一种光学测量装置

本发明涉及光学测量领域，特别涉及一种光学测量装置。

背景技术：

1、微机电系统（mems）器件功能结构复杂，通常含有微纳米厚度薄膜结构，这些薄膜的横向尺寸在微米量级。微机电系统（mems）器件中的薄膜可能为由金属、介质、高分子等组成的透明或非透明材料，且在同一个功能结构上可能同时存在一种或多种材料构成的薄膜。为提高mems器件产品良率，保证生产效益，需要准确测量薄膜中非透明部分的三维形貌或透明部分的厚度分布，以控制薄膜结构制造工艺质量，实现mems器件功能结构的设计性能指标。但是现有技术中没有能够同时适合透明结构和非透明结构的测量方法。

技术实现思路

1、鉴于上述技术问题，本发明提供了一种光学测量装置，以实现微纳米薄膜的测量。

2、作为本发明的一个方面，提供了一种光学测量装置，适用于测量待测微纳米薄膜，所述待测微纳米薄膜包括透明部分和非透明部分，所述光学测量装置包括：

3、样品台，适用于容纳待测微纳米薄膜；

4、光产生组件，适用于发出测量光；

5、透镜组件，所述透镜组件适用于使所述测量光聚焦至待测微纳米薄膜表面的目标位置，所述透镜组件包括：

6、第一部分和第二部分，每个部分仅允许测量光中具有相应数值孔径的光束通过；所述第一部分允许所述测量光中的第一光束通过，所述第二部分允许所述测量光中的第二光束通过，所述第一光束的第一数值孔径小于所述第二光束的第二数值孔径；所述第一部分被配置为能够消除所述第一光束的色差，所述第二部分被配置为使所述第二光束具有色差；

7、检测组件，适用于对来自于所述待测微纳米薄膜表面的光束进行测量；

8、其中，在所述目标位置属于透明部分的情况下，所述第一光束在所述目标位置同时发生反射和透射，得到第一反射光束和透射光束，所述透射光束进入所述待测微纳米薄膜内部后自所述待测微纳米薄膜内部出射，与所述第一反射光束叠加后得到干涉光束；所述检测组件适用于对所述干涉光束进行检测，以获取所述目标位置所对应的透明部分的厚度；在所述目标位置属于非透明部分的情况下，所述第二光束在所述目标位置发生反射，得到第二反射光束；所述检测组件用于对所述第二反射光束进行测量，以获取所述目标位置所对应的非透明部分的三维形貌。

9、根据本发明的实施例，所述第一光束垂直入射至所述目标位置。

10、根据本发明的实施例，所述透镜组件为超透镜或者所述透镜组件由消色差透镜和非消色差透镜组成。

11、根据本发明的实施例，在所述透镜组件为超透镜的情况下，所述透镜组件的第一部分为所述超透镜的第一区域，所述透镜组件的第二部分为所述超透镜的第二区域，所述第一区域位于第二区域之内；

12、在所述透镜组件为由消色差透镜和非消色差透镜组成的情况下，所述透镜组件的第一部分为所述消色差透镜，所述透镜组件的第二部分为所述非消色差透镜，所述非消色差透镜中部形成有通孔，所述消色差透镜设置在所述非消色差透镜的通孔中。

13、根据本发明的实施例，所述检测组件包括：

14、第一光谱仪，适用于对所述干涉光束进行测量；

15、反射镜，适用于将所述干涉光束反射至所述第一光谱仪；

16、第一透镜，设置在所述第一光谱仪与所述反射镜之间，适用于对所述反射镜反射的干涉光束进行聚焦。

17、根据本发明的实施例，所述检测组件还包括：

18、第二光谱仪，适用于对所述第二反射光束进行测量；

19、环形光阑，设置在所述透镜组件与所述第二光谱仪之间，所述环形光阑允许具有第二数值孔径的光束通过，以实现对所述第二反射光束的滤光；

20、第二透镜，设置在所述环形光阑和所述第二光谱仪之间，适用于对所述环形光阑输出的滤光后的第二反射光束进行聚焦。

21、根据本发明的实施例，所述检测组件包括：

22、空间光调制器，适用于使所述干涉光束和所述第二反射光束沿着不同的方向传播；

23、第三光谱仪，适用于对所述干涉光束进行测量；

24、第四光谱仪，适用于对所述第二反射光束进行测量；

25、第三透镜，设置在所述空间光调制器与所述第三光谱仪之间，适用于对所述干涉光束进行聚焦；

26、第四透镜，设置在所述空间光调制器与所述第四光谱仪之间，适用于对所述第二反射光束进行聚焦。

27、根据本发明的实施例，所述光产生组件包括：

28、光源，适用于发出宽谱光；

29、准直器，适用于对所述宽谱光进行准直得到所述测量光。

30、根据本发明的实施例，上述光学测量装置，还包括：

31、分光镜，适用于将所述测量光反射至所述透镜组件以及适用于透射所述干涉光束和所述第二反射光束。

32、根据本发明的实施例，上述光学测量装置，还包括：

33、位移台，被构造为能够沿着不同方向移动，所述位移台上放置有所述样品台；

34、其中，利用所述位移台使所述测量光聚焦至所述待测微纳米薄膜表面的目标位置发生变化，进而实现对所述整个待测纳米薄膜的测量。

35、根据本发明的实施例，利用透镜组件将测量光分成数值孔径较小第一光束和数值孔径较大的第二光束，并利用第一光束实现对透明部分的厚度的测量以及利用第二光束是实现非透明部分的表面形貌的测量。因此，本发明实施例提供的光学测量装置技能够适用于微纳米薄膜的透明部分，又能够适用微纳米薄膜的的非透明部分。

1.一种光学测量装置，适用于测量待测微纳米薄膜，所述待测微纳米薄膜包括透明部分和非透明部分，所述光学测量装置包括：

2.根据权利要求1所述的光学测量装置，其中，所述第一光束垂直入射至所述目标位置。

3.根据权利要求2所述的光学测量装置，其中，所述透镜组件组件为超透镜或者所述透镜组件由消色差透镜和非消色差透镜组成。

4.根据权利要求3所述的光学测量装置，其中，

5.根据权利要求1所述的光学测量装置，其中，所述检测组件包括：

6.根据权利要求5所述的光学测量装置，其中，所述检测组件还包括：

7.根据权利要求1所述的光学测量装置，其中，所述检测组件包括：

8.根据权利要求1所述的光学测量装置，其中，所述光产生组件包括：

9.根据权利要求1所述的光学测量装置，还包括：

10.根据权利要求1所述的光学测量装置，还包括：