KR20010012423A - ２개의 레이저원을 갖는 엘립소미터 - Google Patents

Abstract

제1 각 주파수(ω₁)를 갖는 제1 광빔(g₁)과 제2 각 주파수(ω₂)를 갖는 제2 광빔(g₂)을 제공하는 광원 수단과, 동작 중에 샘플(S; OD1; OD2)을 제2 광빔(G₂)으로 주사함으로써 제공되는 측정빔(g'_m2)을 수신 및 적어도 부분적으로 전송하는 앞면과, 제1 광빔(g₁)을 수신하는 뒷면을 가지며, 동작 중에 상기 측정빔(g'_m2)이 뒷면에서 제1 광빔(g₁)과 간섭하여 간섭빔이 생성되는 중성빔 분할기 N를 구비한 엘립소미터에서, 상기 광원 수단은 2개의 분리 레이저원(L1, L2)을 포함하고, 상기 엘립소미터는 제1 및 제2 각 주파수(ω₁, ω₂) 또는 제1 및 제2 각 주파수간의 차 중 어느 하나에 관련한 정보를 수신하는 적어도 하나의 입력과, 상기 2개의 레이저원 중 적어도 하나에 결합되어 상기 제1 및 제2 각 주파수(ω₁, ω₂)간의 차를 제어하는 적어도 하나의 출력을 갖는 제어 회로(C)가 제공된다.

Description

２개의 레이저원을 갖는 엘립소미터{ELLIPSOMETER WITH TWO LASERS}

이러한 종류의 엘립소미터는 본 출원인에 의한 국제 특허 출원 WO-A 94/16310(PCT/NL 93/00283)에 개시되어 있다. 상기 공지된 엘립소미터에 있어서, 광원 수단은 동작 중에 주파수 시프트된 2개의 빔을 발생하는 단일 지멘(Zeeman) 레이저를 포함하는 데, 이 빔은 모두 서로에 대하여 수직 선형으로 편광되어 있다. 공지된 광학 요소 그 자체에 의해, 상기 주파수 시프트 빔은 제1 각 주파수를 갖는 제1 광빔과 제2 각 주파수를 갖는 제2 광빔으로 분할된다. 제2 광빔은 샘플을 주사하는 데 이용되며, 이로써 비 편광빔 분할기의 앞면에 조사되는 측정빔이 생성된다. 제1 광빔은 비 편광빔 분할기의 뒷면에 조사된다. 측정빔은 비 편광빔 분할기를 통해 적어도 부분적으로 전송됨으로써, 제1 측정빔과의 간섭이 비 편광빔 분할기의 뒷면에서 발생한다. 간섭빔은 소정의 엘립소미터 변수를 제공하기 위하여 간섭빔을 분석하는 적절한 수단에 공급된다.

지멘 레이저의 이용은 상대적으로 비싸다. 더우기, 지멘 레이저에 의해 발생되는 광빔의 주파수간의 차는 생성 시간으로 설정된 변수에 의해 결정된다. 이들 주파수간의 차는 동작 중에는 더 이상 조절될 수 없다. 이것은 일부 응용에 있어서 공지된 엘립소미터의 이용에 커다란 장벽이 되고 있다.

미국 특허 제5,396,361호는 2개의 광학 주파수간의 차를 안정화하는 방법이 개시되어 있는 데, 이 방법은 광학 헤테로다인식 또는 호모다인식의 통신에 이용될 수 있다. 상기 방법을 구현하기 위한 여러 가지의 시스템이 개시되어 있다. 일반적으로 알려진 시스템은 제1 및 제2 레이저빔을 발생하는 2개의 레이저원을 포함한다. 제1 및 제2 광빔은 결합되고 이 결합된 빔의 일부는 광학 검출기의 도움으로 광학 헤테로다인 검출이 행해진 후에 전기적 신호로 변환된다. 상기 전기적 신호는 배율기의 제1 입력에 공급된다. 배율기의 제2 입력은 기준 신호를 제공하는 발진기에 접속된다. 배율 처리에 의해, 전기적 신호의 주파수와 기준 신호간의 차의 측정치인 주파수차 성분을 갖는 신호가 생성된다. 배율기의 출력은 주파수 판정 회로에 결합되는 데, 이 주파수 판정 회로는 주파수차의 변화를 검출한다. 상기 주파수 판정 회로의 출력은 실질적으로 일정한 레이저의 광학 주파수간의 차를 생성하기 위하여 2개의 레이저원 중 적어도 하나에 결합된다.

상기 미국 특허 제5,396,361호에 의해 개시 및 시사된 응용은 모두 광학 통신 시스템에 관한 것이다. 엘립소미터 분야에서의 응용은 전혀 개시나 시사하지 않고 있다.

따라서, 본 발명은 간소화되고 상대적으로 저렴한 방식으로 주사될 수 있는 샘플을 갖는 엘립소미터를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 동작 중에 제1 각 주파수를 갖는 제1 광빔과 제2 각 주파수를 갖는 제2 광빔을 제공하는 광원 수단과,

동작 중에 샘플을 제2 광빔(G₂)으로 주사함으로써 제공되는 측정빔을 수신 및 적어도 부분적으로 전송하는 앞면과, 제1 광빔을 수신하는 뒷면을 가지며 동작 중에 상기 측정빔이 뒷면에서 제1 광빔과 간섭하여 간섭빔이 생성되는 중성빔 분할기와,

상기 간섭빔을 수신하고, 상기 간섭빔의 직교 성분을 분리하며, 이 직교 성분에 대응하는 2개의 교류 전압(V1, V2)을 제공하는 유닛을 적어도 포함하는 엘립소미터에 관한 것이다.

도 1a 및 1b는 본 발명에 따른 엘립소미터.

도 2는 본 발명에 따른 엘립소미터에서 이용할 수 있는 제어 회로.

도 3a, 3b, 3c 및 3d는 본 발명에 따른 일반적인 엘립소미터에 의해 주사될 수 있는 광학 정보 캐리어.

도 4a 및 4b는 본 발명에 따른 일반적인 엘립소미터.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전제부에 개시된 바와 같은 엘립소미터를 제공한다. 이 엘립소미터는 2개의 분리 레이저원을 포함하는 광원 수단을 포함하는 점과, 제1 및 제2 각 주파수 또는 제1 및 제2 각 주파수간의 차 중 어느 하나에 관련한 정보를 수신하는 적어도 하나의 입력과, 상기 2개의 레이저원 중 적어도 하나에 결합되어 상기 제1 및 제2 각 주파수간의 차를 제어하는 적어도 하나의 출력을 갖는 제어 회로가 제공되는 점을 특징으로 한다.

이론상으로, 저렴한 광학 독출 시스템은 종래의 기술과 같은 대규모이며 값비싼 지멘 레이저 대신에 상기의 엘립소미터를 이용함으로써 구현될 수 있다. 지멘 레이저가 이용되었을 때 발생하는 "주파수 합성" 은 2개의 다른 레이저의 이용으로 방지될 수 있다. 결국, 매우 큰 정확성을 갖는 엘립소미터가 얻어진다.

2개의 다른 레이저는 주파수 안정화 레이저인 것이 좋다. 주파수차는 광학 구성에서 헤테로다인 합성에 의해 얻어지는 데, 주파수차는 예컨대, 위상 로크 루프(PLL)의 원리에 기초한 전기 제어 회로에 의해 사실상 일정한 값으로 유지될 수 있다.

지멘 레이저가 이용된 구성에 비해, 성분의 수가 감소될 수 있다. 예를들면, 빔 분할기는 더 이상 필요하지가 않게 된다. 더우기, 2개의 전기적 신호간의 위상차는 임의의 잘 알려진 방법에 의해 저렴하게 결정될 수 있다. 이것은 예컨대, 4개의 다이오드가 채용된 브리지 회로의 이용이 효과적일 수 있다. 이러한 종류의 위상 검출기는 상대적으로 저렴하며, 2개의 전기적 신호의 정밀 주파수에 민감하지 않다. 따라서, 제어 회로에 추가의 성분을 첨가할 필요가 없으므로 결국 그 가격이 상대적으로 저렴해질 수 있는 것이다.

광원은 다이오드 레이저일 수 있으며, 이 때의 전송된 레이저 빔의 주파수는 제어될 수 있다. 이러한 종류의 다이오드 레이저는 현재 개발 중에 있다. 본 발명에 따른 엘립소미터의 크기는 이러한 종류의 다이오드 레이저를 이용함으로써 제한될 수 있다.

이론상으로, 이러한 구성은 제2 광빔이 중성빔 분할기의 앞면에서 조사되기 이전에 샘플의 표면을 먼저 주사하도록 선택될 수 있다. 하지만, 바람직한 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 엘립소미터는 중성빔 분할기의 앞면이 제2 광빔을 수신하고, 이 제2 광빔을 주사되는 샘플의 방향에서 적어도 부분적으로 반사되게 한 후에 주사되는 샘플로부터 발생한 측정빔을 수신 및 적어도 부분적으로 전송하는 데 그 특징이 있다.

본 발명에 따른 일실시예에 있어서, 2개의 교류 전압 중 하나는 제어 회로의 입력에 공급된다. 더욱 상세히 말하면, 양쪽 교류 전압 신호는 제1 광빔과 제2 광빔의 각 주파수간의 차와 동일한 각 주파수를 갖는 성분을 갖는다. 그러므로, 이들 2개의 각 주파수간의 차는 전기적 신호를 통해 제어 회로의 입력에 공급된다.

또 다른 구성에 있어서, 전기적 신호는 제어 회로의 입력에는 공급되지 않지만, 제1 광빔과 제2 광빔의 주파수간의 차가 제어 회로 그 자체에 의해 결정되며, 이 때의 제어 회로의 입력에는 제1 광빔으로부터 유도된 제1 입력 신호 및 제2 광빔으로부터 유도된 제2 입력 신호가 수신된다. 이러한 종류의 제어 회로는 그들 광학 신호가 제어 회로에 공급되는 미국 특허 제5,396,361호에 개시된 형태일 수 있다. 본 발명에 있어서, 제1 및 제2 광빔의 일부는 공지된 빔 분할 기술에 의해 검출될 수 있으며, 상기 제어 회로에 공급될 수 있다.

본 발명에 따른 엘립소미터는 광학 디스크와 같은 광학 정보 캐리어를 주사하는 데 있어서 유익하다. 이러한 종류의 응용에 있어서, 본 발명에 따른 엘립소미터는 그러한 광학 정보 캐리어를 보조하는 보조로서 제공되는 점에 그 특징이 있다.

광학 디스크로부터 광학 정보를 독출하는 공지된 기술로서는 광학 디스크로부터 발생하는 측정빔에서의 진폭차를 이용하는 데, 이 측정빔은 광학 디스크를 레이저빔에 노출시킴으로써 생성된다. 본 발명에 따른 엘립소미터에서 광학 디스크로부터의 광학 정보는 위상차 기술에 의해 결정될 수 있는 데, 이러한 기술은 진폭차 기술에서보다 더 정확한 정보를 제공할 수 있다.

공지된 독출 기술과 엘립소미터에 의한 독출 기술간의 주요한 차이점은 종래의 기술에 있어서 광학 디스크상의 기록 비트 정보 결과로서 반사 또는 전송된 광의 편광화 상태의 차가 검출된 신호의 진폭 변화로 변환된 후에 이 진폭의 차가 측정된다는 점이다. 여기서 제안된 기술의 경우에서, 정보는 변조로서, 특히 위상 차로서 사실상 2개의 캐리어 파형으로 구성된 캐리어 파형에 존재한다. 이론상으로, 저 잡음 시스템은 이러한 방법으로 제조될 수 있는 데, 그 이유는 라디오 시스템에서와 같이, 제1 및 제2 광빔간의 주파수차를 가르키는 캐리어 파형 주파수에 선택적으로 동조될 수 있기 때문이다. 예컨대, 검출된 교류 전압은 변조가 함유된 작은 사이드(side) 대역을 포함하는 주파수차만을 전송하는 협대역 대역 통과 필터에 의해 필터될 수 있다.

본 발명은 도면을 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명될 것이지만, 이것은 본 발명의 범위를 제한하려는 의도가 아닌 본 발명을 설명하기 위한 단지 그 실시예에 불과하다는 것을 이해야여야 할 것이다.

도 1a에 따른 구성을 이제 간략히 설명한다. 더 세부적인 사항에 있어서는, 예를 들면, 상기 언급된 국제 특허 출원 제WO-A 94/16310호를 참조하기 바란다.

도 1a에 도시된 엘립소미터는 바람직하게는 레이저광인 2개의 광원(L1, L2)을 포함한다. 이 광원(L1, L2)은 각 주파수(ω₁, ω₂)를 갖는 광빔(g₁, g₂)을 발생시킨다.

또한, 이 엘립소미터는 앞면 및 뒷면을 갖는 비 편광빔 분할기(N)를 포함한다. 광빔(g₁)은 빔 분할기(N)의 뒷면상에 조사된다. 도 1a에 따른 구성에서, 광빔(g₂)은 빔 분할기(N)의 앞면상에 조사된다.

빔 분할기(N)의 앞면상에 조사된 광빔(g₂)은 샘플(S)의 방향으로 적어도 부분적으로 반사된 결과이다. 상기 반사된 광은 빔(g_m2)에 의해 조사된다.

빔(g_m2)은 분석되는 샘플(S)의 표면에 의해 반사된다. 샘플(S)에 의해 반사된 빔은 샘플(S)을 향해 빔(g_m2)을 반사하는 미러(M)에 의해 정확하게 자동 시준된다. 빔(g_m2)은 그 후에 샘플(S)의 표면에 의해 2회 반사되며, 그 후 측정빔(g'_m2)이 생성되는 데, 이 측정빔(g'_m2)은 원래의 빔(g₂)에 비하여 위상과 진폭이 시프트된 빔이며, 이 위상과 진폭은 샘플(S)의 표면의 특성에 따라 좌우된다.

또한, 빔 분할기(N)는 그 뒷면에 점선으로 표시된 바와 같이, 굴절에 의해 광빔(g₂)의 일부를 반사한다. 이 경우에, 광빔(g₂)의 상기 반사된 부분에는 아무것도 존재하지 않는다. 그러나, 광빔(g₁, g₂)은 광 분할기(N)에 의해 전송된 광빔(g₂)의 일부의 점선으로 표시된 경로가 광빔(g₁)의 전파 경로와 일치하지 않도록 다소 "오프-라인" 되어 배치되어야 한다. 이와 같이 하면, 광빔(g₂)의 전송된 경로는 불안정하게 상승할 수 있는 광원(L1)으로 비춰질 것이다.

측정광(g'₂)은 도 1a에 표시된 방식으로 빔 분할기(N)의 앞면상에 다시 조사된다. 그 적어도 일부는 빔 분할기(N)에 의해 전송되며 반사된 경로를 경유하여 그 뒷면에 도달한다.

측정빔(g'_m2)과의 간섭이 빔 분할기(N)의 뒷면에서 발생하도록 광빔(g₂)에 대해 위상을 갖는 광빔(g₁)이 빔 분할기(N)의 뒷면상의 상기 지점에 조사한다. 간섭의 결과로서, 예를 들면, Wollaston prism W1의 방향으로 전파하는 간섭빔이 발생한다. Wollaston prism W1은 관련 기술 분야에서 공지된 바와 같이, 통상적으로 샘플(S)에 대해 규정되는, p 및 s 방향에 따른 간섭빔의 직교 편광 모드로 분할한다. 2개의 직교 편광 모드는 포토 다이오드(D1 및 D2)에 의해 각각 선택된다. 포토 다이오드(D1 및 D2)는 2개의 직교 편광 모드의 강도에 대응하는 교류 전압 신호(V1, V2)로 변환한다. 사인 파형 교류 전압 신호(V1, V2)는 둘다 광빔(g₁, g₂)의 주파수간의 차 주파수와 같은 주파수를 갖는다. 상기 차 주파수는 엘립소미터의 측정 주파수이다. 교류 전압 신호(V1, V2)의 진폭비과 이 전압 신호들간의 위상차는 공지된 각 Ψ및 Δ에 의해 샘플(S)에 대한 소정의 엘립소미터 정보를 제공한다.

2개의 광원(L1, L2)은 종래에 통상적으로 이용하는 안정된 He-Ne 레이저일 수 있다. 광원(L1, L2)이 조정되는 주파수는 10MHz 크기의 주파수일 수 있다.

도 1a에 따른 실시예에서, 광원(L1, L2)은 둘다 광빔(g₁, g₁)의 주파수간의 차이가 소정의 값으로 설정될 수 있도록 이용자에 의해 조정될 수 있는 제어 회로 (C)에 의해 제어된다. 그러나, 제어 회로는 2개의 광원(L1, L2)에는 접속되지 않아야 한다. 이론상으로, 이것은 2개의 광원 중의 하나를 제어하는 것으로 충분하다.

교류 전압 신호(V1, V2)는 위상 검출기(PD)에 공급된다. 위상 검출기(PD)는 예를 들면, 종래에 공지되어 있으며 매우 저렴하게 구성될 수 있는 4개의 다이오드를 포함하는 브리지 회로로 이루어져 있다. 이러한 브리지 회로는 교류 전압 신호 (V1, V2)의 정밀한 주파수에 민감하지 않다. 위상 검출기로부터의 출력 신호는 샘플(S)의 표면에서 측정되어지는 변수에 대한 측정이다. 또한, 위상 검출기(PD)로부터의 출력 신호의 처리는 공지된 방식으로 수행될 수 있으므로 여기에서는 더 이상의 설명을 생략한다.

도 1a에 따른 구성에서, 교류 전압 신호(V1)는 제어 회로(C)의 일 입력에 공급된다. 교류 전압 신호(V1)는 상기 간섭 신호로부터 유도되기 때문에, 각 주파수(ω₁, ω₂)간의 차가 존재하는 성분을 포함한다. 이는 제어 회로에 대한 측정 신호로서 공급된다. 제어 회로(C)는 상기 입력 신호를 이용하여 각 주파수(ω₁, ω₂)간의 차를 이용자에 의해 결정된 특정값으로 안정화시킨다. 이론상으로, 소정 기능을 제공할 수 있는 소정 회로가 제어 회로(C)에 이용될 수 있다.

도 1a에 따른 실시예에서, 제어 회로(C)에 대한 입력 신호는 교류 전압 신호( V1)로부터 유도된다. 교류 전압 신호(V2)도 마찬가지로 각 주파수(ω₁, ω₂)간의 차를 포함하는 성분을 갖는다. 그러므로, 교류 전압 신호(V2)가 일반적으로 제어 회로(C)에 공급될 수도 있다.

또한, 일반적으로 상기 간섭 신호의 일부를 광학 신호로서 제어 회로에 공급하는 것이 가능하다. 결과적으로, 예를 들면, 반 전송 미러(M')(점선으로 도시됨)는 빔 분할기(N)의 뒷면과 Wollaston 프리즘(W1) 간에 배열되어 간섭빔의 일부를 제어 회로(C)에 접속되는 적절하게 선택된 구성 검출기(D3)(끊어진 선으로 도시됨)로 편광시킨다. 이러한 검출기로부터의 출력 신호는 소정 값(ω₁, -ω₂)을 제공한다. 그러므로, 교류 전압 신호(V1)는 제어 회로에 공급되지 않는다.

광원(L1 및/또는 L2)에 대한 적당한 제어 신호는 ω₁-ω₂를 포함하는 상기 입력 신호를 기준으로 제어 회로(C)에 의해 발생된다. 전술된 바와 같이, 상기 제어 신호의 값은 이용자에 의해서도 설정될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 엘립소미터에서 이용될 수 있는 가능한 제어 회로(C)를 도시한다. 그러나, 도 2에 따른 제어 회로(C)는 이 제어 회로가 광학 입력 신호(g'₁, g'₂)를 입력 신호로서 이용하기 때문에, 도 1a에 도시된 구성에 직접 적용되지 못하며, 반면에 도 1a에 따른 구성에서는 입력 신호(V1)가 이용된다. 광학 입력 신호(g'₁, g'₂)는 광빔(g₁, g₂)으로부터 각각 유도된다. 이는, 예를 들면 광빔(g₁, g₂)의 일부를 반전송 미러(도시 생략)를 이용하여 편광함으로써 수행될 수 있으며, 그 결과 편광된 부분은(g'₁, g'₂)이다.

도 2에 도시된 구성은 미국 특허 제5,396,361호에 기재된 구성과 일치하므로 상술된 전문에 기재되어 있다. 공지된 구성은 레이저빔(g'₁, g'₂)을 각각 발생시키는 2개의 레이저원(L1, L2)을 포함한다. 2개의 레이저 빔(g'₁, g'₂)은 헤테로다인 검출을 수행하는 배율기(M1)에 공급된다. 배율기(M1)로부터의 출력 신호는 전기 출력 신호를 제공하는 검출기(D4)에 공급된다. 검출기(D4)로부터의 출력은 다른 배율기(M2)의 일 입력에 연결된다. 다른 배율기(M2)의 다른 입력은 기준 신호를 공급하는 발진기(OSC)에 연결된다. 배율기(M2)는 검출기(D4)로부터의 출력 신호와 발진기(OSC)로부터의 기준 신호의 주파수간의 차이를 측정치인 다른 주파수 성분을 갖는 신호가 생성되도록 2개의 입력 신호를 곱한다.

배율기(M2)의 출력은 주파수 식별 회로(FD)에 연결된다. 주파수 식별 회로(FD)로부터의 출력 신호는 레이저원(L1, L2)의 광학 주파수간의 차를 적어도 실제로 일정하게 유지하도록 2개의 레이저원(L1, L2)중 적어도 하나에 공급된다. 도 2에 따른 구성에서, 구성 요소(M1, D4, M2, OSC, FD)는 함께 제어 회로(C)를 형성한다.

본 발명에 따른 구성에서, 발진기(OSC)에 의해 생성되는 기준 신호의 주파수는 이용자에 의해 제어될 수 있다. 이는 본 발명에 따른 엘립소미터의 이용자에게 고정밀도의 굴곡성 측정을 제공한다.

본 발명에 따른 일 실시예에서, 엘립소미터는 광학 정보 캐리어로부터의 광학 정보를 판독하는 것에 적합하다. 대부분의 필수 소자들이 도 1b에 다시 도시되어 있지만, 도 1b는 이러한 목적을 위해 도 1a에 따른 구성에 대한 일반적인 구성을 도시한다. 다른 소자들은 도 1a에 도시된 소자들과 동일하다. 도 1b에서 광학 디스크(OD1)는 광원(L2)과 중성빔 분할기(N)간에 위치되어 있다. 광학 디스크(OD1)는 예를 들면 웰의 형태로 광학 정보를 제공하며, W2 중의 하나가 확대된 크기로 도시되어 있다.

광빔(g₂)은 웰(W2)(즉, 광학 디스크(OD1)는 전송 특성을 갖는다)을 통해 중성빔 분할기(N)로 이동한다. 이와 같이, 측정빔(g'_m2)가 형성된다. 측정빔(g'_m2)의 적어도 일부는 측정빔(g'_m2)을 중성빔 분할기 N의 앞면을 향해 다시 반사하는 미러(M)의 방향으로 중성빔 분할기(N)의 앞면에서 반사된다.

도 1a에 따른 구성에서와 같은 방식으로, 간섭빔은 광빔(g₁)과 간섭함으로써 중성빔 분할기(N)의 뒷면에서 형성되어, 예를 들면 Wollaston 프리즘(W1)의 방향으로 전파한다.

광학 디스크(OD1)는 도시되지 않은 구동 수단에 의해 공지된 방식으로 구동된다. 실제적으로, 광원(L2)은 예를 들면, 홈 형태로 정렬되는 웰이 주사될 수 있는 광학 디스크(OD1)의 표면 상부에 측면으로 이동될 수 있는 레이저원일 것이다.

도 3a 내지 3d는 광학 디스크가 주사될 수 있는 여러 가지 방법을 도시하고 있다.

도 3a는 전송 특성을 가진 광학 디스크(OD1)가 이용되는 위치를 도시한다. 광학 디스크(OD1)는 중성빔 분할기(N)의 앞면으로부터의 광빔(g_m2)이 180°의 각을 통해 측정빔(g'_m2)으로서 반사하여 되돌아가기 위해 웰(W2)상에 부딪히도록 배치된다.

도 3b는 전송 특성 대신에 반사 특성을 갖는 광학 디스크(OD2)를 도시한다. 웰(W2)은 이제 빔(g_m2)을 반사하여 측정빔(g'_m2)을 직접 형성한다.

반사 광학 디스크(OD2)가 도 3c에 다시 도시되어 있지만, 여기서는 빔(g_m2)가 반사 광학 디스크(OD2)의 표면상에 직교하는 것이 아니라 90°보다 약간 작은 각도로 부딪히는 구성으로 되어 있다. 웰(W2)에 의한 반사가 이어지며, 빔은 180°의 각도로 빔을 웰(W2)에 반사시키는 미러(M)상에 조사한다. 측정빔(g'_m2)이 그 후에 생성되고, 이 측정빔은 도 1a에 따른 구성과 같은 중성빔 분할기(N)의 앞면상으로 향한다. 중성빔 분할기(N)와 광학 디스크(OD2)간의 빔에 대한 전파 경로를 제공하기 위해 미러(M) 내에는 구멍이 존재한다. 도 3c에 도시된 구성의 이점은 빔이 웰(W2)에 2회 주사된다는 것이다.

완전하게 하기 위해, 도 3d는 도 1b에 이미 도시된 바와 같은 위치를 다시 한번 도시하고 있다.

또한, 완전하게 하기 위해 도 3에는 광학 디스크(OD1)가 동작시에 모터로 구동되는 적합한 보조 수단(Supp)에 의해 실제로 보조되는 것으로 나타나 있다.

도 4a는 도 1a에 따른 구성에 대한 일반적인 구성을 도시한다. 도 1a에 따른 구성과 비교되는 차이는 중성빔 분할기(N)의 앞면상에 조사하는 측정빔(g'₂)을 형성하기 위해 광원(L2)으로부터의 광빔(g₂)이 샘플 S상에 먼저 조사한다는 것이다. 중성빔 분할기(N)를 통한 전송 후에, 측정빔(g'₂)은 광원(L1)에 의해 중성빔 분할기(N)의 뒷면상으로 향하는 광빔(g₁)과 간섭한다.

도 4a에 따른 구성의 나머지는 도 1a의 구성과 동일하므로 여기서 반복하여 설명하지 않는다. 도 4a에 따른 구성에서 교류 전압 신호(V1)가 제어 회로(C)에 공급될 필요가 없다는 것은 명백하다. 그 대신에, 도 1a에 대체 수단으로 이미 도시되어 있는 부분 반사 미러(M') 및 검출기(D3)가 이용될 수 있다.

또한, 도 4a에 따른 구성이 도 2에 따른 제어 회로 또는 그의 대체물이 이용되도록 조정될 수 있다는 것은 관련 기술 분야의 당업자들에 자명하다. 이 구성은 도 2를 참조로 전술된 방식으로 기능할 수 있다.

또한, 도 4a에 따른 구성은 전송 특성을 가진 광학 디스크(OD1)상의 판독 광학 정보용으로 이용될 수 있다. 이러한 목적에 적합한 구성은 도 4b에 도시되어 있다. 도 4b에 도시된 구성은 몇가지 필수 소자들만 도시한다. 나머지 소자들은 도 4a에 따른 구성 또는 상기 기술된 대체물에서와 동일하다.

본 발명은 도면에 도시되어 있는 실시예로 제한되는 것은 아니다. 여러가지 구성요소의 구성은 변화될 수 있으며, 그러한 경우에 여러 가지 빔들의 방사 경로는 특정한 적용시에 이점이 있다면 미러 및 이 미러와 다른 광학 구성 요소의 보조에 의해 변경될 수 있다. 또한, 중성빔 분할기는 중성 퀴리(neutral Curie) 또는 비편광빔 분할기일 수 있다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.

Claims (7)

1. 동작 중에 제1 각 주파수(ω₁)를 갖는 제1 광빔(g₁)과 제2 각 주파수(ω₂)를 갖는 제2 광빔(g₂)을 제공하는 광원 수단(L1, L2)과;

   동작 중에 샘플(S; OD1; OD2)을 제2 광빔(g₂)으로 주사함으로써 제공되는 측정빔(g'_m2)을 수신 및 적어도 부분적으로 전송하는 앞면과, 제1 광빔(g₁)을 수신하는 뒷면을 가지며, 동작 중에 상기 측정빔(g'_m2)이 뒷면에서 제1 광빔(g₁)과 간섭하여 간섭빔이 생성되는 중성빔 분할기(N)와;

   상기 간섭빔을 수신하고, 상기 간섭빔의 직교 성분을 분리하며, 이 직교 성분에 대응하는 2개의 교류 전압(V1, V2)을 제공하는 유닛(W1)을 포함하는 엘립소미터에 있어서,

   상기 광원 수단은 2개의 분리 레이저원(L1, L2)을 포함하고, 상기 엘립소미터는 제1 및 제2 각 주파수(ω₁, ω₂) 또는 제1 및 제2 각 주파수간의 차 중 어느 하나에 관련한 정보를 수신하는 적어도 하나의 입력과, 상기 2개의 레이저원 중 적어도 하나에 결합되어 상기 제1 및 제2 각 주파수(ω₁, ω₂)간의 차를 제어하는 적어도 하나의 출력을 갖는 제어 회로(C)가 제공되는 것을 특징으로 하는 엘립소미터.
2. 제1항에 있어서, 상기 중성빔 분할기(N)의 앞면은 상기 제2 광빔(g₂)을 수신하고 이 제2 광빔(g₂)을 주사되는 상기 샘플(S; CD1; CD2)의 방향으로 적어도 부분적으로 반사시킨 후에 주사되는 상기 샘플(S; CD1; CD2)로부터 발생한 상기 측정빔(g'_m2)을 수신 및 적어도 부분적으로 전송하도록 구성된 것인 엘립소미터.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 회로(C)는 그 입력에 2개의 교류 전압(V1, V2) 중 하나를 수신하는 것인 엘립소미터.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 엘립소미터는 상기 간섭빔을 부분적으로 편광시키는 부분 전송 미러(M')와, 상기 제어 회로(C)에 결합되어 상기 부분적으로 편광된 간섭빔을 수신하도록 구성된 검출기(D3)가 제공되는 것인 엘립소미터.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 회로(C)는 그 입력에서 제1 광빔(g₁)으로부터 유도된 제1 입력 신호(g'₁)와, 제2 광빔(g₂)으로부터 유도된 제2 입력 신호(g'₂)를 수신하는 것인 엘립소미터.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로의 적어도 하나의 출력은 제1 및 제2 레이저 모두에 결합되는 것인 엘립소미터.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엘립소미터는 광학 정보 캐리어(OD1; OD2)를 보조하는 보조기(Supp.)가 제공되는 것인 엘립소미터.