KR20120081419A - 다층 박막 특성 측정 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다층 박막 특성 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 상기 다층 박막 특성 측정 장치는 다층 박막으로 이루어진 샘플에 광을 조사하는 광원 수단; 기준 반사광을 획득하기 위한 제1 빔과 샘플 반사광을 획득하기 위한 제2 빔으로 분할하고, 광 셔터 개방 시 간섭 신호를 생성하며, 광 셔터 폐쇄 시 반사 신호를 생성하는 간섭-반사 수단; 상기 제2 빔이 상기 샘플을 스캔하여 조사하고, 상기 샘플이 고정된 지지대가 이송되는 샘플 수단; 상기 생성된 간섭 신호 및 반사 신호의 세기를 각각 파장별로 분광하여 검출하는 간섭-반사광 검출 수단; 및 상기 간섭-반사광 검출 수단으로부터 검출된 파장별 상기 간섭 신호의 세기 및 상기 반사 신호의 세기를 이용하여 상기 샘플의 다층 박막을 영상화하고 반사율, 굴절률 및 다층 박막의 두께를 연산하는 신호 처리 수단을 포함함으로써, 다층 박막의 특성 측정 성능이 향상되는 효과가 있다.
Description
본 발명은 다층 박막 특성 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
의공학 분야에서 정확한 해부학적 정보와 생체조직 정보를 얻기 위해 또는 제품의 내부 구조나 성분을 확인하기 위해서는 생체조직을 절개하거나 제품을 파괴하여 내부를 확인하거나 성분을 검사하는 TEM(transmission electron microscope) 및 SEM(scanning electron microscope)과 같은 전자 광학(electron optics)을 적용한 전자 현미경 방법을 사용해 왔다.
그러나, 최근 절개 수술 없이 판독자에게 해부학적 정보와 생체조직 정보를 전달하기 위한 광학적 생검법(optical biopsy)에 대한 연구가 최근 많이 진행되고 있으며, 이러한 광학적 방법은 제품 내부 구조를 확인하거나 검사하는데도 적용할 수 있다.
기존의 생체조직이나 전자부품을 비파괴적인 방법으로 내부 구조를 확인하거나 이물을 확인하는 방법으로 X-선 NDT(Nondestructive testing) 방법이 많이 사용되었다.
또한, 기존에는 얇은 박막이 여러 층으로 이루어진 제품의 광학적 특성인 투과율, 반사율 및 굴절율을 확인하기 위해서는 별도의 분광법을 이용하여 제품의 특성을 확인하고 있다.
하지만, 상기 전자 현미경 방법은 샘플을 파괴해야 하는 단점이 있고, X-선 NDT에도 비파괴적이나 측정 전에 샘플 전처리 등의 복잡한 과정이 필요할 뿐만 아니라 장시간이 소요된다. 또한, X-선 NDT에 의한 다층 박막의 두께 측정도 수 ㎛ 내지 수십 ㎛의 두께일 경우 측정 가능하나 그 이하의 얇은 박막은 측정이 불가능하다는 단점이 있다.
또한, 상기 전자 현미경 방법 및 X-선 NDT는 획득하고자 하는 특성을 평가하기 위해서는 다양한 방법을 사용함으로써 샘플 내 측정 위치 또한 일관성 있게 유지할 수 없는 단점이 있다.
더욱이, 최근 유기 고분자 물질과 같이 잘 휘거나 결정성이 적은 물질로 이루어진 소재로 구성된 제품의 경우 X-선과 같은 고에너지 측정법으로는 내부 구조를 확인하는데 한계가 있다.
따라서, 비파괴적인 방법으로 다층 박막의 내부 이미지 및 각 다층 박막의 두께와 같은 내부 형상과 반사율, 투과율 및 굴절률과 같은 광학적 특성을 보다 더 정확하고 정밀하게 측정할 수 있는 다층 박막 특성 측정 장치 및 방법의 필요성이 대두된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 광 셔터의 개폐에 따라 간섭 신호 및 반사 신호를 생성하여 파장별로 분광하여 검출함으로써 비파괴적인 방법으로 다층 박막의 내부 구조 및 광학적 특성을 측정할 수 있는 다층 박막 특성 측정 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다층 박막 특성 측정 장치는, 다층 박막으로 이루어진 샘플에 광을 조사하는 광원 수단; 상기 광원 수단과 상기 샘플 사이의 광 경로 상에 설치되어 기준 반사광을 획득하기 위한 제1 빔과 샘플 반사광을 획득하기 위한 제2 빔으로 분할하고, 광 셔터 개방 시 상기 제1 빔에 의해 반사된 기준 반사광들과 제2 빔에 의해 반사된 샘플 반사광들의 중첩에 의한 간섭 신호를 생성하며, 광 셔터 폐쇄 시 상기 제2 빔에 의한 샘플 반사광들에 의한 반사 신호를 생성하는 간섭-반사 수단; 상기 제2 빔이 상기 샘플 전체에 조사되도록 상기 샘플을 스캔하여 조사하고, 상기 샘플 위치를 변경시킬 수 있도록 상기 샘플이 고정된 지지대가 이송되는 샘플 수단; 상기 생성된 간섭 신호 및 반사 신호의 세기를 각각 파장별로 분광하여 검출하는 간섭-반사광 검출 수단; 및 상기 간섭-반사광 검출 수단으로부터 검출된 상기 파장별 간섭 신호 및 상기 파장별 반사 신호의 세기들을 이용하여 상기 샘플의 다층 박막을 영상화하고 파장별 반사율, 파장별 굴절률 및 다층 박막의 각 층의 두께를 연산하며, 상기 광 셔터의 개폐 및 상기 지지대의 이송을 제어하는 신호 처리 수단을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 광원 수단은 SLD, 펨토초 레이저, ASE, 광섬유 레이저, 초연속광 및 램프 중 어느 하나인 저간섭성 광원인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 간섭-반사 수단은, 상기 제1 빔과 상기 제2 빔으로 분할하는 광 분할부; 상기 분할된 제1 빔이 입사되어 기준 반사광을 반사시키는 기준광 반사부; 및 상기 분할된 제1 빔의 입사와 반사를 허용 및 차단하도록 개폐가능한 광 셔터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광 분할부는 빔 스플리터인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기준광 반사부는 미러인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 샘플 수단은, 상기 샘플 전체에 상기 제2 빔에 조사되도록 스캔하는 샘플 스캔부; 상기 샘플 스캔부에 의해 상기 제2 빔이 조사되는 샘플과 상기 샘플이 고정되어 샘플의 위치 변경이 가능하도록 이송 가능하게 설계된 지지대로 구성된 샘플 로딩부; 및 상기 지지대의 일측에 설치되어 상기 신호 처리 수단의 제어에 따라 상기 지지대가 상하, 좌우 및 회전가능하게 이송되도록 동작하는 샘플 이송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 샘플 스캔부는, 서로 다른 축을 회전 축으로 하는 제1 및 제2 미러에 의해 입력된 전압값에 따라 일정 각도를 회전 반복 운동을 하면서 상기 제2 빔이 상기 샘플에 1차원 및 2차원적으로 주사하도록 하는 갈바노미터 미러로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 간섭-반사광 검출 수단은, 상기 간섭 신호 및 상기 반사 신호의 세기를 파장별로 분광하는 제1 파장 분할부; 및 상기 제1 파장 분할부에 의해 분광된 상기 파장별 간섭 신호 및 상기 파장별 반사 신호의 세기를 검출하는 제1 광 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 광 검출부는 CCD, PMT 및 PIN 검출기 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 신호 처리 수단은, 상기 간섭-반사광 검출 수단으로부터 검출된 상기 파장별 간섭 신호 및 상기 파장별 반사 신호를 전기적 신호로 각각 변환하는 광신호 처리부; 상기 변환된 파장별 간섭 신호의 세기를 퓨리에 변환하여 상기 샘플의 다층 박막의 이미지를 획득하고, 상기 변환된 파장별 반사 신호의 세기에 따른 그래프로부터 반사율을 획득하여 굴절률 및 상기 샘플의 다층 박막의 두께를 연산하는 이미지/계산부; 및 상기 광 셔터의 개폐를 제어하고 상기 샘플의 위치 변경이 가능하도록 상기 지지대의 이송을 제어하는 이송 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 빔이 상기 샘플을 투과하여 생성된 투과 신호의 세기를 각각 파장별로 분광하여 검출하는 투과광 검출 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투과광 검출 수단은, 상기 투과 신호의 세기를 파장별로 분광하는 제2 파장 분할부; 및 상기 제2 파장 분할부에 의해 분광된 파장별 상기 투과 신호의 세기를 검출하는 제2 광 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 광 검출부는 CCD, PMT 및 PIN 검출기 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다층 박막 특성 측정 방법은, (A) 다층 박막으로 이루어진 샘플에 광을 조사하기 위한 광을 발생시켜 상기 발생된 광을 기준 반사광을 획득하기 위한 제1 빔과 샘플 반사광을 획득하기 위한 제2 빔으로 분할하는 단계; (B) 광 셔터를 개방하기 위한 제어 신호가 존재하는지를 판단하여, 광 셔터를 개방하기 위한 제어 신호 존재 시 상기 제1 빔에 의해 반사된 기준 반사광들과 상기 제2 빔에 의해 반사된 샘플 반사광들의 중첩에 의한 간섭 신호를 생성하고, 광 셔터를 개방하기 위한 제어 신호가 존재하지 않을 경우 광 셔터를 폐쇄하기 위한 제어 신호가 존재하는지를 판단하여 상기 광 셔터를 폐쇄하기 위한 제어 신호가 존재 시 상기 제2 빔에 의한 샘플 반사광들에 의한 반사 신호를 생성하여 상기 간섭 신호 및 상기 반사 신호의 세기를 각각 파장별로 분광하여 검출하는 단계; 및 (C) 상기 검출된 파장별 간섭 신호의 세기를 이용하여 상기 샘플의 다층 박막의 이미지를 획득하고, 상기 검출된 파장별 반사 신호의 세기를 이용하여 반사율, 굴절률 및 상기 샘플의 다층 박막의 두께를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (A) 단계는, (A-1) 상기 샘플에 광을 조사하기 위한 광을 발생시키는 단계; 및 (A-2) 상기 발생된 광을 기준 반사광을 획득하기 위한 제1 빔과 샘플 반사광을 획득하기 위한 제2 빔으로 분할하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (B) 단계는, (B-1) 광 셔터를 개방하기 위한 제어 신호가 존재하는지를 판단하는 단계; (B-2) 상기 광 셔터를 개방하기 위한 제어 신호가 존재하지 않는 경우, 광 셔터를 폐쇄하기 위한 제어 신호가 존재하는지를 판단하는 단계; (B-3) 상기 광 셔터를 개방하기 위한 제어 신호가 존재하는 경우, 상기 제1 빔에 의해 반사된 기준 반사광들과 상기 제2 빔에 의해 반사된 샘플 반사광들의 중첩에 의한 간섭 신호를 생성하는 단계; (B-4) 상기 광 셔터를 폐쇄하기 위한 제어 신호가 존재하는 경우, 상기 제2 빔에 의한 샘플 반사광들에 의한 반사 신호를 생성하는 단계; 및 (B-5) 상기 생성된 간섭 신호 및 상기 반사 신호의 세기를 각각 파장별로 분광하여 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (C) 단계는, (C-1) 상기 검출된 파장별 간섭 신호의 세기를 퓨리에 변환하여 상기 샘플의 다층 박막의 이미지를 획득하는 단계; 및 (C-2) 상기 검출된 파장별 반사 신호의 세기에 따른 그래프를 통해 파장별 반사율을 획득하고, 획득된 파장별 반사율을 프레넬 방정식에 적용하여 파장별 굴절률을 연산하며, 연산된 파장별 굴절률을 이용하여 파장과 굴절률의 분산관계식에 의해 상기 샘플의 다층 박막의 각 층의 두께를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 다층 박막 특성 측정 방법은, (D) 상기 제2 빔이 상기 샘플을 투과하여 생성된 투과 신호의 세기를 각각 파장별로 분광하여 검출하여 투과율을 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (D) 단계는, (D-1) 상기 제2 빔이 상기 샘플을 투과한 일부 투과광에 의해 투과 신호를 생성하는 단계; (D-2) 상기 생성된 투과 신호의 세기를 각각 파장별로 분광하여 검출하는 단계; 및 (D-3) 상기 검출된 파장별 투과 신호에 따른 그래프를 통해 파장별 투과율을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고, 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 의하면, 광 셔터의 개폐에 따라 간섭 신호 및 반사 신호를 제공함으로써 비파괴적인 방법으로 다층 박막의 특성 측정 성능이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다층 박막 특성 측정 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 다층 박막 특성 측정 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1 및 제2 광 검출부로부터 검출된 파장별 반사율 및 파장별 투과율의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다층 박막 특성 측정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 도 1에 도시된 다층 박막 특성 측정 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1 및 제2 광 검출부로부터 검출된 파장별 반사율 및 파장별 투과율의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다층 박막 특성 측정 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다층 박막 특성 측정 장치의 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 다층 박막 특성 측정 장치의 구성도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다층 박막 특성 측정 장치(10)는 광원 수단(100), 간섭-반사 수단(200), 샘플 수단(300), 간섭-반사광 검출 수단(400), 투과광 검출 수단(500) 및 신호 처리 수단(600)을 포함하여 구성된다.
상기 광원 수단(100)은 다층 박막으로 이루어진 샘플에 조사되는 광을 발생시키는 것으로, 본 발명에서는 코히어런스 길이(coherence length)가 대체적으로 짧은 저간섭성 광원(110)이 사용된다.
이는 상기 광원 수단(100)으로부터 후술될 간섭-반사 수단(200) 및 샘플 수단(300)까지의 광 경로 길이의 차가 광원 수단(100)의 코히어런스 길이보다 작아야 간섭으로 인해 샘플의 다층 박막 내부 깊은 곳까지 측정이 가능하기 때문이다.
따라서, 상기 광원 수단(100)은 저간섭성 광원(110)이 사용되며, 이러한 저간섭성 광원(110)으로 예를 들면, SLD(Super luminescent diode), 펨토초 레이저(Femtosecond laser), ASE(Amplified Spontaneous Emission), 광섬유 레이저(fiber laser), 초연속광(supercontinuum lighting), LED(Light Emitting Diode) 및 램프(Lamp) 등이 있다.
상기 광원 수단(100)으로부터 발생된 광은 상기 광원 수단(100)에서 상기 샘플로 조사되는 광 경로 상에 설치된 상기 간섭-반사 수단(200)으로 입사되어 간섭 신호 및 반사 신호를 생성하게 된다.
이러한 상기 간섭-반사 수단(200)은 광 분할부(210), 광 셔터(230) 및 기준광 반사부(250)를 포함하여 구성된다.
상기 광 분할부(210)는 편광(polarizing) 또는 비편광(non-polarizing) 빔 스플리터(beam splitter; 211)가 사용되며, 입사광의 진폭(amplitude)을 분할하는 기능을 하는 것으로, 기준 반사광을 획득하기 위한 제1 빔과 샘플 반사광을 획득하기 위한 제2 빔으로 각각 분할한다.
예를 들어, 상기 광 분할부(210)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 광원 수단(100)으로부터 입사된 광을 상기 기준광 반사부(250)로 진행하는 제1 빔과 후술될 샘플 수단(300)의 샘플로 진행하는 제2 빔으로 각각 분할한다.
이러한 상기 광 분할부(210)는 상기 광원 수단(100)과 상기 광 분할기(211) 사이에 설치되어 상기 광원 수단(100)으로부터 입사된 광을 집광하여 평행광으로 만들어주는 제1 렌즈(213), 상기 광 분할기(211)와 상기 기준광 반사부(250) 사이에 설치되어 상기 광 분할기(211)로부터 분할된 제1 빔을 상기 기준광 반사부(250)로 시준하는 제2 렌즈(215), 상기 광 분할기(211)와 후술될 샘플 수단(300) 사이에 설치되어 상기 광 분할기(211)로부터 분할된 제2 빔을 상기 샘플 수단(300)으로 집광하는 제3 렌즈(217) 및 상기 광 분할기(211)와 후술될 간섭-반사광 검출 수단(400) 사이에 설치되어 상기 광 분할기(211)에서 생성된 간섭광 및 반사광을 상기 간섭-반사광 검출 수단(400)으로 시준하는 제4 렌즈(219)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 광원 수단(100)과 상기 제1 렌즈(213) 사이에 단일 모드(single mode), 다중 모드(multi mode) 또는 번들(bundle) 타입의 제1 광섬유(a1)가 연결되어 광을 전달할 수도 있다.
이때, 상기 기준광 반사부(250)는 미러(251)가 사용되며, 상기 미러(251)는 금속(Metalic), 유전체(Dielectric), 고에너지(High-energy) 및 초고속(Ultrafast)용 미러이다.
또한, 상기 미러(251)는 위치가 고정되어 있거나, 압전 소자(PZT) 또는 트랜스듀서(transducer) 상에 설치되어 주기적으로 선형적 동작(linear motion)을 가질 수도 있다.
상기 광 셔터(230)는 후술될 신호 처리 수단(600)의 제어에 따라 개폐 가능한 것으로 상기 광 분할부(210)와 상기 기준광 반사부(250) 사이에 설치되어 상기 제1 빔의 입사 및 반사를 허용하거나 차단한다.
상기 광 셔터(230) 개방 시, 상기 제1 빔은 상기 기준광 반사부(250)에 입사되어 상기 기준광 반사부(250)로부터 다시 상기 광 분할부(210)로 기준 반사광들을 반사하고, 상기 제2 빔은 상기 샘플 수단(300)의 샘플에 입사되어 상기 샘플의 다층 박막의 각 층으로부터 다시 상기 광 분할부(210)로 샘플 반사광들을 반사한다.
이때, 상기 광 분할부(210)에서는 상기 기준 반사광들과 상기 샘플 반사광들의 중첩에 의한 간섭 신호가 생성된다.
상기 광 셔터(230) 폐쇄 시, 상기 제1 빔은 상기 기준광 반사부(250)로의 입사가 차단되므로 상기 기준광 반사부(250)로부터 상기 광 분할부(210)로 반사되는 기준 반사광들이 발생하지 않고, 상기 제 2빔에 의해 상기 샘플 수단(300)의 샘플에 입사되어 상기 샘플의 다층 박막의 각 층으로부터 반사된 샘플 반사광들만이 상기 광 분할부(210)에 존재하게 된다.
이때, 상기 광 분할부(210)에서는 상기 샘플 반사광들에 의한 반사 신호가 생성된다.
상기 샘플 수단(300)은 샘플 스캔부(310), 샘플 로딩부(330) 및 샘플 이송부(350)를 포함하여 구성된다.
상기 샘플 스캔부(310)는 상기 광 분할부(210)로부터 입사된 상기 제2 빔이 샘플 전체에 조사되도록 상기 샘플을 스캔한다.
이러한 상기 샘플 스캔부(310)는 예를 들면, 서로 다른 축(예컨대, X축 및 Y축)을 회전 축으로 하는 제1 미러(313a)와 제2 미러(313b)에 의해 입력된 전압값에 따라 일정 각도를 회전 반복 운동을 하면서 상기 제2 빔이 상기 샘플에 1차원 및 2차원적으로 주사(scan)하도록 하는 갈바노미터 미러(Galvanometer mirror)가 사용된다.
이러한 상기 샘플 스캔부(310)는 상기 간섭-반사 수단(200)(예컨대, 제3 렌즈(217))과 상기 샘플 스캔부(310)(예컨대, 갈바노미터 미러를 구성하는 제1 미러(313a)) 사이에 설치되어 상기 간섭-반사 수단(200)으로부터 입사된 제2 빔을 집광하여 평행광으로 만들어주는 제5 렌즈(311) 및 상기 샘플 스캔부(310)(예컨대, 갈바노미터 미러를 구성하는 제2 미러(313b))와 상기 샘플 로딩부(330) 사이에 설치되어 상기 샘플 스캔부(310)를 통해 주사된 제2 빔을 상기 샘플 로딩부(330)의 샘플로 집광하는 제6 렌즈(315)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 간섭-반사 수단(200)(예컨대, 제3 렌즈(217))과 상기 샘플 수단(300)(예컨대, 제5 렌즈(311)) 사이에 단일 모드(single mode), 다중 모드(multi mode) 또는 번들(bundle) 타입의 제2 광섬유(a2)가 연결되어 광을 전달할 수도 있다.
이러한 상기 샘플 스캔부(310)를 통해 주사된 상기 제2 빔이 샘플 로딩부(330)로, 구체적으로는 샘플 로딩부(330)의 샘플(미도시)로 입사된다.
상기 샘플 로딩부(330)는 상기 샘플 스캔부(310)에 의해 상기 제2 빔이 조사되는 측정하고자 하는 샘플 및 상기 샘플이 고정되어 샘플의 위치 변경이 가능하도록 이송 가능하게 설계된 지지대로 구성된다.
여기서, 상기 지지대는 입사광, 즉 본 발명에서는 상기 제2 빔이 입사되는 방향과 투과되는 방향으로 개방되어 있는 평판 구조물이다.
상기 샘플 이송부(350)는 상기 지지대의 일측에 설치되어 후술될 신호 처리 수단(600)의 제어 신호에 따라 상기 지지대가 상하, 좌우 및 회전가능하게 이송되도록 동작한다.
이러한 상기 샘플 수단(300)은 상기에 언급한 바와 같이 상기 광 분할부(210)로부터 분할된 제2 빔이 상기 샘플 스캔부(310)를 통해 상기 샘플 로딩부(330)의 샘플에 조사되면 상기 샘플의 서로 다른 두께 및 재질의 다층 박막으로부터 다시 상기 광 분할부(210)로 샘플 반사광들을 반사한다.
또한, 상기 샘플에 조사된 상기 제2 빔은 상기 샘플을 통해 일부가 투과되기도 하며, 투과된 광은 후술될 투과광 검출 수단(500)에 의해 검출된다.
한편, 상기 광 분할부(210)에서 생성된 간섭 신호 및 반사 신호의 세기는 간섭-반사광 검출 수단(400)으로부터 파장별로 검출된다.
이러한 상기 간섭-반사광 검출 수단(400)은 제1 파장 분할부(410) 및 제1 광 검출부(430)를 포함하여 구성된다.
상기 제1 파장 분할부(410)는 입사된 간섭 신호 또는 반사 신호를 반사형 또는 투과형 회절 격자(diffractive grating)나 프리즘(prism)과 같이 파장별로 분광하는 것으로, 예를 들면 도 2에 도시된 바와 같은 제1 파장 분할기(411)가 사용된다.
이러한 상기 제1 파장 분할부(410)는 상기 제1 파장 분할기(411)와 후술될 제1 광 검출기(431) 사이에 설치되어 상기 제1 파장 분할기(411)로부터 분광된 간섭광 및 반사광을 집광하는 제7 렌즈(413) 및 상기 집광된 간섭광 및 반사광을 상기 제1 광 검출기(431)로 시준하는 제8 렌즈(415)를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 광 검출부(430)는 상기 제1 파장 분할부(410)로부터 파장별로 분광된 간섭 신호 및 반사 신호의 세기를 검출하는 것으로, 예들 들면 도 2에 도시된 바와 같은 제1 광 검출기(431)가 사용된다.
상기 제1 광 검출부(430)를 통해 검출된 상기 파장별 간섭 신호의 세기는 후술될 신호 처리 수단(600)으로 전달되어 상기 샘플의 다층 박막을 영상화하여 상기 샘플의 다층 박막 내부 이미지를 획득할 수 있게 한다.
또한, 상기 제1 광 검출부(430)를 통해 검출된 상기 파장별 반사 신호의 세기는 후술될 신호 처리 수단(600)으로 전달되어 파장별 반사율을 획득할 수 있게 한다.
이러한 상기 제1 광 검출부(430)는 예를 들면, 픽셀(pixel)의 배치가 2차원 또는 1차원 어레이 형태의 CCD(Charge Coupled Device), PMT(Photomultipler Tube) 또는 PIN 검출기 등이 사용될 수 있다.
한편, 상기 샘플 수단(300)의 샘플에 조사된 상기 제2 빔이 상기 샘플을 거쳐 일부 투과한 광에 의해 생성된 투과 신호의 세기는 상기에 미리 언급한 바와 같이 상기 투과광 검출 수단(500)으로부터 파장별로 검출된다.
이러한 상기 투과광 검출 수단(500)은 제2 파장 분할부(510) 및 제2 광 검출부(530)를 포함하여 구성된다.
상기 제2 파장 분할부(510)는 입사된 투과 신호를 반사형 또는 투과형 회절 격자(diffractive grating)나 프리즘(prism)과 같이 파장별로 분광하는 것으로, 예를 들면 도 2에 도시된 바와 같은 제2 파장 분할기(513)가 사용된다.
이러한 상기 제2 파장 분할부(510)는 상기 샘플 수단(300)과의 사이에 설치되어 상기 샘플을 투과한 광을 집광하는 제9 렌즈(511) 및 상기 제2 파장 분할기(513)와 후술될 제2 광 검출기(531) 사이에 설치되어 상기 제2 파장 분할기(513)로부터 분광된 투과광을 집광하여 상기 제2 광 검출기(531)로 전달하는 제10 렌즈(515)를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 광 검출부(530)는 상기 제2 파장 분할부(510)로부터 파장별로 분할된 투과 신호의 세기를 검출하는 것으로, 예들 들면 도 2에 도시된 바와 같은 제2 광 검출기(531)가 사용된다.
상기 제2 광 검출부(530)를 통해 검출된 상기 파장별 투과 신호의 세기는 후술될 신호 처리 수단(600)로 전달되어 파장별 투과율을 획득할 수 있게 한다.
이러한 상기 제2 광 검출부(530)는 상기 제1 광 검출부(430)와 마찬가지로, 픽셀(pixel)의 배치가 2차원 또는 1차원 어레이 형태의 CCD(Charge Coupled Device), PMT(Photomultipler Tube) 또는 PIN 검출기 등이 사용될 수 있다.
상기 신호 처리 수단(600)은 본 발명에 따른 다층 박막 특성 측정 장치(10)를 전반적으로 제어하는 것으로, 광신호 처리부(610), 이미지/계산부(630) 및 이송 제어부(650)를 포함하여 구성된다.
상기 광신호 처리부(610)는 상기 제1 및 제2 광 검출부(430 및 530)로부터 검출된 상기 파장별 간섭 신호, 반사 신호 및 투과 신호의 광 신호를 전기적 신호로 변환하여 이미지/계산부(630)로 전달한다.
상기 이미지/계산부(630)는 상기 샘플의 다층 박막의 내부 이미지를 획득할 수 있도록 전기적 신호로 변환된 상기 파장별 간섭 신호의 세기를 푸리에 변환(Fourier transform)하여 영상화한다.
또한, 상기 이미지/계산부(630)는 전기적 신호로 변환된 상기 파장별 반사 신호 및 상기 파장별 투과 신호의 세기에 따른 그래프로부터 파장별 반사율 및 파장별 투과율을 각각 획득한다.
도 3은 본 발명의 제1 또는 제2 광 검출부로부터 검출된 파장별 반사율 또는 파장별 투과율의 일례를 나타내는 그래프이다.도 3에 도시된 그래프의 x축은 파장을 나타내며, y축은 상기 검출된 파장별 반사 신호의 세기를 이용하여 계산된 반사율 또는 상기 검출된 파장별 투과 신호의 세기를 이용하여 계산된 투과율을 나타낸다.
상기 이미지/계산부(630)는 상기 검출된 파장별 반사 신호의 세기 또는 상기 검출된 파장별 투과 신호의 세기를 입력 받아 각각의 파장별 반사율 및 파장별 투과율을 계산하여 도 3과 같은 파장별 반사율 또는 파장별 투과율을 나타내는 그래프를 획득할 수 있다.
상기 그래프에서, 상기 파장별 반사율 또는 상기 파장별 투과율은 파장에 따라 주기적으로 변화하는 것을 알 수 있다.
그 다음, 상기 이미지/계산부(630)는 상기 획득된 파장별 반사율 및 파장별 투과율을 프레넬 공식에 적용하여 파장별 굴절률을 연산하고, 상기 연산된 파장별 굴절률을 하기와 같은 파장과 굴절률의 분산 관계식(1)에 적용하여 상기 샘플의 다층 박막의 각 층의 두께(d)를 연산한다:
여기서, n은 굴절률이고 는 파장이며, m은 샘플의 다층 박막 중 m번째 층을 나타내는 것으로, 은 샘플의 m번째 박막에 따른 파장이고 은 샘플의 m+1번째 박막에 따른 파장이며 은 샘플의 m번째 박막에 따른 파장에서의 굴절률이다.
상기 이송 제어부(650)는 상기 간섭-반사 수단(200)의 광 셔터(230)와 상기 샘플 수단(300)의 샘플 이송부(350)를 제어한다.
상기 이송 제어부(650)의 제어 신호에 따라 상기 광 셔터(230)는 개방 및 폐쇄됨으로써 상기 광 분할부(210)에서 간섭 신호(개방 시) 및 반사 신호(폐쇄 시)를 생성할 수 있다.
또한, 상기 이송 제어부(650)의 제어 신호에 따라 상기 샘플 이송부(350)는 샘플이 안치된 상기 샘플 로딩부(330)를 상하, 좌우 및 회전가능하도록 이송함으로써 상기 샘플 스캔부(310)를 통해 조사되는 상기 제2 빔이 상기 샘플 전체에 고르게 조사되는 것을 용이하게 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다층 박막 특성 측정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 광원 수단(100)의 광원(110)이 온(on)되어 상기 샘플에 조사되도록 광을 발생시킨다(S410).
상기 광원 수단(100)로부터 발생된 광이 광 분할부(210)로 입사되고, 상기 입사된 광이 기준광 반사부(250)로 진행하는 제1 빔과 샘플로 진행하는 제2 빔으로 각각 분할한다(S412).
이때, 광 셔터(230)의 개폐를 제어하는 신호에 따라, 즉 광 셔터(230)의 개방 및 폐쇄에 따라 간섭 신호 및 반사 신호를 생성하므로, 먼저 상기 광 셔터(230)를 개방하기 위한 제어 신호가 존재하는지를 판단하여(S414), 존재하는 경우 단계(S416)로 진행한다.
단계(S414)에서 상기 광 셔터(230)를 개방하기 위한 제어 신호가 존재하지 않는 경우, 상기 광 셔터(324)를 폐쇄하기 위한 제어 신호가 존재하는지를 판단하여(S424), 존재하는 경우 단계(S426)로 진행한다.
단계(S424)에서 상기 광 셔터(230)를 폐쇄하기 위한 제어 신호가 존재하지 않은 경우 단계(S414)로 진행하여 이후의 과정을 반복한다.
한편, 상기 단계(S414)에서 상기 광 셔터(230)를 개방하기 위한 제어 신호가 존재하여 상기 광 셔터(230)가 개방된 경우, 상기 제1 빔에 의해 기준광 반사부(250)로부터 반사된 기준 반사광들과 제2 빔에 의해 샘플로부터 반사된 샘플 반사광들이 상기 광 분할부(210)에서 중첩을 일으켜 간섭 신호를 생성한다(S416).
그 다음, 상기 생성된 간섭 신호를 제1 파장 분할부(410)를 통해 파장별로 각각 분광하여(S418), 파장별로 분광된 간섭 신호의 세기를 각각 검출한다(S420).
이렇게 검출된 파장별 간섭 신호의 세기를 퓨리에 변환을 통해 샘플의 표면 및 내부를 영상화한다(S422).
그리고, 상기 단계(S424)에서 상기 광 셔터(230)를 폐쇄하기 위한 신호가 존재하여 상기 광 셔터(230)가 폐쇄된 경우, 상기 제1 빔에 의해 기준광 반사부(250)로부터 반사된 기준 반사광들이 발생되지 않으므로 상기 제2 빔에 의해 샘플로부터 반사된 샘플 반사광들에 의해서만 상기 광 분할부(210)에서 반사 신호를 생성하고, 상기 제2 빔에 의해 상기 샘플을 일부 투과한 광에 의해 투과 신호가 생성된다(S426).
이렇게 생성된 상기 반사 신호를 상기 제1 파장 분할부(410)를 통해 파장별로 각각 분광하고, 상기 투과 신호를 상기 제2 파장 분할부(510)를 통해 파장별로 각각 분광한다(S428).
그 다음, 파장별로 분광된 반사 신호의 세기를 제1 광 검출부(430)를 통해 검출하고, 파장별로 분광된 투과 신호의 세기를 제2 광 검출부(530)를 통해 검출한다(S430).
이렇게 검출된 파장별 반사 신호 및 파장별 투과 신호의 세기로부터 파장별 반사율 및 파장별 투과율을 각각 획득하고, 획득된 파장별 반사율 및 파장별 투과율을 프레넬 방정식에 적용하여 파장별 굴절률을 연산하며, 상기 파장별 굴절률을 이용하여 파장과 굴절률의 분산관계를 나타내는 소정의 식(예컨대, 식 (1))에 의해 다층 박막의 각 층의 두께를 연산한다(S432).
지금까지 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다층 박막 특성 측정 장치 및 방법에 의해 다층 박막으로 이루어진 측정 대상물의 내부 이미지, 반사율, 투과율, 굴절률 및 두께를 비파괴적으로 측정하는 것이 가능하다.
이러한 본 발명의 비파괴적 다층 박막 특성 측정 장치 및 방법은 투명 박막으로 이루어진 터치스크린 패널, 플렉시블(flexible) 고분자 박막 제품(예컨대, 전자 종이 등), IT기기용 광학 렌즈 모듈, 다층 실리콘으로 이루어진 웨이퍼 렌즈 및 그 응용 제품들에 적용 가능하다.
또한, 본 발명은 광 셔터(230)의 개방 및 폐쇄를 제어함으로써 샘플로부터의 반사 신호뿐만 아니라 상기 반사 신호와 기준광 반사부(250)로부터 반사된 광과의 중첩에 의한 간섭 신호를 이용하므로 내부 깊은 곳은 물론 얇은 박막(예컨대, 수십 나노미터)의 두께까지도 측정하는 것이 가능해진다.
그리고, 샘플 이송부(350)를 통해 샘플이 안치된 샘플 로딩부(330)의 이동이 가능하므로 측정 위치와 그 지점의 구조적 정보와 그 지점의 광 특성(예컨대, 반사율, 투과율, 굴절률)을 매칭하여 검출하는 것이 더욱 용이하며, 이에 따라 작업 효율도 높일 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 다층 박막 특성 측정 장치 100: 광원 수단
110: 광원 200: 간섭-반사 수단
210: 광 분할부 211: 빔 스플리터
213, 215, 217, 219: 제1, 제2, 제3, 제4 렌즈
230: 광 셔터 250: 기준광 반사부
251: 미러 300: 샘플 수단
310: 샘플 스캔부 311, 315: 제5, 제6 렌즈
313a: 제1 미러 313b: 제2 미러
330: 샘플 로딩부 350: 샘플 이송부
400: 간섭-반사광 검출 수단 410: 제1 파장 분할부
411: 제1 파장 분할기 413, 415: 제7, 제8 렌즈
430: 제1 광 검출부 431: 제1 광 검출기
500: 투과광 검출 수단 510: 제2 파장 분할부
511, 515: 제9, 제10 렌즈 530: 제2 광 검출부
531: 제2 광 검출기 600: 신호 처리 수단
610: 광신호 처리부 630: 이미지/계산부
650: 이송 제어부
110: 광원 200: 간섭-반사 수단
210: 광 분할부 211: 빔 스플리터
213, 215, 217, 219: 제1, 제2, 제3, 제4 렌즈
230: 광 셔터 250: 기준광 반사부
251: 미러 300: 샘플 수단
310: 샘플 스캔부 311, 315: 제5, 제6 렌즈
313a: 제1 미러 313b: 제2 미러
330: 샘플 로딩부 350: 샘플 이송부
400: 간섭-반사광 검출 수단 410: 제1 파장 분할부
411: 제1 파장 분할기 413, 415: 제7, 제8 렌즈
430: 제1 광 검출부 431: 제1 광 검출기
500: 투과광 검출 수단 510: 제2 파장 분할부
511, 515: 제9, 제10 렌즈 530: 제2 광 검출부
531: 제2 광 검출기 600: 신호 처리 수단
610: 광신호 처리부 630: 이미지/계산부
650: 이송 제어부
Claims (19)
- 다층 박막으로 이루어진 샘플에 광을 조사하는 광원 수단;
상기 광원 수단과 상기 샘플 사이의 광 경로 상에 설치되어 기준 반사광을 획득하기 위한 제1 빔과 샘플 반사광을 획득하기 위한 제2 빔으로 분할하고, 광 셔터 개방 시 상기 제1 빔에 의해 반사된 기준 반사광들과 제2 빔에 의해 반사된 샘플 반사광들의 중첩에 의한 간섭 신호를 생성하며, 광 셔터 폐쇄 시 상기 제2 빔에 의한 샘플 반사광들에 의한 반사 신호를 생성하는 간섭-반사 수단;
상기 제2 빔이 상기 샘플 전체에 조사되도록 상기 샘플을 스캔하여 조사하고, 상기 샘플 위치를 변경시킬 수 있도록 상기 샘플이 고정된 지지대가 이송되는 샘플 수단;
상기 생성된 간섭 신호 및 반사 신호의 세기를 각각 파장별로 분광하여 검출하는 간섭-반사광 검출 수단; 및
상기 간섭-반사광 검출 수단으로부터 검출된 상기 파장별 간섭 신호 및 상기 파장별 반사 신호의 세기들을 이용하여 상기 샘플의 다층 박막을 영상화하고 파장별 반사율, 파장별 굴절률 및 다층 박막의 각 층의 두께를 연산하며, 상기 광 셔터의 개폐 및 상기 지지대의 이송을 제어하는 신호 처리 수단을 포함하는 다층 박막 특성 측정 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 광원 수단은 SLD, 펨토초 레이저, ASE, 광섬유 레이저, 초연속광 및 램프 중 어느 하나인 저간섭성 광원인 것을 특징으로 하는 다층 박막 특성 측정 장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 간섭-반사 수단은,
상기 제1 빔과 상기 제2 빔으로 분할하는 광 분할부;
상기 분할된 제1 빔이 입사되어 기준 반사광을 반사시키는 기준광 반사부; 및
상기 분할된 제1 빔의 입사와 반사를 허용 및 차단하도록 개폐가능한 광 셔터를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 박막 특성 측정 장치.
- 청구항 3에 있어서, 상기 광 분할부는 빔 스플리터인 것을 특징으로 하는 다층 박막 특성 측정 장치.
- 청구항 3에 있어서, 상기 기준광 반사부는 미러인 것을 특징으로 하는 다층 박막 특성 측정 장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 샘플 수단은,
상기 샘플 전체에 상기 제2 빔에 조사되도록 스캔하는 샘플 스캔부;
상기 샘플 스캔부에 의해 상기 제2 빔이 조사되는 샘플과 상기 샘플이 고정되어 샘플의 위치 변경이 가능하도록 이송 가능하게 설계된 지지대로 구성된 샘플 로딩부; 및
상기 지지대의 일측에 설치되어 상기 신호 처리 수단의 제어에 따라 상기 지지대가 상하, 좌우 및 회전가능하게 이송되도록 동작하는 샘플 이송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 박막 특성 측정 장치.
- 청구항 6에 있어서, 상기 샘플 스캔부는,
서로 다른 축을 회전 축으로 하는 제1 및 제2 미러에 의해 입력된 전압값에 따라 일정 각도를 회전 반복 운동을 하면서 상기 제2 빔이 상기 샘플에 1차원 및 2차원적으로 주사하도록 하는 갈바노미터 미러로 구성된 것을 특징으로 하는 다층 박막 특성 측정 장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 간섭-반사광 검출 수단은,
상기 간섭 신호 및 상기 반사 신호의 세기를 파장별로 분광하는 제1 파장 분할부; 및
상기 제1 파장 분할부에 의해 분광된 상기 파장별 간섭 신호 및 상기 파장별 반사 신호의 세기를 검출하는 제1 광 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 박막 특성 측정 장치.
- 청구항 8에 있어서, 상기 제1 광 검출부는 CCD, PMT 및 PIN 검출기 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다층 박막 특성 측정 장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 신호 처리 수단은,
상기 간섭-반사광 검출 수단으로부터 검출된 상기 파장별 간섭 신호 및 상기 파장별 반사 신호를 전기적 신호로 각각 변환하는 광신호 처리부;
상기 변환된 파장별 간섭 신호의 세기를 퓨리에 변환하여 상기 샘플의 다층 박막의 이미지를 획득하고, 상기 변환된 파장별 반사 신호의 세기에 따른 그래프로부터 반사율을 획득하여 굴절률 및 상기 샘플의 다층 박막의 두께를 연산하는 이미지/계산부; 및
상기 광 셔터의 개폐를 제어하고 상기 샘플의 위치 변경이 가능하도록 상기 지지대의 이송을 제어하는 이송 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 박막 특성 측정 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제2 빔이 상기 샘플을 투과하여 생성된 투과 신호의 세기를 각각 파장별로 분광하여 검출하는 투과광 검출 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 박막 특성 측정 장치.
- 청구항 11에 있어서, 상기 투과광 검출 수단은,
상기 투과 신호의 세기를 파장별로 분광하는 제2 파장 분할부; 및
상기 제2 파장 분할부에 의해 분광된 파장별 상기 투과 신호의 세기를 검출하는 제2 광 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 박막 특성 측정 장치.
- 청구항 12에 있어서, 상기 제2 광 검출부는 CCD, PMT 및 PIN 검출기 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다층 박막 특성 측정 장치.
- (A) 다층 박막으로 이루어진 샘플에 광을 조사하기 위한 광을 발생시켜 상기 발생된 광을 기준 반사광을 획득하기 위한 제1 빔과 샘플 반사광을 획득하기 위한 제2 빔으로 분할하는 단계;
(B) 광 셔터를 개방하기 위한 제어 신호가 존재하는지를 판단하여, 광 셔터를 개방하기 위한 제어 신호 존재 시 상기 제1 빔에 의해 반사된 기준 반사광들과 상기 제2 빔에 의해 반사된 샘플 반사광들의 중첩에 의한 간섭 신호를 생성하고, 광 셔터를 개방하기 위한 제어 신호가 존재하지 않을 경우 광 셔터를 폐쇄하기 위한 제어 신호가 존재하는지를 판단하여 상기 광 셔터를 폐쇄하기 위한 제어 신호가 존재 시 상기 제2 빔에 의한 샘플 반사광들에 의한 반사 신호를 생성하여 상기 간섭 신호 및 상기 반사 신호의 세기를 각각 파장별로 분광하여 검출하는 단계; 및
(C) 상기 검출된 파장별 간섭 신호의 세기를 이용하여 상기 샘플의 다층 박막의 이미지를 획득하고, 상기 검출된 파장별 반사 신호의 세기를 이용하여 반사율, 굴절률 및 상기 샘플의 다층 박막의 두께를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 박막 특성 측정 방법.
- 청구항 14에 있어서, 상기 (A) 단계는,
(A-1) 상기 샘플에 광을 조사하기 위한 광을 발생시키는 단계; 및
(A-2) 상기 발생된 광을 기준 반사광을 획득하기 위한 제1 빔과 샘플 반사광을 획득하기 위한 제2 빔으로 분할하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 박막 특성 측정 방법.
- 청구항 14에 있어서, 상기 (B) 단계는,
(B-1) 광 셔터를 개방하기 위한 제어 신호가 존재하는지를 판단하는 단계;
(B-2) 상기 광 셔터를 개방하기 위한 제어 신호가 존재하지 않는 경우, 광 셔터를 폐쇄하기 위한 제어 신호가 존재하는지를 판단하는 단계;
(B-3) 상기 광 셔터를 개방하기 위한 제어 신호가 존재하는 경우, 상기 제1 빔에 의해 반사된 기준 반사광들과 상기 제2 빔에 의해 반사된 샘플 반사광들의 중첩에 의한 간섭 신호를 생성하는 단계;
(B-4) 상기 광 셔터를 폐쇄하기 위한 제어 신호가 존재하는 경우, 상기 제2 빔에 의한 샘플 반사광들에 의한 반사 신호를 생성하는 단계; 및
(B-5) 상기 생성된 간섭 신호 및 상기 반사 신호의 세기를 각각 파장별로 분광하여 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 박막 특성 측정 방법.
- 청구항 14에 있어서, 상기 (C) 단계는,
(C-1) 상기 검출된 파장별 간섭 신호의 세기를 퓨리에 변환하여 상기 샘플의 다층 박막의 이미지를 획득하는 단계; 및
(C-2) 상기 검출된 파장별 반사 신호의 세기에 따른 그래프를 통해 파장별 반사율을 획득하고, 획득된 파장별 반사율을 프레넬 방정식에 적용하여 파장별 굴절률을 연산하며, 연산된 파장별 굴절률을 이용하여 파장과 굴절률의 분산관계식에 의해 상기 샘플의 다층 박막의 각 층의 두께를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 박막 특성 측정 방법.
- 청구항 14에 있어서,
(D) 상기 제2 빔이 상기 샘플을 투과하여 생성된 투과 신호의 세기를 각각 파장별로 분광하여 검출하여 투과율을 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 박막 특성 측정 방법.
- 청구항 18에 있어서, 상기 (D) 단계는,
(D-1) 상기 제2 빔이 상기 샘플을 투과한 일부 투과광에 의해 투과 신호를 생성하는 단계;
(D-2) 상기 생성된 투과 신호의 세기를 각각 파장별로 분광하여 검출하는 단계; 및
(D-3) 상기 검출된 파장별 투과 신호에 따른 그래프를 통해 파장별 투과율을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 박막 특성 측정 방법.
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