KR100605507B1 - 편광 상태 측정 장치 및 그 측정 방법 - Google Patents

편광 상태 측정 장치 및 그 측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 노광되는 빛이 비편광인지, 방사편광인지, 방위편광인지 여부와 각 상태의 비율을 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 기판 및 기판에 핀홀을 형성하고, 핀홀 내부에 선형편광자(linear polarizer)를 설치한 것을 특징으로 한다. 또한 광원으로부터 나오는 빛을 조사하는 조명계와 상이 맺히는 스크린 사이에 선형편광자가 설치된 핀홀이 형성된 기판을 장착하는 단계와 기판에 조명계를 통해 빛을 조사하여 스크린에 핀홀을 통과한 빛에 대한 상을 맺히도록 하는 단계와 스크린에 맺힌 상을 이용하여 빛의 편광상태를 판단하는 판단 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 편광 상태 측정 장치 및 방법은 기판 상에 핀홀을 형성하고 그 내부에 선형편광자를 설치하여 그 구조가 간단하고 제작하기가 쉬우며, 기판 상에 빛을 조사하여 스크린에 맺힌 상으로부터 곧바로 빛의 편광 상태를 알 수 있는 효과가 있다.
노광장치, 편광

Description

편광 상태 측정 장치 및 그 측정 방법{Apparatus and Method for Evaluating Polarization of Light}
도 1은 반도체 제조용 노광장치의 구성도를 나타낸다.
도 2a와 2b는 빛이 방위편광되어 포토마스크에 입사되는 경우의 정면도와 평면도이다.
도 3a와 3b는 빛이 방사편광되어 포토마스크에 입사되는 경우의 정면도와 평면도이다.
도 4a와 4b는 본 발명에 의한 편광 상태 측정 장치의 제 1실시예에 대한 정면도와 평면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 편광 상태 측정 장치의 제 2실시예에 대한 정면도이다.
도 6은 본 발명에 의하여 편광상태 및 그 비율을 측정하는 방법을 나타낸다.
도 7a, 7b, 7c는 기판에 입사된 빛이 비편광인 경우 스크린에 나타난 상을 나타낸다.
도 8a, 8b, 8c는 기판에 입사된 빛이 방위편광된 경우 스크린에 나타난 상을 나타낸다.
도 9a, 9b, 9c는 기판에 입사된 빛이 방사편광된 경우 스크린에 나타난 상을 나타낸다.
< 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 >
100, 300 : 기판,
150, 350 : 핀홀,
160, 360 : 선형편광자
본 발명은 빛의 편광 상태를 측정하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노광되는 빛이 비편광인지, 방사편광인지, 방위편광인지 여부와 각 상태의 비율을 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자는 웨이퍼 상에 사진, 식각, 확산, 화학기상증착 등의 공정을 반복 수행함으로써 만들어진다. 이중에서도 웨이퍼 위에 에칭 공정의 방어막 역할을 하는 유기물의 특정 패턴을 적절한 파장의 빛과 마스크를 이용하여 정확한 크기로 전사하는 노광공정은 전체 공정시간의 60% 이상을 차지하는 핵심 공정이라 할 수 있다. 웨이퍼에 만들려고 하는 회로 패턴을 지니고 있는 포토마스크를 통해 빛을 통과시켜 그 형태를 포토마스크로부터 웨이퍼상의 감광제(photoresist)로 옮기는 작업, 즉 광원을 이용하여 원하는 부분에 미세 패턴을 형성시키는 기술을 광미세가공기술(photolithography)라 하고 이 공정을 수행하는 장치를 노광장치라고 한다.
포토마스크(photomask) 또는 레티클(reticle)은 유리기판 위에 반도체의 미 세회로를 형상화한 것으로, 투명한 석영기판 상층에 도포된 크롬 박막을 이용하여 반도체 집적회로를 실제 크기의 1~5배로 식각해 놓은 제품을 말한다. 원래 레티클은 패턴의 확대부분만을 나타낸 것을 말하고, 포토마스크는 실제 웨이퍼 크기에 패턴을 반복적으로 나타낸 것을 말하나, 일반적으로 양자는 혼용되고 있으므로 이하에서는 포토마스크라고만 사용한다.
노광장치는 콘택트(contact) 방식과 투영(projection) 방식 등 크게 두 종류로 나눌 수 있으나, 전자는 반도체 제조용으로 거의 사용되지 않으므로 후자에 대해서만 검토한다. 도 1은 반도체 제조용 노광장치의 구성도를 나타낸다.
노광장치는 빛을 공급하는 광원계(미도시)와 광원에서 나오는 빛을 균일한 면광원으로 확산시키는 동시에 일정한 크기로 접속시키는 조명광학계(10), 포토마스크(20), 포토마스크(20)를 통과한 빛이 웨이퍼(40)의 원하는 위치에 일정한 배율로 전사되도록 하는 투영광학계(30)로 구성되어 있다.
노광장치의 성능은 해상도(resolution)와 초점심도(depth of field, DOF)에 의해 결정된다. 해상도는 "몇 μm까지의 미세 패턴을 전사할 수 있는가"라는 척도로 다음 식에 의해 결정된다.
Figure 112004051665865-pat00001
여기에서 K1은 공정이나 감광제 등에 의해 결정되는 상수, λ는 광원의 파장, NA 는 렌즈의 개구수(numerical aperture)이다. 이 식에 의하면 노광장치의 해상도를 높이기 위해서는 λ는 작게, NA 는 크게 할 필요가 있다.
초점심도는 "몇 μm의 단차(focus) 범위까지 유효한 전사상을 얻을 수 있는가"를 나타내는 척도로써, 일반적으로 다음 식으로 나타낸다.
Figure 112004051665865-pat00002
여기에서 K2는 상수이다. 이 식에 의하면 λ는 작게, NA 는 크게 하면 초점심도가 좁아진다.
반도체 소자가 고집적화되고 회로패턴이 복잡해지면서 회로패턴의 선폭에 대한 미세화는 소자를 집적화하는데 필수적인 요건이 되고 있다. 현재까지의 노광 기술은 주로 광원의 파장을 최대한 줄임으로써 회로의 해상도를 향상시키는 방향으로 전개되었다. 예를 들어 최근에는 KrF 엑시머 레이저(λ=248nm) 뿐만 아니라 ArF 엑시머 레이저(λ=193nm)나 F2 엑시머 레이저(λ=157nm)를 이용하거나, X선, 극단파 자외선과 같은 이온빔이나 전자빔 등을 이용하는 기술도 점차 활성화되고 있는 실정이다.
노광장치의 해상도를 향상시키기 위한 방안으로 조명광학계의 개선도 시도되고 있다. 그 중 대표적인 것이 오프-액시스 투영방식(off-axis illumination)이다. 이는 포토마스크에 빛을 경사지게 입사시킨다. 그 결과 입사광은 포토마스크 상의 패턴에서 회절하지 않고 직진한 0차광과 패턴에 의해 회절된 ±1차광, 그리고 그 이상의 고차광으로 갈라지게 되는 데, 이중 0차광과 +1차광만을 축소투영렌즈를 이용하여 웨이퍼상의 감광제에 전사시키는 것이다. 이에 대한 자세한 내용은 미국특 허 4,947,413 또는 미국특허 6,233,041에 나타나 있다.
또한 오프-액시스 투영방식과 더불어 편광을 이용한 노광장치도 나타나고 있다. 즉 광원에서 발생된 빛을 조명광학계에서 선형편광, 방위편광(azimuthal polarization) 또는 방사편광(radial polarization)시킨 후 이를 포토마스크에 입사시킴으로써 해상도를 높이는 방법이다.
빛은 전기장과 자기장이 서로 수직을 유지하면서 그 진행방향에 대해 횡으로 진동하면서 전파되는 것이다. 어느 한 방향으로 진행하는 빛에 대해 전기장이 진행하는 방향(편광방향)은 진행방향에 수직인 평면 위에 아무 방향으로나 놓일 수 있어 각 방향에 대한 성분으로 분리할 수 있다. 보통의 광원에서 나오는 빛은 제멋대로 편광된 빛이 무수히 많이 섞여 있는데 이를 '비편광'이라 한다.
도 2a와 2b는 빛이 '방위편광'되어 포토마스크에 입사되는 경우의 정면도와 평면도이다. 도 2a를 참조하면, 방위편광이란 빛의 전기장 벡터(
Figure 112004051665865-pat00003
)와 포토마스크의 표면에 대한 법선 벡터(
Figure 112004051665865-pat00004
)가 수직이 되도록 편광된 것을 말한다. 즉 다음 식과 같은 관계를 가진다.
Figure 112004051665865-pat00005
따라서 방위편광된 빛의 전기장은 도 2b에 나타난 바와 같이 포토마스크의 표면과 대한 극좌표(polar coordinate)상에서 보면 거리축에 항상 수직이 되며 또는 XY평면상에서 보면 중심을 둘러싸고 있는 형태가 된다.
도 3a와 3b는 빛이 '방사편광'되어 포토마스크에 입사되는 경우의 정면도와 평면도이다. 도 3a를 참조하면, 방사편광이란 빛의 전기장 벡터(
Figure 112004051665865-pat00006
)가 빛의 진행방향에 대한 벡터(
Figure 112004051665865-pat00007
)와 포토마스크의 표면에 대한 법선 벡터(
Figure 112004051665865-pat00008
)가 형성하는 평면상에 있도록 편광된 것을 말한다. 이는 다음 식과 같은 관계를 가진다.
Figure 112004051665865-pat00009
따라서 방사편광된 빛의 전기장은 도 3b에 나타난 바와 포토마스크의 표면에 대한 극좌표상에서 보면 거리축에 항상 평행이 되며 또는 XY평면상에서 보면 중심으로부터 퍼져나가는 형태가 된다.
현재 조명광학계 측정 기술은 조명광학계의 형상을 측정할 수는 있으나 편광 상태를 알 수 있는 방법이 없다. 즉 현재의 조명광학계 측정 방법으로는 포토마스크에 입사되는 빛이 비편광인지, 선형편광인지, 방위편광인지, 방사편광인지 여부와 각각의 비율을 알 수 없다. 따라서 조명광학계의 편광 장치에서 문제가 발생하여 노광장치의 해상도가 떨어질 경우 조명광학계의 편광 상태를 알 수 있는 방법이 없어 유지 보수에 시간이 많이 소모될 수 있다.
본 발명의 목적은 노광되는 빛의 편광 상태 즉 비편광, 방위편광, 방사편광 여부를 간편하게 측정할 수 있는 편광 상태 측정 장치 및 그 측정 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 기판 및 상기 기판에 핀홀을 형성하고, 상기 핀홀 내부에 선형편광자(linear polarizer)를 설치한 것을 특징으로 한다.
또한 상기 기판은 투명재질의 투명판과 상기 투명판 표면에 도포된 패턴층으로 구성되고, 상기 패턴층에 상기 핀홀이 형성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 선형편광자는 금속 격자(metal grating)로 이루어지거나, 유전체 격자(dielectric grating)로 이루어지는 것이 바람직하다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 편광 상태 측정 방법은 광원으로부터 나오는 빛을 조사하는 조명계와 상이 맺히는 스크린 사이에 선형편광자가 설치된 핀홀이 형성된 기판을 장착하는 단계; 상기 기판에 상기 조명계를 통해 빛을 조사하여 상기 스크린에 상기 핀홀을 통과한 빛에 대한 상이 맺히도록 하는 단계; 상기 스크린에 맺힌 상을 이용하여 빛의 편광상태를 판단하는 판단 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 기판과 상기 스크린 사이에 설치하여 상기 스크린에 맺히는 상의 크기를 조절하는 렌즈부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 판단 단계는 상기 스크린에 맺힌 상이 상기 선형편광자의 편광축이 어느 방향에 위치하더라도 항상 같으면 상기 기판에 조사된 빛은 비편광으로 판단하는 것이 바람직하다.
또한 상기 기판은 투명재질의 투명판과 상기 투명판 표면에 도포된 패턴층으로 구성되고, 상기 패턴층에 상기 핀홀이 형성된 것이 바람직하다.
또한 상기 선형편광자는 금속 격자(metal grating)로 이루어지거나 유전체 격자(dielectric grating)로 이루어지는 것이 바람직하다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 실시예가 이하에서 개시되는 실시예에 한정할 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.
도 4a와 4b는 본 발명에 의한 편광 상태 측정 장치의 제 1실시예에 대한 정면도와 평면도이다.
도 4a를 참조하면, 기판(100)에 핀홀(150)이 형성되고, 핀홀(150) 내부에는 선형편광자(linear polarizer, 160)가 설치된다.
편광자(polarizer)란 어떤 특정한 방향으로 진동하는 빛을 흡수하여 그 방향에 수직인 방향으로 편광된 성분만을 통과시키는 광학기구를 말한다. 이때 선택적으로 빛을 통과시키는 방향을 편광축이라 한다. 본 실시예에서 X방향 선형편광자라 함은 편광축이 X축으로써 Y방향 성분의 빛을 흡수하여 X방향으로 선편광된 성분의 빛만을 통과시키는 것을 말한다.
선형편광자(160)는 금속 격자(metal grating)이나 유전체 격자(dielectric grating) 중 어느 하나를 선택하여 구성할 수 있다.
기판(100)에는 핀홀(150)이 하나가 형성될 수도 있고, 여러 개가 형성될 수 도 있다. 만약 핀홀이 두개라면 선형편광자의 편광축을 X축과 Y축으로 배치하여 X방향과 Y방향에 대해 각각 편광된 상(image)을 동시에 얻을 수 있다.
도 5는 본 발명에 의한 편광 상태 측정 장치의 제 2실시예에 대한 정면도이다.
도 5를 참조하면, 기판(200)이 제 1실시예와 달리 투명 재질의 투명판(210)과 패턴층(220)으로 구성된다. 투명판(210)은 유리나 석영 재질의 투명한 재질로 이루어지며, 패턴층(220)은 투명판(210) 표면에 도포된 박막으로 불투명한 재질로 구성된다. 패턴층(220)에 핀홀(250)이 형성되고, 핀홀(250) 내부에는 선형편광자(260)가 설치된다.
이하에서는 본 발명에 의한 편광 상태 및 그 비율의 측정 방법에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명에 의하여 편광상태 및 그 비율을 측정하는 방법을 나타낸다. 도 6을 참조하면, 빛을 조사하는 조명계(미도시)와 상이 맺히는 스크린(410) 사이에 기판(300)이 장착된다. 기판(300)에는 핀홀(350)이 형성되고, 핀홀(350) 내부에는 선형편광자(360)가 설치된다.
기판(300)에는 조명계(미도시)에 의해 비스듬하게 빛(420)이 입사된다. 기판에 조사된 빛(420)은 비편광일 수도 있고, 선형편광, 방위편광 또는 방사편광일 수도 있다. 또한 선형편광, 방위편광, 방사편광된 빛이 모두 섞여져 입사될 수도 있다.
기판(300)에 조사된 빛(420)은 핀홀(350)만 통과하고 다른 부분에 조사된 빛은 모두 반사된다. 조사된 빛(420)은 핀홀(350)을 통과하면서 선형편광자(360)에 의해 다시 선형편광자(360)의 편광축 방향으로 편광된다. 선형편광자(360)에 의해 편광된 빛(430)은 렌즈부(400)를 통과하여 스크린(410)에 상을 맺는다.
렌즈부(400)는 기판(300)과 스크린(410) 사에 위치하여, 선형편광자(360)에 의해 편광된 빛의 초점을 조절함으로써 스크린(410)에 맺히는 상의 크기를 조절하기 위해 사용된다. 렌즈부(400)에 의해 측정에 편리하도록 상의 크기를 조절함으로써 편광 상태 측정의 편의를 도모할 수 있다.
이하에서는 스크린에 나타난 상을 이용하여 빛의 편광 상태를 판단하는 방법에 대해 설명한다.
먼저 설명의 편의를 위해 기판(300)이 입사되는 빛이 비편광, 방위편광, 방사편광 각각에 대해서만 편광되어 입사되는 경우에 대해서 설명한다. 기판(300)에 입사되는 빛이 선형편광이라면, 빛의 편광축이 당해 선형편광자(360)의 편광축에 수직이라면 스크린에 상이 맺히지 않게 된므로 이에 대하여는 설명을 생략한다.
도 7a, 7b, 7c는 기판에 입사된 빛이 비편광인 경우 스크린에 나타난 상을 나타낸다. 스크린(410)에는 빛이 핀홀(350)에 의해 간섭 및 회절되어 밝게 보이는 극점이 나타난다. 각 극점에서 점선으로 표시된 화살표는 빛의 전기장 벡터로 편광 성분을 나타낸다.
도 7a는 핀홀(350)에 선형편광자(360)가 없는 경우이다. 조명계를 통해 기판 에 입사된 빛은 비편광이므로 X방향과 Y방향의 성분을 모두 포함하고 있다. 핀홀(350)에 선형편광자(360)가 없으므로 조사된 빛은 X방향과 Y방향 성분을 그대로 가지고 회절되어 스크린에는 X방향과 Y방향 성분을 그대로 포함하는 극점(611, 612, 613, 614)이 나타난다.
도 7b는 선형편광자(360)의 편광축이 X방향인 경우이다. 선형편광자(360)의 편광축이 X방향이면, 선형편광자(360)를 통과하는 빛은 X방향에 해당하는 성분만 가지고 통과하게 된다. 따라서 기판에 조사된 빛은 X방향과 Y방향 성분을 모두 가지고 있었으나, 선형편광자(360)에 의해 Y방향 성분이 제거되어 스크린에는 X방향 성분만을 포함하는 극점(621, 622, 623, 624)이 나타난다. 이는 스크린에 나타난 상의 겉모습만 보면 핀홀에 선형편광자가 없는 경우에 대한 상과 같다.
도 7c는 선형편광자(360)의 편광축이 Y방향인 경우이다. 선형편광자(360)의 편광축이 Y방향이면, 선형편광자(360)를 통과하는 빛은 Y방향에 해당하는 성분만 가지고 통과하게 된다. 따라서 기판에 조사된 빛은 X방향과 Y방향 성분을 모두 가지고 있었으나, 선형편광자(360)에 의해 X방향 성분이 제거되어 스크린에는 Y방향 성분만을 포함하는 극점(631, 632, 633, 634)이 나타난다. 이 경우도 스크린에 나타난 상만 보면 마찬가지로 선형편광자가 없는 경우에 대한 상과 같다. 결론적으로, 기판에 조사되는 빛이 비편광이면 선형편광자의 편광축이 어느 방향에 위치하더라도 항상 스크린에 나타나는 상이 같다.
도 8a, 8b, 8c는 기판에 입사된 빛이 방위편광된 경우 스크린에 나타난 상을 나타낸다.
도 8a는 핀홀(350)에 선형편광자(360)가 없는 경우이다. 조명계를 통해 기판에 입사된 빛은 방위편광이므로 극좌표상의 거리축에 수직인 성분만을 포함한다. 핀홀(350)에 선형편광자(360)가 없으므로 조사된 빛은 상기 성분을 그대로 가지고 회절되어 스크린에는 극좌표상의 거리축에 수직인 성분을 그대로 포함하는 극점(711, 712, 713, 714)이 나타난다. 즉 X축에 나타나는 극점(713, 714)은 Y방향에 해당하는 성분을 포함하고, Y축에 나타나는 극점(711, 712)에는 X방향에 해당하는 성분을 포함한다.
도 8b는 선형편광자(360)의 편광축이 X축인 경우이다. 선형편광자(360)의 편광축이 X축이면, 선형편광자(360)를 통과하는 빛은 X방향에 해당하는 성분만 가지고 통과하게 된다. 따라서 기판에 조사된 빛은 선형편광자(360)에 의해 Y방향 성분이 제거되어 스크린에는 X방향에 해당하는 성분을 가진 극점(721, 722)만 나타나게 된다. 즉 방위편광된 경우 선형편광자의 편광축이 X축이면 스크린에는 X축에 수직인 축인 Y축에 대해서만 극점(721, 722)이 나타난다.
도 8c는 선형편광자(360)의 편광축이 Y축인 경우이다. 선형편광자(360)의 편광축이 Y축이면, 선형편광자(360)를 통과하는 빛은 Y방향에 해당하는 성분만 가지고 통과하게 된다. 따라서 스크린에는 Y방향에 해당하는 성분을 가진 극점(731, 732)만 나타나게 된다. 즉 방위편광된 경우 선형편광자의 편광축이 Y축이면 스크린에는 Y축에 수직인 축인 X축에 대해서만 극점(731, 732)이 나타난다.
도 9a, 9b, 9c는 기판에 입사된 빛이 방사편광된 경우 스크린에 나타난 상을 나타낸다.
도 9a는 핀홀(350)에 선형편광자(360)가 없는 경우이다. 조명계를 통해 기판에 입사된 빛은 방사편광이므로 극좌표상의 거리축에 평행인 성분만을 포함한다. 핀홀(350)에 선형편광자(360)가 없으므로 조사된 빛은 상기 성분을 그대로 가지고 회절되어 스크린에는 극좌표상의 거리축에 평행인 성분을 그대로 포함하는 극점(811, 812, 813, 814)이 나타난다. 즉 X축에 나타나는 극점(813, 814)은 X방향에 해당하는 성분만 포함하고, Y축에 나타나는 극점(811, 812)에는 Y방향에 해당하는 성분만 포함한다.
도 9b는 선형편광자(360)의 편광축이 X축인 경우이다. 선형편광자(360)의 편광축이 X축이면, 선형편광자(360)를 통과하는 빛은 X방향에 해당하는 성분만 가지고 통과하게 된다. 따라서 스크린에는 X방향에 해당하는 성분을 가진 극점(821, 822)만 나타나게 된다. 즉 방사편광된 경우 선형편광자의 편광축이 X축이면 스크린에는 편광축인 X축에 대해서만 극점(821, 822)이 나타난다.
도 9c는 선형편광자(360)의 편광축이 Y축인 경우이다. 선형편광자(360)의 편광축이 Y축이면, 선형편광자(360)를 통과하는 빛은 Y방향에 해당하는 성분만 가지고 통과하게 된다. 따라서 스크린에는 Y방향에 해당하는 성분을 가진 극점(831, 832)만 나타나게 된다. 즉 방사편광된 경우 선형편광자의 편광축이 Y축이면 스크린에는 편광축인 Y축에 대해서만 극점(831, 832)이 나타난다.
상기의 결과로부터 편광 상태 및 그 비율을 측정하는 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
일반적으로 노광장치에 있서 조명광학계에서 조사되는 빛은 비편광일 수도 있으나, 선형편광, 방위편광, 방사편광된 빛이 섞여서 조사될 수도 있다. 이 때 빛을 조사하는 조명계와 상이 맺히는 스크린 사이에 선형편광자가 설치된 기판을 장착한다. 기판에 조명계를 통하여 빛을 조사하여 스크린에 핀홀을 통과한 빛에 대한 상이 맺히도록 한다. 스크린에 맺힌 상은 선형편광자를 통과한 경우이므로 선형편광자의 편광축에 수직한 성분은 모두 제거된다.
스크린에 맺힌 상을 보고 상기에서 설명한 바와 같이 선형편광자의 편광축에 수직인 축에 대해서 극점이 보다 뚜렷이 나타나면 기판에 조사된 빛은 방위편광된 성분을 포함하며, 선형편광자의 편광축에 대해서 극점이 보다 뚜렷이 나타나면 기판에 조사된 빛은 방사편광된 성분을 포함한다. 또한 스크린에 맺힌 상의 명암의 분포를 관할하면 선형편광, 방사편광, 방위편광 각 성분의 비율을 알 수 있다.
따라서 본 발명에 의하면 스크린에 맺힌 상의 극점의 분포와 명암의 분포를 관찰하여 조명계의 빛의 편광상태와 그 비율을 간단히 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 편광 상태 측정 장치 및 방법은 기판 상에 핀홀을 형성하고 그 내부에 선형편광자를 설치하여 그 구조가 간단하고 제작하기가 쉬우며, 기판 상에 빛을 조사하여 스크린에 맺힌 상으로부터 곧바로 빛의 편광 상태 및 그 비율을 알 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 기판; 및
    상기 기판에 핀홀을 형성하고,
    상기 핀홀 내부에 선형편광자(linear polarizer)를 설치한 것을 특징으로 하는 편광 상태 측정 장치
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기판은 투명재질의 투명판과 상기 투명판 표면에 도포된 패턴층으로 구성되고, 상기 패턴층에 상기 핀홀이 형성된 것을 특징으로 하는 편광 상태 측정 장치
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 선형편광자는 금속 격자(metal grating)로 이루어진 것을 특징으로 하는 편광 상태 측정 장치
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 선형편광자는 유전체 격자(dielectric grating)로 이루어진 것을 특징으로 하는 편광 상태 측정 장치
  5. 광원으로부터 나오는 빛을 조사하는 조명계와 상이 맺히는 스크린 사이에 선형편광자가 설치된 핀홀이 형성된 기판을 장착하는 단계;
    상기 기판에 상기 조명계를 통해 빛을 조사하여 상기 스크린에 상기 핀홀을 통과한 빛에 대한 상이 맺히도록 하는 단계;
    상기 스크린에 맺힌 상을 이용하여 빛의 편광상태를 판단하는 판단 단계로 이루어 진 것을 특징으로 하는 편광 상태 측정 방법
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 기판과 상기 스크린 사이에 설치하여 상기 스크린에 맺히는 상의 크기를 조절하는 렌즈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광 상태 측정 방법
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 판단 단계는
    상기 스크린에 맺힌 상이 상기 선형편광자의 편광축이 어느 방향에 위치하더라도 항상 같으면 상기 기판에 조사된 빛은 비편광으로 판단하는 것을 특징으로 하는 편광 상태 측정 방법
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 기판은 투명재질의 투명판과 상기 투명판 표면에 도포된 패턴층으로 구성되고, 상기 패턴층에 상기 핀홀이 형성된 것을 특징으로 하는 편광 상태 측정 방 법
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 선형편광자는 금속 격자(metal grating)로 이루어진 것을 특징으로 하는 편광 상태 측정 방법
  10. 제 5항에 있어서,
    상기 선형편광자는 유전체 격자(dielectric grating)로 이루어진 것을 특징으로 하는 편광 상태 측정 방법
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101472510B1 (ko) * 2013-05-28 2014-12-15 경북대학교 산학협력단 입사광에 대한 편광 의존성을 가지는 집광 패턴 가변 광 소자

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05296841A (ja) * 1992-04-24 1993-11-12 Satoshi Kawada 偏光測定装置及びこれを用いた偏光顕微鏡
JPH06317534A (ja) * 1992-04-27 1994-11-15 Canon Inc 検査装置と検査方法、並びにこれを用いたシステム
KR19980024342A (ko) * 1996-09-05 1998-07-06 세끼자와 다다시 편광장치 및 이를 이용한 투사광학장치
KR19990076790A (ko) * 1996-10-25 1999-10-15 요셉 바이써라스 8편광변조용 광학부품, 이러한 광학적부품을 포함하는 뮐러 편광계 및 일립서미터, 이 일립서미터의 컬리브레이션용 프로세스,및 일립서미터식 측정 프로세스
KR20050113002A (ko) * 2004-05-28 2005-12-01 광주과학기술원 키노폼 회절격자 광분배기를 이용한 편광 측정기

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05296841A (ja) * 1992-04-24 1993-11-12 Satoshi Kawada 偏光測定装置及びこれを用いた偏光顕微鏡
JPH06317534A (ja) * 1992-04-27 1994-11-15 Canon Inc 検査装置と検査方法、並びにこれを用いたシステム
KR19980024342A (ko) * 1996-09-05 1998-07-06 세끼자와 다다시 편광장치 및 이를 이용한 투사광학장치
KR19990076790A (ko) * 1996-10-25 1999-10-15 요셉 바이써라스 8편광변조용 광학부품, 이러한 광학적부품을 포함하는 뮐러 편광계 및 일립서미터, 이 일립서미터의 컬리브레이션용 프로세스,및 일립서미터식 측정 프로세스
KR20050113002A (ko) * 2004-05-28 2005-12-01 광주과학기술원 키노폼 회절격자 광분배기를 이용한 편광 측정기

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