KR101816837B1 - 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기 - Google Patents

색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광의 파장에 따라 광경로를 변화시키는 색분산 광경로 변화부를 구비하여 서로 다른 초점 거리상에서 검사 대상의 표면 구조로 인해 회절 산란된 광의 패턴을 효과적으로 측정하는 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기에 관한 것으로, 다수의 파장의 광신호를 순차적으로 스캐닝하여 방출하는 파장가변 광원부;상기 파장가변 광원부로부터 전달된 광이 조사되어 측정하고자 하는 검사 대상으로부터 광이 반사되도록 검사 대상이 위치하는 시료부;상기 시료부로부터 전달된 광의 파장에 따라 광경로를 변화시키는 색분산 광경로 변화부;상기 색분산 광경로 변화부로부터 전달된 광의 정보를 획득하는 감지부;를 포함하고, 상기 감지부로부터 얻어진 서로 다른 초점 거리 상에서 검사 대상의 표면 구조의 변화에 따라 대응되게 변화하는 회절된 광의 패턴을 상기 파장가변 광원부로부터 방출된 광의 파장에 따라 스캐닝하여 측정하는 것이다.

Description

색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기{Optical Image Measurement Device using the Light Path Change in Chromatic Dispersion}
본 발명은 광학 영상 측정 기기에 관한 것으로, 구체적으로 광의 파장에 따라 광경로를 변화시키는 색분산 광경로 변화부를 구비하여 서로 다른 초점 거리상에서 검사 대상의 표면 구조로 인해 회절 산란된 광의 패턴을 효과적으로 측정하는 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기에 관한 것이다.
일반적으로 미세한 구조물의 형상을 측정하기 위해서는 높은 배율의 광학 현미경(optical microscopy)을 이용해왔다.
하지만, 아베의 회절 한계(Abbe's diffraction limit) 법칙에 의해 빛의 파장의 절반 이하 크기의 구조물은 일반적인 광학 영상 기술들로는 측정이 불가능하다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 UV(ultra violet)를 사용하여 파장을 줄이거나 도넛 빔(donut shape beam), 패턴 빔(patterned beam), 조영제 또는 형광물질을 이용하는 등 1 um 이하 미세 구조물의 형상을 측정하기 위해 다양한 기술들이 시도되어왔다.
하지만, 고 분해능 광학 기술들의 실직적인 적용의 어려움으로 인해 아직까지는 회절 한계를 넘어서는 구조물의 형상을 측정하기 위해서 SEM(scanning electron microscopy) 또는 AFM(atomic force microscopy)와 같이 비-광학적 원리 기반의 영상 측정 기술들이 사용되고 있는 추세이다.
그러나, SEM 또는 AFM의 경우 동시에 측정 가능한 영역이 좁고 시간이 오래 걸리는 점, 그리고 영상 획득을 위해 전처리 과정과 같이 추가적인 환경 조성이 필요하다는 점 등의 단점을 가진다.
최근 개발된 광학 기반의 영상 기술 중 TSOM(through-focus scanning optical microscopy)이 있다.
TSOM은 미세 구조물의 직접적인 형상을 측정할 수는 없으나, 미세 구조물로 인하여 발생하게 되는 회절 광 신호의 패턴을 비교함으로써 불량 유무를 판단할 수 있다는 장점이 있다.
TSOM을 위해서는 초점 위치를 움직여가며 회절 광 신호를 획득해야 하며, 이를 해결하기 위해 현재 스테이지 또는 초점을 조절할 수 있는 렌즈 등을 기계적으로 움직이는 방법을 취하고 있다.
하지만, 기계적인 움직임을 이용하여 초점 거리를 변화시키는 시스템은 안정성 및 속도 측면에서 한계가 있다는 단점이 있다.
따라서, 기계적 거동 없이 초점 거리를 변화시키고자 하는 다양한 기술들이 시도되어 왔으며, 그 중에 초점 거리 변화를 광 파장을 변화시킴으로써 유도할 수 있는 방법을 이용하는 기술이 필요하다.
한국공개특허 제10-2007-0079618호 한국공개특허 제10-2010-0118898호
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 초점 거리 변화가 기계적인 움직임에 의존하는 문제를 해결하기 위한 것으로, 파장에 따라 초점 거리를 변화시키기 위해서는 다수의 파장을 선택적으로 출력한 뒤 시간에 따라 파장 정보를 나누어 획득하는 방법 또는 다수의 파장을 동시에 출력한 이후에 분광기를 이용하여 파장 정보를 공간에 따라 나누어 획득하는 방법 등을 제시하고자 한다.
파장 가변 레이저(wavelength-swept laser)는 외부 신호에 따라 선택적으로 파장을 출력할 수 있는 광원이다. 파장 가변 레이저를 제작하기 위해서는 일반적으로 광 파장 필터를 필요로 하며, 주로 사용되는 광 파장 필터로는 패브리 페로 필터(Fabry-Perot filter), 갈바노미터 필터, 폴리곤 미러 등이 있다.
상기 소개한 파장 가변 레이저들은 수 kHz 수준의 반복률(sweeping ratio)을 보이나, 기계적 광 파장 필터의 한계로 인해 수백 kHz 이상의 높은 주파수 영역에서는 특성이 저하된다는 단점이 있다.
위와 같은 문제점을 해결하기 위해 광음향 필터와 같은 비 기계적 광 파장 필터를 이용하는 방법 또는 광 파장 필터를 필요로 하지 않는 능동형 모드 잠금(active mode locking) 원리를 이용한 파장 가변 레이저가 제안되고 있다.
능동형 모드잠금 레이저의 원리는 광의 공진거리에 의하여 결정되는 모드잠금 주파수를 가지는 전기신호가 주입될 때 모드잠금 된 레이저 광이 방출되는 현상이다.
이때 공진하는 광이 파장 별로 공진 거리가 달라지는 분산 매질을 통화하는 경우에는, 각기 다른 모드잠금 주파수 별로 스캐닝되는 전기신호의 주입에 의하여 모드잠금 조건에 맞는 파장의 광이 시간차를 두고 순차적으로 방출하게 되어 능동형 모드 잠금 원리를 이용한 파장 가변 레이저가 구현될 수 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기는 다수의 파장의 광신호를 순차적으로 스캐닝하여 방출하는 파장가변 광원부;상기 파장가변 광원부로부터 전달된 광이 조사되어 측정하고자 하는 검사 대상으로부터 광이 반사되도록 검사 대상이 위치하는 시료부;상기 시료부로부터 전달된 광의 파장에 따라 광경로를 변화시키는 색분산 광경로 변화부;상기 색분산 광경로 변화부로부터 전달된 광의 정보를 획득하는 감지부;를 포함하고, 상기 감지부로부터 얻어진 서로 다른 초점 거리 상에서 검사 대상의 표면 구조의 변화에 따라 대응되게 변화하는 회절된 광의 패턴을 상기 파장가변 광원부로부터 방출된 광의 파장에 따라 스캐닝하여 측정하는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기는 다수의 파장의 광신호를 동시에 방출하는 다파장 광원부;상기 광원부로부터 전달된 광이 조사되고 측정하고자 하는 검사 대상으로부터 광이 반사되도록 검사 대상이 위치하는 시료부;상기 시료부로부터 전달된 광의 파장에 따라 광경로를 변화시키는 색분산 광경로 변화부;상기 색분산 광경로 변화부로부터 전달된 광의 선택 파장 영역만을 스캐닝하여 통과시키는 파장 필터부;상기 파장 필터부로부터 전달된 광의 정보를 획득하는 감지부;를 포함하고, 상기 감지부로부터 얻어진 서로 다른 초점 거리 상에서 검사 대상의 표면 구조의 변화에 따라 대응되게 변화하는 회절된 광의 패턴을 상기 파장 필터부로부터 통과된 파장에 따라 스캐닝하여 측정하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 파장 필터부는 입사되는 광을 파장에 따라 시간차를 두고 통과시키는 패브리 페로 필터 또는 갈바노미터 필터 또는 광음향 필터로 이루어지며, 상기 파장 필터부로부터 전달된 광을 시간에 따라 파장 정보를 나누어 획득하는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 파장 필터부는, 입사되는 광을 공간상에서 파장에 따라 나누어주는 프리즘 또는 회절격자 또는 광음향 편향기로 이루어지며, 상기 파장 필터부로부터 전달된 광을 공간에 따라 파장 정보로 나누어 획득하는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기는 다수의 파장의 광신호를 순차적으로 스캐닝하여 방출하는 파장가변 광원부;상기 파장가변 광원부로부터 전달된 광의 일부를 반사시키는 분배부;상기 분배부로부터 전달된 광의 파장에 따라 광경로를 변화시키는 색분산 광경로 변화부;상기 색분산 광경로 변화부로부터 전달된 광이 조사되고 측정하고자 하는 검사 대상으로부터 광이 반사되도록 검사 대상이 위치하는 시료부;상기 시료부로부터 전달된 광의 정보를 획득하는 감지부;를 포함하고, 상기 감지부로부터 얻어진 서로 다른 초점 거리상에서 검사 대상의 표면 구조의 변화에 따라 대응되게 변화하는 회절된 광의 패턴을 상기 파장가변 광원부로부터 방출된 광의 파장에 따라 스캐닝하여 측정하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 다수의 파장의 광신호를 순차적으로 스캐닝하여 방출하는 파장가변 광원부는, 공진하는 광이 패브리 페로 필터 또는 갈바노미터 필터 또는 광음향 필터를 갖는 파장 필터부에 의하여 파장에 따라 시간차를 두고 순차적으로 방출되는 광원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 다수의 파장의 광신호를 순차적으로 스캐닝하여 방출하는 파장가변 광원부는, 공진하는 광이 파장 별 공진 거리에 따라 달라지는 모드잠금 주파수 별로 스캐닝되는 전기신호의 주입에 의하여 파장에 따라 시간차를 두고 순차적으로 방출되는 광원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기는 다수의 파장의 광신호를 동시에 방출하는 다파장 광원부;상기 광원부로부터 전달된 광의 일부를 반사시키는 분배부;상기 분배부로부터 전달된 광의 파장에 따라 광경로를 변화시키는 색분산 광경로 변화부;상기 색분산 광경로 변화부로부터 전달된 광이 조사되고 측정하고자 하는 검사 대상으로부터 광이 반사되도록 검사 대상이 위치하는 시료부;상기 시료부로부터 전달된 광의 선택 파장 영역만을 스캐닝하여 통과시키는 파장 필터부;상기 파장 필터부로부터 전달된 광의 정보를 획득하는 감지부;를 포함하고, 상기 감지부로부터 얻어진 서로 다른 초점 거리상에서 검사 대상의 표면 구조의 변화에 따라 대응되게 변화하는 회절된 광의 패턴을 상기 파장 필터부로부터 통과된 파장에 따라 스캐닝하여 측정하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 파장 필터부는 입사되는 광을 파장에 따라 시간차를 두고 통과시키는 패브리 페로 필터 또는 갈바노미터 필터 또는 광음향 필터로 이루어지며, 상기 파장 필터부로부터 전달된 광을 시간에 따라 파장 정보를 나누어 획득하는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 파장 필터부는 입사되는 광을 공간 상에서 파장에 따라 나누어주는 프리즘 또는 회절격자 또는 광음향 편향기로 이루어지며, 상기 파장 필터부로부터 전달된 광을 공간에 따라 파장 정보로 나누어 획득하는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 광학 영상 측정 기기는 기준 대상에서 측정된 패턴과 검사 대상에서 측정된 패턴을 상호 비교하여 표면 구조의 차이에 따른 결함 여부를 선별하는데 이용하는 것을 특징으로 한다.
그리고 광학 영상 측정 기기는 시뮬레이션을 통하여 획득한 패턴과 검사 대상에서 측정된 패턴을 상호 비교하여 검사 대상의 표면 구조를 확인하는데 이용하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기는 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 광의 파장에 따라 광경로를 변화시키는 색분산 광경로 변화부를 구비하여 서로 다른 초점 거리상에서 검사 대상의 표면 구조로 인해 회절 산란된 광의 패턴을 효과적으로 측정할 수 있다.
둘째, 복수의 파장을 시간에 따라 순차적으로 스캐닝하여 출력하는 파장가변 광원을 갖는 광원부를 구비하여 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 효율을 높일 수 있다.
셋째, 파장 별 정보를 구별하여 받을 수 있는 감지부를 구비하여 광의 패턴을 효과적으로 측정할 수 있다.
넷째, 전달된 광을 동시에 좁은 파장 영역만을 통과시키며 시간에 따라서 통과 파장이 순차적으로 스캐닝하여 변하는 파장필터부를 구비하여 광학 영상 측정 기기의 정밀성을 높일 수 있다.
도 1과 도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기의 구성도
도 3과 도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기의 구성도
도 5와 도 6은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기의 구성도
도 7과 도 8은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기의 구성도
이하, 본 발명에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 1과 도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기의 구성도이다.
본 발명은 광의 파장에 따라 광경로를 변화시키는 색분산 광경로 변화부를 구비하여 서로 다른 초점 거리상에서 검사 대상의 표면 구조로 인해 회절 산란된 광의 패턴을 효과적으로 측정할 수 있도록 한 것이다.
이와 같은 본 발명에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기는 서로 다른 초점 거리상에서 검사 대상의 표면 구조로 인해 회절 산란된 광의 패턴을 효과적으로 측정하기 위하여 복수의 파장을 시간에 따라 순차적으로 스캐닝하여 출력하는 파장가변 광원을 갖는 광원부를 포함한다.
또한, 서로 다른 초점 거리상에서 검사 대상의 표면 구조로 인해 회절 산란된 광의 패턴을 효과적으로 측정하기 위하여 파장 별 정보를 구별하여 받을 수 있는 감지부를 포함한다.
본 발명은 전달된 광을 동시에 좁은 파장 영역만을 통과시키며 시간에 따라서 통과 파장이 순차적으로 스캐닝하여 변하는 파장 필터부를 구비하여 서로 다른 초점 거리상에서 검사 대상의 표면 구조로 인해 회절 산란된 광의 패턴을 효과적으로 측정하는 구성을 포함한다.
먼저, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기에 관하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제 1 실시 예에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기는 도 1 및 도 2에서와 같이, 다수의 파장의 광신호를 순차적으로 스캐닝하여 방출하는 파장가변 광원부(10)와, 상기 파장가변 광원부(10)로부터 전달된 광이 조사되는 곳으로 측정하고자 하는 검사 대상으로부터 광이 반사되도록 검사 대상이 위치하는 시료부(11)와, 상기 시료부(11)로부터 전달된 광의 파장에 따라 광경로를 변화시키는 색분산 광경로 변화부(12)와, 상기 색분산 광경로 변화부(12)로부터 전달된 광의 정보를 획득하는 감지부(13)를 포함하고, 상기 감지부(13)로부터 얻어진 서로 다른 초점 거리상에서 검사 대상의 표면 구조의 변화에 따라 대응되게 변화하는 회절된 광의 패턴을 상기 파장가변 광원부(10)로부터 방출된 광의 파장에 따라 스캐닝하여 측정하는 것이다.
이와 같은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기에서 파장가변 광원부(10)는 공진하는 광이 패브리 페로 필터 또는 갈바노미터 필터 또는 광음향 필터를 갖는 파장 필터부에 의하여 파장에 따라 시간차를 두고 순차적으로 방출되는 광원부를 포함할 수 있다.
또한, 파장가변 광원부(10)는 공진하는 광이 파장 별 공진 거리에 따라 달라지는 모드잠금 주파수 별로 스캐닝되는 전기신호의 주입에 의하여 파장에 따라 시간차를 두고 순차적으로 방출되는 광원부를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 2 실시 예에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기에 관하여 설명하면 다음과 같다.
도 3과 도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기의 구성도이다.
본 발명의 제 2 실시 예에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기는 도 3 및 도 4에서와 같이, 다수의 파장의 광신호를 동시에 방출하는 다파장 광원부(30)와, 상기 다파장 광원부(30)로부터 전달된 광이 조사되고 측정하고자 하는 검사 대상으로부터 광이 반사되도록 검사 대상이 위치하는 시료부(31)와, 상기 시료부(31)로부터 전달된 광의 파장에 따라 광경로를 변화시키는 색분산 광경로 변화부(32)와, 상기 색분산 광경로 변화부(32)로부터 전달된 광의 선택 파장 영역만을 스캐닝하여 통과시키는 파장 필터부(33)와, 상기 파장 필터부(33)로부터 전달된 광의 정보를 획득하는 감지부(34)를 포함하고, 상기 감지부(34)로부터 얻어진 서로 다른 초점 거리상에서 검사 대상의 표면 구조의 변화에 따라 대응되게 변화하는 회절된 광의 패턴을 상기 파장 필터부(33)로부터 통과된 파장에 따라 스캐닝하여 측정하는 것이다.
이와 같은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기에서 파장 필터부(33)는 입사되는 광을 파장에 따라 시간차를 두고 통과시키는 패브리 페로 필터 또는 갈바노미터 필터 또는 광음향 필터로 이루어지며, 상기 파장 필터부(33)로부터 전달된 광을 시간에 따라 파장 정보를 나누어 획득하는 감지부를 포함할 수 있다.
또한, 파장 필터부(33)는 입사되는 광을 공간상에서 파장에 따라 나누어주는 프리즘 또는 회절격자 또는 광음향 편향기로 이루어지며, 상기 파장 필터(33)부로부터 전달된 광을 공간에 따라 파장 정보로 나누어 획득하는 감지부를 포함할 수 있다.
그리고 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기에 관하여 설명하면 다음과 같다.
도 5와 도 6은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기의 구성도이다.
본 발명의 제 3 실시 예에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기는 도 5 및 도 6에서와 같이, 다수의 파장의 광신호를 순차적으로 스캐닝하여 방출하는 파장가변 광원부(51)와, 상기 파장가변 광원부(51)로부터 전달된 광의 일부를 반사시키는 분배부(52)와, 상기 분배부(52)로부터 전달된 광의 파장에 따라 광경로를 변화시키는 색분산 광경로 변화부(53)와, 상기 색분산 광경로 변화부(53)로부터 전달된 광이 조사되고 측정하고자 하는 검사 대상으로부터 광이 반사되도록 검사 대상이 위치하는 시료부(54)와, 상기 시료부(54)로부터 전달된 광의 정보를 획득하는 감지부(55)를 포함하고, 상기 감지부(55)로부터 얻어진 서로 다른 초점 거리상에서 검사 대상의 표면 구조의 변화에 따라 대응되게 변화하는 회절된 광의 패턴을 상기 파장가변 광원부(51)로부터 방출된 광의 파장에 따라 스캐닝하여 측정하는 것이다.
여기서, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기에서 파장가변 광원부(51)는 공진하는 광이 패브리 페로 필터 또는 갈바노미터 필터 또는 광음향 필터를 갖는 파장 필터부에 의하여 파장에 따라 시간차를 두고 순차적으로 방출되는 광원부를 포함할 수 있다.
또한, 파장가변 광원부(51)는 공진하는 광이 파장 별 공진 거리에 따라 달라지는 모드잠금 주파수 별로 스캐닝되는 전기신호의 주입에 의하여 파장에 따라 시간차를 두고 순차적으로 방출되는 광원부를 포함할 수 있다.
그리고 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기에 관하여 설명하면 다음과 같다.
도 7과 도 8은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기의 구성도이다.
본 발명의 제 4 실시 예에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기는 도 7 및 도 8에서와 같이, 다수의 파장의 광신호를 동시에 방출하는 다파장 광원부(71)와, 상기 다파장 광원부(71)로부터 전달된 광의 일부를 반사시키는 분배부(72)와, 상기 분배부(72)로부터 전달된 광의 파장에 따라 광경로를 변화시키는 색분산 광경로 변화부(73)와, 상기 색분산 광경로 변화부(73)로부터 전달된 광이 조사되고 측정하고자 하는 검사 대상으로부터 광이 반사되도록 검사 대상이 위치하는 시료부(74)와, 상기 시료부(74)로부터 전달된 광의 선택 파장 영역만을 스캐닝하여 통과시키는 파장 필터부(75)와, 상기 파장 필터부(75)로부터 전달된 광의 정보를 획득하는 감지부(76)를 포함하고, 상기 감지부(76)로부터 얻어진 서로 다른 초점 거리상에서 검사 대상의 표면 구조의 변화에 따라 대응되게 변화하는 회절된 광의 패턴을 상기 파장 필터부(75)로부터 통과된 파장에 따라 스캐닝하여 측정하는 것이다.
이와 같은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기에서 상기 파장 필터부(75)는 입사되는 광을 파장에 따라 시간차를 두고 통과시키는 패브리 페로 필터 또는 갈바노미터 필터 또는 광음향 필터로 이루어지며, 상기 파장 필터부(75)로부터 전달된 광을 시간에 따라 파장 정보를 나누어 획득하는 감지부를 포함할 수 있다.
그리고 상기 파장 필터부(75)는 입사되는 광을 공간 상에서 파장에 따라 나누어주는 프리즘 또는 회절격자 또는 광음향 편향기로 이루어지며, 상기 파장 필터부(75)로부터 전달된 광을 공간에 따라 파장 정보로 나누어 획득하는 감지부를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 제1 내지 제4 실시 예에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기는 기준 대상에서 측정된 패턴과 검사 대상에서 측정된 패턴을 상호 비교하여 표면 구조의 차이에 따른 결함 여부를 선별하는데 이용할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 내지 제4 실시 예에 따른 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기는 시뮬레이션을 통하여 획득한 패턴과 검사 대상에서 측정된 패턴을 상호 비교하여 검사 대상의 표면 구조를 확인하는데 이용할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 광학 영상 측정 기기는 광의 파장에 따라 광경로를 변화시키는 색분산 광경로 변화부를 구비하여 서로 다른 초점 거리상에서 검사 대상의 표면 구조로 인해 회절 산란된 광의 패턴을 효과적으로 측정할 수 있도록 한 것이다.
또한, 복수의 파장을 시간에 따라 순차적으로 스캐닝하여 출력하는 파장가변 광원을 갖는 광원부, 파장 별 정보를 구별하여 받을 수 있는 감지부, 전달된 광을 동시에 좁은 파장 영역만을 통과시키며 시간에 따라서 통과 파장이 순차적으로 스캐닝하여 변하는 파장 필터부를 선택적으로 구비하여 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정의 효율성을 높일 수 있도록 한 것이다.
이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10. 파장가변 광원부 11. 시료부
12. 색분산 광경로 변화부 13. 감지부

Claims (12)

  1. 다수의 파장의 광신호를 순차적으로 스캐닝하여 파장에 따라 시간차를 두고 순차적으로 방출하는 파장가변 광원부;
    상기 파장가변 광원부로부터 전달된 광이 조사되어 측정하고자 하는 검사 대상으로부터 광이 반사되도록 검사 대상이 위치하는 시료부;
    상기 시료부로부터 전달된 광을 시간차를 두고 통과시켜 광경로를 순차적으로 스캐닝하여 변화시키는 색분산 광경로 변화부;
    상기 색분산 광경로 변화부로부터 전달된 광을 시간에 따라 파장 정보를 나누어 획득하는 감지부;를 포함하고,
    상기 감지부로부터 얻어진 서로 다른 초점 거리 상에서 검사 대상의 표면 구조의 변화에 따라 대응되게 변화하는 회절된 광의 패턴을 상기 파장가변 광원부로부터 방출된 광의 파장에 따라 스캐닝하여 측정하는 것을 특징으로 하는 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기.
  2. 다수의 파장의 광신호를 동시에 방출하는 다파장 광원부;
    상기 광원부로부터 전달된 광이 조사되고 측정하고자 하는 검사 대상으로부터 광이 반사되도록 검사 대상이 위치하는 시료부;
    상기 시료부로부터 전달된 광을 파장에 따라 광경로가 순차적으로 변화하도록 통과시키는 색분산 광경로 변화부;
    상기 색분산 광경로 변화부로부터 전달된 광의 선택 파장 영역만을 시간차를 두고 순차적으로 스캐닝하여 통과시키는 파장 필터부;
    상기 파장 필터부로부터 전달된 광을 시간에 따라 파장 정보를 나누어 획득하는 감지부;를 포함하고,
    상기 감지부로부터 얻어진 서로 다른 초점 거리상에서 검사 대상의 표면 구조의 변화에 따라 대응되게 변화하는 회절된 광의 패턴을 상기 파장 필터부로부터 통과된 파장에 따라 스캐닝하여 측정하는 것을 특징으로 하는 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 파장 필터부는 입사되는 광을 파장에 따라 시간차를 두고 통과시키는 패브리 페로 필터 또는 갈바노미터 필터 또는 광음향 필터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정기기.
  4. 삭제
  5. 다수의 파장의 광신호를 순차적으로 스캐닝하여 파장에 따라 시간차를 두고 순차적으로 방출하는 파장가변 광원부;
    상기 파장가변 광원부로부터 전달된 광의 일부를 반사시키는 분배부;
    상기 분배부로부터 전달된 광을 파장에 따라 시간차를 두고 통과시켜 광경로를 순차적으로 스캐닝하여 변화시키는 색분산 광경로 변화부;
    상기 색분산 광경로 변화부로부터 전달된 광이 조사되고 측정하고자 하는 검사 대상으로부터 광이 반사되도록 검사 대상이 위치하는 시료부;
    상기 시료부로부터 전달된 광을 시간에 따라 파장 정보를 나누어 획득하는 감지부;를 포함하고,
    상기 감지부로부터 얻어진 서로 다른 초점 거리 상에서 검사 대상의 표면 구조의 변화에 따라 대응되게 변화하는 회절된 광의 패턴을 상기 파장가변 광원부로부터 방출된 광의 파장에 따라 스캐닝하여 측정하는 것을 특징으로 하는 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기.
  6. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서, 다수의 파장의 광신호를 순차적으로 스캐닝하여 방출하는 파장가변 광원부는,
    공진하는 광이 패브리 페로 필터 또는 갈바노미터 필터 또는 광음향 필터를 갖는 파장 필터부에 의하여 파장에 따라 시간차를 두고 순차적으로 방출되는 광원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기.
  7. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서, 다수의 파장의 광신호를 순차적으로 스캐닝하여 방출하는 파장가변 광원부는,
    공진하는 광이 파장 별 공진 거리에 따라 달라지는 모드잠금 주파수 별로 스캐닝되는 전기신호의 주입에 의하여 파장에 따라 시간차를 두고 순차적으로 방출되는 광원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기.
  8. 다수의 파장의 광신호를 동시에 방출하는 다파장 광원부;
    상기 광원부로부터 전달된 광의 일부를 반사시키는 분배부;
    상기 분배부로부터 전달된 광을 파장에 따라 광경로가 순차적으로 변화하도록 통과시키는 색분산 광경로 변화부;
    상기 색분산 광경로 변화부로부터 전달된 광이 조사되고 측정하고자 하는 검사 대상으로부터 광이 반사되도록 검사 대상이 위치하는 시료부;
    상기 시료부로부터 전달된 광의 선택 파장 영역만을 시간차를 두고 순차적으로 스캐닝하여 통과시키는 파장 필터부;
    상기 파장 필터부로부터 전달된 광을 시간에 따라 파장 정보를 나누어 획득하는 감지부;를 포함하고,
    상기 감지부로부터 얻어진 서로 다른 초점 거리 상에서 검사 대상의 표면 구조의 변화에 따라 대응되게 변화하는 회절된 광의 패턴을 상기 파장 필터부로부터 통과된 파장에 따라 스캐닝하여 측정하는 것을 특징으로 하는 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정 기기.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 파장 필터부는 입사되는 광을 파장에 따라 시간차를 두고 통과시키는 패브리 페로 필터 또는 갈바노미터 필터 또는 광음향 필터로 이루어진 것을 특징으로 하는 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정기기.
  10. 삭제
  11. 제 1 항 또는 제 2 항 또는 제 5 항 또는 제 8 항에 있어서, 광학 영상 측정 기기는 기준 대상에서 시간에 따라 파장 정보를 나누어 측정된 패턴과 검사 대상에서 시간에 따라 파장 정보를 나누어 측정된 회절 산란된 광의 패턴을 상호 비교하여 표면 구조의 차이에 따른 결함 여부를 선별하는데 이용하는 것을 특징으로 하는 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정기기.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항 또는 제 5 항 또는 제 8 항에 있어서, 광학 영상 측정 기기는 시뮬레이션을 통하여 파장 정보를 나누어 획득한 패턴과 검사 대상에서 시간에 따라 파장 정보를 나누어 측정된 회절 산란된 광의 패턴을 상호 비교하여 검사 대상의 표면 구조를 확인하는데 이용하는 것을 특징으로 하는 색분산 광경로 변화를 이용하는 광학 영상 측정기기.

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