進行擬合分析，並透過下列關係式以求得待測物20之折射率(n)、消光係數(k)及厚度(d)。

其中，z為壓電陶瓷17被推動之距離、m為壓電陶瓷17被推動之次數、I為光譜儀14所擷取之光強度、I'為模擬計算之光強度。當 MF值為最小時，即可求出待測物20之折射率(n)、消光係數(k)及厚度(d)。

值得一提的是，參考光束、頂面樣品光束及底面樣品光束符合下列關係式(為避免符號與數字標號混淆，以下相關元件將不再加 以標號)： 式)

其中，I₁為參考光束之光強度值，I₂為頂面樣品光束之光強度值，I₃為底面樣品光束之光強度值，I₀為白光光束之光強度值，R_air-ref為參考面鏡在空氣中的反射率，R_air-film為待測物在空氣中的反射率，R_film-sub為基板在待測物介質中的反射率，k為待測物之消光係數，d為待測物之厚度，A為白光光束經參考光束之參考光路之光強度比例，B為白光光束經量測光束之量測光路之光強度比例，且R_air-ref、R_air-film、R_film-sub符合下列關係式：

當n₁為空氣之折射率、n₂為參考面鏡之折射率且k為參考面鏡之消光係數時，R為參考面鏡在空氣中的反射率R_air-ref，當n₁為空氣之折射率、n₂為待測物之折射率且k為待測物之消光係數時，R為待測物在空氣中的反射率R_air-film，當n₁為待測物之折射率、n₂為基板之折射率且k為待測物之消光係數時，R為基板在待測物介質中的反射率R_film-sub。

由於基板與參考面鏡之消光係數趨近於零，故僅考慮待測物之消光係數，則上述參考光束、頂面樣品光束及底面樣品光束與待測物之折射率、反射率及消光係數可表示為下列關係式：

其中，底面樣品光束比頂面樣品光束之光程差增加2nd(n為薄膜折射率，d為薄膜厚度)，且消光係數k會衰減底面樣品光束之光強度，故用來表示此三道光束(參考光束、頂面樣品光束及底面樣品光束)之干涉強度方程式為：

其中，I₁為參考光束之光強度值，I₂為頂面樣品光束之光強度值，I₃為底面樣品光束之光強度值，λ為白光光束之波長，E_1λ為參考光束之電場值，E_2λ為頂面樣品光束之電場值，E_3λ為底面樣品光束之電場值，n_λ為白光光束之波長所對應之折射率，d為待測物之厚度，θ₁為參考光束之相位角，θ₂為頂面樣品光束之相位角，θ₃為底面樣品光束之相位角，k_λ為白光光束之波長所對應之消光係數。

若考慮待測物(假設為一薄膜)之色散性質，則折射率及消光係數可表示為：

其中，n_λ為白光光束之波長所對應之折射率，λ為白光光束之波長，k_λ為白光光束之波長所對應之消光係數，a、b、c、A、B、C、D為相關係數。

請參閱第3圖至第7圖，其皆為本發明之白光干涉量測裝置之第二實施例之示意圖。白光干涉量測裝置1之相關作動關係與上述實施例相同，於此不再贅述。需注意的是，於本實施例中，將以五氧化二鈮薄膜為待測物20，且基板13為硼矽酸鹽玻璃(Borosilicate glass)。如第3圖所示，其係為本實施例所使用之白光光束101之光譜圖；如第4圖所示，其係為基板13鍍上五氧化二鈮薄膜後，白光干涉量測裝置1所量測之結果。其中，由第3圖中可觀測到白光光束101之光強度，主要集中在波長400nm、480nm、550nm與580nm，而為了避免干涉光強度主要由此4個波段提供，於實際應用中可將此四個波段之光強度設為零，使光源更趨近於寬頻光源，同調長度更短，更利於判斷干涉圖之波型。如第5圖所示，其係為消除4個波段後之白光光束之光譜圖；如第6圖所示，其係為消除4個波段後，白光干涉量測裝置1所量測之結果。其中，可利用相關撰寫程式，對第6圖中之干涉訊號進行分析，以得到前述1.5式中之相關係數a、b、c、A、B、C、D及厚度d。

同時於本實施例中，為使折射率不會出現不合理之結果，須加以進行相關限制，如在波長範圍300nm至750nm，折射率隨波長增加而減少，波長為400nm時，折射率小於2.5，波長為700nm時，折射率小於2.3，可依實際應用加以限制。其中，本實施例之所量測及擬合之相關結果，如下表所示。另外，如第7圖所示，其係為白光干涉量測裝置1量測五氧化二鈮薄膜之折射率與消光係數之結果圖。

請參閱第8圖，其係為本發明之干涉量測方法之流程圖。干涉量測方法包含下列步驟：

步驟S81，提供一光源模組，以產生一白光光束。

步驟S82，藉由一分光單元，接收白光光束並將白光光束，分為一參考光束及一量測光束，參考光束透過一參考面鏡反射回分光單元。

步驟S83，提供一基板以設置一待測物，量測光束傳遞至待測物，待測物反射一頂面樣品光束及一底面樣品光束至分光單元，參考光束分別與頂面樣品光束及底面樣品光束於分光單元相互干涉。

步驟S84，藉由一光譜儀接收參考光束、頂面樣品光束、底面樣品光束，以形成一干涉圖。

步驟S85，藉由一處理模組依據干涉圖，以計算待測物之折射率 、消光係數及厚度。

本發明之干涉量測方法的詳細說明以及實施方式已於前面敘述本發明之白光干涉量測裝置時描述過，在此為了簡略說明便不再敘述。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧白光干涉量測裝置

10‧‧‧光源模組

101‧‧‧白光光束

11‧‧‧分光單元

111‧‧‧參考光束

112‧‧‧量測光束

12‧‧‧參考面鏡

13‧‧‧基板

14‧‧‧光譜儀

15‧‧‧處理模組

20‧‧‧待測物

201‧‧‧頂面樣品光束

202‧‧‧底面樣品光束

Claims (9)

1. 一種白光干涉量測裝置，其包含；一光源模組，係具產生一白光光束；一分光單元，係接收該白光光束並將該白光光束，分為一參考光束及一量測光束，該參考光束透過一參考面鏡反射回該分光單元；一基板，係提供一平面以設置一待測物，該量測光束傳遞至該待測物，該待測物反射一頂面樣品光束及一底面樣品光束至該分光單元，該參考光束分別與該頂面樣品光束及該底面樣品光束於該分光單元相互干涉；一光譜儀，係接收該參考光束、該頂面樣品光束、該底面樣品光束，以形成一干涉圖；以及一處理模組，係依據該干涉圖，以計算該待測物之折射率、消光係數及厚度；其中，該參考光束、該頂面樣品光束及該底面樣品光束之光強度值符合下列關係式： I₁係為該參考光束之光強度值，I₂係為該頂面樣品光束之光強度值，I₃係為該底面樣品光束之光強度值，I₀係為該白光光束之光強度值，R_air-ref係為該參考面鏡在空氣中的反射率，R_air-film係 為該待測物在空氣中的反射率，R_film-sub係為該基板在該待測物介質中的反射率，k係為該待測物之消光係數，d係為該待測物之厚度，A係為該白光光束經該參考光束之參考光路之光強度比例，B係為該白光光束經該量測光束之量測光路之光強度比例，且R_air-ref、R_air-film、R_film-sub更符合下列關係式： 當n₁為空氣之折射率、n₂為該參考面鏡之折射率且k為該參考面鏡之消光係數時，R為該參考面鏡在空氣中的反射率R_air-ref，當n₁為空氣之折射率、n₂為該待測物之折射率且k為該待測物之消光係數時，R為該待測物在空氣中的反射率R_air-film，當n₁為該待測物之折射率、n₂為該基板之折射率且k為該待測物之消光係數時，R為該基板在該待測物介質中的反射率R_film-sub；其中，該干涉圖符合下列關係式： λ係為該白光光束之波長，E_1λ係為該參考光束之電場值，E_2λ係為該頂面樣品光束之電場值，E_3λ係為該底面樣品光束之電場值，n_λ係為該白光光束之波長所對應之折射率，d係為該待測物之厚度，θ₁係為該參考光束之相位角，θ₂係為該頂面樣品光束之相位角，θ₃係為該底面樣品光束之相位角，k_λ係為該白光光束之波長所對應之消光係數，且該待測物之折射率及消光係數符合 下列關係式： n_λ係為該白光光束之波長所對應之折射率，λ係為該白光光束之波長，k_λ係為該白光光束之波長所對應之消光係數，a、b、c、A、B、C、D係為相關係數。
2. 如申請專利範圍第1項所述之白光干涉量測裝置，其中該參考面鏡更電性連接一壓電陶瓷(Piezoelectric Transducer,PZT)，以使該參考面鏡向該分光單元進行步階位移，且隨著該參考面鏡進行步階位移，該光譜儀產生複數張該干涉圖，該處理模組依據該些干涉圖以計算該壓電陶瓷每一步階之光強度值。
3. 如申請專利範圍第2項所述之白光干涉量測裝置，其中該處理模組依據該壓電陶瓷推動該參考鏡面之步階數，及該壓電陶瓷每一步階之光強度值產生一干涉光強度圖，該處理模組依據該干涉光強度圖以計算該待測物之折射率、消光係數及厚度。
4. 如申請專利範圍第1項所述之白光干涉量測裝置，其中更包含一測量模組，以測量分光單元與參考面鏡及分光單元與基板之間距差。
5. 一種干涉量測方法，其係包含下列步驟：提供一光源模組，以產生一白光光束；藉由一分光單元，接收該白光光束並將該白光光束，分為一參考光束及一量測光束，該參考光束透過一參考面鏡反射回該分光單元；提供一基板以設置一待測物，該量測光束傳遞至該待測物，該待測物反射一頂面樣品光束及一底面樣品光束至該分光單元，該參 考光束分別與該頂面樣品光束及該底面樣品光束於該分光單元相互干涉；藉由一光譜儀接收該參考光束、該頂面樣品光束、該底面樣品光束，以形成一干涉圖；以及藉由一處理模組依據該干涉圖，以計算該待測物之折射率、消光係數及厚度；其中，該參考光束、該頂面樣品光束及該底面樣品光束之光強度值符合下列關係式： I₁係為該參考光束之光強度值，I₂係為該頂面樣品光束之光強度值，I₃係為該底面樣品光束之光強度值，I₀係為該白光光束之光強度值，R_air-ref係為該參考面鏡在空氣中的反射率，R_air-film係為該待測物在空氣中的反射率，R_film-sub係為該基板在該待測物介質中的反射率，k係為該待測物之消光係數，d係為該待測物之厚度，A係為該白光光束經該參考光束之參考光路之光強度比例，B係為該白光光束經該量測光束之量測光路之光強度比例，且R_air-ref、R_air-film、R_film-sub更符合下列關係式： 當n₁為空氣之折射率、n₂為該參考面鏡之折射率且k為該參考面鏡之消光係數時，R為該參考面鏡在空氣中的反射率R_air-ref，當n₁為空氣之折射率、n₂為該待測物之折射率且k為該待測物之消光 係數時，R為該待測物在空氣中的反射率R_air-film，當n₁為該待測物之折射率、n₂為該基板之折射率且k為該待測物之消光係數時，R為該基板在該待測物介質中的反射率R_film-sub；其中，該干涉圖符合下列關係式： λ係為該白光光束之波長，E_1λ係為該參考光束之電場值，E_2λ係為該頂面樣品光束之電場值，E_3λ係為該底面樣品光束之電場值，n_λ係為該白光光束之波長所對應之折射率，d係為該待測物之厚度，θ₁係為該參考光束之相位角，θ₂係為該頂面樣品光束之相位角，θ₃係為該底面樣品光束之相位角，k_λ係為該白光光束之波長所對應之消光係數，且該待測物之折射率及消光係數符合下列關係式： n_λ係為該白光光束之波長所對應之折射率，λ係為該白光光束之波長，k_λ係為該白光光束之波長所對應之消光係數，a、b、c、A、B、C、D係為相關係數。
6. 如申請專利範圍第5項所述之干涉量測方法，其中更包含下列步驟：藉由一壓電陶瓷(Piezoelectric Transducer,PZT)電性連接該參考面鏡，以使該參考面鏡向該分光單元進行步階位移；以及 隨著該參考面鏡進行步階位移，該光譜儀產生複數張該干涉圖，該處理模組依據該些干涉圖以計算該壓電陶瓷每一步階之光強度值。
7. 如申請專利範圍第6項所述之干涉量測方法，其中更包含下列步驟：藉由該處理模組依據該壓電陶瓷推動該參考鏡面之步階數，及該壓電陶瓷每一步階之光強度值產生一干涉光強度圖，該處理模組依據該干涉光強度圖以計算該待測物之折射率、消光係數及厚度。
8. 如申請專利範圍第5項所述之干涉量測方法，其中更包含下列步驟：藉由該光譜儀接收該白光光束，以形成一白光干涉圖，該白光干涉圖中具有至少一峰值，該處理模組去除該至少一峰值，以使該白光光束趨近寬頻光源。
9. 如申請專利範圍第5項所述之干涉量測方法，其中更包含下列步驟：提供一測量模組，以測量分光單元與參考面鏡及分光單元與基板之間距差。