KR20110015390A - 간섭 막두께계 - Google Patents

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Abstract

[과제] 간섭 막두께계(100)에서, 검사 워크의 광반사율을 측정할 때마다 필요하였던 부수 계측(특히 교정 샘플의 계측)을 생략할 수 있게 하고, 측정 시간의 단축이나 장치 구성의 간단화를 촉진한다.
[해결 수단] 헤드(4)의 내부에 광반사율이 일정한 내부 반사 기구(8)를 배치하는 동시에, 상기 내부 반사 기구(8)에서 반사된 빛이, 광검출기(2)에서 수광되도록 구성해 두고, 빛이 실질적으로 도입되어 있지 않은 상태에서의 광검출기(2)의 출력치와, 빛을 실질적으로 반사하지 않는 다크 샘플을 이용했을 때의 상기 광검출기(2)의 출력치와, 광반사율이 이미 알려진 교정 샘플을 이용했을 때의 광검출기 (2)의 출력치와, 측정 대상인 검사 워크를 이용했을 때의 광검출기(2)의 출력치에 기초하여, 상기 검사 워크의 광반사율을 산출하도록 하였다.

Description

간섭 막두께계{Spectroscopic Reflectometer}
이 발명은, 간섭 막두께계(Spectroscopic reflectometer) 등에 관한 것이며, 특히 측정의 대상이 되는 검사 워크의 광반사율을 측정하는 반사율 측정 기구에 관한 것이다.
간섭 막두께계란, 특허문헌 1에 나타낸 바와 같이, 측정 대상이 되는 막체(膜體) 등의 검사 워크에 대하여 측정광을 조사하여, 그 표면에서 반사하는 반사광과, 검사 워크의 내부를 투과하여 반대측의 경계면에서 반사하여 표면으로부터 나오는 투과 반사광에 의한 간섭광의 스펙트럼을 취득하고, 그 측정 스펙트럼에 기초하여 검사 워크의 막두께를 구하는 것이다.
이러한 간섭 막두께계에서는, 검사 워크의 광학적 반사율을 측정할 필요가 있다. 그 때문에, 종래에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 반사율이 이미 알려진 일정한 교정 샘플(SPr) 및 빛을 전혀 반사하지 않는 다크 샘플(SPb)에 광원(1')으로부터 각각 빛을 조사하여, 각 경우에서의 광검출기(2')의 출력치를 계측한다. 그리고, 이하의 식(수식 1)으로부터 검사 워크(SPs)의 광학적 반사율(Rs)을 구하도록 하고 있다. 한편, 다크 샘플(SPb)을 계측하는 것은, 반사광이 없는 상태에서의 광검출기(2')의 출력치가 오프셋량을 나타내기 때문에, 이 오프셋량을 캔슬하기 위해서이다.
Figure pat00001
여기서, Is는 검사 워크(SPs)에 대한 광검출기(2')의 출력치, Ir는 교정 샘플(SPr)에 대한 광검출기(2')의 출력치, Ib는 다크 샘플(SPb)에 대한 광검출기(2')의 출력치, Rr는 교정 샘플(SPr)의 광학적 반사율(공지)이다.
일본 공개특허 2005-3401호 공보
그런데, 실제로는, Ir나 Ib의 값에 상당한 시간 변동이 인지되기 때문에, 종래에는, 검사 워크(SPs)를 계측할 때마다, 교정 샘플(SPr) 및 다크 샘플(SPb)에 대한 광검출기(2')의 출력치를 구하고 있다.
그러나, 그러기 위해서는, 때마다, 각 샘플의 교체 등을 해야만 하므로, 측정에 수고와 시간이 걸린다고 하는 문제가 발생한다. 특히 교정 샘플(SPr)은, 헤드 (4')로부터의 거리 등을 검사 워크(SPs)와 거의 동일 조건으로 해야만 하므로, 그 계측에 걸리는 수고나 시간은 상당하다.
따라서, 예를 들면 도 2에 도시한 바와 같이, 헤드(4')를 가동식으로 해 두고, 검사 워크(SPs)와는 다른 장소에 얹어 놓은 교정 샘플(SPr)이나 다크 샘플(SPb)을, 상기 헤드(4')를 이동시켜 계측하도록 한 장치도 개발되어 있다. 그러나, 이 경우는, 장치 구성이 복잡하게 되어, 고가격화를 초래할 수 있다.
본 발명은, 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 주된 소기의 과제는, 검사 워크의 광반사율을 측정할 때마다 필요하였던 부대 계측(특히 교정 샘플의 계측)을 생략할 수 있게 하여, 측정 시간의 단축이나 장치 구성의 간단화를 촉진하는 데에 있다.
즉, 본 발명에 관한 간섭 막두께계는, 하기 (1)∼(4)에 나타낸 헤드, 광검출기, 내부 반사 기구, 및 반사율 산출부를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.
(1) 상기 헤드는, 측정광을 대상물을 향하여 사출하는 동시에 상기 측정광이 조사된 상기 대상물로부터의 반사광을 도입하기 위한 것이다.
(2) 상기 광검출기는, 수광된 빛의 강도를 검출하는 것이며, 그 수광부는 상기 헤드 내에 도입된 상기 반사광이 도달하는 위치에 배치되어 있다.
(3) 상기 내부 반사 기구는, 상기 헤드 내에서의 상기 측정광의 일부가 도달하는 위치로서 상기 내부 반사 기구에서 반사된 빛이 상기 광검출기의 수광부에 도달하는 위치에 배치된, 광반사율이 일정한 것이다.
(4) 상기 반사율 산출부는, 광검출기의 출력치 변동을 실질적으로 무시할 수 있는 기간인 종(從)계측 기간 내에, 빛이 실질적으로 도입되어 있지 않은 상태에서의 광검출기의 출력치인 제1 출력치와, 빛을 실질적으로 반사하지 않는 다크 샘플을 대상물로서 이용했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제2 출력치와, 광반사율이 이미 알려진 교정 샘플을 대상물로서 이용했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제3 출력치를 계측하는 동시에, 상기 종(從) 계측 기간 이외의 기간으로서 광검출기의 출력치 변동을 실질적으로 무시할 수 있는 기간인 주(主) 계측 기간 내에, 빛이 실질적으로 도입되어 있지 않은 상태에서의 광검출기의 출력치인 제4 출력치와, 상기 다크 샘플을 대상물로서 이용했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제5 출력치와, 측정 대상인 검사 워크를 대상물로서 이용했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제6 출력치를 계측하고, 이들 제1∼제6 출력치에 기초하여, 상기 검사 워크의 광반사율을 산출하는 것이다.
이러한 것이면, 종래 검사 워크를 측정할 때마다 필요하였던 교정 샘플의 측정을 생략할 수 있고, 측정 시간의 단축을 도모할 수 있다. 또한, 종래와 같이 교정 샘플을 계측하기 위해서 헤드를 가동식으로 하거나 혹은 각 샘플을 교체하거나 하는 것이 불필요하게 되어, 기기 구성의 간략화나 저가격화의 촉진이 가능하게 된다.
그 이유는, 요약하면, 다크 샘플의 계측치를, 종래와 같이 오프셋량으로서 일괄적으로 취급하는 것이 아니라, 광원에 기인하는 요인과 광원에 기인하지 않는 요인으로 엄밀하게 나눈 것에 있다. 즉, 빛이 실질적으로 도입되어 있지 않은 상태에서의 광검출기의 출력치, 즉 제1 출력치를 구하도록 한 것에 본 발명의 큰 특징이 있고, 이로써, 초기 조정시 등에 1회만 교정 샘플을 계측할 뿐이며, 나중에는 다크 샘플의 계측만을 검사 워크의 측정시에 부대시키면, 검사 워크의 광반사율을 측정할 수 있게 되는 것이다. 한편, 이 산출법의 일례를, 후기 실시형태에서 식을 이용하여 상세히 설명한다.
보다 구체적으로는, 상기 반사율 산출부가, 상기 제4 출력치의 계측시의 앞 또는 뒤에서 광검출기의 출력치 변동을 실질적으로 무시할 수 있는 기간인 주계측 기간 내에 상기 제1 출력치 및 제2 출력치를 계측하는 한편, 상기 주 계측기간 이외의 기간에 상기 제3 출력치를 계측하는 동시에, 그 앞 또는 뒤에서 광검출기의 출력치 변동을 실질적으로 무시할 수 있는 기간인 종계측 기간 내에, 상기 주 계측 기간에서의 계측과는 별도로 상기 제1 출력치 및 제2 출력치를 각각 계측하여, 상기 주계측 기간에 계측한 제4 출력치, 제1 출력치 및 제2 출력치와, 상기 종계측 기간에 계측한 제3 출력치, 제1 출력치 및 제2 출력치에 기초하여, 상기 검사 워크의 광반사율을 산출하는 것이 바람직하다. 한편, 여기서, 「광검출기의 출력치 변동」이란, 광원의 광량 변동 및 검출기 그 자체의 드리프트나 오프셋에 의한 변동의 총합에 의한 변동이다.
또한, 본원의 다른 발명에 관한 간섭 막두께계는, 하기 (1)∼(4)에 나타낸 헤드, 광검출기, 내부 반사 기구, 및 반사율 산출부를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.
(1) 상기 헤드는, 측정광을 대상물을 향하여 사출하는 동시에 상기 측정광이 조사된 상기 대상물로부터의 반사광을 도입하기 위한 것이다.
(2) 상기 광검출기는, 수광된 빛의 강도를 검출하는 것이며, 그 수광부는 상기 헤드 내에 도입된 상기 반사광이 도달하는 위치에 배치되어 있다.
(3) 상기 내부 반사 기구는, 상기 헤드 내에서의 상기 측정광의 일부가 도달하는 위치로서 상기 내부 반사 기구에서 반사된 빛이 상기 광검출기의 수광부에 도달하는 위치에 배치된, 광반사율을 2개의 값으로 변경 가능한 것이다.
(4) 상기 반사율 산출부는, 광검출기의 출력치 변동을 실질적으로 무시할 수 있는 기간인 종계측 기간 내에, 이하에 나타내는 a 또는 b중의 어느 하나의 동작을 행하여, 후술하는 제1∼제3 출력치를 계측하는 동시에, 상기 종계측 기간 이외의 기간으로서 광검출기의 출력치 변동을 실질적으로 무시할 수 있는 기간인 주계측 기간 내에, 이하에 나타내는 c 또는 d중의 어느 하나의 동작을 행하여, 후술하는 제4∼제6 출력치를 계측하고, 이들 제1∼제6 출력치에 기초하여, 상기 검사 워크의 광반사율을 산출하는 것이다.
a. 빛을 실질적으로 반사하지 않는 다크 샘플을 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 2개의 값으로 변화시켰을 때의 상기 광검출기의 각각의 출력치인 제1 출력치 및 제2 출력치와, 광반사율이 이미 알려진 교정 샘플을 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 어느 하나의 값으로 설정했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제3 출력치를 계측한다.
b. 빛을 실질적으로 반사하지 않는 다크 샘플을 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 어느 하나의 값으로 설정했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제1 출력치와, 광반사율이 이미 알려진 교정 샘플을 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 2개의 값으로 변화시켰을 때의 상기 광검출기의 각각의 출력치인 제2 출력치 및 제3 출력치를 계측한다.
c. 빛을 실질적으로 반사하지 않는 다크 샘플을 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 2개의 값으로 변화시켰을 때의 상기 광검출기의 각각의 출력치인 제4 출력치 및 제5 출력치와, 측정 대상인 검사 워크를 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 어느 하나의 값으로 설정했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제6 출력치를 계측한다.
d. 빛을 실질적으로 반사하지 않는 다크 샘플을 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 어느 하나의 값으로 설정했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제4 출력치와, 측정 대상인 검사 워크를 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 2개의 값으로 변화시켰을 때의 상기 광검출기의 각각의 출력치인 제5 출력치 및 제6 출력치를 계측한다.
이러한 것으로도, 상술한 바와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히 이러한 것으로는, 광검출기 그 자체의 오프셋을 측정하기 위한 특별한 구성이 필요없다고 하는 효과도 발휘할 수 있다
보다 간단한 구성으로 각 출력치를 얻기 위한 광로를 형성하려면, 상기 헤드 본체 내에 빔 스플리터를 배치하고, 이 빔 스플리터에 의해서, 측정광의 일부를 반사하여 대상물에 조사하는 동시에, 측정광의 일부를 투과시켜 내부 반사 기구에 조사하는 한편, 대상물로 반사한 반사광을 투과시켜 광검출기로 유도하는 동시에 내부 반사 기구에서 반사된 빛을 반사하여 광검출기로 유도하도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 다크 샘플이, 측정광이 조사되는 조사 위치와 조사되지 않는 퇴피 위치의 사이에서 이동이 가능하도록 또는 탈착이 가능하도록 헤드에 부대시키고 있으면, 다크 샘플의 계측시에 헤드를 작동시킬 필요가 없기 때문에, 고정식의 헤드를 실현할 수 있다.
한편, 상기 내부 반사 기구는, 특별히 전용으로 마련한 것에 한정되지 않고, 예를 들면 헤드의 내벽을 이용한 것이라도 상관없다.
이상에 설명한 본 발명에 의하면, 종래 검사 워크를 측정할 때마다 필요하였던 교정 샘플의 계측을 생략할 수 있고, 측정 시간의 단축을 도모할 수 있다. 또한, 종래와 같이 교정 샘플을 계측하기 위해서 헤드를 가동식으로 하거나 혹은 각 샘플을 교체하거나 하는 것을 불필요하게 할 수 있어 기기 구성의 간략화나 저가격화의 촉진을 도모할 수 있다.
도 1은 종래의 간섭 막두께계에서의 광반사율의 측정 원리를 도시한 모식도.
도 2는 종래의 간섭 막두께계의 개요를 도시한 모식적 전체 사시도.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에서의 간섭 막두께계의 모식적 기능도.
도 4는 동 실시형태에서의 간섭 막두께계의 모식적 전체 사시도.
도 5는 동 실시형태에서의 광검출기의 모식도.
도 6은 동 실시형태의 간섭 막두께계에서의 측정 원리를 도시한 모식도.
도 7은 동 실시형태의 간섭 막두께계에서의 측정 원리를 도시한 모식도.
도 8은 동 실시형태의 간섭 막두께계에서의 측정 원리를 도시한 모식도.
도 9는 동 실시형태의 간섭 막두께계에서의 측정 원리를 도시한 모식도.
도 10은 본 발명의 제2 실시형태에 관한 간섭 막두께계의 측정 원리를 도시한 모식도.
도 11은 동 실시형태의 간섭 막두께계에서의 측정 원리를 도시한 모식도.
도 12는 동 실시형태의 간섭 막두께계에서의 측정 원리를 도시한 모식도.
도 13은 동 실시형태의 간섭 막두께계에서의 측정 원리를 도시한 모식도.
도 14는 동 실시형태의 간섭 막두께계에서의 측정 원리를 도시한 모식도.
도 15는 동 실시형태의 간섭 막두께계에서의 측정 원리를 도시한 모식도.
도 16은 본 발명의 다른 실시형태에 관한 간섭 막두께계의 측정 원리를 도시한 모식도.
도 17은 동 실시형태의 간섭 막두께계에서의 측정 원리를 도시한 모식도.
도 18은 동 실시형태의 간섭 막두께계의 측정 원리를 도시한 모식도.
도 19는 동 실시형태의 간섭 막두께계에서의 측정 원리를 도시한 모식도.
도 20은 동 실시형태의 간섭 막두께계에서의 측정 원리를 도시한 모식도.
도 21은 동 실시형태의 간섭 막두께계에서의 측정 원리를 도시한 모식도.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시형태에서의 간섭 막두께계의 모식적 기능도.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시형태에서의 간섭 막두께계의 부분 단면도.
도 24는 본 발명의 또 다른 실시형태에서의 간섭 막두께계의 모식적 전체 사시도.
도 25는 본 발명의 또 다른 실시형태에서의 간섭 막두께계의 모식적 전체 사시도.
도 26은 본 발명의 또 다른 실시형태에서의 간섭 막두께계의 모식적 전체 사시도.
이하에 본 발명의 실시형태를, 도면을 참조하여 설명한다.
<제1 실시형태: 암전류 측정 방식>
본 실시형태에 관한 간섭 막두께계(100)는, 태양전지나 플랫 패널용의 막의 두께 측정에 바람직하게 이용되는 것이며, 도 3에 도시한 바와 같이, 측정광을 상기 검사 워크(SPs) 등의 대상물을 향하여 사출하는 동시에 상기 측정광이 조사된 상기 대상물로부터의 반사광을 도입하는 헤드(4)와, 헤드(4)에 도입된 반사광을 수광하여 그 강도를 검출하는 광검출기(2)와, 상기 광검출기(2)의 출력치에 기초하여 상기 대상물의 광반사율을 산출하는 반사율 산출부(5)를 구비하고 있다.
측정광은, 이 실시형태에서는, 헤드(4) 내에 탑재된 백색 광원(1)으로부터 사출되지만, 광원(1)을 헤드(4)와는 별도로 배치하여, 광섬유 등으로 헤드(4)로 유도하도록 해도 좋다.
헤드(4)는, 도 3, 도 4에 도시한 바와 같이, 예를 들면 검사 워크(SPs)에 대향하는 면을 개구시켜 측정광 및 반사광의 광도 출입구(4a)로 한, 속이 빈 상자체이며, 예를 들면 지지 빔(6)에 의해서 고정 지지되고 있다.
광검출기(2)는, 분광 기능을 가진 것으로, 예를 들면 도 5에 도시한 바와 같이, 수광된 빛을 일정 파장마다 분광하는 분광 수단(21)과, 이 분광 수단(21)에서 파장마다 분리된 빛을 각각 수광하여, 각 광의 광량에 따른 값의 전기신호를 출력하는, 어레이 상(狀)으로 복수의 채널을 가진 CCD나 CMOS, 포토멀 등의 센서 소자(22)를 구비하고 있다. 또한, 이 광검출기(2)에는 오프셋량 검출 기구(7)가 부대시켜져 있고, 이 광검출기(2)에 실질적으로 빛이 들어가 있지 않은 상태에서의 출력치, 즉 각 센서 소자(22)의 오프셋 출력치를 검출할 수 있도록 되어 있다. 구체적으로, 이 오프셋량 검출 기구(7)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 일부의 센서 소자(22')와, 그 일부의 센서 소자(22')에 빛을 물리적으로 차단하는 마스크 부재(71)로 구성되는 것이다. 그리고, 이 마스크된 센서 소자(22'){이하, 마스크 센서 소자(22')라고도 한다}의 출력으로부터, 다른 센서 소자(22)의 오프셋 출력치를 추정 산출할 수 있도록 되어 있다. 그 추정 산출 방법으로서는, 센서 소자(22)의 오프셋 출력치를, 마스크 센서 소자(22')와 같은 오프셋 출력치로 하는 방법이나, 센서 소자(22)의 마스크 센서 소자(22')에 대한 불균일을 미리 측정해 두어 마스크 센서 소자(22')의 출력치로부터 상기 불균일에 기초하여 다른 각 센서 소자(22)의 오프셋 출력치를 산출하는 방법 등을 들 수 있다. 기타, 광검출기(2)의 수광 부분에 셔터를 설치해 두고, 그 셔터에 의해서 수광 부분을 완전하게 빛이 들어오지 않도록 가렸을 때의 각 센서 소자(22)의 출력치를 오프셋 출력치로 하는 것과 같은 구성도 고려할 수 있다.
헤드(4)의 내부에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 광원(1) 및 광검출기(2)에 더하여, 빔 스플리터(3) 및 내부 반사 기구(8)가 배치되어 있다. 빔 스플리터(3)는, 빛의 일부를 투과하고 일부를 반사하는 특성을 가진, 동일 두께의 평판 형상을 이루는 투명 부재이다. 이 실시형태에서는, 광원(1)으로부터 사출된 측정광의 광축에 대하여 빔 스플리터(3)의 표면이 기울기 45°를 이루도록 상기 빔 스플리터(3)를 배치하고, 이 빔 스플리터(3)에서 반사된 일부의 측정광이 상기 광도 출입구(4a)를 통과하여 검사 워크(SPs) 등의 대상물의 표면을 향하여 수직으로 조사되도록 되어 있다. 또한, 빔 스플리터(3)를 사이에 두고 광원(1)과 대향하는 위치에, 상기 내부 반사 기구(8)가 배치되어 있다. 이 내부 반사 기구(8)는, 광반사율이 이미 알려진 일정한 동일 두께의 판 형상 부재이며, 여기서는 그 표면이 광원(1)으로부터 나와 빔 스플리터(3)를 투과한 측정광의 광축과 수직이 되도록 배치되어 있다.
따라서, 광원(1)으로부터 사출된 측정광은, 빔 스플리터(3)에서 일부가 반사되어 검사 워크(SPs) 등의 대상물로 향하고, 거기서 반사되어 재차 빔 스플리터(3)를 향하며, 그 일부가 상기 빔 스플리터(3)를 더 투과하여 광검출기(2)에 조사되게 된다. 또한, 광원(1)으로부터 사출되어 빔 스플리터(3)를 투과한 다른 일부의 측정광은, 내부 반사 기구(8)로 반사되어 재차 빔 스플리터(3)를 향하고, 그 일부가 상기 빔 스플리터(3)로 더 반사되어 광검출기(2)에 조사되게 된다. 즉, 광검출기(2)에는, 주로, 검사 워크(SPs) 등의 대상물로부터의 반사광의 일부와 내부 반사 기구(8)로부터의 반사광의 일부가 도입되게 되지만, 기타 헤드(4) 내부에서 산란한 광원(1)에 의한 미광도 약간 도입된다.
반사율 산출부(5)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 컴퓨터 등의 정보 처리 장치가 그 역할을 담당하는 것이다. 즉, 정보 처리 장치를 구성하는 메모리에 기억시킨 프로그램에 따라서 CPU나 그 주변기기가 함께 작동하는 것에 의해서, 이 정보 처리 장치가 상기 반사율 산출부(5)로서의 기능을 발휘한다. 그러나, 이 반사율 산출부 (5)의 기능을 측정 순서의 설명을 겸하여 이하에 상세하게 설명한다.
먼저, 검사 워크(SPs)의 계측에 앞서 또는 후에 이루어지는 종계측에 대하여 설명한다. 이 종계측은, 예를 들면 공장 출하시 등의 초기설정시에 행하면 좋다. 이 종계측이 이루어지는 기간, 즉 종계측 기간의 길이는, 광검출기(2)의 출력치 변동을 실질적으로 무시할 수 있는 시간 내로 설정되어 있다.
이 종계측에서는, 측정광이 조사되는 소정의 샘플이 놓여지는 위치에 오퍼레이터가 다크 샘플(SPb)을 둔다. 다크 샘플(SPb)이란, 도 4에 도시한 바와 같이, 측정에 이용하는 파장 영역의 빛을 실질적으로 반사하지 않는 부재로 만들어진 판 형상의 것이다.
그 후, 도 6에 도시된 바와 같이, 반사율 산출부(5)가 작동하여, 광검출기 (2)의 출력치, 즉 각 센서 소자(22)의 출력치를 취득한다. 그리고 그들 각 출력치를 제2 출력치 Ib로서 메모리에 기억한다.
다음에, 오퍼레이터가 다크 샘플(SPb) 대신에, 교정 샘플(SPr)을 상기 샘플이 놓여지는 위치에 둔다. 그렇게 하면, 반사율 산출부(5)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 광검출기(2)의 출력치, 즉 각 센서 소자(22)의 출력치를 각각 취득한다. 그리고 그들 각 출력치를 제3 출력치 Ir로서 메모리에 기억한다. 교정 샘플(SPr)이란, 광반사율이 이미 알려진 판 형상의 샘플인 것이다.
한편으로 상기 반사율 산출부(5)는, 빛이 실질적으로 도입되어 있지 않은 상태에서의 광검출기(2)의 출력치인 제1 출력치 Id를 취득한다. 구체적으로는, 상술한 바와 같이 마스크 센서 소자(22')의 출력치에 기초하여 각 센서 소자(22)의 오프셋 출력치를 취득하여, 각 오프셋 출력치를 각각 제1 출력치 Id로서 메모리에 기억한다.
이상이 종계측이다. 한편, 상술한 일련의 각 출력치 Ib, Ir, Id의 취득 순서는 상관없다. 또한, 종계측 전에 광원(1)을 미리 점등시키고, 그 광량이 충분히 안정된 상태로 해 둘 필요가 있다.
다음에, 검사 워크(SPs)를 계측하는 주계측에 대하여 설명한다. 이 주계측이 이루어지는 기간, 즉 주계측 기간의 길이는, 종계측 기간과 마찬가지로, 광검출기 (2)의 출력치 변동을 실질적으로 무시할 수 있는 시간 내로 설정되어 있다.
이 주계측에서는, 상기 샘플이 놓여지는 위치에 오퍼레이터가 검사 워크 (SPs)를 둔다. 그 후, 반사율 산출부(5)가 동작하여, 도 9에 도시한 바와 같이, 광검출기(2)의 출력치, 즉 각 센서 소자(22)의 출력치를 각각 취득한다. 그리고 그들 각 출력치를 제6 출력치 Is'로서 메모리에 기억한다.
다음에, 오퍼레이터가 검사 워크(SPs) 대신에 다크 샘플(SPb)을 상기 샘플이 놓여지는 위치에 둔다. 그렇게 하면, 반사율 산출부(5)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 각 센서 소자(22)의 출력치를 취득하여, 그들 각 출력치를 제5 출력치 Ib'로서 메모리에 기억한다.
또한 반사율 산출부(5)는, 종계측시와 마찬가지로, 마스크 센서 소자(22')의 출력치에 기초하여 각 센서 소자(22)의 오프셋 출력치를 취득하여, 이들을 제4 출력치 Id'로서 메모리에 기억한다.
이와 같이 하여 주계측이 종료된다. 한편, 상술한 일련의 출력치 Is', Ib', Id'의 취득 순서는 상관없다. 또한, 광원(1)을 미리 점등시켜, 주계측의 기간중에, 그 광량이 충분히 안정된 상태로 할 필요가 있다.
다음에 반사율 산출부(5)는, 상기 주계측 및 종계측으로 계측한 각 출력치 Is', Ir, Ib, Id, Ib', Id'에 기초하여 검사 워크(SPs)의 광반사율을 파장마다 구한다. 그 산출식은 이하와 같다.
Figure pat00002
이 산출식(수식 2)이 도출되는 이유를 설명한다.
종계측에서의 다크 샘플(SPb)로부터의 출력치인 제2 출력치 Ib는, 빔 스플리터(3)나 내부 반사 기구(8), 혹은 헤드(4)의 내벽 등에서 투과 내지 반사하여, 광검출기(2){여기서는, 어느 1파장에 대하여 설명하고 있으므로, 구체적으로는 1개의 센서 소자(22)}에 유도된 측정광의 광량과, 상기 센서 소자(22)의 종계측시에의 오프셋 출력치인 제1 출력치 Id를 서로 더한 값이다. 따라서, 상기 제2 출력치 Ib는 식(수식 3)으로 나타낸다(도 6 참조).
Figure pat00003
여기서 α는, 빔 스플리터(3)나 내부 반사 기구(8), 헤드(4) 내벽 등에서의 투과 내지 반사에 의한 측정광의 감쇠율을 나타내는 것으로, 시간 변동하지 않는, 이 헤드(4) 고유의 일정치이다. I0는, 종계측시에의 측정광의 광량이다.
한편, 종계측에서의 교정 샘플(SPr)로부터의 출력치, 즉 제3 출력치 Ir는, 상기 다크 샘플(SPb)의 계측치 Ib와, 교정 샘플(SPr)에서 반사되고 빔 스플리터(3)를 더 투과하여 센서 소자(22)에 유도된 반사광의 광량을 서로 더한 값이기 때문에, 식(수식 4)으로 나타난다(도 7 참조).
Figure pat00004
여기서 β는, 빔 스플리터(3)나 교정 샘플(SPr), 헤드(4) 내벽 등에서의 투과 내지 반사에 의한 측정광의 감쇠율을 나타내는 것으로, 시간 변동하지 않는, 이 헤드(4) 고유의 일정치이다. Rr는, 교정 샘플(SPr)의 상기 파장의 빛에 대한 반사율, I0는 종계측시의 측정광의 광량이다.
이들 식(수식 3, 수식 4)으로부터 I0를 소거하면, 하기 식(수 5)이 도출된다.
Figure pat00005
다른 한편, 주계측에서의 다크 샘플(SPb)로부터의 출력치, 즉 제5 출력치 Ib'은, 식(수식 6)으로 나타난다(도 8 참조).
Figure pat00006
여기서, I0'는 주계측시의 측정광의 광량, Id'는 상기 센서 소자(22)의 주계측시의 오프셋 출력치이다.
또한, 검사 워크(SPs)를 대상으로 했을 때의 센서 소자(22)의 출력치인 제6 출력치 Is'은, 상기 다크 샘플(SPb)의 계측치 Ib'과, 검사 워크(SPs)로 반사하고 빔 스플리터(3)를 더 투과하여 센서 소자(22)에 유도된 반사광의 광량을 서로 더한 값이기 때문에, 식(수식 7)으로 나타난다.
Figure pat00007
이 식(수식 6, 수식 7)으로부터 I0'을 소거하면, 하기 식(수 8)이 도출된다.
Figure pat00008
그러나, α, β는 헤드 고유의 일정치라고 생각되기 때문에, 식(수식 5)과 식(수식 8)의 값은 동일하고, 이들 식(수식 5) 및 식(수식 8)으로부터 상기 식(수식 2)이 도출된다.
따라서, 본 실시형태에 의하면, 종계측시에만, 교정 샘플(SPr)을 적어도 1회만 계측해 두면 되기 때문에, 주계측시에의 교정 샘플(SPr)의 계측이 불필요하다. 그리고, 이 교정 샘플(SPr)의 계측은, 다크 샘플(SPb)의 계측에 비하여 검사 워크와의 계측 조건을 동일하게 해야 하는 등, 제약이 많고 수고스럽기 때문에, 검사 워크(SPs)의 계측시, 즉 주계측시에 교정 샘플(SPr)을 계측할 때마다 행하고 있던 종래품과 비교해서, 대폭 측정의 수고와 시간을 경감하는 것이 가능하게 된다.
한편, 이와 같이, 주계측시에 교정 샘플(SPr)의 계측을 생략할 수 있는 것은, 상술한 바와 같이, 제1 출력치, 즉 광원(1)에 기인하지 않는 오프셋량을 계측하여, 광원(1)에 기인하는 오프셋량과 나누어 고려하도록 한 것에 기인한다. 즉, 광반사율의 산출식(수식 2)에 표면상으로는 나타나지 않지만, α와 β의 비와 같은 헤드(4)의 고유하고 시간 변동하지 않는 계수를 구하는 것에 의해 비로소 가능하게 된 것이다.
또한, 광원(1)에 기인하는 오프셋량을, 종래와 같이 가능한 한 감소시키는 것이 아니라, 내부 반사 기구(8)에 의해서 적극적으로 그 값을 증가시킨 것에도 본 실시형태의 특징이 있고, 이에 따라 상기 α와 β의 비를 정확하게 구하는 것이 가능해진다. 한편, 이론적으로는, 전용의 내부 반사 기구(8)를 적극적으로 마련하지 않고, 헤드(4)의 내벽에서의 반사광 등과 같은 미광을 이용하여 α, β의 비를 구해도 좋지만, 그렇게 되면 측정 정밀도상에서 본 실시형태보다 약간 뒤떨어지게 된다.
<제2 실시형태>
다음에 본 발명의 제2 실시형태를 설명한다.
이 제2 실시형태에서는, 도 10 등에 도시한 바와 같이, 내부 반사 기구(8')가 제1 실시형태의 것과는 다르다. 즉, 본 실시형태에서의 내부 반사 기구(8')는, 예를 들면, 빛을 실질적으로 반사하지 않는 무반사 부재(8b')와, 광반사율이 이미 알려진, 소정치를 가진 반사 부재(8a')를 구비한 것으로, 상기 무반사 부재(8b')가, 반사 부재(8a')의 표면을 덮는 위치와 반사 부재(8a')의 표면을 노출시키는 위치의 사이에 슬라이드 가능하도록 설치되어 그 광반사율을 제1 값(0치)과 제2 값(0 이외의 소정치)의 서로 다른 2개의 값으로 전환할 수 있도록 구성되어 있다. 한편, 제1 값은 O이 아니어도 좋다.
그러나, 상술한 종계측에서, 오퍼레이터가 다크 샘플(SPb)을 헤드(4)의 바로 아래의 샘플이 놓여지는 위치에 세트하면, 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 반사율 산출부(5)는, 무반사 부재(8b')가 반사 부재(8a')를 덮어, 내부 반사 기구(8')의 반사율이 제1 값이 되도록 구동한 다음, 광검출기(2)의 출력치{각 센서 소자(22)의 출력치}를 취득한다. 그리고, 그들 각 출력치를 제1 출력치 Ibb로서 각각 메모리에 기억한다. 다음에, 반사율 산출부(5)는, 도 11에 도시한 바와 같이, 무반사 부재 (8b')를 이동시켜 반사 부재(8a')의 표면을 노출시키고, 내부 반사 기구(8')의 반사율이 제2 값이 되도록 한 다음, 광검출기(2)의 출력치{각 센서 소자(22)의 출력치}를 취득한다. 그리고 그들 각 출력치를 제2 출력치 Ib로서 각각 메모리에 기억한다.
다음에, 반사율 산출부(5)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 오퍼레이터가 교정 샘플(SPr)을 상기 샘플이 놓여지는 위치에 세트하면, 내부 반사 기구(8')의 반사율을 제2 값으로 한 상태에서, 광검출기(2)의 출력치{각 센서 소자(22)의 출력치}를 각각 취득한다. 그리고 그들 각 출력치를 제3 출력치 Ir로서 메모리에 기억한다.
이상이 종계측이다. 한편, 상술한 일련의 각 출력치 Ibb, Ib, Ir의 취득 순서는 상관없다. 또한, 종계측전에 광원(1)을 미리 점등시켜, 그 광량이 충분히 안정된 상태로 해 둘 필요가 있다.
다음에, 검사 워크(SPs)를 계측하는 주계측을 행한다. 이 주계측에서는, 상기 종계측에서의 교정 샘플(SPr) 대신에 검사 워크(SPs)가 샘플이 놓여지는 위치에 세트되는 이외의 순서는 거의 동일하다.
즉, 오퍼레이터가 다크 샘플(SPb)을 샘플이 놓여지는 위치에 세트하면, 도 13에 도시한 바와 같이, 상기 반사율 산출부(5)는, 내부 반사 기구(8')의 반사율을 제1 값으로 설정하고, 광검출기(2)의 출력치{각 센서 소자(22)의 출력치}를 취득한다. 그리고 그들 각 출력치를 제4 출력치 Ibb'로서 각각 메모리에 기억한다. 다음에, 내부 반사 기구(8')의 반사율을 제2 값으로 설정하여, 광검출기(2)의 출력치{각 센서 소자(22)의 출력치}를 취득한다. 그리고 그들 각 출력치를 제5 출력치 Ib'로서 각각 메모리에 기억한다.
다음에, 오퍼레이터가 검사 워크(SPs)를 헤드(4)의 바로 아래에 세트하면, 반사율 산출부(5)는, 내부 반사 기구(8')의 반사율을 제2 값으로 한 상태에서, 광검출기(2)의 출력치{각 센서 소자(22)의 출력치}를 각각 취득한다. 그리고 그들 각 출력치를 제6 출력치 Is'로서 메모리에 기억한다.
이와 같이 하여 주계측이 종료된다. 한편, 상술한 일련의 출력치 Is', Ib', Ibb'의 취득 순서는 상관없다. 또한, 광원(1)을 미리 점등시키고, 주계측의 기간중, 그 광량이 충분히 안정된 상태로 할 필요가 있다.
다음에 반사율 산출부(5)는, 상기 주계측 및 종계측으로 계측한 각 출력치 Ir, Ib, Ibb, Is', Ib', Ibb'에 기초하여 검사 워크(SPs)의 광반사율을 파장마다 구한다.
그 산출식은 이하와 같다.
Figure pat00009
이 산출식(수식 9)이 도출되는 이유를 설명한다.
종계측에서, 내부 반사 기구(8')의 반사율을 제1 값 및 제2 값으로 각각 설정했을 때의 다크 샘플(SPb)로부터의 출력치인 제1 출력치 Ibb 및 제2 출력치 Ib는, 빔 스플리터(3)나 내부 반사 기구(8'), 혹은 헤드(4)의 내벽 등에서 투과 내지 반사하여, 광검출기(2){여기서는, 어느 1파장에 대하여 설명하고 있으므로, 구체적으로는 1개의 센서 소자(22)}에 유도된 측정광의 광량과, 상기 센서 소자(22)의 종계측시에서의 오프셋 출력치 Id를 서로 더한 값이다. 따라서, 상기 제1 출력치 Ibb 및 제2 출력치 Ib는, 식(수식 10, 수식 11)로 나타난다(도 10, 11 참조).
Figure pat00010
Figure pat00011
여기서, KM는, 내부 반사 기구(8')의 반사율이 제1 값(0)일 때의 측정광의 감쇠율을 나타내고, 내부 반사 기구(8')를 제외한 빔 스플리터(3)나 헤드(4)의 내벽 등에서의 투과 내지 반사에 의한 측정광의 감쇠율을 나타내는 것이다. KR는, 내부 반사 기구(8')의 반사율을 제2 값으로 설정했을 때의 상기 내부 반사 기구(8')에서의 동 측정광의 감쇠율을 나타내는 것이다. 이들 KM, KR는, 시간 변동하지 않는, 이 헤드(4) 고유의 일정치이다.
또한, 종계측에서의 교정 샘플(SPr)로부터의 출력치, 즉 제3 출력치 Ir는, 내부 반사 기구(8')의 반사율이 제2 값으로 설정되어 있기 때문에, 상기 다크 샘플 (SPb)의 계측치 Ib와, 교정 샘플(SPr)로 반사하고 빔 스플리터(3)를 더 투과하여 센서 소자(22)에 유도된 반사광의 광량을 서로 더한 값이 된다(식(수식 12), 도 12 참조).
Figure pat00012
이들 수식 10∼수식 12로부터 I0 및 KM를 소거하면, 식(수식 13)이 도출된다.
Figure pat00013
한편, 주계측에서의 다크 샘플(SPb)로부터의 출력치인 제4 출력치 Ibb', 제5 출력치 Ib', 및 검사 워크(SPs)로부터의 제6 출력치 Is'는, 각각 이하의 식(수 14∼수식 16)으로 나타난다(도 13∼도 15 참조).
Figure pat00014
Figure pat00015
Figure pat00016
그리고, 이들로부터, 식(수식 17)이 도출된다.
Figure pat00017
그러나, 상기 β, KR는 불변이기 때문에, 식(수식 13) 및 식(수식 17)으로부터 Rs를 구하면,
Figure pat00018
이 되어, 상기 식(수 9)이 도출된다.
이 제2 실시형태에서의 반사율 측정 방법의 개요를 정리하면 이하와 같다.
[종계측]
다크 샘플 계측 1(도 10 참조)
·내부 반사 기구를 제1 값으로 설정
·제1 출력치 Ibb를 취득
다크 샘플 계측 2(도 11 참조)
·내부 반사 기구를 제2 값으로 설정
·제2 출력치 Ib를 취득
교정 샘플 계측(도 12 참조)
·내부 반사 기구를 제2 값으로 설정
·제3 출력치 Ir를 취득
[주계측]
다크 샘플 계측 1(도 13 참조)
·내부 반사 기구를 제1 값으로 설정
·제4 출력치 Ibb'를 취득
다크 샘플 계측 2
·내부 반사 기구를 제2 값으로 설정(도 14 참조)
·제5 출력치 Ib'를 취득
검사 워크 계측(도 15 참조)
·내부 반사 기구를 제2 값으로 설정
·제6 출력치 Is'를 취득
[검사 워크의 반사율 산출]
상기 식(수식 9)에 의한다.
<다른 실시형태>
다음에 본 발명의 다른 실시형태에 대하여 설명한다. 한편, 기기 구성에 대해서는 제2 실시형태와 동일하므로 설명을 생략한다.
제2 실시형태에서는, 종계측 및 주계측에서 각각 KR/β을 구하여, 그들이 동일한 관계인 것에 기초하여 검사 워크(SPs)의 반사율 Rs를 산출하도록 하고 있었다.
그러나, 상기 KR/β를 구하는 방법은, 제2 실시형태에서의 방법도 포함하여, 종계측에서 4종류, 주계측에서 4종류씩이 있다. 그리고, 이들을 어떻게 조합하여도, 검사 워크(SPs)의 반사율 Rs를 산출할 수 있다. 즉, 검사 워크(SPs)의 반사율 산출 방법으로서는, 제2 실시형태에서의 방법도 포함하여 합계 16가지가 있고, 어느 것을 이용하여도 상관없다.
따라서, 제2 실시형태에서의 방법을 제외한, 종계측 및 주계측 각각에서의 KR/β을 구하는 방법을 이하에 설명한다.
종계측에서는 이하의 3종류이다.
[종계측에서의 KR/β의 산출 방법 1]
다크 샘플 계측 1(도 10 참조)
·내부 반사 기구를 제1 값으로 설정
·제1 출력치 Ibb를 취득
다크 샘플 계측 2(도 11 참조)
·내부 반사 기구를 제2 값으로 설정
·제2 출력치 Ib를 취득
교정 샘플 계측(도 16 참조)
·내부 반사 기구를 제1 값으로 설정
·제3 출력치 Ir를 취득
이들 각 출력치로부터 KR/β를 산출한다(식(수식 19)).
Figure pat00019
[종계측에서의 KR/β의 산출 방법 2]
다크 샘플 계측(도 10 참조)
·내부 반사 기구를 제1 값으로 설정
·제1 출력치 Ibb를 취득
교정 샘플 계측 1(도 18 참조)
·내부 반사 기구를 제1 값으로 설정
·제2 출력치 Ir1을 취득
교정 샘플 계측 2(도 19 참조)
·내부 반사 기구를 제2 값으로 설정
·제3 출력치 Ir2를 취득
이들 각 출력치로부터 KR/β을 산출한다(식(수식 20)).
Figure pat00020
[종계측에서의 KR/β의 산출 방법 3]
다크 샘플 계측(도 11 참조)
·내부 반사 기구를 제2 값으로 설정
·제1 출력치 Ib를 취득
교정 샘플 계측 1(도 18 참조)
·내부 반사 기구를 제1 값으로 설정
·제2 출력치 Ir1을 취득
교정 샘플 계측 2(도 19 참조)
·내부 반사 기구를 제2 값으로 설정
·제3 출력치 Ir2를 취득
이들 각 출력치로부터 KR/β을 산출한다(식(수식 21)).
Figure pat00021
주계측에서는 이하의 3 종류이다.
[주계측에서의 KR/β의 산출 방법 1]
다크 샘플 계측 1(도 13 참조)
·내부 반사 기구를 제1 값으로 설정
·제4 출력치 Ibb'를 취득
다크 샘플 계측 2
·내부 반사 기구를 제2 값으로 설정(도 14 참조)
·제5 출력치 Ib'를 취득
검사 워크 계측(도 17 참조)
·내부 반사 기구를 제1 값으로 설정
·제6 출력치 Is'를 취득
이들 각 출력치로부터 KR/β을 산출한다(식(수식 22)).
Figure pat00022
[주계측에서의 KR/β의 산출 방법 2]
다크 샘플 계측(도 13 참조)
·내부 반사 기구를 제1 값으로 설정
·제4 출력치 Ibb'를 취득
검사 워크 계측 1(도 20 참조)
·내부 반사 기구를 제1 값으로 설정
·제5 출력치 Is1'를 취득
검사 워크 계측 2(도 21 참조)
·내부 반사 기구를 제2 값으로 설정
·제6 출력치 Is2'를 취득
이들 각 출력치로부터 KR/β을 산출한다(식(수식 23)).
Figure pat00023
[주계측에서의 KR/β의 산출 방법 3]
다크 샘플 계측(도 14 참조)
·내부 반사 기구를 제2 값으로 설정
·제4 출력치 Ib'를 취득
검사 워크 계측 1(도 20 참조)
·내부 반사 기구를 제1 값으로 설정
·제5 출력치 Is1'를 취득
검사 워크 계측 2(도 21 참조)
·내부 반사 기구를 제2 값으로 설정
·제6 출력치 Is2'를 취득
이들 각 출력치로부터 KR/β을 산출한다(식(수식 24)).
Figure pat00024
이상 설명한 바와 같이, KR/β의 산출 방법은, 종계측에서는, 수식 13, 수식 19, 수식 20, 수식 21의 4가지가 있고, 주계측에서는, 수식 17, 수식 22, 수식 23, 수 24의 4가지가 있다. 광반사율 Rs는, 이들 조합에 의해서 구해지는 바, 그 전부를 수식으로 나타내면 이하의 식(수식 25)∼식(수식 40)과 같아진다.
수식 13×수식 17(제2 실시형태와 동일)
Figure pat00025
수식 13×수식 22
Figure pat00026
수식 13×수식 23
Figure pat00027
수식 13×수 24
Figure pat00028
수식 19×수식 17
Figure pat00029
수식 19×수식 22
Figure pat00030
수식 19×수식 23
Figure pat00031
수식 19×수식 24
Figure pat00032
수 20×수식 17
Figure pat00033
수 20×수식 22
Figure pat00034
수 20×수식 23
Figure pat00035
수식 20×수식 24
Figure pat00036
수식 21×수식 17
Figure pat00037
수식 21×수 22
Figure pat00038
수식 21×수식 23
Figure pat00039
수식 21×수 24
Figure pat00040
한편, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 도 22에 도시한 바와 같이, 상기 광도 출입구(4a)를 개폐 가능하도록 다크 샘플(SPb)을 헤드(4)에 부착해도록 해도 좋다. 이러한 것이면, 종계측시, 주계측시의 어느 것에서도, 다크 샘플을 계측하기 위해서 헤드(4)를 움직일 필요가 없어진다. 따라서, 고정식의 헤드(4)로서 구조의 단순화나 저가격화를 촉진할 수 있다. 한편, 도 22에서, (P)는 측정광이 조사되는 조사 위치를 나타내고, (Q)는, 측정광이 조사되지 않는 퇴피 위치를 나타내고 있다. 그리고 다크 샘플(SPb)은, 상기 조사 위치(P)와 퇴피 위치(Q)의 사이에 슬라이드 이동이 가능하도록 헤드(4)에 부대시키고 있다.
또한, 도 23에 도시한 바와 같이, 다크 샘플(SPb)을 미리 가대(9) 상에 고정 내지 얹어 두고, 그 위에 검사 워크(SPs)나 교정 샘플(SPr)을 얹어 두도록 하여도 상관없다. 이렇게 하면, 다크 샘플을 탈착하는 수고가 불필요하다. 기타, 다크 샘플은 어디에 있어도 좋다.
또한, 도 24, 도 25에 도시한 바와 같이, 헤드(4)는 1개일 필요는 없고, 복수라도 상관없다. 복수의 경우는, 헤드(4)를 고정식으로 하는 것에 의해서, 보다 대폭적인 비용 삭감과 측정 시간의 단축을 도모할 수 있다. 한편, 도 24는 면 형상으로 헤드(4)를 배치하여 에리어를 측정할 수 있는 예이며, 도 25는, 라인 형상으로 헤드(4)를 배치하는 동시에, 검사 워크(SPs)를 상기 라인 방향과 직각 방향으로 이동시켜 주사하는 예를 도시하고 있다. 이와 같이, 검사 워크가 흘러가는 태양전지나 액정용의 플랫 패널의 경우, 헤드를 이동시키고 있을 시간이 없기 때문에, 고정식인 것이 특히 바람직하다.
도 26에 도시한 바와 같이, 헤드를 수평 2축(X축, Y축) 방향으로 이동이 가능하도록 하여도 좋고, Z방향을 더 더하여 3축 방향으로 이동이 가능하도록 구성해도 좋다.
또한, 반사율 산출부를 반드시 마련할 필요는 없고, 예를 들면 각 출력치에 기초하여 오퍼레이터나 계측자가 사람 손으로 계산하여 광반사율을 구하도록 해도 좋다.
게다가, 상기 실시형태에서는, 각 파장의 빛에 대해 광반사율을 측정하기 위해서, 광검출기(2)에 분광 기능을 구비시키고 있었지만, 광원측에 분광 수단을 설치하여도 좋다. 또한, 단일 파장의 빛이나, 단순히 광전체에 대한 반사율을 측정한다면, 광검출기에 분광 수단은 불필요하고, 센서 소자도 1개여도 상관없다. 또한, 간섭 막두께계 뿐만 아니라, 광반사율 측정 장치에 본 발명을 적용해도 좋다.
기타, 본 발명은 상기 실시형태 등에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서의 여러 가지 변형이 가능하다.
100…간섭 막두께계
4…헤드
2…광검출기
5…반사율 산출부
8…내부 반사 기구
3…빔 스플리터
SPb…다크 샘플
SPr…교정 샘플
SPs…검사 워크

Claims (8)

  1. 하기 (1)∼(4)에 나타낸 헤드, 광검출기, 내부 반사 기구, 및 반사율 산출부를 구비한 것을 특징으로 하는 간섭 막두께계.
    (1) 상기 헤드는, 측정광을 대상물을 향하여 사출하는 동시에, 상기 측정광이 조사된 상기 대상물로부터의 반사광을 도입하기 위한 것이다.
    (2) 상기 광검출기는, 수광된 빛의 강도를 검출하는 것이며, 그 수광부는 상기 헤드 내에 도입된 상기 반사광이 도달하는 위치에 배치되어 있다.
    (3) 상기 내부 반사 기구는, 상기 헤드 내에서의 상기 측정광의 일부가 도달하는 위치로서 상기 내부 반사 기구에서 반사된 빛이 상기 광검출기의 수광부에 도달하는 위치에 배치된, 광반사율이 일정한 것이다.
    (4) 상기 반사율 산출부는, 광검출기의 출력치 변동을 실질적으로 무시할 수 있는 기간인 종계측 기간 내에, 빛이 실질적으로 도입되어 있지 않은 상태에서의 광검출기의 출력치인 제1 출력치와, 빛을 실질적으로 반사하지 않는 다크 샘플을 대상물로서 이용했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제2 출력치와, 광반사율이 이미 알려진 교정 샘플을 대상물로서 이용했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제3 출력치를 계측하는 동시에,
    상기 종계측 기간 이외의 기간으로서 광검출기의 출력치 변동을 실질적으로 무시할 수 있는 기간인 주계측 기간 내에, 빛이 실질적으로 도입되어 있지 않은 상태에서의 광검출기의 출력치인 제4 출력치와, 상기 다크 샘플을 대상물로서 이용했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제5 출력치와, 측정 대상인 검사 워크를 대상물로서 이용했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제6 출력치를 계측하고,
    이들 제1∼제6 출력치에 기초하여, 상기 검사 워크의 광반사율을 산출하는 것이다.
  2. 하기 (1)∼(4)에 나타낸 헤드, 광검출기, 내부 반사 기구, 및 반사율 산출부를 구비한 것을 특징으로 하는 간섭 막두께계.
    (1) 상기 헤드는, 측정광을 대상물을 향하여 사출하는 동시에, 상기 측정광이 조사된 상기 대상물로부터의 반사광을 도입하기 위한 것이다.
    (2) 상기 광검출기는, 수광된 빛의 강도를 검출하는 것이며, 그 수광부는 상기 헤드 내에 도입된 상기 반사광이 도달하는 위치에 배치되어 있다.
    (3) 상기 내부 반사 기구는, 상기 헤드 내에서의 상기 측정광의 일부가 도달하는 위치로서 상기 내부 반사 기구에서 반사된 빛이 상기 광검출기의 수광부에 도달하는 위치에 배치된, 광반사율을 2개의 값으로 변경 가능한 것이다.
    (4) 상기 반사율 산출부는,
    광검출기의 출력치 변동을 실질적으로 무시할 수 있는 기간인 종계측 기간 내에, 이하에 나타내는 a 또는 b중의 어느 하나의 동작을 행하여 후술하는 제1∼제3 출력치를 계측하는 동시에, 상기 종계측 기간 이외의 기간으로서 광검출기의 출력치 변동을 실질적으로 무시할 수 있는 기간인 주계측 기간 내에, 이하에 나타내는 c 또는 d중의 어느 하나의 동작을 행하여, 후술하는 제4∼제6 출력치를 계측하고, 이들 제1∼제6 출력치에 기초하여, 상기 검사 워크의 광반사율을 산출하는 것이다.
    a. 빛을 실질적으로 반사하지 않는 다크 샘플을 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 2개의 값으로 변화시켰을 때의 상기 광검출기의 각각의 출력치인 제1 출력치 및 제2 출력치와, 광반사율이 이미 알려진 교정 샘플을 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 어느 하나의 값으로 설정했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제3 출력치를 계측한다.
    b. 빛을 실질적으로 반사하지 않는 다크 샘플을 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 어느 하나의 값으로 설정했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제1 출력치와, 광반사율이 이미 알려진 교정 샘플을 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 2개의 값으로 변화시켰을 때의 상기 광검출기의 각각의 출력치인 제2 출력치 및 제 3 출력치를 계측한다.
    c. 빛을 실질적으로 반사하지 않는 다크 샘플을 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 2개의 값으로 변화시켰을 때의 상기 광검출기의 각각의 출력치인 제4 출력치 및 제5 출력치와, 측정 대상인 검사 워크를 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 어느 하나의 값으로 설정했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제6 출력치를 계측한다.
    d. 빛을 실질적으로 반사하지 않는 다크 샘플을 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 어느 하나의 값으로 설정했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제4 출력치와, 측정 대상인 검사 워크를 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 2개의 값으로 변화시켰을 때의 상기 광검출기의 각각의 출력치인 제5 출력치 및 제6 출력치를 계측한다.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 헤드 본체 내에 배치한 빔 스플리터를 더 구비하고, 상기 빔 스플리터가, 측정광의 일부를 반사하여 대상물에 조사하는 동시에 측정광의 일부를 투과시켜 상기 내부 반사 기구에 조사하는 한편, 헤드 내에 도입된 상기 반사광을 투과시켜 광검출기로 유도하는 동시에 내부 반사 기구에서 반사된 빛을 반사하여 광검출기로 유도하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 간섭 막두께계.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 헤드 본체 내에 배치한 빔 스플리터를 더 구비하고, 상기 빔 스플리터가, 측정광의 일부를 반사하여 대상물에 조사하는 동시에 측정광의 일부를 투과시켜 상기 내부 반사 기구에 조사하는 한편, 헤드 내에 도입된 상기 반사광을 투과시켜 광검출기로 유도하는 동시에 내부 반사 기구에서 반사된 빛을 반사하여 광검출기로 유도하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 간섭 막두께계.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 다크 샘플이, 측정광이 조사되는 조사 위치와 조사되지 않는 퇴피 위치의 사이에서 이동이 가능하도록 또는 탈착이 가능하도록 헤드에 부대시키고 있는 간섭 막두께계.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 다크 샘플이, 측정광이 조사되는 조사 위치와 조사되지 않는 퇴피 위치의 사이에서 이동이 가능하도록 또는 탈착이 가능하도록 헤드에 부대시키고 있는 간섭 막두께계.
  7. 측정광을 대상물을 향하여 사출하는 동시에 상기 측정광이 조사된 상기 대상물로부터의 반사광을 도입하는 헤드와, 상기 헤드 내에 도입된 상기 반사광이 도달하는 위치에 배치된 광검출기와, 상기 헤드 내에서의 상기 측정광의 일부가 도달하는 위치로서 상기 내부 반사 기구에서 반사된 빛이 상기 광검출기의 수광부에 도달하는 위치에 배치된, 광반사율을 2개의 값으로 변경 가능한 내부 반사 기구를 마련한 다음,
    광검출기의 출력치 변동을 실질적으로 무시할 수 있는 기간인 종계측 기간 내에, 빛이 실질적으로 도입되어 있지 않은 상태에서의 광검출기의 출력치인 제1 출력치와, 빛을 실질적으로 반사하지 않는 다크 샘플을 대상물로서 이용했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제2 출력치와, 광반사율이 이미 알려진 교정 샘플을 대상물로서 이용했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제3 출력치를 계측하는 동시에,
    상기 종계측 기간 이외의 기간으로서 광검출기의 출력치 변동을 실질적으로 무시할 수 있는 기간인 주계측 기간 내에, 빛이 실질적으로 도입되어 있지 않은 상태에서의 광검출기의 출력치인 제4 출력치와, 상기 다크 샘플을 대상물로서 이용했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제5 출력치와, 측정 대상인 검사 워크를 대상물로서 이용했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제6 출력치를 계측하고,
    이들 제1∼제6 출력치에 기초하여, 상기 검사 워크의 광반사율을 산출하는 것을 특징으로 하는 반사율 측정 방법.
  8. 측정광을 대상물을 향하여 사출하는 동시에 상기 측정광이 조사된 상기 대상물로부터의 반사광을 도입하는 헤드와, 상기 헤드 내에 도입된 상기 반사광이 도달하는 위치에 배치된 광검출기와, 상기 헤드 내에서의 상기 측정광의 일부가 도달하는 위치로서 상기 내부 반사 기구에서 반사된 빛이 상기 광검출기의 수광부에 도달하는 위치에 배치된, 광반사율을 2개의 값으로 변경 가능한 내부 반사 기구를 마련한 다음,
    광검출기의 출력치 변동을 실질적으로 무시할 수 있는 기간인 종계측 기간 내에서, 이하에 나타내는 a 또는 b중 어느 하나의 동작을 행하여 후술하는 제1∼제3 출력치를 계측하는 동시에,
    상기 종계측 기간 이외의 기간으로서 광검출기의 출력치 변동을 실질적으로 무시할 수 있는 기간인 주계측 기간 내에, 이하에 나타내는 c 또는 d중 어느 하나의 동작을 행하여 후술하는 제4∼제6 출력치를 계측하고,
    이들 제1∼제6 출력치에 기초하여, 상기 검사 워크의 광반사율을 산출하는 것을 특징으로 하는 반사율 측정 방법.
    a. 빛을 실질적으로 반사하지 않는 다크 샘플을 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 2개의 값으로 변화시켰을 때의 상기 광검출기의 각각의 출력치인 제1 출력치 및 제2 출력치와, 광반사율이 이미 알려진 교정 샘플을 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 어느 하나의 값으로 설정했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제3 출력치를 계측한다.
    b. 빛을 실질적으로 반사하지 않는 다크 샘플을 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 어느 하나의 값으로 설정했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제1 출력치와, 광반사율이 이미 알려진 교정 샘플을 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 2개의 값으로 변화시켰을 때의 상기 광검출기의 각각의 출력치인 제2 출력치 및 제3 출력치를 계측한다.
    c. 빛을 실질적으로 반사하지 않는 다크 샘플을 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 2개의 값으로 변화시켰을 때의 상기 광검출기의 각각의 출력치인 제4 출력치 및 제5 출력치와, 측정 대상인 검사 워크를 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 어느 하나의 값으로 설정했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제6 출력치를 계측한다.
    d. 빛을 실질적으로 반사하지 않는 다크 샘플을 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 어느 하나의 값으로 설정했을 때의 상기 광검출기의 출력치인 제4 출력치와, 측정 대상인 검사 워크를 대상물로서 이용하고, 또한 상기 내부 반사 기구의 광반사율을 2개의 값으로 변화시켰을 때의 상기 광검출기의 각각의 출력치인 제5 출력치 및 제6 출력치를 계측한다.
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