KR101637252B1 - 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법 - Google Patents

백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법에 관한 것으로서, 간섭신호 획득단계와, 인덱스 결정단계와, 위치 산출단계를 포함한다. 간섭신호 획득단계는 컬러 카메라를 이용하여 적색 간섭신호, 녹색 간섭신호 및 청색 간섭신호 중 적어도 2개의 컬러 간섭신호를 획득한다. 인덱스 결정단계는 적어도 2개의 컬러 간섭신호 사이의 위상차가 최소가 되는 위치를 0차 간섭신호 위치 인덱스로 결정한다. 실제위치 산출단계는 흑백 카메라를 통해 획득한 흑백 간섭신호에서 간섭신호가 측정된 위치 중 0차 간섭신호 위치 인덱스에 대응하는 위치를 0차 간섭신호 측정위치로 설정하고, 0차 간섭신호 측정위치에서 0차 간섭신호 측정위치의 위상값을 가감하여 광의 세기가 최대가 되는 0차 간섭신호 실제위치를 산출한다.

Description

백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법{Method for compensating error of fringe order in white-light phase-shifting interferometry}
본 발명은 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 백색광 위상천이 간섭계를 통해 획득한 간섭신호의 차수를 결정하는 과정에서 위상모호성으로 인한 오차를 방지하기 위한 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법에 관한 것이다.
간섭계란 측정하고자 하는 물체의 표면 및 기준면에 광을 조사시킨 후 반사 또는 투과되는 두 종류의 광으로부터 간섭신호를 형성하고, 이 간섭신호를 측정 및 해석하여 물체 표면의 형상에 대한 정보를 얻는 장치이다.
이러한 간섭계는 측정대상물의 형상을 용이하게 얻을 수 있으므로 산업분야에서 널리 활용되고 있으며, 특히 최근의 산업계 전 분야에 걸친 급속한 기술 발전은 반도체, MEMS, 평판 디스플레이, 광부품 등의 분야에서 미세 가공을 필요로 하며, 현재는 나노 단위의 초정밀 제조 기술이 필요한 단계로 진입하고 있고, 필요한 가공의 형상도 단순한 패턴에서 복잡한 형상으로 변화하고 있으며, 이에 따라 미세형상을 측정하는 기술의 중요성은 더욱 부각되고 있다.
이와 같은 간섭계 중 백색광 주사 간섭법에서의 가시도 추출 알고리즘을 이용하여 가시도의 최고점을 구하고, 이 최고점을 기준으로 주변의 측정 데이터를 가지고 위상천이 간섭법의 알고리즘으로 위상을 계산하여 이를 위치로 복원하는 백색광 위상천이 간섭법(WLPSI: White Light Phase Shifting Interferometry)이 널리 이용되고 있다.
도 1은 종래의 백색광 위상천이 간섭계에 있어서 간섭신호의 차수를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 종래의 백색광 위상천이 간섭계에 있어서 간섭신호의 차수를 결정하는 과정에서 발생하는 오차를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 백색광 위상천이 간섭계를 통해 획득한 간섭신호(10)와, 간섭신호의 세기의 절대값을 통해 얻어지는 가시도 함수(21)를 이용하여 간섭신호의 차수를 결정할 수 있다. 우선, 간섭신호(10)를 통해 가시도 함수(21)를 얻은 후, 간섭신호가 측정된 다수의 이격된 측정 포인트(11,12,13,14,15) 중 가시도 함수의 정점(22)에서 가장 가까운 측정 포인트(11)의 위치를 0차 간섭신호 측정위치(h1)로 설정한다. 0차 간섭신호 측정위치(h1)는 실질적으로 광의 세기가 최대가 되는 0차 간섭신호 실제위치(h0)가 아니므로, 0차 간섭신호 측정위치(h1)와 0차 간섭신호 측정위치(h1)의 위상값을 가감하여 실질적으로 광의 세기가 최대가 되는 0차 간섭신호 실제위치(h0)를 산출할 수 있다.
그러나, 도 2를 참조하면, 측정대상물의 물성, 측정대상물의 기울기, 외부 진동 등에 의해 0차 간섭신호 측정위치(h1)를 설정하는 과정에서 차수 결정 오차가 발생하게 되고, 이로 인해 2π 위상 모호성이 발생하게 된다. 즉, 수많은 오차 발생 요인으로 인해 간섭신호(10)에 노이즈가 섞이게 되면, 도 2에 도시된 바와 같이 가시도 함수(23)의 정점(24)이 0차 간섭신호 실제위치(h0)와 π 이상의 차이를 가지면서 벗어나게 된다.
이러한 상태에서 산출된 0차 간섭신호 오차위치(h2)는 0차 간섭신호 실제위치(h0)와 2π만큼 위상차를 가지면서, 측정대상물의 형상 측정에 있어서 오차가 발생하게 된다.
한국등록특허공보 제1239409호(2013.02.26 등록, 발명의 명칭 : ２D 형상 정보와 ３D 형상 정보의 동시 획득이 가능하며 레이저와 백색광을 광원으로 한 위상천이기반 형상측정장치 및 형상측정방법)
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가시도 함수를 이용하지 않고, 컬러 카메라를 통해 획득한 컬러 간섭신호를 이용하여 간섭신호가 측정된 위치 중 0차 간섭신호 측정위치를 설정함으로써, 간섭신호에서 차수를 결정하는 과정에서 발생할 수 있는 오차를 방지하고, 이로 인해 2π 위상 모호성을 방지할 수 있는 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법은, 백색광원과, 상기 백색광원에서 발생된 광을 이용하여 간섭신호를 생성하는 대물렌즈와, 상기 대물렌즈에 의해 생성되는 컬러 간섭신호를 획득하는 컬러 카메라와, 상기 대물렌즈에 의해 생성되는 흑백 간섭신호를 획득하는 흑백 카메라를 포함하는 백색광 위상천이 간섭계를 이용하고, 상기 컬러 카메라를 이용하여 적색 간섭신호, 녹색 간섭신호 및 청색 간섭신호 중 적어도 2개의 컬러 간섭신호를 획득하는 간섭신호 획득단계; 상기 적어도 2개의 컬러 간섭신호 사이의 위상차가 최소가 되는 위치를 0차 간섭신호 위치 인덱스로 결정하는 인덱스 결정단계; 및 흑백 카메라를 통해 획득한 흑백 간섭신호에서 간섭신호가 측정된 위치 중 0차 간섭신호 위치 인덱스에 대응하는 위치를 0차 간섭신호 측정위치로 설정하고, 상기 0차 간섭신호 측정위치에서 상기 0차 간섭신호 측정위치의 위상값을 가감하여 광의 세기가 최대가 되는 0차 간섭신호 실제위치를 산출하는 실제위치 산출단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법에 있어서, 상기 간섭신호 획득단계 이후, 상기 컬러 간섭신호 획득단계에서 획득한 적어도 2개의 컬러 간섭신호에서 각 컬러별로 위상을 추출하는 위상 추출단계;를 더 포함하고, 상기 인덱스 결정단계는, 상기 위상 추출단계에서 추출된 서로 다른 컬러의 위상 사이의 위상차가 최소가 되는 위치를 상기 0차 간섭신호 위치 인덱스로 결정할 수 있다.
본 발명에 따른 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법에 있어서, 상기 간섭신호 획득단계는, 상기 적색 간섭신호, 상기 녹색 간섭신호 및 상기 청색 간섭신호를 획득하고, 상기 인덱스 결정단계는, 서로 다른 2개의 컬러 간섭신호의 위상 사이의 위상차의 절대값의 합이 최소가 되는 위치를 상기 0차 간섭신호 위치 인덱스로 결정할 수 있다.
본 발명에 따른 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법에 있어서, 상기 위상 추출단계는, 웨이블릿 변환을 통해 상기 컬러 간섭신호로부터 상기 위상을 추출할 수 있다.
본 발명의 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법에 따르면, 간섭신호에서 차수를 결정하는 과정에서 발생할 수 있는 오차를 방지하고, 이로 인해 2π 위상 모호성을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법에 따르면, 위상 모호성을 방지함으로써, 측정대상물에 대하여 보다 정확하게 형상을 측정할 수 있고, 측정 정밀도도 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 백색광 위상천이 간섭계에 있어서 간섭신호의 차수를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 종래의 백색광 위상천이 간섭계에 있어서 간섭신호의 차수를 결정하는 과정에서 발생하는 오차를 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명의 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법을 구현하기 위한 백색광 위상천이 간섭계를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법을 순차적으로 도시한 도면이고,
도 5는 도 4의 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법에 있어서 간섭신호 획득단계를 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 도 4의 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법에 있어서 위상 추출단계를 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 도 4의 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법에 있어서 인덱스 결정단계를 설명하기 위한 도면이고,
도 8은 도 4의 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법에 있어서 실제위치 산출단계를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법을 구현하기 위한 백색광 위상천이 간섭계를 개략적으로 도시한 도면이다.
우선, 도 3을 참조하면, 본 발명의 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법을 구현하기 위한 백색광 위상천이 간섭계(100)는, 백색광원(110)과, 대물렌즈(120)와, 대물렌즈 구동부(130)와, 컬러 카메라(140)와, 흑백 카메라(150)를 포함한다.
상기 백색광원(110)은 백색광을 발생하는 광원으로서, 할로겐 램프, LED 등이 이용될 수 있다. 백색광원(110)의 후방에는 백색광을 콜리메이팅하는 콜리메이팅 렌즈 등이 배치될 수 있다.
상기 대물렌즈(120)는 백색광원(110)에서 발생된 백색광을 측정대상물(1)과 기준미러(123)로 전달하여, 측정대상물(1)에서 반사된 광과 기준미러(123)에서의 기준광을 이용하여 간섭신호를 생성한다. 본 실시예의 대물렌즈(120)는 집광렌즈(121)와, 광분할기(122)와, 기준미러(123)를 포함한다.
도 3을 참조하면, 집광렌즈(121)는 측정대상물(1)에 광을 집속시키기 위한 것으로서, 백색광원(110)에서 발생된 백색광은 집광렌즈(121)를 통과하여 광분할기(122) 측으로 진행한다.
광분할기(122)는 집광렌즈(121)를 통과한 광을 반사시키거나 투과시킨다. 광분할기(122)에 의해 반사된 광은 기준미러(123)로 입사되고, 광분할기(122)를 투과한 광은 측정대상물(1)에 조사된 후 측정대상물(1)에서 다시 반사된다.
기준미러(123)는 측정대상물(1)에 의해 반사되는 광과 광경로차가 나는 기준광을 생성하기 위한 것으로서, 집광렌즈(121)와 광분할기(122) 사이에 배치된다. 기준미러(123)는 광분할기(122)에서 반사되어 입사되는 광을 다시 광분할기(122) 측으로 반사시킨다.
측정대상물(1)에서 반사된 광과 기준미러(123)에 의해 생성된 기준광은 간섭신호를 생성하며, 컬러 카메라(140)와, 흑백 카메라(150)를 이용하여 이러한 간섭신호를 검출할 수 있다.
상기 대물렌즈 구동부(130)는 대물렌즈(120)를 측정대상물(1)과 가까워지도록 또는 멀어지도록 이동시킨다.
대물렌즈 구동부(130)는 대물렌즈(120)를 측정대상물(1) 측으로 수십 nm 간격으로 이동하면서 컬러 카메라(140) 또는 흑백 카메라(150)를 통해 강한 간섭신호가 검출되는 위치를 찾게 된다. 대물렌즈 구동부(130)는 백색광원(110)에서 조사되는 광의 주기의 0, π/2, π, 3π/2 만큼씩 대물렌즈(120)를 측정대상물(1) 측으로 이동시키는 것이 바람직하다.
상기 컬러 카메라(140)는 대물렌즈(120)에 의해 생성되는 컬러 간섭신호를 획득하며, 측정대상물(1)의 상측에 배치된다. 상기 흑백 카메라(150)는 대물렌즈(120)에 의해 생성되는 흑백 간섭신호를 획득하며, 측정대상물(1)의 상측에 배치된다.
일반적으로 컬러 카메라(140) 또는 흑백 카메라(150)로는 측정하고자 하는 영역에 적합한 화소 개수를 가지는 CCD(charge coupled device) 카메라가 이용된다. 컬러 카메라(140) 또는 흑백 카메라(150)의 전방에는 메인 광분할기(101)로부터 입사되는 간섭광을 집속시키기 위한 집광렌즈(102)가 배치될 수 있고, 집광렌즈(102)를 통과한 광을 컬러 카메라(140) 또는 흑백 카메라(150) 측으로 분할하기 위한 광분할기(103)가 배치될 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명의 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법을 구현하기 위한 백색광 위상천이 간섭계(100)에 대하여 반사형 간섭계를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법을 구현하기 위한 간섭계로서 투과형 간섭계도 이용될 수 있다.
이후, 상술한 백색광 위상천이 간섭계(100)를 이용하여, 본 발명의 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법을 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법을 순차적으로 도시한 도면이고, 도 5는 도 4의 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법에 있어서 간섭신호 획득단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 4의 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법에 있어서 위상 추출단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 도 4의 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법에 있어서 인덱스 결정단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 도 4의 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법에 있어서 실체위치 산출단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법은, 백색광 위상천이 간섭계를 통해 획득한 간섭신호의 차수를 결정하는 과정에서 위상모호성으로 인한 오차를 방지하기 위한 것으로서, 간섭신호 획득단계(S10)와, 위상 추출단계(S20)와, 인덱스 결정단계(S30)와, 실제위치 산출단계(S40)를 포함한다.
상기 간섭신호 획득단계(S10)는 컬러 카메라(140)를 이용하여 적색 간섭신호(210), 녹색 간섭신호(220) 및 청색 간섭신호(230) 중 적어도 2개의 컬러 간섭신호를 획득한다.
도 5를 참조하면, 컬러 카메라(140)를 이용하여 적색 간섭신호(210), 녹색 간섭신호(220) 및 청색 간섭신호(230)를 획득할 수 있는데, 이 중에서 적어도 2개의 컬러 간섭신호를 이용하여 본 발명의 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법을 구현할 수 있다.
본 실시예의 간섭신호 획득단계(S10)에서는 적색 간섭신호(210), 녹색 간섭신호(220) 및 청색 간섭신호(230) 모두를 획득하는 것이 바람직하며, 이하 적색 간섭신호(210), 녹색 간섭신호(220) 및 청색 간섭신호(230) 모두를 이용하는 것을 전제로 하여 본 발명에 대하여 설명하기로 한다.
상기 위상 추출단계(S20)는 컬러 간섭신호 획득단계(S10)에서 획득한 적어도 2개의 컬러 간섭신호에서 각 컬러별로 위상을 추출한다.
예를 들어, 도 6을 참조하면, 컬러 간섭신호 획득단계(S10)에서 획득한 적색 간섭신호(210)에서 웨이블릿 변환(Wavelet Transform)을 이용하여 적색 간섭신호의 위상(212)을 추출할 수 있다.
웨이블릿 변환은 주파수 대역에 따라 웨이블릿이라고 불리는 윈도우 함수의 크기를 변화시켜 모든 주파수 대역에 대한 신호 분석이 가능하다. 고주파 대역에서는 폭이 좁은 윈도우를 사용하고, 저주파 대역에서는 폭이 넓은 윈도우를 사용하여 신호의 모든 주파수 특성을 하나의 시간-주파수 공간에 표현할 수 있는 것이 특징이다.
이러한 웨이블릿 변환을 통해 웨이블릿 변환 상관계수의 모듈러스와 위상을 분석할 수 있는데, 도 6에 도시된 바와 같이, 웨이블릿 변환을 이용하여 적색 간섭신호(210)로부터 적색 간섭신호의 모듈러스(211)와, 적색 간섭신호의 위상(212)을 각각 추출할 수 있다.
웨이블릿 변환(Wavelet Transform)은 해당 기술분야의 통상의 기술자에게 널리 알려져 있는 사항이므로, 구체적인 수식이나 함수의 기재는 생략하기로 한다.
도면에 도시되지는 않았지만, 적색 간섭신호(210)와 마찬가지로 녹색 간섭신호(220)에 대해서도 웨이블릿 변환을 이용하여 녹색 간섭신호(220)의 모듈러스와, 녹색 간섭신호(220)의 위상(222)을 각각 추출할 수 있으며, 청색 간섭신호(230)에 대해서도 웨이블릿 변환을 이용하여 청색 간섭신호(230)의 모듈러스와, 청색 간섭신호(230)의 위상(232)을 각각 추출할 수 있다.
상기 인덱스 결정단계(S30)는 적어도 2개의 컬러 간섭신호 사이의 위상차가 최소가 되는 위치를 0차 간섭신호 위치 인덱스(hc)로 결정한다.
본 실시예에서는 적색 간섭신호(210), 녹색 간섭신호(220) 및 청색 간섭신호(230)를 가지고 직접 위상차를 구하는 것보다 위상 추출단계(S20)에서 추출된 적색 간섭신호의 위상(212), 녹색 간섭신호의 위상(222) 및 청색 간섭신호의 위상(232)을 가지고 서로 다른 컬러의 위상(212,222,232)들 사이의 위상차가 최소가 되는 위치를 0차 간섭신호 위치 인덱스(hc)로 결정할 수 있다.
여기서, 0차 간섭신호 위치 인덱스(hc)는 간섭신호가 실제 측정된 다수의 포인트 중 0차 간섭신호에 해당하는 측정 포인트를 찾기 위한 인덱스를 의미한다.
실제로는 외부 요인에 의해 차이가 발생할 수 있으나, 이론적으로는 다수의 측정 포인트 중 0차 간섭신호 측정위치(h1)에서 광원에 상관없이 위상값이 동일하다고 볼 수 있다. 따라서, 서로 다른 컬러의 위상(212,222,232) 사이의 위상차가 최소가 되는 위치를 0차 간섭신호 위치 인덱스(hc)로 결정할 수 있다.
본 실시예에서는 서로 다른 컬러의 위상(212,222,232) 사이의 위상차가 최소가 되는 위치를 구하기 위하여, 서로 다른 2개의 컬러 간섭신호의 위상(212,222,232) 사이의 위상차의 절대값의 합(245)을 구하여 최소가 되는 위치를 결정할 수 있다.
우선, 도 7의 (b)를 참조하면, 서로 다른 컬러의 위상(212,222,232)을 이용하여 적색 간섭신호의 위상(212)과 녹색 간섭신호의 위상(222)의 차의 절대값(241), 녹색 간섭신호의 위상(222)과 청색 간섭신호의 위상(232)의 차의 절대값(242), 적색 간섭신호의 위상(212)과 청색 간섭신호의 위상(232)의 차의 절대값(243)을 각각 구할 수 있다.
이후, 도 7의 (c)를 참조하면, 3개의 절대값(241,242,243)의 합(245)을 구하고, 절대값의 합(245)이 최소가 되는 위치를 0차 간섭신호 위치 인덱스(hc)로 결정할 수 있다.
상기 실제위치 산출단계(S40)는 광의 세기가 최대가 되는 0차 간섭신호 실제위치(h0)를 산출한다.
도 8을 참조하면, 우선 인덱스 결정단계(S30)에서 결정한 0차 간섭신호 위치 인덱스(hc)를 이용하여, 흑백 카메라(150)를 통해 획득한 흑백 간섭신호(250)에서 간섭신호가 측정된 위치 중 0차 간섭신호 위치 인덱스(hc)에 대응하는 위치를 0차 간섭신호 측정위치(h1)로 설정한다.
대물렌즈 구동부(130)를 통해 대물렌즈(120)를 측정대상물(1) 측으로 이동하여 스캐닝 위치를 변경하면서 간섭신호를 획득하므로, 흑백 간섭신호(250)의 다수의 측정 포인트(251,252,253,254,255) 중 0차 간섭신호 위치 인덱스(hc)와 동일한 스캐닝 위치를 가지는 측정 포인트(251)를 선별하고, 선별된 측정 포인트(251)의 위치를 0차 간섭신호 측정위치(h1)로 설정한다.
이후, 0차 간섭신호 측정위치(h1)에서 0차 간섭신호 측정위치의 위상값(b)을 가감하여 광의 세기가 최대가 되는 0차 간섭신호 실제위치(h0)를 산출한다. 0차 간섭신호 실제위치(h0)를 산출하기 위한 수학식은 아래와 같다.
Figure 112015029562958-pat00001
여기서, h0는 0차 간섭신호 실제위치이고, h1은 0차 간섭신호 측정위치이며, a0는 백색광원의 중심 파장이고, b는 0차 간섭신호 측정위치의 위상값을 의미한다.
0차 간섭신호 실제위치(h0)는 실질적으로 간섭신호가 가장 강하게 감지되는 위치를 의미하며, 측정대상물(1)의 임의의 포인트에 대하여 위와 같은 방법으로 0차 간섭신호 실제위치(h0)를 찾아 이들을 서로 연결함으로써, 위상 모호성 없이 측정대상물(1)의 형상을 정확하게 측정할 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법은, 컬러 카메라를 통해 획득한 컬러 간섭신호를 이용하여 간섭신호가 측정된 다수의 포인트 중 0차 간섭신호 측정위치를 설정함으로써, 간섭신호에서 차수를 결정하는 과정에서 발생할 수 있는 오차를 방지하고, 이로 인해 2π 위상 모호성을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법은, 위상 모호성을 방지함으로써, 측정대상물에 대하여 보다 정확하게 형상을 측정할 수 있고, 측정 정밀도도 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
210 : 적색 간섭신호
212 : 적색 간섭신호의 위상
220 : 녹색 간섭신호
222 : 녹색 간섭신호의 위상
230 : 청색 간섭신호
232 : 청색 간섭신호의 위상
250 : 흑백 간섭신호
h1 : 0차 간섭신호 측정위치
h0 : 0차 간섭신호 실제위치

Claims (4)

  1. 백색광원과, 상기 백색광원에서 발생된 광을 이용하여 간섭신호를 생성하는 대물렌즈와, 상기 대물렌즈에 의해 생성되는 컬러 간섭신호를 획득하는 컬러 카메라와, 상기 대물렌즈에 의해 생성되는 흑백 간섭신호를 획득하는 흑백 카메라를 포함하는 백색광 위상천이 간섭계를 이용하고,
    상기 컬러 카메라를 이용하여 적색 간섭신호, 녹색 간섭신호 및 청색 간섭신호 중 적어도 2개의 컬러 간섭신호를 획득하는 간섭신호 획득단계;
    상기 적어도 2개의 컬러 간섭신호 사이의 위상차가 최소가 되는 위치를 0차 간섭신호 위치 인덱스로 결정하는 인덱스 결정단계; 및
    상기 흑백 카메라를 통해 획득한 흑백 간섭신호에서 간섭신호가 측정된 위치 중 상기 0차 간섭신호 위치 인덱스에 대응하는 위치를 0차 간섭신호 측정위치로 설정하고, 상기 0차 간섭신호 측정위치에서 상기 0차 간섭신호 측정위치의 위상값을 가감하여 광의 세기가 최대가 되는 0차 간섭신호 실제위치를 산출하는 실제위치 산출단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 간섭신호 획득단계 이후, 상기 컬러 간섭신호 획득단계에서 획득한 적어도 2개의 컬러 간섭신호에서 각 컬러별로 위상을 추출하는 위상 추출단계;를 더 포함하고,
    상기 인덱스 결정단계는, 상기 위상 추출단계에서 추출된 서로 다른 컬러의 위상 사이의 위상차가 최소가 되는 위치를 상기 0차 간섭신호 위치 인덱스로 결정하는 것을 특징으로 하는 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 간섭신호 획득단계는, 상기 적색 간섭신호, 상기 녹색 간섭신호 및 상기 청색 간섭신호를 획득하고,
    상기 인덱스 결정단계는, 서로 다른 2개의 컬러 간섭신호의 위상 사이의 위상차의 절대값의 합이 최소가 되는 위치를 상기 0차 간섭신호 위치 인덱스로 결정하는 것을 특징으로 하는 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 위상 추출단계는,
    웨이블릿 변환을 통해 상기 컬러 간섭신호로부터 상기 위상을 추출하는 것을 특징으로 하는 백색광 위상천이 간섭계의 간섭신호 차수 오차 보정방법.
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