KR20120026108A

KR20120026108A - 등경로 간섭계

Info

Publication number: KR20120026108A
Application number: KR1020117031228A
Authority: KR
Inventors: 그루트 피터 제이. 드; 레슬리 엘. 덱; 제임스 에프. 비에겐; 크리스 콜리오폴로스
Original assignee: 지고 코포레이션
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2012-03-16
Also published as: CN102460063A; EP2454554A4; KR101232204B1; EP2454554A2; SG176266A1; EP2454554B1; US20110007323A1; CN102460063B; JP2012530901A; JP5087186B1; TW201100751A; US8045175B2; WO2010148277A3; TWI431243B; WO2010148277A2

Abstract

간섭계에 사용되는 광학 어셈블리가 제공된다. 이 광학 어셈블리는 광축을 따라 배치되며 이 광축에 대해 상이한 비수직 각도로 배향되는 제 1 및 2 부분 반사성 표면을 포함한다. 상기 제 2 부분 반사성 표면은, 광축을 따라 상기 제 1 부분 반사성 표면을 투과한 빛을 받으며, 받은 빛의 일부를 시험 대상물에 전달하여 간섭계를 위한 측정 빛을 정하며, 그리고 상기 받은 빛의 다른 부분을 제 1 부분 반사성 표면쪽으로 되반사시켜 간섭계를 위한 기준 빛을 정하도록 되어 있다. 상기 기준 빛은 제 2 부분 반사성 표면과 제 1 부분 반사성 표면 사이에서 적어도 일회 왕복하게 된다.

Description

등경로 간섭계{EQUAL-PATH INTERFEROMETER}

35 USC§119(e)에 따라 본 출원은 2009년 6월 19일에 출원된 미국 가 출원 61/218,703 에 대해 우선권을 주장하는 바이며, 이의 내용 전체는 참조로 관련되어 있다.

본 발명은 등경로 간섭계 및 관련 방법에 관한 것이다.

간섭계는 간섭하는 빔을 사용하여 대상물의 측정을 수행한다. 간섭계를 넓게 분류하면, 간섭하는 빔이 거의 동일한 광학 거리(예컨대, 수십 미크론 범위내로 동일한)를 가로지르는 등경로와, 광학 경로차가 백색 가시광의 코히어런스 길이와 비교하여 큰(예컨대, 0.05 mm 보다 크고 잠재적으로는 수 킬로미터까지) 비등경로가 있다. 등경로 시스템은 낮은 결맞음성(low-coherence)(스펙트럼이 광대역인 그리고/또는 공간적으로 확장된) 광원으로 작동되도록 구성될 수 있다. 비등경로 간섭계는 예컨대 레이저 Fizeau 를 포함하는데, 이는 광학 부품을 시험하는데 사용될 수 있다.

등경로 간섭계는 예컨대 반투명 대상물의 전후방 표면을 따로 따로 측정하기 위한 광학 시험에서 중요하다. 등경로 간섭계는 또한 간섭 현미경에도 사용될 수 있는데, 간섭 현미경에서는 낮은 결맞음성 할로겐 램프와 백색광 LED가 광원으로 사용될 수 있다. 예컨대, 간섭 현미경의 셜계는 경로 균형식 및 분산 보상식의 Mirau, Michelson 또는 Linnik 간섭계에 기초한 것일 수 있다.

일반적으로, 일 양태에서, 간섭계는 대략 동일한 측정 및 기준 경로 길이를 제공하며, 측정 경로는 시험 대상물의 표면까지 이르며, 기준 경로는 기준 요소의 표면까지 이르게 되며, 따라서 낮은 결맞음성 광원에서 나오는 빛을 사용할 수 있다. 간섭계는 부분적으로 투명한 대상물의 선택된 표면의 윤곽을 나타내는데 적용될 수 있으며, 이때 그 간섭계는 대상물의 다른 표면에는 실질적으로 민감하지 않다. 일부 실시 형태에서, 비등경로 레이저 Fizeau 기구가 등경로 방식에 적합하게 된다. 일부 실시 형태에서, 간섭계는 현미경, 예컨대 낮은 결맞음성 광원을 사용하는 현미경을 위한 간섭 대물부로서 기능한다.

일반적으로, 다른 양태에서, 광원, 기준 요소, 간섭계 빔 분할기, 원치 않는 반사광을 걸러내기 위한 개구 조리개 또는 그의 등가물 및 카메라와 같은 결상(imaging) 장치를 포함하는 간섭계가 제공된다. 입사하는 근원 빛의 일부는 기준 요소의 부분 반사성 표면을 통과하여 간섭계 빔 분할기로 간다. 이 빔 분할기는 근원 빛의 상기 일부를 기준 빔과 측정 빔으로 분할한다. 그런 다음 기준 빔은 기준 요소의 부분 반사성 기준 표면에서 반사되어 간섭계 빔 분할기로 되돌아가고 이 빔 분할기에서 한번 더 반사되어 기준 요소를 통과하고 결국에는 개구 조리개를 통과하여 카메라로 가게 된다. 측정 빔은 빔 분할기를 투과한 후에 적어도 하나의 대상물 표면에서 반사되고, 따라서 측정 빔이 간섭계 빔 분할기로 되돌아가 대략 동일 공간상에서 동축적으로 기준 빔과 합해지게 되며, 그 결과 카메라에 간섭 패턴이 생기게 된다. 기준 요소와 빔 분할기는, 간섭계 부품의 다양한 표면에서 온 의사(spurious) 반사광이 개구 조리개나 그의 등가물에 의해 차단되어 결상 장치에 2빔 간섭 패펀이 생기도록 기울어져 있다.

일반적으로, 다른 양태에서, 간섭계에 사용되는 광학 어셈블리가 제공된다. 이 광학 어셈블리는, 광축을 따라 배치되며 이 광축에 대해 상이한 비수직 각도로 배향되는 제 1 및 2 부분 반사성 표면을 포함한다. 제 2 부분 반사성 표면은, 광축을 따라 상기 제 1 부분 반사성 표면을 투과한 빛을 받으며, 받은 빛의 일부를 시험 대상물에 전달하여 간섭계를 위한 측정 빛을 정하며, 그리고 상기 받은 빛의 다른 부분을 제 1 부분 반사성 표면쪽으로 되반사시켜 간섭계를 위한 기준 빛을 정하도록 되어 있으며, 상기 기준 빛은 제 2 부분 반사성 표면과 제 1 부분 반사성 표면 사이에서 적어도 일회 왕복하게 된다.

상기 광학 어셈블리의 실시 형태는 다음과 같은 특징적 사항들 중의 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 비수직 각도로 인해, 제 2 부분 반사성 표면이 광축을 따라 기준 빛을 되반사시키기 전에 그 기준 빛이 제 1 부분 반사성 표면과 제 2 부분 반사성 표면 사이를 적어도 일회 지날 수 있다. 상기 비수직 각도로 인해, 상기 기준 빛은 상기 부분 반사성 표면들 사이를 지나는 중에 그 부분 반사성 표면들 중의 하나에 수직 입사로 접촉할 수 있다.

제 1 부분 반사성 표면의 비수직 각도는 제 2 부분 반사성 표면의 비수직 각도의 1.5배일 수 있다.

제 2 부분 반사성 표면은 시험 대상물에서 반사되어 제 2 부분 반사성 표면으로 되돌아온 측정 빔을 제 2 부분 반사성 표면과 제 1 부분 반사성 표면 사이에서 적어도 일회 왕복한 후의 기준 빛과 합하도록 구성될 수 있다.

상기 광학 어셈블리는 제 1 부분 반사성 표면을 갖는 제 1 광학 요소 및 제 2 부분 반사성 표면을 갖는 제 2 광학 요소를 포함할 수 있다. 제 1 및 2 광학 요소 각각은 반사방지 코팅을 갖는 다른 표면을 가질 수 있다. 부분 반사성 표면들은 각각 광학 요소의 외부 표면에 있을 수 있다. 부분 반사성 표면들은 광학 요소 내부의 각 내부 계면에 형성될 수 있다.

제 1 부분 반사성 표면은 기준 빛과 측정 빛 사이의 간섭 패턴을 캡쳐하는 결상 모듈의 촛점 깊이 보다 큰 거리로 제 2 부분 반사성 표면에서 떨어져 있을 수 있다. 간섭계의 광학 요소들은 기준 빛이 결상 모듈의 촛점 깊이 내의 유리를 통과하지 않도록 배치될 수 있다.

제 1 광학 요소는 반사방지 코팅을 갖는 다른 표면을 가질 수 있다. 제 1 광학 요소는 제 1 부분 반사성 표면이 제 2 광학 요소의 제 2 부분 반사성 표면쪽을 향하고 또한 제 1 광학 요소의 반사방지 코팅이 제 2 부분 반사성 표면으로부터 멀어지는 쪽을 향하도록 배향될 수 있다. 제 1 부분 반사성 표면과 제 2 부분 반사성 표면 사이의 거리는 기준 빛과 측정 빛 사이의 간섭 패턴을 캡쳐하기 위한 결상 모듈의 촛점 깊이 보다 클 수 있다.

상기 광학 어셈블리는 제 1 광학 요소와 제 2 광학 요소 사이에 배치되어 측정 빛과 기준 빛 사이의 위상차를 보상해 주는 분산 보상기를 더 포함할 수 있으며, 이 분산 보상기는 결상 시스템의 촛점 깊이 밖에서 제 3 광학 요소에 더 가까이 배치된다.

제 1 광학 요소는 제 1 부분 반사성 표면이 제 2 광학 요소의 제 2 부분 반사성 표면으로부터 멀어지는 쪽을 향하고 또한 제 1 광학 요소의 반사방지 코팅이 제 2 부분 반사성 표면쪽을 향하도록 배향될 수 있다.

상기 광학 어셈블리는 제 3 부분 반사성 표면을 더 포함할 수 있다. 이 제 3 부분 반사성 표면은, ⅰ) 광축을 따라 상기 제 1 부분 반사성 표면을 투과한 빛을 받으며, ⅱ) 받은 빛의 일부를 시험 대상물에 전달하여 측정 빛을 정하며, 그리고 ⅲ) 상기 받은 빛의 다른 부분을 제 1 부분 반사성 표면쪽으로 되반사시켜 간섭계를 위한 제 2 기준 빛을 정하도록 구성될 수 있으며, 상기 제 2 기준 빛은 제 2 부분 반사성 표면과 제 1 부분 반사성 표면 사이에서 적어도 일회 왕복하게 된다.

상기 광학 어셈블리는 광원으로부터 빛을 받아서 시준된 빛을 제 1 부분 반사성 표면에 투영하는 시준기(collimator)를 더 포함할 수 있다. 상기 광학 어셈블리는 광원으로부터 빛을 받아서 그 빛을 제 1 부분 반사성 표면에 투영하는 필드 렌즈를 더 포함할 수 있고, 이 필드 렌즈는 기준 빛이 제 1 부분 반사성 표면에서 반사된 후에 검출기에 의해 검출되기 전에 그 기준 빛이 진행하는 결상 경로의 밖에 배치된다.

제 1 부분 반사성 표면은 약 10% ? 약 30%의 반사도를 가질 수 있고, 제 2 부분 반사성 표면은 약 40% ? 약 60%의 반사도를 가질 수 있다.

간섭 시스템은 전술한 광학 어셈블리, 및 광원과 검출기를 포함하는 간섭계 베이스를 포함할 수 있다. 광원은 제 1 부분 반사성 표면을 투과하여 제 2 부분 반사성 표면에 입사되는 빛을 발생시킬 수 있다. 상기 검출기는 측정 빛과 기준 빛을 포함하는 합해진 빛을 받으며 또한 이 합해진 빛의 공간적 분포에 대한 정보를 제공하도록 구성될 수 있다. 간섭계 베이스는 개구 조리개 및 시험 대상물을 지지하기 위한 장착부를 포함할 수 있고, 상기 개구 조리개는 광축을 따라 제 1 부분 반사성 표면에 접촉하고 이 제 1 부분 반사성 표면에서 간섭계 베이스로 되반사되어 이 간섭계 베이스에서 오는 빛을 차단하게 된다. 상기 장착부는 기준 빛에 대한 광학 경로 길이와 실질적으로 동일한 측정 빛에 대한 광학 경로 길이를 규정하도록 배치될 수 있다.

상기 간섭계 베이스는 측정 빛과 기준 빛 사이의 광학 경로 길이 차를 변화시키기 위한 위상 변위기를 더 포함할 수 있다. 이 위상 변위기는 간섭계 베이스를 광학 어셈블리에 기계적으로 연결할 수 있고 또한 광학 어셈블리와 시험 대상물 사이의 거리를 변화시켜 측정 빛에 대한 광학 경로 길이를 변화시키도록 구성될 수 있다.

광원은 낮은 결맞음성 간섭 측정을 제공하기 위한 광대역 광원일 수 있다.

상기 광원은 협대역 레이저원일 수 있다.

상기 광원은 낮은 결맞음성 (low-coherence) 간섭을 위한 광대역 모드와 높은 결맞음성 (high-coherence) 간섭을 위한 레이저 모드 사이에서 조절가능하다. 상기 광원은 레이저 문턱값 보다 낮은 전류로 구동될 때 광대역 모드에서 작동하고 상기 레이저 문턱값 보다 높은 전류로 구동될 때는 레이저 모드에서 작동하게 되는 레이저 다이오드일 수 있다.

제 1 부분 반사성 표면은 비평면 표면을 포함할 수 있다.

일반적으로, 다른 양태에서, 간섭 방법은, 광축을 따라 제 1 및 2 부분 반사성 표면을 배치하는 단계, 상기 제 1 및 2 부분 반사성 표면을 광축에 대한 상이한 비수직 각도로 배향하는 단계, 그리고 제 1 부분 반사성 표면을 통해 빛을 광축에 평행한 방향을 따라 제 2 부분 반사성 표면에 전달하는 단계를 포함한다. 제 2 부분 반사성 표면에서, 빛의 제 1 부분은 시험 대상물에 전달되어 측정 빛을 정하고, 빛의 제 2 부분은 제 1 부분 반사성 표면 쪽으로 되반사되어 기준 빛을 정하게 된다. 제 1 부분 반사성 표면에서, 빛의 제 2 부분의 일부를 제 2 부분 반사성 표면 쪽으로 반사되어, 기준 빛이 제 2 및 1 부분 반사성 표면 사이에서 적어도 일회 왕복하게 된다.

간섭 방법의 실시 형태는 다음과 같은 특징적 사항들 중의 하나 이상을 포함한다. 제 1 및 2 부분 반사성 표면을 배향하는 단계는, 제 2 부분 반사성 표면이 광축을 따라 기준 빛을 되반사시키기 전에 그 기준 빛이 제 1 및 2 부분 반사성 표면 사이를 적어도 일회 지나도록 제 1 및 2 부분 반사성 표면을 상이한 비수직 각도로 배향하는 것을 포함할 수 있다.

제 1 및 2 부분 반사성 표면을 배향하는 단계는, 상기 기준 빛이 상기 부분 반사성 표면들 사이를 지나는 중에 그 부분 반사성 표면들 중의 하나에 수직 입사로 접촉하도록 제 1 및 2 부분 반사성 표면을 상이한 비수직 각도로 배향하는 것을 포함할 수 있다.

상기 방법은, 제 2 부분 반사성 표면에서, 시험 대상물에서 반사되어 제 2 부분 반사성 표면으로 되돌아온 측정 빔을 제 2 부분 반사성 표면과 제 1 부분 반사성 표면 사이에서 적어도 일회 왕복한 후의 기준 빛과 합하는 단계를 포함할 수 있다. 합해진 빛의 공간적 분포에 대한 정보가 제공될 수 있다. 제 2 부분 반사성 표면으로부터 멀어지는 방향으로 제 1 부분 반사성 표면에서 반사된 빛을 차단하는 개구 조리개가 제공될 수 있다. 반사 표면을 갖는 시험 대상물을 배치하여, 기준 빛에 대한 광학 경로 길이와 실질적으로 동일한 측정 빛에 대한 광학 경로 길이를 정할 수 있다. 측정 빛과 기준 빛 사이의 광학 경로 길이 차가 변회될 수 있다. 광학 어셈블리와 시험 대상물 사이의 거리를 변화시켜 측정 빛에 대한 광학 경로 길이를 변화시킬 수 있으며, 상기 광학 어셈블리는 제 1 및 2 부분 반사성 표면을 포함한다.

상기 방법은, 광학 요소의 외부 표면에서 제 1 부분 반사성 표면을 갖는 광학 요소를 배향하되, 제 1 부분 반사성 표면을 갖는 그 광학 요소의 외부 표면이 제 2 부분 반사성 표면 쪽을 향하도록 광학 요소를 배향하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 제 1 부분 반사성 표면으로부터 기준 빛을 어떠한 유리 요소의 통과도 없이 제 2 부분 반사성 표면에 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 제 2 부분 반사성 표면을 제 1 부분 반사성 표면으로부터 거리를 두고 배치하는 단계를 포함할 수 있으며, 이 거리는 기준 빛과 측정 빛 사이의 간섭 패턴을 검출하는 결상 모듈의 촛점 깊이 보다 크다.

상기 방법은 기준 빛과 측정 빛이 진행하는 광학 경로 길이의 차이로 인한 측정 빛과 기준 빛 사이의 위상차를 보상해 주는 분산 보상기에 기준 빛을 통과시키고 또한 상기 분산 보상기를 결상 모듈의 촛점 깊이의 밖에 배치하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 광축을 따라 제 3 반사 표면을 배치하는 단계,

상기 제 3 부분 반사성 표면을 제 2 부분 반사성 표면에 평행하게 배향하는 단계, 상기 제 3 부분 반사성 표면에서, 제 1 부분 반사성 표면을 투과한 빛의 제 3 부분을 시험 대상물에 전달하여 측정 빛을 정하고, 상기 빛의 제 4 부분을 제 1 부분 반사성 표면쪽으로 되반사시켜 제 2 기준 빛을 정하는 단계, 및 제 1 부분 반사성 표면에서, 빛의 제 4 부분의 일부를 제 2 부분 반사성 표면 쪽으로 반사시켜 제 2 기준 빛이 제 2 및 1 부분 반사성 표면 사이에서 적어도 일회 왕복하게 하는 단계를 포함할 수 있다.

빛을 제 1 부분 반사성 표면에 투과시키는 단계는 시준된 빛을 제 1 부분 반사성 표면에 투과시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 빛을 제 1 부분 반사성 표면에 투과시키기 전에 그 빛을 필드 렌즈에 투과시키고 또한 기준 빛이 제 1 부분 반사성 표면에서 반사된 후에 검출기에 의해 검출되기 전에 그 기준 빛이 진행하는 결상 경로의 밖에 상기 필드 렌즈를 배치하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서의 설명은 편평한 표면의 시험을 위한 간섭계에 대한 것이지만, 기준 요소를 적절히 변화시켜 어떤 표면 형상이라도 측정하는데 동일 개념을 일반화시킬 수 있다.

도 1 은 대상물의 표면을 측정하기 위한 간섭계의 일 예를 나타낸다.
도 2 및 도 3 은 기준 빔과 측정 빔에 대해 등경로 길이를 갖도록 되어 있는 광학 어셈블리의 일예를 나타낸다.
도 4 는 위상 변위 간섭 측정을 위한 간섭계의 일예를 나타낸다.
도 5 와 도 6 은 그래프이다.
도 7 은 간섭 현미경에 적합하게 된 등경로 간섭계의 일예를 나타낸다.
도 8 은 광학 어셈블리의 일예를 나타낸다.
도 9 은 비평면 표면을 측정하기 위한 광학 어셈블리의 일예를 나타낸다.
도 10 및 도 11 은 대상물의 표면을 측정하기 위한 간섭계의 일예를 나타낸다.
도 12a 및 도 12b 는 간섭계에 사용될 수 있는 광학 어셈블리의 일예를 나타낸다.
도 13 은 간섭계에 사용될 수 있는 광학 어셈블리의 일예를 나타낸다.
도 14 는 대상물의 표면을 측정하기 위한 간섭계의 일예를 나타낸다.

도 1 을 참조하면, 어떤 대상물의 전방 표면 형상 또는 다른 특성을 분석하기 위한 예시적인 간섭계(100)가 제공되어 있다. 이 간섭계(100)는, 시험 대상물(102)의 표면에 측정 경로를 제공하고 기준 요소(104)의 표면에 기준 경로를 제공하는 광학 어셈블리를 포함하며, 여기서 측정 경로와 기준 경로는 대략 동일한 경로 길이를 갖는다. 이 실시예에서, 기준 요소(104)는 편평판 표면을 갖는 유리판이다. 상기 광학 어셈블리는 복수의 부분 반사성 표면을 포함하며, 이들 표면은 간섭계(100)의 광축(106)을 따라 배치되며 또한 광축(106)에 대해 소정의 각도로 경사져 있어, 유용한 측정 및 기준 빛이 광축(106)을 따라 검출기(예컨대, 카메라(108))쪽으로 향하게 되고 원치 않는 빛은 광축(106)에 평행하지 않은 방향을 따라 향하면서 걸러내지게 된다. 이리 하여, 낮은 결맞음성(low-coherence) 광원(110)을 사용할 수 있게 되며 또한 복수의 반사성 표면을 갖는 투명한 대상물을 측정하는 것이 용이하게 된다.

여기서, "빛" 이라는 용어는 자외선, 가시선, 근적외선, 적외선 스펙트럼 영역 중의 어떤 영역에 있는 전자기선을 말하는 것일 수 있다.

조명 빔분할기(112)가 광원(110)에서 나온 빛을 시준기(collimator)(114)에 통과시키며, 이 시준기는 빛을 시준하여 그 빛을 광축(106)에 평행한 방향을 따라 기준 요소(104)와 간섭계 빔 분할기(116) 쪽으로 보내게 된다. 기준 요소(104)는 시준기(114)와 대향하는 표면에 있는 부분 반사(PR) 코팅(118) 및 빔 분할기(116)와 대향하는 표면에 있는 반사 방지(AR) 코팅(120)을 갖고 있다. PR 코팅(118)과 AR 코팅(120)은 얇기 때문에, "PR 코팅(118)" 및 "PR 표면(118)" 이라는 용어는 상호 교환적으로 사용될 것이며, 또한 "AR 코팅(120)" 및 "AR 표면(120)" 이라는 용어도 상호 교환적으로 사용될 것이다. 상기 빔분할기(116)는 기준 요소(104)와 대향하는 표면에 있는 부분 반사(PR) 코팅(122) 및 시험 대상물(102)과 대향하는 표면에 있는 반사 방지(AR) 코팅(124)을 갖고 있다. PR 코팅(122)과 AR 코팅(124)은 얇기 때문에, "PR 코팅(122)" 및 "PR 표면(122)" 이라는 용어는 상호 교환적으로 사용될 것이며, 또한 "AR 코팅(124)" 및 "AR 표면(124)" 이라는 용어도 상호 교환적으로 사용될 것이다.

상기 시준기(114)에서 나온 빛은 기준 요소(104)의 PR 코팅(118)을 지난다. 예컨대, PR 코팅(118)은 입사광의 17%을 반사시키고 83%을 투과시킨다. 따라서, 빛의 83%가 기준 요소(104)의 AR 코팅(120)을 통과하여 빔분할기(124)의 PR 코팅(122)으로 전파되며, 본 실시예에서 이 빔분할기는 입사광의 50%을 반사시키고 50%을 투과시키게 된다. 반사된 빛은 기준 빔(126)을 형성하고, 투과된 빛은 측정 빔(128)을 형성한다.

기준 빔(126)은 기준 요소(104)의 AR 표면(120)을 지나 기준 요소(104)의 PR 표면(118)에서 부분적으로 반사된다. 따라서 기준 요소(104)의 PR 표면(118)은 기준 표면으로서 역할한다. 반사된 기준 빔(126)은 그런 다음 빔 분할기(116)의 PR 표면(122)으로 되돌아가고, 거기서 부분적으로 반사되어, 원래의 조명과 대략 공선적이면서 동일 공간에 있는 경로(광축(106)에 평행함)를 따라 반대 방향으로 진행하여 개구 조리개(130)와 결상 렌즈(136)를 통과한 후에 결국에 카메라(108)에 도달하게 된다.

상기 실시예는 4% ? 100% 의 표면 반사도를 갖는 시험 대상물을 측정하는데 유용하다. 용도에 따라, 반사도와 투과도 값은 위에서 주어진 것과 다를 수 있다. 예컨대, 기준 요소(104)의 PR 표면(118)은 약 10% ? 약 30% 의 반사도를 가질 수 있고, 빔 분할기(116)의 PR 표면(122)은 약 40% ? 약 60% 의 반사도를 가질 수 있다.

이 실시예에서, 기준 빔(126)은 빔 분할기(116)의 PR 표면(122)으로부터 기준 요소(104)의 PR 표면(118)으로 갔다가 다시 PR 표면(122)으로 되돌아가는 왕복 진행을 한다. 아래에서 설명하는 바와 같이(도 8), 기준 요소(104)의 경사각은, 기준 빔(126)이 후술하는 바와 같이 측정 빔(128)과 합해지기 전에 그 기준 빔(126)이 빔 분할기(116)의 PR 표면(122)과 기준 요소(104)의 PR 표면(118) 사이에서 두번 이상 왕복 진행하도록 조절될 수 있다. 이러면, 측정 빔(128)과 기준 빔(126) 사이의 등경로 길이를 유지하면서, 빔 분할기(116)의 PR 표면(122)에서 시험 대상물(102)의 표면까지의 거리가 증가될 수 있다.

측정 빔(128)은 간섭계 빔 분할기(116)의 AR 표면(124)을 통과해 시험 대상물(102)로 가며, 여기서 측정 빔(128)은 그 시험 대상물(102)의 적어도 일 표면(예컨대, 전방 표면(137))에서 반사되어 간섭계 빔 분할기(116)로 되돌아가며, 거기서 측정 빔(128)의 일부는 원래의 조명과 대략 동일 공간에 있으면서 공선적인 경로(광축(106)에 평행함)를 따라 나머지 요소들을 통과하여 결국 카메라(108)에 도달하게 되며, 거기서 측정 빔(128)은 기준 빔(126)과 간섭하게 된다. 그 결과, 두개의 빔 간섭 패턴이 생기게 되는데, 이들 패턴은 예컨대 시험 대상물(102)의 표면 프로파일을 결정하는데 유용하다.

도 1 의 실시예에서, 측정 빔(128)(시험 대상물(102)의 표면에서 반사된 후의) 및 기준 빔(126)(PR 표면(122, 118) 사이에서 왕복 진행한 후의)은 빔 분할기(116)의 PR 표면(122)에서 합해지거나 중첩된다. 중첩된 빛은 그런 다음에 카메라(108) 쪽으로 진행하게 된다.

기준 빔(126)과 측정 빔(128)에 있어서 카메라(108) 쪽으로 향하는 부분 외에도, 기준 요소(104)와 간섭계 빔 분할기(116)(다른 가능한 우연한 반사원 중에서도)는 원치 않는 반사광(예컨대, "139" 로 표시된 것)을 발생시킬 수 있다. 원치 않는 반사광(139)를 격리시켜 제거하기 위해, 기준 요소(104)와 간섭계 빔 분할기(116)은 도면에서 보는 바와 같이 약간 경사져 있는데, 따라서 원치 않는 반사광(139)은 개구 조리개(130)의 뚜렷한 개구 밖으로 향하게 된다.

도 1 에는 기준 요소(104)의 PR 표면(118)에서 나온 원치 않는 제 1 반사광(132) 및 간섭계 빔 분할기(116) 쪽으로 되반사되지 않고 기준 요소(104)를 투과하는 기준 빔(126)의 원치 않는 부분(134)의 일예가 나타나 있다. 원치 않는 제 1 반사광(132)과 원치 않는 부분(134)은 개구 조리개(130)에 의해 차단된다.

도 1 의 실시예에서, 간섭계 빔 분할기(116)는 광축(106)에 수직인 방향에 대해 각도(α)로 경사져 있다. 기준 요소(104)는 실질적으로 2α의 각도로 경사져 있어, 기준 빔(126)은 기준 요소(104)의 PR 표면(118)에 대략 수직으로 입사하게 된다.

도 2 를 참조하면, 일부 실시 형태에 있어서, 기준 요소(104)와 간섭계 빔 분할기(116)의 AR 표면에서의 원치 않는 반사광을 억제하기 위해, 기준 요소(104)와 빔 분할기(116)는 쐐기형 기재(210, 212)로 각각 만들어질 수 있다. 이 실시예에서, 쐐기형 기재(212)는 기준 요소와 대향하는 PR 표면(218) 및 시험 대상물(102)과 대향하는 AR 표면(216)을 가지며, 여기서 PR 표면(218)과 AR 표면(216)은 평행하지 않다. 쐐기형 기재(210)는 시준기(114)와 대향하는 PR 표면(220) 및 빔 분할기와 대향하는 AR 표면(214)을 가지며, 여기서 PR 표면(220)과 AR 표면(214)은 평행하지 않다. PR 표면(218)과 PR 표면(220)은 광축(106)에 수직인 방향에 대해 실질적으로 α 및 2α의 각도로 각각 경사져 있다. 이러한 쐐기형 기재(210, 212)를 사용하면, AR 표면(214, 216)에서 나온 원치 않는 반사광은 측정 및 기준 빔에 대해 어떤 각도를 이루는 방향으로 진행하게 되며 결국에는 개구 조리개(130)에 의해 차단된다.

도 1 의 실시예에서, 보고 측정되는 표면은 시험 대상물(102)의 전방 표면(137)이다. 간섭계(100)는 또한 시험 대상물(102)의 후방 표면(138)을 보고 측정하는데도 사용될 수 있다. 측정되는 표면은 반드시 대상물의 외부 표면일 필요는 없다. 간섭계(100)는 또한 광학 요소내의 내부 계면도 보거나 측정할 수 있다.

카메라(108)에 의해 검출되는 간섭 패턴은 예컨대 컴퓨터(미도시) 실행 프로그램으로 분석될 수 있다. 간섭 패턴을 분석하면, 예컨대 대상물(102)의 표면(137)이 소망하는 표면 프로파일에 일치하는지 아니면 그로부터 벗어나 있는지에 대한 정보를 얻을 수 있다.

도 1 의 실시예에서, 간섭계는 빛의 편광화에 민감하지 않다. 조명 빔 분할기(112)는 광원(110)에서 나온 빛의 일부(예컨데, 절반)를 시준기(114)쪽으로 반사시키고 이 시준기(114)로부터 되돌아 오는 복귀 광의 일부(예컨대, 절반)를 카메라(108)에 전달한다. 일부 실시 형태에서, 상기 간섭계는 또는 편광된 빛을 사용하도록 구성될 수도 있다. 편광형 조명 빔 분할기를 사용하고, 이 빔 분할기와 시준기(114) 사이에 사분파(quarter wave) 플레이트를 배치하여 빛의 편광 상태를 회전시킨다. 편광형 조명 빔 분할기는 실질적으로 모든 편광된 빛을 제 1 방향(상기 사분파 플레이트를 통해)을 따라 시준기(114)에 보내고, 또한 실질적으로 모든 편광된 복귀광(두번째로 상기 사분파 플레이트를 통과한)을 제 2 방향을 따라 카메라(108)에 보내게 된다.

도 3 을 참조하면, 기준 요소(104)와 간섭계 빔 분할기(116)에 대한 독창적인 기하학적 형상으로 인해 얻어지는 이점은, 기준 빔(126)과 측정 빔(128)에 대한 등경로 길이가 얻어지고 또한 두 경로에서 유리의 양이 동일하게 되도록 상기 기준 요소와 간섭계 빔 분할기를 구성할 수 있다는 것이다. 예컨대, 기준 요소(104)를 위한 유리의 두께는 빔 분할기(116)를 위한 유리의 두께와 동일할 수 있다. 이 실시예에서, 측정 빔(128)이 빔 분할기(116)의 PR 표면(122)에서부터 대상물(102)의 전방 표면(137)까지 갔다고 다시 PR 표면(122)으로 되돌아가는 경로 길이는, 기준 빔(126)이 PR 표면(122)에서부터 기준 요소(104)의 PR 표면(118)까지 갔다고 다시 PR 표면(122)으로 되돌아가는 경로 길이와 같다.

온도와 같은 주변 조건이 변동되면, 기준 빔(126)과 측정 빔(128)에서 실질적으로 동일한 위상 편차량이 생기게 된다. 이는 예컨대 낮은 결맞음성 간섭계에서 유용한데, 이러한 간섭계에서는 측정 및 기준 빔에 대해 동일한 광학 경로 길이를 유지하는 것이 중요하다. 일부 실시예에서, 기준 요소(104)와 빔 분할기(116)의 두께는 다를 수 있으며, 이러한 차이로 인한 위상차를 부분적으로 또는 완전히 보정하기 위해 추가적인 광학 요소를 사용할 수도 있다.

시험 대상물(102)의 후방 표면(138) 또는 이 시험 대상물(102)의 몸체내부의 표면을 측정하고자 한다면, 측정 빔이 PR 표면(122)에서부터 측정 대상 표면까지 진행하는 왕복 광학 경로 길이가 기준 빔이 PR 표면(122)에서부터 PR 표면(118)까지 진행하는 왕복 광학 경로 길이와 같도록 시험 대상물(102)과 빔 분할기(116) 사이의 거리를 조정할 수 있다. 시험 대상물의 굴절률은 공기의 굴절률과 다를 수 있기 때문에, 측정 빔과 기준 빔에 대한 광학 경로 길이가 동일하더라도, 측정 빔이 진행하는 물리적 겨리는 기준 빔이 진행하는 물리적 거리와 다를 수 있다.

도 2 의 실시예에서, 기준 요소(210)와 빔 분할기(212)는 또한 측정 빔과 기준 빔에 대해 등경로 길이를 제공한다.

독창적인 설계로 얻어지는 다른 이점은, 이 설계가 코네티컷 미들필드에 소재하는 Zygo 사에서 구입가능한 Zygo GPI^TM 시리즈와 같은 상용 레이저 Fizeau 간섭계의 전체적인 기하학적 형상 및 기계적 설계와 양립할 수 있다는 것이다.

도 4 를 참조하면, 위상 변위 간섭계를 위해 일예의 등경로 간섭계(144)를 사용할 수 있다. 이 간섭계(144)는 기구 주 프레임(142) 및 간섭계 부 어셈블리(140)를 포함한다. 간섭계 부 어셈블리(140)는 용도에 따라 기구의 주 프레임(142)에 부착 또는 그로부터 제거될 수 있는 부속물이다. 주 프레임(142)은 광원(146), 조명 빔 분할기(112), 시준기(114), 개구 조리개(130), 결상 렌즈(136) 및 카메라(108)를 포함하며, 이들 구성요소는 도 1 의 실시예에 나타나 있는 것들과 유사하다. 광원(146)은 레이저원 또는 낮은 결맞음성 광원일 수 있다.

일부 실시 형태에서, 광원(146)은 낮은 결맞음성 간섭을 위한 광대역 모드와 높은 결맞음성 간섭을 위한 레이저 모드 사이에서 조절될 수 있다. 예컨대, 광원(146)은 레이저 다이오드일 수 있는데, 이 레이저 다이오드는 그의 레이저 문턱값 보다 낮은 전류로 구동될 때는 광대역 모드에서 작동하고 상기 레이저 문턱값 보다 높은 전류로 구동될 때는 레이저 모드에서 작동하게 된다.

상기 간섭계 부 어셈블리(140)는 도 1 의 실시예에 나타나 있는 것들과 유사한 간섭계 빔 분할기(116) 및 기준 요소(104)를 포함한다. 부 어셈블리(140)의 위치는 기계적인 위상 변위기(148)에 의해 조정될 수 있으며(이러한 조정은 "147" 로 표시되어 있음), 이 위상 변위기는 예컨대 1 미크론 정도의 정확도를 가질 수 있다. 위상 변위기(148)는 측정 빔(128)과 기준 빔(126) 사이의 광학 경로 길이차를 변화시킨다. 이 실시예에서, 위상 변위기(148)는 간섭계 부 어셈블리(140)를 기구 주 프레임(142)에 있는 기부에 기계적으로 연결하며, 부 어셈블리(140)와 시험 대상물(102) 사이의 거리를 변화시켜 측정 빔(128)에 대한 광학 경로 길이를 변화시키도록 구성되어 있다.

부 어셈블리(140)는 부속물 장착 플랜지(149)를 통해 기구 주 프레임(142)에 장착될 수 있는 탈착가능한 부속물로 구성될 수 있다. 이 실시예에서, 간섭계(144)는 임의의 편광 조명과도 양립할 수 있다.

일부 실시 형태에서, 측정 빔과 기준 빔이 측정 경로와 기준 경로의 특정한 일부를 각각 따른 특정의 편광을 갖도록 편광 빛을 이용하도록 간섭계(144)를 구성할 수 있다.

낮은 결맞음성 광원(146)이 사용될 때, 등경로 간섭계(144)에 의해, 예컨대 복수의 반사 표면을 갖는 투명한 대상물의 특정 표면을 측정할 수 있다. 낮은 결맞음성 간섭계에서, 간섭 효과는 등경로 조건으로 한정 또는 제한된다.

도 5 는 투명한 대상물에 대해 스펙트럼이 광대역인(중심 파장이 600nm, 반치폭(FWHM)이 15nm) 광원으로 측정했을 때의 간섭 신호(150)의 일예를 나타내는데, 이 간섭 신호는 대상물의 위치에 따라 변한다. "제로"의 대상물 위치가 등경로 조건에 상당한다. 이 실시예에서, 간섭 신호(150)의 외곽의 진폭은 제로 위치 근처에서 높으며, 이 제로 위치로부터 12 미크론을 지난 위치에서는 상당히 감소되어 있다.

도 6 은 40 미크론 두께의 퓨즈드 실리카 대상물에 대해 스펙트럼이 광대역인(중심 파장이 600nm, FWHM이 15nm) 광원으로 측정했을 때의 간섭 신호 강도(160)의 일예를 나타내는데, 이 간섭 신호 강도는 대상물의 위치에 따라 변한다 간섭 신호(160)의 제 1 피크(162)는 제로 위치에 있다. 간섭 신호(160)의 제 2 피크(164)는 -60 미크론의 위치에 있으며, 이는 대상물의 후방 표면에서의 반사에 대응한다.

도 5 및 6 에서 보는 바와 같이, 시험 대상물(102)에서 있어서 측정 대상 표면으로부터 예컨대 20 미크론 이상 떨어져 있는 표면에서 나온 반사광이 등경로 조건이 만족될 때(즉, 측정 경로와 기준 경로가 실질적으로 동일한 경로 길이를 갖는다) 발생되는 간섭 패턴에 기여하는 정도는 무시할 수 있을 것이다. 도 1 ? 4 에 나타나 있는 실시예에서, 시험 대상물(102)의 전방 표면(137)과 후방 표면(138)에서 반사된 빛은 모두 카메라(108)에 도달할 수 있다. 전방 표면과 후방 표면 사이의 거리는 20 미크론 이상인 것으로 가정한다. 간섭계(100)를 사용하여 전방 표면(137)을 측정할 때, 후방 표면(138)에서 반사된 빛은 카메라(108)에서 검출되는 간섭 패턴에 대한 기여가 크지 않을 것이다 유사하게, 후방 표면(138)을 측정하기 위해 간섭계(100)를 사용하면, 전방 표면(137)에서 반사된 빛은 카메라(108)에서 검출되는 간섭 패턴에 대한 기여가 크지 않을 것이다.

도 7 을 참조하면, 간섭 현미경과 같은 다른 기구 플랫폼을 위해 등경로 간섭계를 사용할 수 있다. 상기 간섭 현미경(170)은 주 프레임(172) 및 제거가능한 간섭계 대물부(174)를 포함한다. 주 프레임(172)은 광원(146) 및 이 광원(146)에서 나온 빛을 시준하고 여과하며 확장시키고 또한 조명 빔 분할기(178) 쪽으로 보내기 위한 렌즈/시야 조리개 어셈블리(176)(렌즈(173), 시야 조리개(175) 및 조명 개구 조리개(177)를 포함한다)를 포함한다. 상기 빔 분할기(178)는 빛을 간섭 대물부(174)쪽으로 향하게 한다. 빔 분할기(178)는 또한 간섭 대물부(174)에서 복귀한 빛을 받아서, 그 복귀한 빛을 결상 개구 조리개(180)와 관 렌즈(182)를 통해 카메라(108)에 보내게 된다.

상기 간섭 대물부(174)는 대물 렌즈(184), 간섭계 빔 분할기(116) 및 기준 요소(104)를 포함한다. 대상물(102)의 특정 표면을 보기 위해(또는 측정하기 위해), 기계적인 스캐닝 기구(186)가 방향(188)을 따라 간섭 대물부(174)를 스캐닝해서, 빔 분할기(116)의 PR 표면(122)과 보여지는 대상물(102)의 표면 사이의 거리를 조절하게 된다. 제거가능한 간섭계 대물부(174)는 다른 시스템에 사용되는 Mirau 형, Michelson 형 또는 Linnik 형 간섭 대물부를 대신할 수 있다. 현미경(170)은 등경로 간섭계를 사용하므로, 백색광 간섭계를 스캐닝하는데 유용하다. 간섭 대물부(174)는 Michelson 형 또는 Linnik 형 간섭 대물부 보다 컴팩트할 수 있다.

도 8 을 참조하면, 일부 실시 형태에서, 등경로 간섭계에 사용되는 광학 어셈블리(190)는 기준 요소(192)와 간섭계 빔 분할기(194)를 포함한다. 간섭계 빔 분할기(194)는 광축(106)에 수직인 방향에 대해 각도(α)로 기울어져 있으며, 기준 요소(192)는 광축(106)에 수직인 방향에 대해 1.5α의 각도로 기울어져 있다. 이러한 구성하에서, 기준 빔(196)은 기준 요소(192)의 PR 표면(200)에서 총 2회 반사되고 간섭 빔 분할기(194)의 PR 표면(202)에서는 3회 반사된다. 기준 빔(196)은 측정 빔(198)과 합해지기 전에 빔 분할기(194)의 PR 표면(202)과 기준 요소(192)의 PR 표면(200) 사이에서 2번 왕복하게 된다.

기준 요소(192)의 두께(T1)는 빔 분할기(194)의 두께(T2)의 절반이며, 따라서 기준 빔(196)과 측정 빔(198)은 동일한 양의 유리를 통과하게 된다. 빔 분할기(194)의 PR 표면(202)과 측정 대상물(102)의 전방 표면(137) 사이의 거리는 빔 분할기(194)의 PR 표면(202)과 기준 요소(192)의 PR 표면(200) 사이의 거리의 약 두배일 수 있다. 광학 어셈블리(190)는 도 4 의 실시예에서와 유사한 기구 주 프레임과 함께 사용될 수 있으며, 또는 도 7 의 실시예와 유사한 간섭 현미경에서 사용될 수 있다.

광학 어셈블리(190)의 이점은, 도 1 ? 4 및 7 에 나타나 있는 실시예와 비교하여 빔 분할기(194)와 시험 대상물(102) 사이의 작동 거리가 증가된다는 것이다.

일부 실시 형태에서, 간섭계 빔 분할기(예컨대, 116 또는 194) 및 기준 요소(예컨대, 104 또는 192)는 비평면형일 수 있다. 예컨대, 시험 대상물(102)이 구형이면, 기준 요소(예컨대, 104 또는 192)의 PR 기준 표면(예컨대, 118 또는 200)는 유사한 구형일 수 있다.

도 9 는 시험 대상물(222)의 비평면(예컨대, 구형의 오목한) 표면(224)을 측정하기 위한 간섭계(220)의 일예를 나타내고 있다. 이 간섭계(220)는 쐐기형 기준 요소(226)와 쐐기형 간섭계 빔 분할기(228)를 포함한다. 빔 분할기(228)는 PR 표면(232) 및 AR 표면(242)을 갖는다. 기준 요소(226)는 PR 표면(230) 및 AR 표면(240)을 가지며, 여기서 PR 표면(230)과 시험 대상물(222)의 표면(224)은 빔 분할기(228)의 PR 표면(232)에 대해 대칭이다. PR 표면(232)은 입사하는 빔(244)을 측정 빔(234)과 기준 빔(236)으로 분할하며, 이들 빔은 PR 표면(232)에서 합해져 중첩 빔(238)을 형성하기 전에 등경로 길이를 진행하게 된다. 중첩 빔(238)의 간섭 패턴을 분석하면, 예컨대 시험 대상물(222)의 표면(224)이 기준 요소(226)의 PR 표면(230)에 의해 나타나는 소망하는 표면 프로파일에 일치하는지 아니면 그로부터 벗어나 있는지에 대한 정보를 얻을 수 있다.

간섭계(100)에서, 간섭 패턴을 캡쳐링하고 기록하기 위한 결상 모듈 또는 시스템(결상 렌즈(136) 및 카메라(108)를 포함하여)은, 대상물이 촛점 깊이에서 벗어나 있으면 촛점이 맞지 않아 카메라(108)에 의해 캡쳐된 상에서 흐리게 나타나게 되는 어떤 촛점 깊이를 갖고 있다. 일부 실시 형테에서, 간섭계는 결상 시스템의 촛점 깊이의 밖에 위치하는 부품을 가질 수 있는데, 따라서 그 부품의 질에 대한 요건이 완화될 수 있다. 예컨대, 유리 기재가 결상 시스템의 촛점 깊이의 밖에 있으면, 그 유리 기재의 결함부는 촛점이 맞지 않게 되고 카메라(108)에 의해 캡쳐된 간섭 패턴에 작거나 무시가능한 영향만 주게 된다. 이리 하여, 보다 저렴한 부품을 사용하여, 여전히 고성능을 유지하면서 시스템의 전체 가격을 줄일 수 있다.

도 10 을 참조하면, 일부 실시 형태에서, 간섭계(250)는 간섭계(100)의 기준 요소(104)와 비교하여 거꾸로 되어 있는 기준 요소(252)를 포함한다는 점을 제외하고는 간섭계(100)(도 1)와 유사한 구성을 갖는다. 상기 기준 요소(252)는 시준기(114)와 대향하는 표면에 있는 반사방지 코팅(120) 및 간섭계 빔 분할기(116)과 대향하는 표면에 있는 부분 반사성 코팅(118)을 갖는다. 광원(160)에서 들어오는 빛은 PR 코팅(118)을 만나기 전에 AR 코팅(120)을 만나게 된다. 이러한 구성으로, 간섭계(250)의 결상 시스템의 촛점 깊이 내에는 유리 요소가 없다는 이점을 얻을 수 있다.

이 실시예에서, 촛점 깊이는 빛의 파장을 개구수의 제곱으로 나눈 것으로 정의된다. 예컨대, 파장이 500 nm 일 때, 0.005의 개구수를 갖는 결상 시스템의 촛점 깊이는 20 mm 이다. 결상 시스템은 기준 요소(252)의 PR 표면(118)에서 반사된 빛과 대상물(120)에 있는 표면에서 반사된 빛 사이의 간섭 패턴을 투영하도록 설계되어 있으며, 따라서 촛점 중심은 기준 요소(252)의 PR 표면(118)과 측정 대상물(120)의 표면에 있게 된다. 빔 분할기(116)와 기준 요소(104)가 촛점 깊이(본 실시예에서는 20 mm) 보다 큰 거리로 서로 떨어져 배치되면, 빔 분할기 기재는 촛점이 맞지 않게 된다. 이리 하여, 특히 높은 공간 주파수에서 간섭계(250)에 사용되는 유리 기재의 질에 대한 요건이 완화될 수 있다.

도 11 을 참조하면, 일부 실시 형태에서, 간섭계(260)는 간섭계(250)(도 10)와 유사한 구성을 가지고 있는데, 분산 보상기(262)와 같은 추가적인 광학 요소를 갖고 있으며, 이러한 광학 요소는 기준 요소(252)의 PR 표면(118)과 빔 분할기(116)의 PR 표면(122) 사이에 배치된다. 상기 추가적인 광학 요소는 빔(126, 128)이 만나는 재료의 상이로 인한 기준 빔(126)과 측정 빔(128) 간의 위상차를 부분적으로 또는 완전히 보상해 줄 수 있다.

예컨대, 도 10 의 간섭계(250)에서, 빔(126)과 빔(128)이 진행하는 거리는 동일하더라도, 측정 빔(128)은 기준 빔(126) 보다 더 많은 유리를 통과하게 된다. 다른 예로, 기준 요소(252)의 두께가 간섭계 빔 분할기(116)의 두께와 다르면, 빔(126)과 빔(128)이 동일한 거리를 진행하더라도 이들 빔간에 위상차가 있을 수 있다. 상기 추가적인 광학 요소(예컨대, 분산 보상기(262))가 빔(126)과 빔(128) 간의 위상차를 부분적으로 또는 완전히 보상해 줄 수 있다. 추가적인 광학 요소는 결상 시스템의 촛점 깊이의 밖에 배치될 수 있으며, 그래서 그 추가적인 광학 요소의 질에 대한 요건이 완화될 수 있다. 도 11 의 실시예에서, 분산 보상기(262)는 기준 요소(118) 보다 빔 분할기(116)에 더 가까이 배치되며, 따라서 분산 보상기(262)는 결상 시스템의 촛점 깊이의 밖에 있게 된다(촛점 중심이 기준 요소(252)의 PR 표면(118)에 있다).

도 12a 를 참조하면, 일부 실시 형태에서, 간섭계는 광학 어셈블리(270)를 포함하는데, 이 어셈블리는 3개의 빔 간섭 패턴을 생성하는 측정 빔과 두개의 기준 빔에 대해 유리를 통과하는 실질적으로 동일한 경로를 제공하기 위해 간섭계 빔 분할기의 전방 및 후방 표면에서 나온 반사광을 대안적으로 사용한다. 상기 광학 어셈블리(270)는 기준 요소(252)와 간섭계 빔 분할기(272)를 포함한다. 기준 요소(252)는 반사방지 표면(R1) 및 부분 반사성 표면(R2)(약 50%의 반사도를 가짐)을 갖는다. 빔 분할기(272)는 두개의 부분 반사성 표면(R3, R4)을 갖는다(각각은 약 12%의 반사도를 가짐). 표면(R1, R2, R3, R4)은 차례 대로 위치된다.

도 12a 의 실시예에서는, 원치 않는 반사광을 거부하기 위해 기준 요소와 빔 분할기가 기울어져 있는 것이 나타나 있지 않고 또한 비평행 입력 및 출력 빔이 나타 있어, 빔 경로를 더욱 쉽게 볼 수 있다. 빛의 제 1 부분은 표면(R1, R2)을 투과하고 표면(R3)에서 반사되어 제 1 기준 빔(A 278)을 형성한다. 이 제 1 기준 빔(278)은 표면(R2)에서 부분적으로 반사되어 표면(R4)으로 되돌아가고, 여기서 기준 빔(A 278)은 원래의 조명과 대략 공선적이고 같은 공간을 차지하는 경로에서 부분적으로 반사되지만, 반대 방향으로 진행한다.

도 12b 를 참조하면, 상기 빛의 제 2 부분은 표면(R1, R2, R3)을 투과하고 표면(R4)에서 반사되어 제 2 기준 빔(B 280)을 형성한다. 이 제 2 기준 빔(280)은 표면(R2)에서 부분적으로 반사되어 표면(R3)으로 되돌아가고, 여기서 기준 빔(B 280)은 원래의 조명과 대략 공선적이고 같은 공간을 차지하는 경로에서 부분적으로 반사되지만, 반대 방향으로 진행한다.

상기 빛의 제 3 부분은 상기 표면(R1, R2, R3, R4)을 투과하여 측정(M 282)을 형성한다. 이 측정 빔(M 282)은 표면(R4)에서 제 1 기준 빔(A 278)과 합해지고 또한 표면(R3)에서는 제 2 기준 빔(B 280)과 합해지게 된다. 중첩 빔은 카메라(108) 쪽으로 진행하고, 이 카메라는 제 1 기준 빔(A 278), 제 2 기준 빔(B 280) 및 측정 빔(M 282) 사이의 간섭을 검출한다.

다음은 높은(예컨대, 최대) 콘트라스트의 3빔 간섭 패턴을 얻기 위해 상기 표면(R2, R3, R4)의 반사도를 결정하는 방법에 대해 설명한다. 지금 모든 의사(spurious) 반사를 무시하면, 단일 상 점에 대한 간섭 강도는 다음과 같다:

(1)

여기서, E_A _, E_B _,E_m 은 상기 기준 빔(A 278), 기준 빔(B 280) 및 측정 빔(M 282) 각각에 대한 복소(complex) 전기장 진폭이다. 표면(R1 ... R4)의 복소 반사도는 r₁ _.. ₄ 로 나타내고, 이들 표면의 투과도는 t₁ _.. ₄ 로 나타낸다. 시스템을 통해 두 기준 빔(A, B)을 추적하면, 입력 장(field) E₀ 에 대해 다음이 얻어진다.

(2)

(3)

여기서, φ 는 두 기준 빔(A, B) 사이의 광학 경로차(OPD)와 관련된 위상 편차이다. 상기 식 (2) 및 (3) 을 간단히 하면 다음과 같다.

(4)

(5)

빔 분할기 표면(R2, R3)은 완전히 평행하고 광학 경로차와 관련된 위상 φ = 0 이며 또한 두 기준 빔의 구조적인 간섭이 있다고 가정하면, 다음과 같은 등가 기준 빔 장을 얻을 수 있다.

(6)

측정 장은 다음과 같다.

(7)

상기 식(1)에서 강도 I 는 다음과 같은 2빔 등가로 단순화된다.

(8)

그 결과 다음과 같은 친숙한 강도식이 얻어진다.

(9)

여기서,

(10)

(11)

이며, 이는 다음과 경우에 대한 것이다.

(12)

(13)

(14)

기준 빔의 정미(net) 강도 │E_R│² 는 기준 빔(A) 또는 (B) 단독의 강도의 4배가 되는데, 이는 양호한 프린지 콘트라스트를 얻기 위해 빔 분할기의 반사도 R₃, R₄ 가 매우 높을 필요가 없음을 의미하는 것이다. 프린지 콘트라스트는 다음과 같이 정의된다.

(15)

I_R = I_M 일 때 최대 프린지 콘트라스트 V = 1 이 얻어진다. 상기 식 (10) 및 (11)을 사용하면, 최대 콘트라스트는 다음과 같은 경우에 얻어질 수 있다.

(16)

상기 식을 간단히 하면 다음과 같다.

(17)

특정한 예로, 대상물(120)은 4%의 반사도를 갖는 비피복 유리 표면이고, 기준면(R2)의 반사도는 50% 이고 R3 및 R4 는 서로 동일한 반사도를 가지며 R1에 대해 0%의 반사도를 얻기 위해 유전체 코팅을 사용한다. 이 경우,

R₁ = O

R₂ = 5O% (18)

R₄ = R₃

R_M = 4%

프린지 콘트라스트 V = 1 인 경우,

(19)

상기 식은 R₄ = 12.4% 의 해를 갖는다. 더 높은 반사도의 대상물은 더 높은 빔 분할기 반사도가 유리할 수 있다. 예컨대, 빔 분할기 반사도 R₃ = R₄ = 28% 일 때, 대상물의 반사도가 30% 인 경우에 최대 콘트라스트가 얻어진다.

상기 계산에서는 측정 빔과 두 기준 빔(A, B) 외에는 기구 결상 시스템에 도달하는 다른 반사광은 없다고 가정했다. 도 10 및 11 에 나타나 있는 실시예와 유사하게, 상기 광학 어셈블리(270)에 있는 기준 요소(252)와 빔 분할기(272)는 원치 않는 반사광을 줄이거나 제거하고 그 결과 평행한 입력 및 출력 빔을 얻기 위해 기울어질 수 있다.

도 13 을 참조하면, 일부 실시 형태에서, 광학 어셈블리(220)는 각도(α)로 기울어져 있는 면평행 빔 분할기(272) 및 대략 2α의 각도로 기울어져 있는 기준 요소(252)를 포함한다. 이 실시예에서, 표면(R3, R4)에서 나오는 원치 않는 단일 표면 반사광은 출력 빔 경로에 평행하게 복귀하지 않는다.

표면(R2)에서 반사된 후 다시 표면(R4)에서 반사되어 이 표면(R4)으로부터 출력 빔에 들어가는 의도하지 않은 빔이 남아 있다. 또한, 표면(R2)에서 반사된 후 다시 표면(R3)에서 반사되어 이 표면(R3)으로부터 출력 빔에 들어가는 의도하지 않은 빔도 남아 있다. 이들 빔은 조명이 낮은 공간적 및 시간적 코히어런스를 가질 때 간섭을 발생시키기 위한 정확한 경로 길이를 갖지 않는다. 그러므로, 이들 빔은 단지 상에 배경광을 더해줄 뿐이며 그렇지 않으면 소망하는 간섭 패턴을 교란시키지 않는다. 정미 효과로는 상대 프린지 콘트라스트가 예컨대 20% 감소할 수 있다.

도 14 를 참조하면, 일부 실시 형태에서, 시준기(114)를 사용하는 대신에 결상 경로 밖의 필드 렌즈(302)를 사용하기 위해 간섭계(100)를 수정한 간섭계(300)가 제공되어 있다. 대상물(120)은 이 중요한 경로에 시준기가 없이 카메라(108)에 직접 상이 맺히게 된다. 필드 렌즈(302)는 예컨대 광원(110)과 조명 빔 분할기(112) 사이에 배치될 수 있다. 필드 렌즈(302)는 대상물(120)과 기준 요소(104)의 결상에 참여를 안 하기 때문에, 필드 렌즈(302)는 시준기(114)와 동일한 질을 가질 필요는 없는데, 하지만 간섭계(300)는 여전히 정확한 측정을 얻을 수 있다. 필드 렌즈(210)는 예컨대 회절 또는 프레넬 렌즈일 수 있다.

도 1 에 나타난 실시예에서, 큰 대상물(120)의 표면 특성을 측정하기 위해서는, 충분히 큰 광 필드를 제공하기 위해 큰 시준기(114)를 사용할 필요가 있다. 큰 포맷을 갖는 높은 질의 시준기는 값비쌀 수 있다. 도 14 에 나타나 있는 실시예에서, 큰 포맷의 필드 렌즈(300)(큰 포맷의 시준기(114) 보다 값이 상당히 더 쌀 수 있음)를 사용하면, 간섭계(300)의 제작에 상당한 비용 절감을 이룰 수 있다.

시준기 대신에 필드 렌즈를 사용하기 위해 도 4, 10 및 11에 나타나 있는 간섭계를 또한 수정할 수 있다.

전술한 간섭계를 사용하여, 예컨대 하드 디스크 드라이브에 사용되는 유리 디스크의 디스크 편평도 및 디스크 파형도와 같은 대상물 표면의 많은 종류의 특성을 측정할 수 있다. 유리 디스크는 전방 및 후방 반사 표면을 갖는다. 전술한 간섭계는 낮은 공간적 코히어런스를 갖는 광원을 사용하며, 따라서 근처의 반사 표면에서 나온 반사광이 전방 디스크 표면에서 반사된 측정 빛과 기준 표면에서 반사된 기준 빛 사이의 간섭으로 인해 생기는 간섭 페턴에 기여하는 정도는 무시할 수 있을 것이다. 상기 간섭계를 사용하여 또한 다른 종류의 디스크 매체 표면을 측정할 수도 있다.

다른 양태, 특징 및 이점들도 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 예컨대, 도 1 에서, 시험 대상물(102)을 지지하기 위해 장착부를 제공할 수도 있다. 이 장착부는 조절가능하며, 기준 빔(126)에 대한 광학 경로 길이와 실질적으로 동일한 측정 빔(128)에 대한 광학 경로 길이를 규정하도록 시험 대상물(102)을 배치하도록 되어 있다. 도 2 의 쐐기형 기준 요소(210)의 방향을 거꾸로 하여, PR 표면(220)이 간섭계 빔 분할기(212)와 대향하도록 만들 수 있다. 도 8 의 기준 요소(192)와 도 9 의 기준 요소(226)의 방향을 거꾸로 하여, 기준 오소의 PR 표면이 간섭계 빔 분할기와 대향하도록 만들 수 있다. 도 4 의 간섭계 부 어셈블리(140)에 있는 기준 요소와 간섭계 빔 분할기 및 도 7 의 간섭 대물부(174)의 구성은 다른 구성, 예컨대 도 8, 9, 10, 11, 12a, 12b 및 13에 나타나 있는 것들로 대체될 수 있다. 기준 요소와 간섭계 빔 분할기의 기울기 각도는 전술한 바와 다를 수 있다. 기준 요소와 간섭계 빔 분할기의 부분 반사성 표면은 광학 요소 내부의 각각의 내부 계면에 형성될 수 있으며, 또한 도 1 ? 4 및 7 ? 14 에서 보는 바와 같은 외부 표면에 반드시 있을 필요는 없다.

Claims

간섭계에 사용되는 광학 어셈블리로서,
광축을 따라 배치되며 이 광축에 대해 상이한 비수직 각도로 배향되는 제 1 및 2 부분 반사성 표면을 포함하며,
상기 제 2 부분 반사성 표면은,
ⅰ) 광축을 따라 상기 제 1 부분 반사성 표면을 투과한 빛을 받으며,
ⅱ) 받은 빛의 일부를 시험 대상물에 전달하여 간섭계를 위한 측정 빛을 정하며, 그리고
ⅲ) 상기 받은 빛의 다른 부분을 제 1 부분 반사성 표면쪽으로 되반사시켜 간섭계를 위한 기준 빛을 정하고,
상기 기준 빛은 제 2 부분 반사성 표면과 제 1 부분 반사성 표면 사이에서 적어도 일회 왕복하는 광학 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
상기 비수직 각도로 인해, 제 2 부분 반사성 표면이 광축을 따라 기준 빛을 되반사시키기 전에 그 기준 빛이 제 1 부분 반사성 표면과 제 2 부분 반사성 표면 사이를 적어도 일회 지나게 되는 광학 어셈블리.
제 2 항에 있어서,
상기 비수직 각도로 인해, 상기 기준 빛은 상기 부분 반사성 표면들 사이를 지나는 중에 그 부분 반사성 표면들 중의 하나에 수직 입사로 접촉하게 되는 광학 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
제 1 부분 반사성 표면의 비수직 각도는 제 2 부분 반사성 표면의 비수직 각도의 2배인 광학 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
제 1 부분 반사성 표면의 비수직 각도는 제 2 부분 반사성 표면의 비수직 각도의 1.5배인 광학 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
제 2 부분 반사성 표면은 시험 대상물에서 반사되어 제 2 부분 반사성 표면으로 되돌아온 측정 빔을 제 2 부분 반사성 표면과 제 1 부분 반사성 표면 사이에서 적어도 일회 왕복한 후의 기준 빛과 합하도록 되어 있는 광학 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
제 1 부분 반사성 표면을 갖는 제 1 광학 요소 및 제 2 부분 반사성 표면을 갖는 제 2 광학 요소를 포함하는 광학 어셈블리.
제 7 항에 있어서,
제 1 및 2 광학 요소 각각은 반사방지 코팅을 갖는 다른 표면을 갖는 광학 어셈블리.
제 7 항에 있어서,
제 1 부분 반사성 표면은 기준 빛과 측정 빛 사이의 간섭 패턴을 캡쳐하는 결상 모듈의 촛점 깊이 보다 큰 거리로 제 2 부분 반사성 표면에서 떨어져 있는 광학 어셈블리.
제 9 항에 있어서,
간섭계의 광학 요소들은 기준 빛이 결상 모듈의 촛점 깊이 내의 유리를 통과하지 않도록 배치되는 광학 어셈블리.
제 7 항에 있어서,
제 1 광학 요소는 반사방지 코팅을 갖는 다른 표면을 갖는 광학 어셈블리.
제 11 항에 있어서,
제 1 광학 요소는 제 1 부분 반사성 표면이 제 2 광학 요소의 제 2 부분 반사성 표면쪽을 향하고 또한 제 1 광학 요소의 반사방지 코팅이 제 2 부분 반사성 표면으로부터 멀어지는 쪽을 향하도록 배향되는 광학 어셈블리.
제 12 항에 있어서,
제 1 부분 반사성 표면과 제 2 부분 반사성 표면 사이의 거리는 기준 빛과 측정 빛 사이의 간섭 패턴을 캡쳐하기 위한 결상 모듈의 촛점 깊이 보다 큰 광학 어셈블리.
제 13 항에 있어서,
제 1 광학 요소와 제 2 광학 요소 사이에 배치되어 측정 빛과 기준 빛 사이의 위상차를 보상해 주는 분산 보상기를 더 포함하며, 이 분산 보상기는 결상 시스템의 촛점 깊이 밖에서 제 3 광학 요소에 더 가까이 배치되는 광학 어셈블리.
제 11 항에 있어서,
제 1 광학 요소는 제 1 부분 반사성 표면이 제 2 광학 요소의 제 2 부분 반사성 표면으로부터 멀어지는 쪽을 향하고 또한 제 1 광학 요소의 반사방지 코팅이 제 2 부분 반사성 표면쪽을 향하도록 배향되는 광학 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
제 3 부분 반사성 표면을 더 포함하는 광학 어셈블리.
제 16 항에 있어서,
상기 제 3 부분 반사성 표면은,
ⅰ) 광축을 따라 상기 제 1 부분 반사성 표면을 투과한 빛을 받으며,
ⅱ) 받은 빛의 일부를 시험 대상물에 전달하여 측정 빛을 정하며, 그리고
ⅲ) 상기 받은 빛의 다른 부분을 제 1 부분 반사성 표면쪽으로 되반사시켜 간섭계를 위한 제 2 기준 빛을 정하고,
상기 제 2 기준 빛은 제 2 부분 반사성 표면과 제 1 부분 반사성 표면 사이에서 적어도 일회 왕복하는 광학 어셈블리.
제 7 항에 있어서,
부분 반사성 표면들은 각각 광학 요소의 외부 표면에 있는 광학 어셈블리.
제 7 항에 있어서,
부분 반사성 표면들은 광학 요소 내부의 각 내부 계면에 형성되는 광학 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
광원으로부터 빛을 받아서 시준된 빛을 제 1 부분 반사성 표면에 투영하는 시준기(collimator)를 더 포함하는 광학 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
광원으로부터 빛을 받아서 그 빛을 제 1 부분 반사성 표면에 투영하는 필드 렌즈를 더 포함하고, 이 필드 렌즈는 기준 빛이 제 1 부분 반사성 표면에서 반사된 후에 검출기에 의해 검출되기 전에 그 기준 빛이 진행하는 결상 경로의 밖에 배치되는 광학 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
제 1 부분 반사성 표면은 약 10% ? 약 30%의 반사도를 갖는 광학 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
제 2 부분 반사성 표면은 약 40% ? 약 60%의 반사도를 갖는 광학 어셈블리.
청구항 1 의 광학 어셈블리; 및
광원과 검출기를 포함하는 간섭계 베이스를 포함하며,
상기 광원은 제 1 부분 반사성 표면을 투과하여 제 2 부분 반사성 표면에 입사되는 빛을 발생시키며,
상기 검출기는 측정 빛과 기준 빛을 포함하는 합해진 빛을 받으며 또한 이 합해진 빛의 공간적 분포에 대한 정보를 제공하는 간섭 시스템.
제 24 항에 있어서,
간섭계 베이스는 개구 조리개를 더 포함하고, 이 개구 조리개는 광축을 따라 제 1 부분 반사성 표면에 접촉하고 이 제 1 부분 반사성 표면에서 간섭계 베이스로 되반사되어 이 간섭계 베이스에서 오는 빛을 차단하는 간섭 시스템.
제 24 항에 있어서,
간섭계 베이스는 개구 조리개를 더 포함하고, 이 개구 조리개는 광축을 따라 제 1 부분 반사성 표면에 접촉하고 이 제 1 부분 반사성 표면에서 간섭계 베이스로 되반사되어 이 간섭계 베이스에서 오는 빛을 차단하는 간섭 시스템.
제 24 항에 있어서,
시험 대상물을 지지하는 장착부를 더 포함하는 간섭 시스템.
제 27 항에 있어서,
장착부는 기준 빛에 대한 광학 경로 길이와 실질적으로 동일한 측정 빛에 대한 광학 경로 길이를 규정하도록 배치되는 간섭 시스템.
제 24 항에 있어서,
측정 빛과 기준 빛 사이의 광학 경로 길이 차를 변화시키기 위한 위상 변위기를 더 포함하는 간섭 시스템.
제 29 항에 있어서,
위상 변위기는 간섭계 베이스를 광학 어셈블리에 기계적으로 연결하고 또한 광학 어셈블리와 시험 대상물 사이의 거리를 변화시켜 측정 빛에 대한 광학 경로 길이를 변화시키도록 되어 있는 간섭 시스템.
제 24 항에 있어서,
광원은 낮은 결맞음성(low-coherence) 간섭 측정을 제공하기 위한 광대역 광원인 간섭 시스템.
제 24 항에 있어서,
상기 광원은 협대역 레이저원인 간섭 시스템.
제 24 항에 있어서,
상기 광원은 낮은 결맞음성(low-coherence) 간섭을 위한 광대역 모드와 높은 결맞음성 (high-coherence) 간섭을 위한 레이저 모드 사이에서 조절가능한 간섭 시스템.
제 33 항에 있어서,
상기 광원은 레이저 문턱값 보다 낮은 전류로 구동될 때 광대역 모드에서 작동하고 상기 레이저 문턱값 보다 높은 전류로 구동될 때는 레이저 모드에서 작동하게 되는 레이저 다이오드인 간섭 시스템.
제 1 항에 있어서,
제 1 부분 반사성 표면은 비평면 표면을 포함하는 광학 어셈블리.
간섭 방법으로서,
광축을 따라 제 1 및 2 부분 반사성 표면을 배치하는 단계,
상기 제 1 및 2 부분 반사성 표면을 광축에 대한 상이한 비수직 각도로 배향하는 단계,
제 1 부분 반사성 표면을 통해 빛을 광축에 평행한 방향을 따라 제 2 부분 반사성 표면에 전달하는 단계,
제 2 부분 반사성 표면에서, 빛의 제 1 부분을 시험 대상물에 전달하여 측정 빛을 정하고, 빛의 제 2 부분을 제 1 부분 반사성 표면 쪽으로 되반사시켜 기준 빛을 정하는 단계, 및
제 1 부분 반사성 표면에서, 빛의 제 2 부분의 일부를 제 2 부분 반사성 표면 쪽으로 반사시켜, 기준 빛이 제 2 및 1 부분 반사성 표면 사이에서 적어도 일회 왕복하도록 하는 단계를 포함하는 간섭 방법.
제 36 항에 있어서,
제 1 및 2 부분 반사성 표면을 배향하는 단계는, 제 2 부분 반사성 표면이 광축을 따라 기준 빛을 되반사시키기 전에 그 기준 빛이 제 1 및 2 부분 반사성 표면 사이를 적어도 일회 지나도록 제 1 및 2 부분 반사성 표면을 상이한 비수직 각도로 배향하는 것을 포함하는 간섭 방법.
제 36 항에 있어서,
제 1 및 2 부분 반사성 표면을 배향하는 단계는, 상기 기준 빛이 상기 부분 반사성 표면들 사이를 지나는 중에 그 부분 반사성 표면들 중의 하나에 수직 입사로 접촉하도록 제 1 및 2 부분 반사성 표면을 상이한 비수직 각도로 배향하는 것을 포함하는 간섭 방법.
제 36 항에 있어서,
제 2 부분 반사성 표면에서, 시험 대상물에서 반사되어 제 2 부분 반사성 표면으로 되돌아온 측정 빔을 제 2 부분 반사성 표면과 제 1 부분 반사성 표면 사이에서 적어도 일회 왕복한 후의 기준 빛과 합하는 단계를 포함하는 간섭 방법.
제 39 항에 있어서,
합해진 빛의 공간적 분포에 대한 정보를 제공하는 단계를 포함하는 간섭 방법.
제 36 항에 있어서,
제 2 부분 반사성 표면으로부터 멀어지는 방향으로 제 1 부분 반사성 표면에서 반사된 빛을 차단하는 개구 조리개를 제공하는 단계를 포함하는 간섭 방법.
제 36 항에 있어서,
반사 표면을 갖는 시험 대상물을 배치하여, 기준 빛에 대한 광학 경로 길이와 실질적으로 동일한 측정 빛에 대한 광학 경로 길이를 정하는 단계를 포함하는 간섭 방법.
제 42 항에 있어서,
측정 빛과 기준 빛 사이의 광학 경로 길이 차를 변화시키는 단계를 포함하는 간섭 방법.
제 43 항에 있어서,
광학 어셈블리와 시험 대상물 사이의 거리를 변화시켜 측정 빛에 대한 광학 경로 길이를 변화시키는 단계를 포함하며, 상기 광학 어셈블리는 제 1 및 2 부분 반사성 표면을 포함하는 간섭 방법.
제 36 항에 있어서,
광학 요소의 외부 표면에서 제 1 부분 반사성 표면을 갖는 광학 요소를 배향하되, 제 1 부분 반사성 표면을 갖는 그 광학 요소의 외부 표면이 제 2 부분 반사성 표면 쪽을 향하도록 광학 요소를 배향하는 단계를 더 포함하는 간섭 방법.
제 36 항에 있어서,
제 1 부분 반사성 표면으로부터 기준 빛을 어떠한 유리 요소의 통과도 없이 제 2 부분 반사성 표면에 전달하는 단계를 포함하는 간섭 방법.
제 36 항에 있어서,
제 2 부분 반사성 표면을 제 1 부분 반사성 표면으로부터 거리를 두고 배치하는 단계를 포함하며, 이 거리는 기준 빛과 측정 빛 사이의 간섭 패턴을 검출하는 결상 모듈의 촛점 깊이 보다 큰 간섭 방법.
제 47 항에 있어서,
기준 빛과 측정 빛이 진행하는 광학 경로 길이의 차이로 인한 측정 빛과 기준 빛 사이의 위상차를 보상해 주는 분산 보상기에 기준 빛을 통과시키고 또한 상기 분산 보상기를 결상 모듈의 촛점 깊이의 밖에 배치하는 단계를 포함하는 간섭 방법.
제 36 항에 있어서,
광축을 따라 제 3 반사 표면을 배치하는 단계,
상기 제 3 부분 반사성 표면을 제 2 부분 반사성 표면에 평행하게 배향하는 단계,
상기 제 3 부분 반사성 표면에서, 제 1 부분 반사성 표면을 투과한 빛의 제 3 부분을 시험 대상물에 전달하여 측정 빛을 정하고, 상기 빛의 제 4 부분을 제 1 부분 반사성 표면쪽으로 되반사시켜 제 2 기준 빛을 정하는 단계, 및
제 1 부분 반사성 표면에서, 빛의 제 4 부분의 일부를 제 2 부분 반사성 표면 쪽으로 반사시켜 제 2 기준 빛이 제 2 및 1 부분 반사성 표면 사이에서 적어도 일회 왕복하게 하는 단계를 더 포함하는 간섭 방법.
제 36 항에 있어서,
빛을 제 1 부분 반사성 표면에 투과시키는 단계는 시준된 빛을 제 1 부분 반사성 표면에 투과시키는 것을 포함하는 간섭 방법.
제 36 항에 있어서,
빛을 제 1 부분 반사성 표면에 투과시키기 전에 그 빛을 필드 렌즈에 투과시키고 또한 기준 빛이 제 1 부분 반사성 표면에서 반사된 후에 검출기에 의해 검출되기 전에 그 기준 빛이 진행하는 결상 경로의 밖에 상기 필드 렌즈를 배치하는 단계를 더 포함하는 간섭 방법.