[发明专利]一种测量膜层厚度的方法和装置

权利要求书

1.一种测量膜层厚度的方法，其特征在于，包括:

S1、根据探针所受反作用力的不同确定膜层的分界；

S2、根据探针上的位移传感器测得的位置数据或者根据探针穿透膜层的时间和运动速度计算得到膜层厚度。

2.如权利要求1所述的测量膜层厚度的方法，其特征在于，步骤S1具体包括：

S11、探针从膜层上方开始向膜层运动，当探针所受的反作用力发生突变时，表示探针穿过膜层的第一表面；

S12、探针继续运动，当探针所受的反作用力再次发生突变时，表示探针穿过膜层的第二表面。

3.如权利要求2所述的测量膜层厚度的方法，其特征在于，当探针所受的反作用力发生突变时，记录探针上位移传感器沿膜层厚度方向的坐标为第一坐标，当探针所受的反作用力再次发生突变时，再记录探针沿膜层厚度方向的坐标为第二坐标，计算第一坐标与第二坐标差值的绝对值得到膜层厚度。

4.如权利要求2所述的测量膜层厚度的方法，其特征在于，当探针穿过膜层的第一表面之后直到探针穿过膜层的第二表面之前，探针做匀速运动，探针穿透膜层过程中匀速运动的速度乘以穿透膜层所需要的时间得到膜层厚度。

5.如权利要求1-4中任一项所述的测量膜层厚度的方法，其特征在于，当探针穿过膜层的第二表面之后继续向下一层膜层运动，并重复步骤S11和S12，并根据记录的探针位置计算得到膜层厚度或者探针穿透膜层运动的时间和速度计算膜层厚度。

6.如权利要求1所述的测量膜层厚度的方法，其特征在于，步骤S1之前还包括：

S0、去掉表面膜层的一部分，形成第一区域和第二区域，第一区域为未去掉膜层的区域，第二区域为去掉膜层的区域。

7.如权利要求6所述的测量膜层厚度的方法，其特征在于，步骤S1具体包括：

S113、在第一区域膜层的第一表面上根据基准探针确定基准面；

S114、测量探针在第二区域从基准平面开始向下运动，当测量探针所受的反作用力发生从无到有的突变时，测量探针的位置和膜层的第二表面在同一平面。

8.如权利要求7所述的测量膜层厚度的方法，其特征在于，所述步骤S13的基准面为根据膜层上第一表面上方三个不同的基准探针得到的平面，或者根据一个基准探针在膜层上方的第一表面的三个不同位置得到的平面。

9.如权利要求7所述的测量膜层厚度的方法，其特征在于，当测量探针运动到基准面时，记录测量探针上位移传感器沿膜层厚度方向的坐标为第三坐标，当测量探针所受的反作用力发生从无到有的突变时，再记录测量探针上位移传感器沿膜层厚度方向的坐标为第四坐标，计算第三坐标与第四坐标差值的绝对值得到膜层厚度。

10.如权利要求7所述的测量膜层厚度的方法，其特征在于，当测量探针从基准面运动到测量探针开始感受到反作用力的过程中测量探针做匀速运动，探针穿透膜层过程中匀速运动的速度乘以穿透膜层所需要的时间得到膜层厚度。

11.一种基于权利要求1-10中任一项所述的测量膜层厚度方法所使用的装置，其特征在于，包括探针和控制主机，探针用于沿膜层厚度方向运动，探针上还设置有反作用力传感器和位移传感器，其中反作用力传感器设置在探针的顶端，用于感测膜层表面对探针的反作用力，当反作用力发生突变时产生突变信号；

位移传感器设置在探针上，用于对探针的运动位置进行测量，得到位置数据；

所述控制主机与探针以及设置在探针上的反作用力传感器和位移传感器分别连接，用于获取反作用力传感器发送的突变信号以及位移传感器发送的位置数据，计算得到膜层厚度。

12.如权利要求11所述的测量膜层厚度的装置，其特征在于，还包括马达，与探针连接，用于对探针的运动速度进行控制，穿透膜层过程中探针的运动速度小于开始穿过膜层之前探针的运动速度。

13.如权利要求12所述的测量膜层厚度的装置，其特征在于，所述马达至少为两个，用于控制探针不同的运动速度，所述控制主机还用于控制与探针连接的不同马达之间的切换。

14.如权利要求11-13任一项所述的测量膜层厚度的装置，其特征在于，所述探针包括基准探针和测量探针，基准探针用于确定基准面，测量探针用于对膜层厚度进行测量。

15.如权利要求14所述的测量膜层厚度的装置，其特征在于，还包括计时器，用于记录探针穿过膜层的第一表面到探针穿过膜层的第二表面所用的时间，或用于记录测量探针从基准面运动到所受的反作用力发生从无到有的突变所用的时间。