TWM447494U - 同時檢測薄膜之熱膨脹係數和雙軸模量之裝置 - Google Patents

Description

同時檢測薄膜之熱膨脹係數和雙軸模量之裝置

本創作係有關一種同時檢測薄膜之熱膨脹係數和雙軸模量之裝置，尤指一種干涉條紋影像即可檢測待測薄膜之熱膨脹係數與雙軸模量相當方便、可檢測待測薄膜之全域性平均熱膨脹係數和雙軸模量、可檢測各向異性薄膜之雙軸的熱膨脹係數和雙軸模量，與非接觸式量測應用範圍廣的同時檢測薄膜之熱膨脹係數和雙軸模量之裝置。

傳統用於檢測薄膜元件之熱膨脹係數和雙軸模量的檢測裝置至少有以下三種：

[1]探針接觸方式檢測：易於破壞待測物表面，對於待測物之檢測尺寸或材質有所限制。

[2]雷射光槓桿掃描檢測：操作上較為費工費時且非全域性量測，在工業檢測的應用上顯得不實用。

[3]採用相移干涉法檢測：須精密壓電平移控制器，擷取多張相移干涉圖進行分析且較為費時。

且，以上裝置(或方法)均無提供各向異性薄膜於X軸和Y軸向的熱膨脹係數和雙軸模量之測定功能。

有鑑於此，必需研發出可解決上述習用缺點之技術。

本創作之目的，在於提供一種同時檢測薄膜之熱膨脹係數 和雙軸模量之裝置，其兼具干涉條紋影像即可檢測待測薄膜之熱膨脹係數與雙軸模量相當方便、可檢測待測薄膜之全域性平均熱膨脹係數和雙軸模量、可檢測各向異性薄膜之雙軸的熱膨脹係數和雙軸模量，與非接觸式量測應用範圍廣等優點。特別是，本創作所欲解決之問題係在於傳統檢測薄膜元件之裝置存在易於破壞待測物表面，對於待測物之檢測尺寸或材質有所限制、操作上較為費工費時且非全域性量測，在工業檢測的應用上顯得不實用、相移干涉法須使用精密壓電平移控制器，擷取多張相移干涉圖進行分析且較為費時等問題。

解決上述問題之技術手段係提供一種同時檢測薄膜之熱膨脹係數和雙軸模量之裝置，其包括：一光源，係用以發出一第一光束；一光處理裝置，係用以將照射進來之該第一光束擴大成一第二光束並投射出去；一鏡組，係包括：一分光鏡，係用以將投射進來之該第二光束分光成一第三光束及一第四光束；並分別反射與折射出去；一參考平面鏡，係用以將入射之該第三光束變成一第五光束，並沿原路徑反射且穿透該分光鏡；一聚光鏡，係用以進行聚焦作業；一待測裝置，係包括：兩個待測部，係依序進行檢測，該每一待測部皆設一待 測薄膜及一基板；該每一基板用以承置相對應之該待測薄膜；且該兩個基板係為不同材質；該每一待測薄膜皆用以將入射之該第四光束變成一第六光束，並沿原路徑反射回該分光鏡；該第五、該第六光束於該分光鏡重合形成干涉變成一第七光束，並經該聚光鏡聚焦後投射出去；一加熱裝置，係用以依序承置該兩個待測部，並進行加熱作業；一檢測裝置，係包括：一温度檢測部，係依序連結該兩個基板，用以檢測連結之該基板於加熱過程中即時變化之温度值，並傳送出去；一温度控制部，係連結該加熱裝置，用以控制該加熱裝置進行加熱作業過程之温度增減；一影像擷取部，係依序將對應該每一待測薄膜之入射的該第七光束擷取一干涉條紋影像，並傳送出去；一處理裝置，係連結並控制該温度檢測部、該温度控制部及該影像擷取部動作，且接收該每一基板之即時變化之温度值，以及對應該每一待測薄膜之該干涉條紋影像，利用下列公式：與；分別運算該待測薄膜沉積於該兩個基板之應力；其中：σ 為待測薄膜之殘留應力；σ _i 為待測薄膜之本質應力；σ _th 為待測薄膜之熱應力；E _s 與v _s 分別為該基板之楊氏係數與泊松比；t _s 為基板之厚度 ；t _f 為待測薄膜之厚度；R 為基板鍍上該待測薄膜/加熱前後之曲率半徑變化量；α _s 為基板之熱膨脹係數；α _f 為待測薄膜之熱膨脹係數；為待測薄膜之雙軸彈性模量；(T ₂ -T ₁ )為温度變化量；進而於加熱過程中分別求得兩個待測部之應力-温度曲線的斜率值；最後經下列公式：與，分別求得該待測薄膜之熱膨脹係數及雙軸模量；其中：α ₁ 與α ₂ 分別兩個基板之熱膨脹係數，其為已知數；m ₁ 與m ₂ 分別為兩個基板之斜率值。

本創作之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入瞭解。

茲以下列實施例並配合圖式詳細說明本創作於後：

參閱第一圖，本創作係為一種同時檢測薄膜之熱膨脹係數和雙軸模量之裝置，其第一實施例包括：一光源10，係用以發出一第一光束11；一光處理裝置20，係用以將照射進來之該第一光束11擴大成一第二光束12並投射出去；一鏡組30，係包括：一分光鏡31，係用以將投射進來之該第二光束12分光成一第三光束13及一第四光束14；並分別反射與折射出去； 一參考平面鏡32，係用以將入射之該第三光束13變成一第五光束15，並沿原路徑反射且穿透該分光鏡31；一聚光鏡33，係用以進行聚焦作業；一待測裝置40，係包括：兩個待測部40A，係依序進行檢測(如第二圖所示，係表示兩個待測部40A依序進行交替進行檢測，亦即本創作之第二實施例)，該每一待測部40A皆設一待測薄膜(包括一第一待測薄膜411及一第二待測薄膜412)及一基板(包括一第一基板421及一第二基板422)；該每一基板用以承置相對應之該待測薄膜；且該兩個基板係為不同材質；該每一待測薄膜皆用以將入射之該第四光束14變成一第六光束16，並沿原路徑反射回該分光鏡31；該第五、該第六光束15及16於該分光鏡31重合形成干涉變成一第七光束17，並經該聚光鏡33聚焦後投射出去；一加熱裝置40B，係用以依序承置該兩個待測部40A，並進行加熱作業；一檢測裝置50，係包括：一温度檢測部51，係依序連結該兩個基板，用以檢測連結之該基板於加熱過程中即時變化之温度值(例如：T ₁ 、T ₂ )，並傳送出去；一温度控制部52，係連結該加熱裝置40B，用以控制該加熱裝置40B進行加熱作業過程之温度增減； 一影像擷取部53，係依序將對應該每一待測薄膜之入射的該第七光束17擷取一干涉條紋影像531，並傳送出去；一處理裝置54，係連結並控制該温度檢測部51、該温度控制部52及該影像擷取部53動作，且接收該每一基板之即時變化之温度值，以及對應該每一待測薄膜之該干涉條紋影像531，利用下列公式：與；分別運算該待測薄膜沉積於該兩個基板之應力；其中：σ 為待測薄膜之殘留應力；σ _i 為待測薄膜之本質應力；σ _th 為待測薄膜之熱應力；E _s 與v _s 分別為該基板之楊氏係數與泊松比；t _s 為基板之厚度；t _f 為待測薄膜之厚度；R 為基板鍍上該待測薄膜/加熱前後之曲率半徑變化量；α _s 為基板之熱膨脹係數；α _f 為待測薄膜之熱膨脹係數；為待測薄膜之雙軸彈性模量；(T ₂ -T ₁ )為温度變化量；進而於加熱過程中分別求得兩個待測部40A之應力-温度曲線的斜率值(參閱第三及第四圖，亦即梯度值)；最後經下列公式：與，分別求得該待測薄膜之熱膨脹係數及雙軸模量；其中：α ₁ 與α ₂ 分別兩個基板之熱膨脹係數，其為已知數；m ₁ 與m ₂ 分別為兩個基板之斜率值。

實務上，該光源10可為中心波長632.8nm之氦氖雷射。

該第一光束11係為雷射光。

該光處理裝置20可包括：一空間濾波器21，其設有一顯微物鏡211及一針孔座(Pinhole)212，用以使照射通過之該第一光束11形成點光束；一凸透鏡22，係與該針孔座212保持一工作焦距D，用以使該第一光束11(點光束)照射通過後變成該第二光束12(平行光束)並投射出去。

該待測薄膜包括一第一待測薄膜411與一第二待測薄膜412，該第一及該第二待測薄膜411與412皆為摻錫氧化銦(IndiumTinOxide，簡稱ITO)結構，其為n型半導體結構，具有高導電率、高可見光透過率、高機械硬度和良好化學穩定性。通常為液晶顯示器、電漿顯示器、電致發光顯示器、觸控式螢幕、太陽能電池以及其他電子儀錶之透明電極最常用的薄膜結構。

本創作中係使用直流磁控濺鍍法將該第一與該第二待測薄膜411與412分別鍍製於相對應之該基板上。並使用掃瞄式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscopy，簡稱SEM)對該第一、該第二待測薄膜411與412進行厚度量測。

該基板包括一第一基板421及一第二基板422，其分別可為N-BK7玻璃基板(矽酸鹽玻璃基板)和S-TIM35玻璃基板上。該加熱裝置40B可為電磁爐(任何可供加熱之裝置均不脫簡易 置換之保護範疇)。

該温度檢測部51可為温度記錄器與熱像儀的至少其中之一種。

該影像擷取部53可為感光耦合元件(Charge Coupled Device，簡稱CCD)攝影機。

該處理裝置54係內建(Matlab)軟體，而可以二維快速傅立葉轉換法(FFT)處理該干涉條紋影像531，透過相位展開技術還原3D表面輪廓，將相位函數轉換為三維表面輪廓分佈，再經由數值擬合分析測定表面曲率變化，檢測該兩個待測部40A於加熱過程中之應力-温度變化關係，可以同時檢測該第一、該第二待測薄膜411與412全域的平均熱膨脹係數和雙軸模量，亦可測定各向異性薄膜於X軸和Y軸向的熱膨脹係數和雙軸模量。

本創作又包括：一基座60，其設一個三維傾量平台61，用以承置該加熱裝置40B，以供該待測薄膜檢測時進行空間載波大小與光程上的調整。

參閱第五圖(以及附件一之第A及第B圖)，關於本創作之實際操作過程，於開始後可包括下列步驟：

步驟一911：待測薄膜加熱(冷卻)控制。

步驟二912：擷取施加傾量之干涉條紋影像並以程式選取分析範圍。

步驟三913：將選取範圍作快速傅立葉轉換至傅立葉頻域。

步驟四914：以數位濾波器消除背景光與雜訊訊號，而擷取載波訊號。

步驟五915：將濾波後之載波訊號置於頻域低頻處。

步驟六916：進行反快速傅立葉轉換取得不連續的相位訊號。

步驟七917：以相位展開技術重建物體表面3D輪廓。

步驟八918：消除剩餘傾量。

步驟九919：進行X軸向及Y軸曲率半徑擬合。

步驟十920：計算待測薄膜沉積於兩個基板之應力。

步驟十一921：將兩個待測部之應力-温度斜率值代入公式求出待測薄膜之熱膨脹係數與雙軸模量，然後結束。

亦即，參閱第一圖，先將具有該第一待測薄膜411之該第一基板421(N-BK7玻璃基板)設於該加熱裝置40B上，啟動該光源10、該加熱裝置40B及該檢測裝置50。於加熱過程中，該光源10發出之該第一光束11先通過該光處理裝置20，再於通過該鏡組30時，因照射至該第一待測薄膜411，而於該分光鏡31重合形成干涉變成第七光束17，並經該聚光鏡33聚焦後投射至該影像擷取部53，該影像擷取部53擷取對應該第一待測薄膜411之干涉條紋影像531，並傳送至該處理裝置54。

移開具有該第一待測薄膜411之該第一基板421(N-BK7玻璃基板)，改設(參閱第二圖)具有該第二待測薄膜412之該第二基板422(S-TIM35)，重覆前述動作，該影像擷取部53擷取對應該第二待測薄膜412之干涉條紋影像531，並傳送至該處理裝置54。

在此要先說明的部分是：熱膨脹係數的定義是當物體溫度上升1℃時，其長度或體積的相對變化，在任意溫度T 時，線性熱膨脹係數α 定義為：

其中：l 為待測薄膜之厚度；△l 係被定義為温度從T ₁ 上升至T ₂ 時之待測薄膜之厚度變化量(亦即膜面曲率之變化量)。

關於該第一、該第二基板421與422其已知之物理參數係如下表1所示：

藉此，當加熱過程中，温度均勻分佈於該待測部40A表面上任何一點，該處理裝置54可以內建之Matlab軟體，配合該 第一、該第二基板421與422已知之物理參數，利用理論公式：

其中：σ 為待測薄膜之殘留應力；σ _i 為待測薄膜之本質應力；σ _th 為待測薄膜之熱應力；E _s 與v _s 分別為該基板之楊氏係數與泊松比；t _s 為基板之厚度；t _f 為待測薄膜之厚度；R 為基板鍍上該待測薄膜/加熱前後之曲率半徑變化量；α _s 為基板之熱膨脹係數；α _f 為待測薄膜之熱膨脹係數；為待測薄膜之雙軸彈性模量；(T ₂ -T ₁ )為温度變化量。

分別運算該第一、該第二待測薄膜411與412沉積於該兩個基板421與422之應力。

進而於加熱過程中，利用線性擬合法，分別求得兩個待測部40A之應力-温度曲線的斜率值(參閱第三及第四圖，亦即梯 度值)；最後經下列公式：

其中：α ₁ 與α ₂ 分別兩個基板之熱膨脹係數，其為已知數；m ₁ 與m ₂ 分別為兩個基板之斜率值。

分別求得該第一、該第二待測薄膜411與412之熱膨脹係數及雙軸模量。

由於可算出該第一、該第二待測薄膜411與412其全域之平均熱膨脹係數和雙軸模量。

故，亦可測定各向異性薄膜於x軸和y軸向的熱膨脹係數和雙軸模量。

另外，假設該基板有不均勻的溫度梯度產生，由基板底部之該加熱裝置40B開始進行加熱，並量測該待測薄膜表面以及該基板底部的溫度變化，將該基板底部所測得的溫度，及該待測薄膜表面經過熱對流影響後的實際溫度，兩者間的溫差考慮進去，則熱應力公式須修正如下：

其中：σ _th 為待測薄膜的總熱應力；(σ _th ) _non 和(σ _th ) _uni 分別為該基板溫度分布不勻時的熱應力和該基板溫度分布均勻時的熱應力，兩者之和為該待測薄膜的總熱應力σ _th ；E _s 與v _s 分別為該基板之楊氏係數與泊松比；α _s 為基板之熱膨脹係數；E _f 與v _f 分別為該待測薄膜之楊氏係數與泊松比；α _f 為該待測薄膜之熱膨脹係數；T ₁ 為加熱前之温度；(T ₂ ) _U 與(T ₂ ) _B 分別為加熱後之待測薄膜表面温度與基板底部温度。

式(6)中可以得知，從待測薄膜之總熱應力σ _th 中將基板溫度分布不勻時的熱應力(σ _th ) _non 扣除，即可得到基板溫度分布均勻時的薄膜熱應力(σ _th ) _uni 。換言之，將公式(3)中σ _th 代替為(σ _th ) _uni ，則將此方程式修正為：

因此，若將基板溫度分布不均勻的條件考慮進去，再藉由待測薄膜沉積於兩個已知其物理特性的第一、第二基板421與422上，分別量測得到兩個的應力-溫度曲線梯度值，並代入公式(4)和公式(5)中計算，即可得到較準確的熱膨脹係 數和雙軸模量。

舉例來講，將該兩個待測部40A輪流進行加熱檢測，加熱溫度範圍從室溫至100℃，並且量測該兩個待測部40A於不同溫度下的曲率變化，代入修正後的應力公式(式9)，可分別測定該第一、該第二待測薄膜411與412於該第一基板421(N-BK7玻璃基板)和該第二基板422(S-TIM35玻璃基板)上之殘留應力變化。

首先，分析該第一待測薄膜411鍍於該第一待測基421(N-BK7玻璃基板)的平均熱應力從37.98±7.95MPa增加至74.44±3.17MPa，線性擬合的斜率值為0.00062 GPa/℃(參閱第三圖之第一線段L1)。而X軸向的熱應力從34.98±6.69MPa增加至69.47±5.61MPa，線性擬合的斜率值為0.0006GPa/℃(參閱第三圖之第二線段L2)。至於Y軸向的熱應力從42.19±1.40MPa增加至81.57±3.17MPa，線性擬合的斜率值為0.00066GPa/℃(參閱第三圖之第三線段L3)。

其次，分析該第二待測薄膜412鍍於該第二待測基422(S-TIM35玻璃基板)的平均熱應力從44.24±6.35MPa增加至91.11±4.06MPa，線性擬合的斜率值為0.00081GPa/℃(參閱第四圖之第四線段L4)。X軸向的熱應力從39.53±2.68MPa增加至81.28±4.67MPa，線性擬合的斜率值為0.00073GPa/℃(參閱第四圖之第五線段L5)。至於Y軸向的熱應力從48.81±6.26MPa增加至101.3±9.37MPa，線性擬合的斜率值為 0.0009GPa/℃(參閱第四圖之第六線段L6)。亦即，從殘留應力與不同溫度之間的變化關係圖，得知在量測範圍內兩者為線性關係。

分別算出該第一、該第二待測薄膜411與412鍍在該第一、該第二基板421與422之殘留應力-溫度關係圖的斜率值，將其他常數分別代入(4)和(5)式得到兩個方程式再做聯立，可分別得到該待測薄膜的平均熱膨脹係數及雙軸模量為5.81*10^-6 ℃^-1 及475GPa。

同理，將鍍於該第一、該第二基板421與422上之該待測薄膜算出X軸和Y軸的熱應力與不同溫度之斜率值，同樣地代入(4)和(5)式得到兩個方程式再做聯立，可得待測薄膜在X軸的熱膨脹係數及彈性模量分別為5.24*10^-6 ℃^-1 及321GPa。依此類推算出待測薄膜在Y軸的熱膨脹係數及彈性模量分別為5.98*10^-6 ℃^-1 及592GPa。

另外，關於該待測薄膜各向異性應力之檢測，係於膜面座標上進行各方向曲率半徑擬合以找出梯度變化最大的方向，透過數值演算法則判定正確的主應力方向，再經由座標旋轉至基板座標系統之後，為比較不同的薄膜殘留應力，而沿兩垂直主應力方向進行曲率半徑擬合得到R _x 和R _y 。最後經下列公式：

其中：σ _fy 與σ _fy 為薄膜各向異性的雙軸應力；E _s 為基板的楊氏係數；v _s 為基板的泊松比；R _x 與R _y 為一對沿主應力方向擬合的曲率半徑；t _f 為薄膜厚度；t _s 為基板厚度。

而計算出待測薄膜各向異性的雙軸應力。

本創作之優點及功效可歸納如下：

[1]干涉條紋影像即可檢測待測薄膜之熱膨脹係數與雙軸模量相當方便。本創作只要將同結構之待測薄膜分別沉積於不同材質的基板，擷取對應不同待測薄膜之干涉條紋影像，即可運算出待測薄膜之熱膨脹係數與雙軸模量，相當方便，且以軟體操作相當簡便、測量精度高。故，干涉條紋影像即可檢測待測薄膜之熱膨脹係數與雙軸模量相當方便。

[2]可檢測待測薄膜之全域性平均熱膨脹係數和雙軸模量。由於本創作之光源係以平行光束照射待測薄膜之全部表面，進而取得其全表面之干涉條紋影像，只要以此干涉條紋影像便可檢測待測薄膜之全域性平均熱膨脹係數和雙軸模量。故，可檢測待測薄膜之全域性平均熱膨脹係數和雙軸模量。

[3]可檢測各向異性薄膜之雙軸的熱膨脹係數和雙軸模量。由於本創作可檢測待測薄膜之全域性平均熱膨脹係數和雙軸模量，進一步只要於膜面座標上進行各方向曲率半徑擬合以 找出梯度變化最大的方向，即可運算而檢測出各向異性薄膜於X軸和Y軸的熱膨脹係數和雙軸模量。故，可檢測各向異性薄膜之雙軸的熱膨脹係數和雙軸模量。

[4]非接觸式量測應用範圍廣。本創作係朝待測薄膜表面照射光束，取得待測薄膜表面之干涉條紋影像而進行分析運算，檢測過程完全不接觸待測薄膜表面，故，可用以檢測表面接觸即易損傷之薄膜，當然亦可用於檢測表面不怕接觸之薄膜。故，非接觸式量測應用範圍廣。

以上僅是藉由較佳實施例詳細說明本創作，對於該實施例所做的任何簡單修改與變化，皆不脫離本創作之精神與範圍。

【附件一】

第A圖係本創作之第一實施例之干涉條紋影像運算出於不同温度變化過程之各圖形變化之示意圖

第B圖係本創作之第二實施例之干涉條紋影像運算出於不同温度變化過程之各圖形變化之示意圖

10‧‧‧光源

11‧‧‧第一光束

12‧‧‧第二光束

13‧‧‧第三光束

14‧‧‧第四光束

15‧‧‧第五光束

16‧‧‧第六光束

17‧‧‧第七光束

20‧‧‧光處理裝置

21‧‧‧空間濾波器

211‧‧‧顯微物鏡

212‧‧‧針孔座

22‧‧‧凸透鏡

30‧‧‧鏡組

31‧‧‧分光鏡

32‧‧‧參考平面鏡

33‧‧‧聚光鏡

40‧‧‧待測裝置

40A‧‧‧待測部

40B‧‧‧加熱裝置

411‧‧‧第一待測薄膜

412‧‧‧第二待測薄膜

421‧‧‧第一基板

422‧‧‧第二基板

50‧‧‧檢測裝置

51‧‧‧温度檢測部

52‧‧‧温度控制部

53‧‧‧影像擷取部

531‧‧‧干涉條紋影像

54‧‧‧處理裝置

60‧‧‧基座

61‧‧‧三維傾量平台

911‧‧‧步驟一

912‧‧‧步驟二

913‧‧‧步驟三

914‧‧‧步驟四

915‧‧‧步驟五

916‧‧‧步驟六

917‧‧‧步驟七

918‧‧‧步驟八

919‧‧‧步驟九

920‧‧‧步驟十

921‧‧‧步驟十一

T ₁ 、T ₂ ‧‧‧温度值

D‧‧‧工作焦距

L1‧‧‧第一線段

L2‧‧‧第二線段

L3‧‧‧第三線段

L4‧‧‧第四線段

L5‧‧‧第五線段

L6‧‧‧第六線段

第一圖係本創作之第一實施例之示意圖

第一圖係本創作之第二實施例之示意圖

第三圖係本創作之第一實施例之加熱過程之應力-温度之示意圖

第四圖係本創作之第二實施例之加熱過程之應力-温度之示意圖

第五圖係本創之檢測過程之流程圖

10‧‧‧光源

11‧‧‧第一光束

12‧‧‧第二光束

13‧‧‧第三光束

14‧‧‧第四光束

15‧‧‧第五光束

16‧‧‧第六光束

17‧‧‧第七光束

20‧‧‧光處理裝置

21‧‧‧空間濾波器

211‧‧‧顯微物鏡

212‧‧‧針孔座

22‧‧‧凸透鏡

30‧‧‧鏡組

31‧‧‧分光鏡

32‧‧‧參考平面鏡

33‧‧‧聚光鏡

40‧‧‧待測裝置

40A‧‧‧待測部

40B‧‧‧加熱裝置

411‧‧‧第一待測薄膜

412‧‧‧第二待測薄膜

421‧‧‧第一基板

422‧‧‧第二基板

50‧‧‧檢測裝置

51‧‧‧温度檢測部

52‧‧‧温度控制部

53‧‧‧影像擷取部

531‧‧‧干涉條紋影像

54‧‧‧處理裝置

60‧‧‧基座

61‧‧‧三維傾量平台

T ₁ ‧‧‧温度值

D‧‧‧工作焦距

Claims (8)

1. 一種同時檢測薄膜之熱膨脹係數和雙軸模量之裝置，其包括：一光源，係用以發出一第一光束；一光處理裝置，係用以將照射進來之該第一光束擴大成一第二光束並投射出去；一鏡組，係包括：一分光鏡，係用以將投射進來之該第二光束分光成一第三光束及一第四光束；並分別反射與折射出去；一參考平面鏡，係用以將入射之該第三光束變成一第五光束，並沿原路徑反射且穿透該分光鏡；一聚光鏡，係用以進行聚焦作業；一待測裝置，係包括：兩個待測部，係依序進行檢測，該每一待測部皆設一待測薄膜及一基板；該每一基板用以承置相對應之該待測薄膜；且該兩個基板係為不同材質；該每一待測薄膜皆用以將入射之該第四光束變成一第六光束，並沿原路徑反射回該分光鏡；該第五、該第六光束於該分光鏡重合形成干涉變成一第七光束，並經該聚光鏡聚焦後投射出去；一加熱裝置，係用以依序承置該兩個待測部，並進行加熱作業；一檢測裝置，係包括：一温度檢測部，係依序連結該 兩個基板，用以檢測連結之該基板於加熱過程中即時變化之温度值，並傳送出去；一温度控制部，係連結該加熱裝置，用以控制該加熱裝置進行加熱作業過程之温度增減；一影像擷取部，係依序將對應該每一待測薄膜之入射的該第七光束擷取一干涉條紋影像，並傳送出去；一處理裝置，係連結並控制該温度檢測部、該温度控制部及該影像擷取部動作，且接收該每一基板之即時變化之温度值，以及對應該每一待測薄膜之該干涉條紋影像，利用下列公式：與；分別運算該待測薄膜沉積於該兩個基板之應力；其中：σ 為待測薄膜之殘留應力；σ _i 為待測薄膜之本質應力；σ _th 為待測薄膜之熱應力；E _s 與v _s 分別為該基板之楊氏係數與泊松比；t _s 為基板之厚度；t _f 為待測薄膜之厚度；R 為基板鍍上該待測薄膜/加熱前後之曲率半徑變化量；α _s 為基板之熱膨脹係數；α _f 為待測薄膜之熱膨脹係數；為待測薄膜之雙軸彈性模量；(T ₂ -T ₁ )為温度變化量；進而於加熱過程中分別求得兩個待測部之應力-温度曲線的斜率值；最後經下列公式：與，分別求得該待測薄膜之熱膨脹係數及雙軸模量；其中：α ₁ 與α ₂ 分別兩個基板之熱膨脹係數，其為已知數；m ₁ 與m ₂ 分別為兩個基板之斜率值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之同時檢測薄膜之熱膨脹係數和雙軸模量之裝置，其中：該光源係為中心波長632.8nm之氦氖雷射；該第一光束係為雷射光。
3. 如申請專利範圍第1項所述之同時檢測薄膜之熱膨脹係數和雙軸模量之裝置，其中，該光處理裝置係包括：一空間濾波器，係設有一顯微物鏡及一針孔座，用以使照射通過之該第一光束形成點光束；一凸透鏡，係與該針孔座保持一工作焦距，用以使該第一光束照射通過後變成該第二光束並投射出去，該第二光束概呈平行光束。
4. 如申請專利範圍第1項所述之同時檢測薄膜之熱膨脹係數和雙軸模量之裝置，其中：該待測薄膜係包括一第一待測薄膜與一第二待測薄膜；該第一待測薄膜與該第二待測薄膜皆為摻錫氧化銦結構。
5. 如申請專利範圍第1項所述之同時檢測薄膜之熱膨脹係數和雙軸模量之裝置，其中： 該基板係包括一第一基板及一第二基板；該第一基板與該第二基板係為不同結構。
6. 如申請專利範圍第1項所述之同時檢測薄膜之熱膨脹係數和雙軸模量之裝置，其中，該温度檢測部係為温度記錄器與熱像儀的至少其中之一種。
7. 如申請專利範圍第1項所述之同時檢測薄膜之熱膨脹係數和雙軸模量之裝置，其中，該影像擷取部係為感光耦合元件攝影機。
8. 如申請專利範圍第1項所述之同時檢測薄膜之熱膨脹係數和雙軸模量之裝置，其又包括：一基座，係設一個三維傾量平台，用以承置該加熱裝置。