[实用新型]膜厚测量装置

说明书

一种膜厚测量装置，属于光学领域。膜厚测量装置包括检测核心结构以及控制系统；检测核心结构包括：罩体、光源和相机，罩体具有第一容纳腔，第一容纳腔内具有用于容置膜的容置部；光源设置于第一容纳腔内，光源用于产生能够照射于容置部的光，相机具有能够转动的镜头，镜头位于来自膜的反射光的光路上以接收反射光并获得对应的二维图像；控制系统用于根据数学模型计算并获得构成二维图像的像素对应的厚度值以及膜厚。过上述设置，操作方便且使用方便，检测速度快且测试面积大，重复性误差小，不容易产生较大的测量误差。

技术领域

本申请涉及光学领域，具体而言，涉及一种膜厚测量装置。

背景技术

在光伏行业的生产中，人们经常需要测量硅片表面的薄膜(薄膜包括但不局限于氧化铝和氮化硅膜中的任一种)厚度。具体地说，需要将硅片上面的每一点的膜层厚度计算出来。

目前用来测量膜厚的主要技术有以下几种：1、椭偏仪：利用光的偏振效应和数学模型拟合来计算膜厚，它的缺点是对硅片的表面要求高、硅片的放置比较麻烦、超过一定范围结果严重不准确，而且只能测量一个点的膜厚。2、利用微波进行距离差测量，它的缺点是操作过程繁琐、测量精度取决于人放置物体的准确性，而且只能测量一个点的膜厚。3、日本学者提出的利用不同波长照射多个不同样本，分别计测透射光的光量来建立与膜厚的关系。这个方法只能测量平整硅片表面的薄膜，同时还要求膜的折射率不变，对氧化铝和氮化硅膜不适用。4、华南理工大学也提出了一种基于光干涉的新型弹流润滑膜厚测量方法，但该方法只能够基于光学弹性流体动力润滑试验台。

有鉴于此，特此提出本申请。

实用新型内容

本申请提供了一种膜厚测量装置，其能够有效解决上述至少一个技术问题。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请示例提供了一种用于本本申请第一方面提供的膜厚测量方法的膜厚测量装置，其包括检测核心结构以及控制系统。

检测核心结构包括：罩体、光源和相机，罩体具有第一容纳腔，第一容纳腔内具有用于容置膜的容置部。

光源设置于第一容纳腔内，光源用于产生能够照射于容置部的光，相机具有能够转动的镜头，镜头位于来自膜的反射光的光路上以接收反射光并获得对应的二维图像。

控制系统用于根据数学模型计算并获得构成二维图像的像素对应的厚度值以及膜厚，其中数学模型包括：像素的灰度值与厚度值的函数关系；或，构成像素的RGB、HSV和LAB参数与厚度值的函数关系。

通过上述设置，操作方便且使用方便，只需要相机获得二维图像，控制系统通过数学模型即可计算出整个膜的厚度分布情况，且相比于使用椭偏仪来进行检测，检测速度快且测试面积大，重复性误差小，因为本申请是通过检测膜的表面每个点的厚度值然后取其平均值作为整个膜的膜厚，相比于现有技术采用单点的厚度值来表征整个膜的膜厚，本申请的膜厚波动性更小，准确性更高，不容易产生较大的测量误差。

在本申请的一些可能的示例中，光源的发光面朝向容置部。

通过上述设置，当容置部内容置有膜时，光源发出的光能够直接照射于膜。

可选地，可选地，光源为面板光源，面板光源具有与镜头配合的安装孔。

面板光源的设置，使得光线均匀度好，光线柔和且亮度高。

在本申请的一些可能的示例中，检测核心结构包括匀光板，匀光板设置于罩体内并将第一容纳腔隔为第一腔体以及第二腔体，第一腔体位于第二腔体的上方，容置部、镜头分别位于第二腔体。

光源位于第一腔体内且光源的发光面朝向远离第二腔体的一侧，以使光源发射的光线以漫反射的方式照射于容置部。

通过上述设置，利用匀光板和光源的发光面的朝向的配合，使光源发出的光最终以漫反射的方式照射于容置部。