KR100701301B1 - 다기능 회전요소형 타원해석기 - Google Patents

다기능 회전요소형 타원해석기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다기능 회전요소형 타원해석기(rotating element type ellipsometer)로서, 시편의 종류 및 측정 특성에 따라 종래의 회전편광기형, 회전분석기형, 및 회전보상기형 타원해석기들의 기능을 선택적으로 구현할 수 있도록 하는 다기능 회전요소형 타원해석기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위한 본 발명은 광원에서 조사된 빛을 편광시키는 편광기와, 편광기를 통과한 후 시편에서 반사된 빛의 편광상태를 변화시키는 위상지연판, 및 위상지연판을 통과한 빛의 특정편광성분만을 통과시키는 분석기를 모두 포함하고, 편광기와 위상지연판 및 분석기에는 회전위치제어가 가능한 구동모터가 장착되는 것을 특징으로 한다. 이에, 본 발명은 위상지연판을 빛의 반사경로 상에 위치 또는 반사경로 상으로부터 제거시킬 수 있고, 위상지연효과를 제어할 수 있다.
따라서, 본 발명은 하나의 타원해석기 시스템으로 시편의 종류 및 측정특성에 따라 광학부품의 교체나 재배치 없이 종래의 회전편광기형, 회전분석기형, 및 회전보상기형 타원해석기의 기능을 선택적으로 구현할 수 있다.
타원해석기, 편광기, 보상기, 위상지연, 분광기, 분석기

Description

다기능 회전요소형 타원해석기{Multi-mode rotating element type Ellipsometer}
도 1a는 종래의 회전 편광기형 타원해석기를 나타내는 사시도.
도 1b는 종래의 회전 분석기형 타원해석기를 나타내는 사시도.
도 2a 및 도 2b는 종래의 회전 보상기형 타원해석기를 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 다기능 회전요소형 타원해석기의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 4a는 위상지연판이 장착된 미닫이식 고정부재가 구동모터에 장착되어 반사경로 상에 위치(왼쪽) 또는 제거(오른쪽)된 상태를 나타내는 사시도.
도 4b는 위상지연판이 장착된 여닫이식 고정부재가 기울어진 상태로 구동모터에 장착되어 위상지연이 발생한 상태(왼쪽)와 기울기가 해제되어 위상지연이 소거된 상태(오른쪽)를 나타내는 사시도.
도 5는 도 4b에서 위상지연판이 최상단에 위치되도록 절개한 단면도로 빛의 입사 방향에 대한 위상지연판의 광축이 기울어져 위상지연이 발생한 상태(왼쪽)와 기울기가 해제되어 위상지연이 소거된 상태(오른쪽)를 나타내는 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101: 회전편광기형 타원해석기 102: 회전분석기형 타원해석기
103: 회전보상기형 타원해석기 110, 310: 광원
111a: 제1 편광기 111b: 제2 편광기
112, 312: 시편 113a: 제1 분석기
113b: 제2 분석기 114: 분광기
115: 광검출기 116: 위상지연판
300: 다기능 회전요소형 타원해석기 311: 편광기
313: 분석기 314: 분광기
315: 광검출기 316: 위상지연판
317: 편광제거기 320: 구동모터
321:몸체 321b: 고정홈
321c: 중공축 322, 322': 고정부재
323: 힌지 324: 광축
325: 입사 방향
본 발명은 광측정기인 타원해석기(ellipsometer)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 편광광학계를 회전시키면서 시편표면에서의 편광상태를 측정분석하는 회전요소형(rotating element type) 타원해석기에 관한 것이다.
타원해석기란, 편광을 이용하여 시편의 표면이나 박막의 광학적 특성과 미세 구조적 특성을 측정 분석하는 것이다. 이러한 타원해석기는 다양한 광학구조와 작동원리로 운용이 되는데, 그 종류가 수백 가지이며, 종류에 따라 고유한 측정 특성 및 응용분야가 각각 다른 것이 특징이다.
일반적으로 타원해석기는 널링(nulling)형과, 포토매트릭(photometric)형, 및 간섭계(interferometric)형으로 분류된다. 그 중, 포토매트릭형 타원해석기는 다시 위상변이형 타원해석기와, 편광기 등을 회전시키는 회전요소형 타원해석기로 세분화될 수 있다.
회전요소형 타원해석기로는 광원쪽 편광기를 회전시키는 회전편광기형 타원해석기(rotating polarizer ellipsometer), 검출기쪽 편광기를 회전시키는 회전 분석기형 타원해석기(rotating analyzer ellipsometer), 및 위상지연판을 회전시키는 회전보상기형 타원해석기(rotating compensator ellipsometer)가 있다. 그리고, 특수하게는 두 개 이상의 광부품을 동시에 회전시키는 복합회전형 타원해석기(dual rotating ellipsometer)가 있다.
이와 같은 회전요소형 타원해석기들은 광학계의 구성이 서로 유사하다. 그러나, 각각의 동작방법이 다르고, 장치의 측정특성 또한 서로 다르기 때문에, 시편의 종류나 측정환경에 따라 각각 장단점이 있다.
이에 대해, 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1a는 종래의 회전 편광기형 타원해석기를 나타내는 사시도이고, 도 1b는 종래의 회전 분석기형 타원해석기를 나타내는 사시도이며, 도 2a 및 도 2b는 종래의 회전 보상기형 타원해석기를 나타내는 사시도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 회전편광기형 타원해석기(101)는 단색 또는 다색의 광원(110)과, 광원(110)에서 나온 빛을 편광시키는 제1 편광기(111a)와, 제1 편광기(111a)를 통과한 후 시편(112)에서 반사되어 나온 빛을 분석하는 제1 분석기(113a)와, 제1 분석기(113a)를 통과한 빛을 파장에 따라 분산시키는 분광기(114), 및 분광기(114)에 의해 파장별로 분산된 빛을 검출하는 광검출기(115)로 구성된다. 이때, 제1 편광기(111a)에는 광학 엔코더가 부착되어 있고, 이에 따라 시편(112)의 광학적 또는 구조적 특성 측정시 제1 편광기(111a)는 연속구동모터에 의해 연속적으로 회전하면서 엔코더의 위치 신호에 따른 빛의 밝기 변화를 검출한다. 여기서, 제1 분석기(113a)는 제1 편광기(111a)와 동일한 광학부품이나, 부품 배열에 따른 기능상 ‘제1 분석기(113a)’라고 지칭한다.
회전분석기형 타원해석기(102)는 도 1b에 나타낸 바와 같이, 회전편광기형 타원해석기(도 1a의 101)와는 달리 제2 편광기(111b)가 아닌 제2 분석기(113b)에 광학 엔코더가 부착된 구성을 갖고 제2 분석기(113b)가 연속회전을 한다. 그리고, 분광기(114)는 광원(110)과 제2 편광기(114) 사이의 빛의 입사경로에 위치되어 있다. 이는 분광기(114)의 반응이 제2 분석기(113b)의 회전 위치에 따라 달라질 수 있으므로, 이를 피하기 위해 분광기(114)를 광원(110) 바로 다음에 설치하여 광원(110)으로부터 조사되는 빛을 미리 분광시키는 것이다.
이와 같이, 회전편광기형 타원해석기(101)와 회전분석기형 타원해석기(102)는 주요 구성부품이 유사한 구성을 갖는다. 그리고, 편광기 또는 분석기를 회전시키는 방식이기 때문에, 구조 및 그에 따른 작동원리가 단순하여 사용이 편리하다는 장점을 갖는다. 반면, 광원이 지닌 잔류편광이나 검출기가 지닌 편광 반응특성에 의한 실험 오차를 포함하고 있는 단점이 있다. 또한, 금속과 같이 흡수가 심한 물질 특성연구에는 적합하나, 투명한 시편에 대한 측정 감도는 좋지 않은 단점이 있다.
한편, 도 2a 및 도 2b를 참조하면 회전 보상기형 타원해석기(103)는 회전편광기형 타원해석기(도 1a의 101)및 회전분석기형 타원해석기(도 1b의 102)와 비교해 볼 때, 시편(112)과 제1 분석기(113a) 사이의 반사경로 상 또는 시편(112)과 제2 편광기(111b) 사이의 입사경로 상에 위상지연판(116)이 위치된 구성을 갖는다. 그리고, 위상지연판(116)에는 광학 엔코더가 부착되어 있다. 이와 같은 구성을 갖는 회전보상기형 타원해석기(103)는 시편(112)의 특성 측정시 제2 편광기(111b)와 제1 분석기(113a)는 고정되는 반면, 위상지연판(116)이 연속적으로 회전하게 된다. 따라서, 위상지연판(116)의 회전에 따른 밝기 파형을 검출하여 이를 컴퓨터(도시되지 않음) 등으로 분석함으로써, 시편(112)의 광학적 또는 구조적 특성을 분석할 수 있는 것이다.
이와 같이 위상지연판(116)을 회전시키는 방식을 갖는 회전 보상기형 타원해석기(103)는 회전편광기형 타원해석기(도 1a의 101) 및 회전분석기형 타원해석기(도 1b의 102)들의 단점들이 나타나지 않는다. 특히, 투명한 시편에 대해 높은 측정 감도를 가지는 장점이 있기 때문에, 반도체 유리 시편의 특성 측정에 유리하다. 반면, 회전 보상기형 타원해석기(103)는 회전편광기형 타원해석기(도 1a의 101) 및 회전분석기형 타원해석기(도 1b의 102)에 비해 구조 및 작동이 복잡하고, 이에 따 른 샘플링할 데이터의 양이 두 배로 늘어나기 때문에, 데이터 산출 속도가 두 배 더 느리다는 단점이 있다. 그리고, 파장에 따라 위상지연판(116)의 특성 오차가 발생될 수 있는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 종래의 회전편광기형, 회전분석기형, 및 회전보상기형 타원해석기들의 단점들을 보완하고 장점들을 살리기 위해, 시편의 종류 및 측정특성에 따라 종래의 회전편광기형, 회전분석기형, 및 회전보상기형 타원해석기들의 기능을 광부품의 이동없이 손쉽게 선택적으로 구현할 수 있도록 하는 다기능 회전요소형 타원해석기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다기능 회전요소형 타원해석기로서, 시편으로 소정의 빛을 조사하는 광원; 광원과 시편 사이의 빛의 입사경로 상에 위치되어 빛을 편광시키는 편광기; 편광기를 통과한 후 시편에서 반사된 빛의 편광상태를 변화시키는 위상지연판; 빛의 반사경로 상에 위치되어 빛의 특정 편광성분만을 통과시키는 분석기; 분석기를 통과한 빛의 편광상태를 제거하는 편광제거기; 및 편광제거기를 통과한 빛을 검출하는 광검출기를 포함하고, 편광기와 위상지연판 및 분석기에는 연속회전모터가 아니고 스테핑모터나 서보모터와 같이 회전위치제어가 가능한 구동모터가 장착되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 다기능 회전요소형 타원해석기는 편광제거기와 광검출기 사이의 반사경로 상에 위치되어 빛을 파장에 따라 분산시키는 분광기를 더 포 함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다기능 회전요소형 타원해석기는 구동모터의 회전구동을 정밀 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 다기능 회전요소형 타원해석기에 있어서, 위상지연판용 구동모터는 빛이 통과되는 중공축을 갖는 몸체와, 몸체의 입사면에 소정의 길이로 형성된 고정홈, 및 고정홈에 결합되고 여기에 위상지연판이 부착되는 고정부재를 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 고정부재는 고정홈에서 좌우로 이동하는 미닫이식 부착구조물일 수 있다. 이때, 위상지연판은 고정부재에 의해 빛의 반사경로 상에 위치되거나 빛의 반사경로 상에서 제거될 수 있다.
또한, 고정부재는 고정홈에 일측이 고정되고 타측이 회전하는 여닫이식 부착구조물일 수 있다. 이때, 위상지연판은 고정부재에 의해 소정의 각도로 회전됨에 따라 빛의 위상지연효과를 제어할 수 있다.
반면, 편광기와 분석기의 경우는 중공축에 삽입하면 된다.
한편, 본 발명에 따른 다기능 회전요소형 타원해석기에 있어서, 광원은 광대역 파장을 갖는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명에 따른 다기능 회전요소형 타원해석기에 있어서, 편광기는 빛을 선편광시키는 선편광기인 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다기능 회전요소형 타원해석기에 대한 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 다기능 회전요소형 타원해석기의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 그리고, 도 4a는 위상지연판이 장착된 미닫이식 고정부재가 구동모터에 장착되어 반사경로 상에 위치(왼쪽) 또는 제거(오른쪽)된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 4b는 위상지연판이 장착된 여닫이식 고정부재가 구동모터에 장착되어 기울어져 위상지연이 발생한 상태(왼쪽)와 기울기가 해제되어 위상지연이 소거된 상태(오른쪽)를 나타내는 구성도이다. 또한, 도 5는 도 4b에서 위상지연판이 최상단에 위치되도록 절개한 단면도로 빛의 입사 방향에 대한 위상지연판의 광축이 기울어져 위상지연이 발생한 상태(왼쪽)와 기울기가 해제되어 위상지연이 소거된 상태(오른쪽)를 나타내는 단면도이다.
도 3 내지 도 5을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 회전요소형 타원해석기(300)는 측정하고자 하는 시편(312)으로 단색 또는 다색의 빛을 조사하는 광원(310)과, 빛을 편광시키는 편광기(311)와, 빛의 편광상태를 변화시키는 위상지연판(316)과, 빛의 특정 편광성분만을 통과시키는 분석기(313)와, 편광상태를 제거하는 편광제거기(317), 및 편광제거기를 통과한 빛을 검출하는 광검출기(315)를 포함한다. 이때, 편광기(311)와, 위상지연판(316), 및 분석기(313)에는 회전가능한 구동모터(320)가 각각 탈부착 가능하도록 장착되어 있다. 한편, 본 실시예에서는 빛을 분산시키는 분광기(314)와, 구동모터(320)들을 제어하는 제어부(도시되지 않음)를 더 포함하는 구성을 갖는다.
본 실시예에서는 광원(310)에서 시편(312)으로의 빛의 입사경로 상에 편광기(311)가 위치되어 있고, 시편(312)에서 광검출기(315)로의 빛의 반사경로 상에 편 광기(311)와 동일한 광학부품인 분석기(313)가 위치되어 있다. 그리고, 시편(312)과 분석기(313) 사이에는 위상지연판(316)이 위치되어 있고, 광검출기(315)와 분석기(313) 사이에는 편광제거기(317)가 위치되어 있으며, 광검출기(315) 바로 앞에는 분광기(314)가 위치되어 있다.
이와 같은 구성을 갖는 본 실시예에 따른 다기능 회전요소형 타원해석기(300)에서는 광원(310)에서 나온 빛이 편광기(311)를 통과하면서 선편광으로 변한 후, 시편(312)에서 반사되어 다시 편광이 변하게 된다. 이와 같이 변화된 편광은 위상지연판(316)를 통과하면서 다시 한번 더 편광의 변화가 발생한 다음, 분석기(313)를 통과하면서 특정 편광성분만이 선별되고, 이후 분광기(314)를 거쳐 광검출기(315)에 입사됨으로써 검출된다. 이에 광검출기(315)에서는 파장별로 밝기신호를 측정함으로써 시편의 광학적 또는 구조적 특성을 측정하게 된다.
여기서, 본 실시예에 따른 광원(310)은 광대역 파장을 갖는 것이 바람직하고, 편광기(311), 위상지연판(316), 및 분석기(313)에는 위치제어가 가능한 구동모터(320)가 각각 장착되어 있다. 이때, 구동모터(320)는 예컨대, 스테핑 모터나 서보 모터일 수 있으며, 제어부(도시되지 않음)에 의해 회전구동이 정밀 제어될 수 있다.
이와 같은 본 실시예에 따른 구동모터(320)에 대해 도 4a 및 도 4b를 참조하여 좀 더 살펴보면, 다음과 같다.
즉, 구동모터(320)는 빛이 통과되는 중공축(321c)을 갖는 몸체(321)와, 몸체(321)의 입사면(321a)에 소정의 길이로 형성된 고정홈(321b), 및 고정홈(321b)에 결합되고, 위상지연판(316)이 부착되는 고정부재(322)를 구비한다.
위상지연판(316)의 경우, 고정부재(322)는 예컨대 도 4a에 나타낸 바와 같이 구동모터(320)의 고정홈(321b)에 결합되어 고정홈(321b)에서 좌우로 이동하는 미닫이식 부착구조물일 수 있다. 여기서, 고정부재(322)의 입사면(321a)에 위상지연판(316)이 부착되는 경우, 고정부재(322)를 중공축(321c) 앞에 위치시키면 고정부재(322)에 부착된 위상지연판(316)은 빛의 반사경로 상에 위치되고, 중공축(321c)의 좌 또는 우에 위치시키면 위상지연판(316)은 빛의 반사경로 상에서 제거된다. 따라서, 본 실시예에서는 고정부재(322)의 좌우이동에 의해 위상지연판(316)을 빛의 반사경로 상에 위치시키거나. 반사경로 상에서 제거할 수 있다.
한편, 도 4b에 나타낸 바와 같이 고정부재(322')는 구동모터(320)의 고정홈(321b)에 결합될 시, 예컨대 고정홈(321b)에 일측만이 힌지(hinge)에 의해 고정되고, 타측은 전방으로 회전하는 여닫이식 부착구조물일 수 있다. 이에, 고정부재(322')의 입사면(321a)에 위상지연판(316)이 부착되고, 도 5에 나타낸 바와 같이 고정부재(322')가 소정의 각도로 회전되면, 고정부재(322')에 부착된 위상지연판(316)도 소정의 각도로 회전된다. 따라서, 본 실시예에서는 빛의 반사경로 상에 위치된 위상지연판(316)의 기울기를 조정함으로써, 빛의 위상지연효과를 제어할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시에 따른 다기능 회전요소형 타원해석기는 회전편광기형 타원해석기, 회전분석기형 타원해석기, 및 회전보상기형 타원해석기에서 공통적으로 사용되는 광학부품을 모두 포함하는 구성을 갖는다. 그리고, 위 상지연판을 광경로로부터 일시적으로 제거하거나 또는 복귀가 가능하도록 하는 기능을 가지며 편광제거지를 갖는다. 이에, 본 실시예에 따른 다기능 회전요소형 타원해석기는 광부품의 탈부착이나 재배열 과정이 없이 회전편광기형 타원해석기, 회전분석기형 타원해석기, 및 회전보상기형 타원해석기의 기능을 모두 수행할 수 있다.
따라서, 이하에서는 본 실시예에 따른 다기능 회전요소형 타원해석기를 이용하여 회전편광기형 타원해석기, 회전분석기형 타원해석기, 및 회전보상기형 타원해석기의 기능을 수행하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 다기능 회전요소형 타원해석기(300)를 이용하여 회전편광기형 또는 회전분석기형 타원해석기의 기능을 수행하기 위해서는 회전편광기형 또는 회전분석기형 타원해석기에서는 위상지연판(316)의 기능이 사용되지 않기 때문에, 위상지연판(316)을 제거하거나 위상지연 효과를 없애 주어야 한다.
이는 예컨대, 세 가지 방법이 있다. 첫째로, 위상지연판(316)이 부착되는 고정부재로서 미닫이식 고정부재(322)를 사용함으로써, 위상지연판(316)을 빛의 반사경로 상에서 일시적으로 제거할 수가 있다. 이 경우, 미닫이식 고정부재(322)가 고정홈 내에서 좌우로만 움직일 수 있기 때문에, 좌우이동으로 인한 위상지연판(316)의 광축이 바뀌지 않는 장점이 있다.
둘째로, 도 4b에 나타낸 바와 같이 여닫이식 고정부재(322')를 사용하여 위상지연판(316)의 기울기를 바꿈으로써, 위상지연 효과를 없앨 수가 있다. 즉, 도 5 의 왼쪽에 나타낸 바와 같이 위상지연판(316)이 소정의 각도로 회전된 상태로 위치되는 경우에는 위상지연판(316)의 광축(324)이 빛의 입사방향(325)에 대해 기울어지게 되므로 위상지연이 발생하나, 도 5의 오른쪽에 나타낸 바와 같이 위상지연판(316)이 회전되지 않은 상태에서는 위상지연판(316)의 광축(324)이 빛의 입사방향(325)과 평행하게 되므로, 투과한 빛의 위상은 입사하는 빛의 편광상태에 무관하게 되어 위상지연효과가 나타나지 않게 된다. 이와 같이, 위상지연판(316)이 여전히 반사경로 상에 놓여 있으면서도 광학적으로는 반사경로 상으로부터 제거된 효과가 발생한다.
셋째, 위상지연판(316)과 분석기(313)가 위치제어가 가능한 스테핑모터나 서보모터에 의해 구동되므로, 위상지연판(316)의 광축(324)과 분석기(313)의 투과축(빛이 투과되는 축)이 서로 평행 또는 수직하도록 위상지연판(316)과 분석기(316)를 배열함으로써, 빛의 위상지연 효과를 제거할 수가 있다.
따라서, 본 실시예에서 빛의 반사경로 상으로부터 위상지연판(316)을 제거하거나 위상지연 효과를 없애 주면, 회전편광기형 또는 회전분석기형 타원해석기의 기능을 수행할 수 있다.
즉, 이와 같은 위상지연판의 역할이 없는 상황에서 편광기(311)를 회전시키면서 측정을 수행하면, 회전편광기형 타원해석기를 구현할 수 있다. 마찬가지로, 본 실시예에서 빛의 반사경로 상으로부터 위상지연판(316)을 제거하거나 위상지연 효과를 제거한 상태에서 분석기(313)를 회전시키면서 측정을 수행하면, 회전분석기형 타원해석기의 기능을 수행할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 도 1b에 도시된 기존 방식과는 달리 분광기(314)가 분석기(313) 다음에 위치하므로 분석기(313)의 회전에 따른 편광 방향의 변화에 대한 분광기(314)의 반응값이 달라질 수 있다. 이를 위해 본 실시예에서는 분석기(313) 다음에 편광제거기(317)를 위치시켜 분광기(314)에는 편광제거기에 의해 편광특성이 제거된 상태의 빛이 입사되도록 함으로써, 반응값이 달라지지 않는다. 여기서, 편광제거기(317)는 회전편광기형 또는 회전보상기형 타원해석기의 기능을 수행할 시 빛의 특성에 영향을 주지 않으므로 그대로 위치된 채로 두면 된다.
다음으로, 본 실시예에 따른 다기능 회전요소형 타원해석기(300)를 이용하여 회전보상기형 타원해석기의 기능을 수행하고자 할 시에는 도 4a에 나타낸 구동모터(320)의 고정부재(322)를 중공축에 위치시키거나, 도 4b에 나타낸 구동모터(320)의 고정부재(322')를 소정의 각도로 회전시킴으로써, 고정부재(322, 322')에 부착된 위상지연판(316)의 위상지연 값을 회복시켜준 뒤, 위상지연판(316)을 회전시키면서 밝기신호를 검출하면 된다.
한편, 본 발명에 따른 다기능 회전요소형 타원해석기는 앞서 설명한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이 가능하다. 예컨대, 본 실시예에서는 시편과 광검출기 사이의 빛의 반사경로 상에 위상지연판이 위치되어 있으나, 위상지연판은 광원과 시편 사이의 입사경로 상에 위치될 수도 있다. 그리고, 본 실시예에서는 회전편광기형 타원해석기, 회전분석기형 타원해석기, 및 회전보상기형 타원해석기의 기능을 수행하는 방법에 대해 설명하였지만, 편광기와 보상기, 편광기와 분석기, 또는 보상기와 분석기를 연속적으로 회전시키면서 밝기신호를 검출하는 복합회전형 타원해석기로도 이용될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 다기능 회전요소형 편광타원해석기는 광원에서 조사된 빛을 편광시키는 편광기와, 편광기를 통과한 후 시편에서 반사된 빛의 편광상태를 변화시키는 위상지연판, 및 위상지연판을 통과한 빛의 특정편광성분만을 통과시키는 분석기를 모두 포함하고, 편광기와 위상지연판 및 분석기에는 위치제어가 가능한 구동모터가 각각 장착되는 것을 특징으로 한다. 이에, 본 발명은 위상지연판을 빛의 반사경로 상에 위치 또는 반사경로 상으로부터 제거시킬 수 있고, 위상지연효과를 제어할 수 있다.
따라서, 본 발명은 하나의 타원해석기 시스템으로 기존의 회전편광기형, 회전분석기형, 회전보상기형, 및 복합회전형 타원해석기를 구현할 수가 있다.
특히, 기존의 회전편광기형, 회전분석기형, 및 회전보상기형 타원해석기에서 공통적으로 사용되는 광학부품을 최대한 사용하기 때문에 큰 추가적인 부담이 없이 제작가능이 가능하다.
그리고, 위상지연판의 탈부착 과정에 있어서 그 방법이 전체 광학시스템의 정렬에 영향을 주지 않고, 또한 복귀 과정에 있어서 위상지연판의 광축이 정확히 원위치될 수 있기 때문에, 기존의 회전편광기형, 회전분석기형, 및 회전보상기형 타원해석기의 기능을 선택적으로 수행할 시 부수적인 위치설정 과정이 필요하지 않다. 또한 편광제거기가 분석기 다음에 설치되어 있어 회전분석기로 사용하더라도 분광기의 위치를 바꿀 필요가 없다.

Claims (9)

  1. 시편으로 빛을 조사하는 광원;
    상기 광원과 상기 시편 사이의 상기 빛의 입사경로 상에 위치되어 상기 빛을 편광시키는 편광기;
    상기 편광기를 통과한 후 상기 시편에서 반사된 상기 빛의 편광상태를 변화시키는 위상지연판;
    상기 빛의 반사경로 상에 위치되어 상기 빛의 특정 편광성분만을 통과시키는 분석기;
    상기 분석기를 통과한 상기 빛의 편광상태를 제거하는 편광제거기; 및
    상기 편광제거기를 통과한 상기 빛을 검출하는 광검출기를 포함하고,
    상기 편광기와 상기 위상지연판 및 상기 분석기에는 위치제어가 가능한 구동 모터가 각각 장착되되,
    상기 구동모터는, 상기 빛이 통과되는 중공축을 갖는 몸체와, 상기 몸체의 입사면에 소정의 길이로 형성된 고정홈, 및 상기 고정홈에 결합되고 상기 위상지연판이 부착되는 고정부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 다기능 회전요소형 타원해석기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 편광제거기와 상기 광검출기 사이의 상기 반사경로 상에 위치되어 상기 빛을 파장에 따라 분산시키는 분광기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 회전요소형 타원해석기.
  3. 제1항에 있어서, 구동모터의 회전구동을 정밀 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 회전요소형 타원해석기.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 고정부재는 상기 고정홈에서 좌우로 이동하는 미닫이식 부착구조물인 것을 특징으로 하는 다기능 회전요소형 타원해석기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 위상지연판은 상기 고정부재에 의해 상기 빛의 반사경로 상에 위치되거나 상기 빛의 반사경로 상에서 제거되는 것을 특징으로 하는 다기능 회전요소형 타원해석기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 고정부재는 상기 고정홈에 일측이 고정되고 타측이 회전하는 여닫이식 부착구조물인 것을 특징으로 하는 다기능 회전요소형 타원해석기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 위상지연판은 상기 고정부재에 의해 소정의 각도로 회전됨에 따라 상기 빛의 위상지연효과를 제어하는 것을 특징으로 하는 다기능 회전요소형 타원해석기.
  9. 삭제
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