KR20230106584A - 내부 패싯의 배향의 광학 기반 검증 - Google Patents
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Abstract
방법이 본 명세서에 개시되고, 방법은 : 샘플의 외부 표면에 수직인 방향으로 입사하는 광을 샘플 내로 또는 샘플 상으로 재지향시켜, 공칭상 법선으로 샘플의 내부 패싯 상에 광이 충돌하도록 구성된 도광 배열을 제공하는 단계; 법선으로 외부 표면에 지향된 제1 입사 광 빔(LB), 및 제1 입사 광 빔에 평행하고 LGA로 지향된 제2 입사 광 빔을 생성하는 단계; 외부 표면으로부터의 제1 입사 광 빔의 반사에 의해 제1 복귀 LB를 획득하고, 제2 입사 광 빔의 LGA에 의한 샘플 내로의 또는 샘플 상으로의 재지향, 내부 패싯으로부터의 반사, 및 LGA에 의한 역 재지향에 의해 제2 복귀 LB를 획득하는 단계; 복귀 LB들 사이의 각도 편차를 측정하는 단계 및 외부 표면에 대한 내부 패싯의 실제 경사각을 추론하는 단계를 포함한다.
Description
본 개시는 전반적으로 내부 패싯(internal facet)들을 포함하는 샘플들의 계측(metrology)을 위한 방법들 및 시스템들에 관한 것이다.
유리 프리즘들 및 도파관(waveguide)들과 같은 일부 투명 광학 엘리먼트들은 반사성 내부 패싯들을 포함할 수 있다. 광학 엘리먼트의 하나 이상의 외부 표면들에 대한 이러한 패싯의 배향을 고정밀도로 검증하기 위해, 현재의 최첨단 기술들은 하이-엔드(high-end) 광학 컴포넌트들 및 복잡한 정렬 및 캘리브레이션(calibration) 절차들의 구현을 요구한다. 따라서, 하이-엔드 광학 컴포넌트들의 사용을 회피함으로써, 대량 생산 요구들을 해결하는 간단하고 용이하게 구현될 수 있는 계측 기술들에 대한 당업계에서의 충족되지 않은 요구가 존재한다.
본 개시의 양태들은, 이의 일부 실시예들에 따르면, 하나 이상의 내부 패싯들을 포함하는 샘플들의 계측을 위한 방법들 및 시스템들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 배타적이지는 않지만, 본 개시의 일부 실시예들에 따른, 본 개시의 양태들은 하나 이상의 내부 패싯들을 포함하는 샘플들의 계측을 위한 광학 기반 방법들 및 시스템들에 관한 것이다.
바람직하게는, 본 출원은 샘플의 하나 이상의 외부의 편평한 표면에 대한 샘플의 내부 패싯 또는 샘플의 복수의 공칭상(nominally) 평행한 내부 패싯의 경사(inclination)를 검증하기 위한 빠르고, 간단하고, 정밀한 방법 및 시스템을 개시한다.
따라서, 일부 실시예들의 양태에 따르면, 샘플의 외부의 편평한 표면에 대한 샘플의 하나 이상의 내부 패싯들의 배향(orientation)을 검증하기 위한 광학 기반 방법이 제공된다. 상기 방법은 다음을 포함한다 :
- 외부의 편평한(flat) 제1 표면 및 제1 표면에 대해 공칭(nominal) 경사각(inclination angle)(μ)으로 (설계 및 제작에 의해 경사지도록 의도된) 공칭상 경사진 내부 패싯(facet)을 포함하는 샘플을 제공하는 단계.
- 도광 배열(LGA : light guiding arrangement)을 제공하는 단계로서, 제1 표면에 수직인 방향으로 LGA(light guiding arrangement)에 입사하는 광을 샘플 내로 또는 샘플 상으로 재지향(redirect)시켜서, 샘플 내로 투과된 광이 내부 패싯에 공칭상(nominally) 법선으로(normally) 내부 패싯에 충돌하도록 구성된, 상기 LGA를 제공하는 단계 .
- 법선으로 제1 표면에 지향되는 제1 입사 광 빔(LB : light beam), 및 제1 입사 LB에 평행하고 LGA에 지향되는 제2 입사 LB을 생성하는 단계.
- 제1 표면의 제1 입사 LB의 반사에 의해 제1 복귀(returned) LB를 획득하는 단계.
- 제2 입사 LB의 샘플 내로의 또는 샘플 상으로의 LGA에 의한 재지향, 내부 패싯으로부터의 반사, 및 LGA에 의한 역 재지향에 의해 제2 복귀 LB를 획득하는 단계.
- 제1 복귀 LB에 대한 제2 복귀 LB의 제1 각도 편차를 측정하는 단계.
- 적어도 측정된 제1 각도 편차에 기초하여, 제1 표면에 대한 내부 패싯의 실제 경사각(μ')을 추론하는 단계(deducing).
본 방법의 일부 실시예에 따르면, 샘플은 제1 부분 및 제2 부분을 포함하고, 이들 사이에서 내부 패싯이 연장된다. 제1 부분은 샘플의 외부 제2 표면과 내부 패싯 사이에 위치된다. 제2 입사 LB의 일부를 구성하는 투과 LB는 직접 또는 간접적으로 샘플 내로 투과되고, 제2 표면을 통해 샘플 내로 도입된다.
본 방법의 일부 실시예들에 따르면, LGA는, 적어도 제1 표면에 수직인 방향으로 그 위에 투사될 때, 공칭 경사각과 동일한 광 폴딩각으로 광을 폴딩하도록 공칭상 구성된 광 폴딩 컴포넌트(LFC : light folding component)를 포함한다.
본 방법의 일부 실시예에 따르면, LFC는 프리즘, 하나 이상의 미러, 및/또는 회절 격자이거나 이를 포함한다.
본 방법의 일부 실시예들에 따르면, 광 폴딩각은 LFC의 피치(pitch)의 변동(variation)들에 둔감(insensitive)하다.
본 방법의 일부 실시예에 따르면, LFC는 펜타프리즘(pentaprism) 또는 유사 기능 프리즘, 또는 서로에 대해 일정 각도로 설정된 한 쌍의 미러, 또는 유사 기능 미러 배열이거나 이를 포함한다.
본 방법의 일부 실시예들에 따르면, LGA는 LFC에 의해 폴딩된 광을 샘플 상으로 또는 샘플 내로 가이드하도록 구성된 커플링 인프라스트럭처를 더 포함하여서, 샘플 내로 투과된 광은 공칭상 법선으로 내부 패싯 상에 충돌한다.
본 방법의 일부 실시예에 따르면, 커플링 인프라스트럭처는 커플링 프리즘(CP : coupling prism)을 포함한다. CP는 외부의 편평한 CP 제1 표면, CP 제1 표면에 대해 공칭 각도로 공칭상 경사진 외부의 편평한 CP 제2 표면, 및 CP 제2 표면에 대향하는 외부의 CP 제3 표면을 포함한다. CP는 샘플의 제1 부분과 동일한 굴절률 또는 샘플의 제1 부분의 굴절률과 가까운 굴절률(예를 들어, 0.001%, 0.01%, 또는 심지어 0.1% 이내, 각각의 가능성은 별개의 실시예에 대응함)을 갖는다. CP는 CP 제1 표면이 샘플의 제1 표면에 평행하도록 배치되고, LFC에 의해 폴딩된 광이 CP 제2 표면에 공칭상 법선으로 충돌하도록 추가로 배향된다.
본 방법의 일부 실시예들에 따르면, 커플링 인프라스트럭처는 형상-순응 계면(shape-compliant interface)을 더 포함한다. 형상-순응 계면은 CP 제3 표면과 샘플 사이에 배치되고, CP 제1 표면이 샘플의 제1 표면에 평행하도록 형상을 취하도록 만들어졌다.
본 방법의 일부 실시예들에 따르면, 형상-순응 계면은 샘플의 제1 부분과 동일한 굴절률 또는 샘플의 제1 부분의 굴절률에 가까운 굴절률을 갖는다(예를 들어, 0.001%, 0.01%, 또는 심지어 0.1% 이내로, 각각의 가능성은 별개의 실시예들에 해당한다).
본 방법의 일부 실시예들에 따르면, 형상-순응 계면은 액체 및/또는 겔(gel)이거나 이를 포함한다.
본 방법의 일부 실시예에 따르면, 샘플은 프리즘, 도파관(waveguide), 또는 빔 분할기(beam splitter)일 수 있다.
본 방법의 일부 실시예들에 따르면, 제1 입사 LB 및 제2 입사 LB는 단일 시준된 광 빔의 상보적(complementary) 부분들을 구성하거나, 단일 시준된 광 빔의 하나 이상의 부분들을 차단함으로써 준비된다.
본 방법의 일부 실시예들에 따르면, 제1 입사 LB 및 제2 입사 LB는 단일 시준된 LB의 하나 이상의 부분들을 차단함으로써 준비된다.
본 방법의 일부 실시예들에 따르면, 단일 시준된 LB는 다색(polychromatic)이다.
본 방법의 일부 실시예들에 따르면, 단일 시준된 LB는 레이저 빔이다.
본 방법의 일부 실시예에 따르면, 커플링 인프라스트럭처는 CP를 포함하고, 방법은 초기 캘리브레이션 스테이지를 더 포함하고, 금 표준 샘플(gold standard sample)은 LFC, CP 및/또는 샘플의 배향을 캘리브레이션하는 데 사용된다.
본 방법의 일부 실시예에 따르면, 커플링 인프라스트럭처는 CP를 포함하고, 방법은 CP 제1 표면에 지향되고 제1 입사 LB에 평행한 추가 입사 LB를 생성하는 단계를 더 포함한다. CP의 배향은 제1 복귀 LB에 대한 추가 복귀 LB의 추가 각도 편차를 측정함으로써, 제1 각도 편차의 측정 동안 정확한 배향에 대해 (a) 캘리브레이션 및/또는 (b) 테스트된다. 추가의 복귀 LB는 제1 CP 표면으로부터의 추가의 입사 LB의 반사에 의해 획득된다.
일부 실시예들에 따르면, 제1 각도 편차는 광 센서의 감광 표면(photosensitive surface) 상의 제1 복귀 LB 및 제2 복귀 LB에 의해 개별적으로 형성된 제1 스팟(spot) 및 제2 스팟의 측정된 좌표들로부터 획득된다.
본 방법의 일부 실시예들에 따르면, 제1 각도 편차는 자동 시준기(autocollimator)를 사용하여 측정된다.
본 방법의 일부 실시예들에 따르면, 측정된 제1 각도 편차는 Δu/f와 동일하다. Δu는 자동 시준기의 감광 표면 상의 제1 스팟의 좌표와 대응하는 제2 스팟의 좌표의 차이이고, f는 자동 시준기의 시준 렌즈의 초점 거리(focal length)이다. 제1 스팟은 제1 복귀 LB에 의해 형성되고, 제2 스팟은 제2 복귀 LB에 의해 형성된다.
본 방법의 일부 실시예들에 따르면, 커플링 인프라스트럭처는 CP를 포함하고, 제1 표면에 대한 내부 패싯의 실제 경사각은 측정된 제1 각도 편차, CP 제1 표면에 대한 CP 제2 표면의 실제 경사각의 값들, 및 샘플의 제1 부분의 굴절률, 및 옵션으로, LFC의 실제 광 폴딩각으로부터 획득된다.
본 방법의 일부 실시예에 따르면, 방법은 LFC의 실제 광 폴딩각을 측정하는 단계를 더 포함한다.
본 방법의 일부 실시예들에 따르면, 커플링 인프라스트럭처는 CP를 포함하고, 상기 방법은 CP 제1 표면에 대한 상기 CP 제2 표면의 실제 경사각을 측정하는 단계를 더 포함한다.
본 방법의 일부 실시예에 따르면, 공칭 경사각(nominal inclination angle)은 둔각이다.
본 방법의 일부 실시예에 따르면, 공칭 경사각은 예각이다.
본 방법의 일부 실시예에 따르면, 공칭 경사각은 90°이고, 샘플은 샘플의 제1 표면에 평행하고 편평한 외부 제3 표면을 포함한다. 상기 방법은 제1 각도 편차의 측정에 후속하여 다음을 더 포함한다:
- 제1 및 제3 표면을 반전시키기 위해 샘플을 플립시키는 단계(flipping).
- 제3 표면에 수직으로 지향되는 제3 입사 LB, 및 제3 입사 LB에 평행하고 LGA로 지향되는 제4 입사 LB를 생성하는 단계.
- 제2 표면으로부터의 제3 입사 LB의 반사에 의해 제3 복귀 LB을 획득하는 단계.
- 제2 입사 LB의 샘플 내로의 또는 샘플 상으로의 LGA에 의한 재지향, 내부 패싯으로부터의 반사, 및 LGA에 의한 역 재지향에 의해 제4 복귀(returned) LB를 획득하는 단계.
- 제3 복귀 LB에 대한 제4 복귀 LB의 제2 각도 편차를 측정하는 단계.
- 측정된 제1 각도 편차 및 제2 각도 편차에 기초하여 제1 외부 표면과 내부 패싯 사이의 실제 경사각을 추론하는 단계.
본 방법의 일부 실시예에 따르면, 커플링 인프라스트럭처(coupling infrastructure)는 CP를 포함하고, CP는 CP 제1 표면에 대향하고 평행한 CP 제4 표면을 더 포함한다. 샘플을 플립하는 것은 CP의 플립에 의해 수반되어, CP 제1 표면 및 CP 제 4 표면은 샘플에 대해 CP 제2 표면의 공칭 배향을 유지하면서 반전된다.
본 방법의 일부 실시예들에 따르면, 샘플의 제1 표면 및 샘플의 제3 표면의 평행도의 불확실성은 실제 경사각의 요구되는 측정 정밀도보다 더 작거나, 심지어 상당히 더 작다(예를 들어, 10배(an order of a magnitude) 이상의 정도까지).
본 방법의 일부 실시예들에 따르면, 커플링 인프라스트럭처는 CP를 포함하고, 제1 표면에 대한 내부 패싯의 실제 경사각은 측정된 제1 각도 편차, CP 제1 표면에 대한 CP 제2 표면의 실제 경사각의 값들 및 샘플의 제1 부분의 굴절률로부터 획득된다.
본 방법의 일부 실시예들에 따르면, 커플링 인프라스트럭처는 CP를 포함하고, 실제 경사각은 
(예를 들어, 추론된 실제 경사각은
와
사이, 
와
사이, 또는 심지어
와
사이이고, 각각의 가능성은 별개의 실시예에 대응한다). δ1 및 δ2는 개별적으로 측정된 제1 각도 편차 및 측정된 제2 각도 편차이다. n은 샘플의 제1 부분의 굴절률이다. 
은 CP 제1 표면에 대한 CP 제2 표면의 경사에서의 90°로부터의 편차이다. 바람직하게는, 일부 이러한 실시예들에 따르면, LFC의 공칭 경사각으로부터의 실제 광 폴딩각의 편차의 지식 또는 측정이 요구되지 않는다.
본 방법의 일부 실시예에 따르면, 내부 패싯은 샘플의 제1 표면까지 연장된다.
본 방법의 일부 실시예에 따르면, 샘플은 내부 패싯에 공칭상 평행한 k ≥ 1개의 추가적인 내부 패싯을 포함한다. 제2 복귀 LB의 획득하는 단계에서, k개의 추가적인 복귀 LB들은 개별적으로 k개의 추가적인 내부 패싯들의 각각의 k개의 LB들의 반사에 의해 획득된다. k개의 LB는 샘플 내로 투과되고 내부 패싯을 통해 추가로 투과되는 제2 입사 LB의 일부를 구성한다. 제1 각도 편차의 측정하는 단계에서, 제1 복귀 LB에 대한 k개의 추가 복귀 LB의 k개의 추가 각도 편차가 측정된다. 내부 패싯의 실제 경사각 μ'을 추론하는 단계에서, (i) k개의 추가적인 내부 패싯들 각각의 k개의 추가적인 실제 경사각들이 추가적으로 추론되고, 및/또는 (ii) 내부 패싯 및 k개의 추가적인 내부 패싯들의 실제 경사각들에 걸친 평균과 같거나 대략 같은 평균 실제 경사각이 추론된다. 평균 실제 경사각은 내부 패싯의 실제 경사각(μ')을 나타낸다.
본 방법의 일부 실시예들에 따르면, k ≥ 2. 추가 내부 패싯들 중 제1 패싯은 내부 패싯과 추가 내부 패싯들 중 제2 패싯 사이에 위치된다. 2 ≤ m ≤ k - 1이 되도록 하는 각각의 m에 대해, k개의 추가 내부 패싯들 중 m번째 내부 패싯은 k개의 추가 내부 패싯들 중 (m - 1)번째와 (m + 1)번째 내부 패싯 사이에 위치된다. 일부 이러한 실시예들에 따르면, 제2 복귀 LB 및 k개의 추가적인 복귀 LB들에 의해 개별적으로 광 또는 이미지 센서의 감광성 표면 상에 형성된 k+1 스팟들 각각은 스팟들의 밝기(brightness)에 기초하여 개별 복귀 LB에 기인(attribute)할(즉, 그에 의해 형성된 것으로 식별될) 수 있다. k + 1 스팟들 중 가장 밝은 스팟은 제2 복귀 LB에 기인할 수 있고, 2 ≤ j ≤ k + 1이 되도록 하는 각각의 j에 대해, j번째 가장 밝은 스팟은 k번째 추가적인 내부 패싯들 중 (j - 1)번째 반사에 의해 유도된 복귀 LB에 기인할 수 있다.
본 방법의 일부 실시예들에 따르면, 내부 패싯 및 k개의 추가적인 내부 패싯들 각각은 개별 스펙트럼에서 광을 반사하도록 구성된다. 각각의 스펙트럼은 다른 스펙트럼들과 구별되어, 제2 복귀 LB의 각각과 k개의 추가의 복귀 LB들 사이의 구별을 허용한다.
일부 실시예의 양태에 따르면, 샘플의 외부의 편평한(flat) 표면에 대한 샘플의 내부 패싯의 배향을 검증하기 위한 광학 기반 시스템(optical-based system)이 제공된다. 시스템은 :
- 도광 배열(LGA : light guiding arrangement)로서, 샘플의 외부의 편평한 제1 표면에 수직인 방향으로 LGA에 입사하는 광을 샘플 내로 또는 샘플 상으로 재지향시켜서, 샘플 내로 투과된 광이 공칭상 법선으로 내부 패싯에 대해 샘플의 내부 패싯 상에 충돌하도록 구성된, 상기 도광 배열.
- 조명 및 수집 배열(ICA : illumination and collection arrangement)을 포함하고, 상기 조명 및 수집 배열은:
■ (a) 광 생성 어셈블리로서, 제1 표면으로부터의 반사에 의해 제1 복귀 LB를 생성하기 위해 제1 표면 상에 제1 입사 광 빔(LB)을 투사하고, 그리고 (b) 제2 입사 LB의 LGA에 의한 샘플 내로의 또는 샘플 상으로의 재지향에 의해, 내부 패싯으로부터의 반사에 의해, 그리고 LGA에 의한 역 재지향에 의해, 제2 복귀 LB를 생성하기 위해 제1 입사 LB와 평행하게, LGA 상에 제2 입사 LB를 투사하도록 구성된, 상기 광 생성 어셈블리.
■ 제1 복귀 LB에 대한 제2 복귀 LB의 제1 각도 편차를 측정하도록 구성된 적어도 하나의 센서, 및/또는 제1 각도 편차를 수동으로 측정하는 것을 가능하게 하도록 구성된 접안렌즈 어셈블리(eyepiece assembly)를 포함한다.
측정된 제1 각도 편차는 제1 표면에 대한 내부 패싯의 실제 경사각을 나타낸다.
본 시스템의 일부 실시예들에 따르면, 광 생성 어셈블리는 광원 및 광학 장비(optical equipment)를 포함한다.
본 시스템의 일부 실시예들에 따르면, 적어도 하나의 센서는 하나 이상의 광 센서들 및/또는 하나 이상의 이미지 센서들(예를 들어, 하나 이상의 카메라들)을 포함한다.
본 시스템의 일부 실시예에 따르면, 샘플은 제1 부분 및 제2 부분을 포함하고, 이들 사이에서 내부 패싯이 연장된다. 제1 부분은 샘플의 외부 제2 표면과 내부 패싯 사이에 위치된다. LGA는 제2 표면을 통해 제1 부분으로 또는 그 위로 LGA를 재지향시키도록 구성된다.
본 시스템의 일부 실시예들에 따르면, LGA는, 적어도 제1 표면에 수직인 방향으로 투사될 때, 공칭 경사각과 동일한 광 폴딩각으로 광을 폴딩하도록 공칭상 구성된 광 폴딩 컴포넌트(LFC : light folding component)를 포함한다.
본 시스템의 일부 실시예에 따르면, LFC는 프리즘, 하나 이상의 미러, 및/또는 회절 격자이거나 이를 포함한다.
본 시스템의 일부 실시예에 따르면, LFC의 광 폴딩각은 LFC의 피치의 변동에 둔감(insensitive)하다.
본 시스템의 일부 실시예들에 따르면, LFC는 펜타프리즘(pentaprism) 또는 유사 기능 프리즘(like-function prism), 또는 서로에 대해 일정 각도로 설정된 한 쌍의 미러들 또는 유사 기능 미러 배열이거나 이를 포함한다.
본 시스템의 일부 실시예들에 따르면, LGA는 LFC에 의해 폴딩된 광을 샘플 상으로 또는 샘플 내로 가이드하도록 구성된 커플링 인프라스트럭처를 더 포함하여서, 샘플 내로 투과된 광은 공칭상 법선으로 내부 패싯 상에 충돌한다.
본 시스템의 일부 실시예들에 따르면, 커플링 인프라스트럭처는 외부의 편평한 CP 제1 표면, CP 제1 표면에 대해 공칭 각도로 공칭상 경사진, 외부의 편평한 CP 제2 표면, 및 CP 제2 표면에 대향하는 (편평하거나 그렇지 않을 수 있는) 외부의 CP 제3 표면을 포함하는 커플링 프리즘(CP)을 포함한다. CP는 샘플의 제1 부분과 동일한 굴절률 또는 샘플의 제1 부분의 굴절률에 가까운 굴절률을 갖는다(예를 들어, 0.001%, 0.01%, 또는 심지어 0.1% 이내, 각각의 가능성은 별개의 실시예에 대응한다). CP는 CP 제1 표면이 샘플의 제1 표면에 평행하도록 배치되고, LFC에 의해 폴딩된 광이 공칭상 법선으로 CP 제2 표면에 충돌하도록 추가로 배향된다.
본 시스템의 일부 실시예들에 따르면, 커플링 인프라스트럭처는 형상-순응 계면(shape-compliant interface)을 더 포함한다. 형상-순응 계면은 CP 제1 표면이 샘플의 제1 표면에 평행하도록 CP 제3 표면과 샘플 사이에 배치된다. 형상-순응 계면은 샘플의 제1 부분과 동일한 굴절률 또는 샘플의 제1 부분의 굴절률에 가까운 굴절률을 갖는다(예를 들어, 0.001%, 0.01%, 또는 심지어 0.1% 이내로, 각각의 가능성은 별개의 실시예들에 해당한다).
본 시스템의 일부 실시예들에 따르면, 형상-순응 계면은 액체 및/또는 겔이거나 이를 포함한다.
본 시스템의 일부 실시예에 따르면, 샘플은 프리즘, 도파관, 또는 빔 분할기일 수 있다.
본 시스템의 일부 실시예들에 따르면, LGA는 적어도 하나의 센서를 포함하고, 시스템은 적어도 측정된 제1 각도 편차에 기초하여 실제 경사각을 계산하도록 구성된 계산 모듈을 더 포함한다.
본 시스템의 일부 실시예들에 따르면, 계산 모듈은 적어도 LGA 및 ICA의 제조 공차(tolerance)들 및 결함(imperfection)들을 고려하여, 실제 경사각의 계산된 값의 불확실도(uncertainty)를 계산하도록 추가로 구성된다.
CP를 포함하는 본 시스템의 일부 실시예들에 따르면, 시스템은, 제1 입사 LB가 제1 표면 상에 법선으로 충돌하도록, 및/또는 LFC에 의한 제2 입사 LB의 폴딩에 의해 획득된 폴딩 LB가 CP 제2 표면 상에 법선으로 충돌하도록 샘플을 배향하도록 구성된 배향 인프라스트럭처(orienting infrastructure)를 더 포함한다.
본 시스템의 일부 실시예에 따르면, 시스템은 자동 시준기를 더 포함한다. 자동 시준기는 광원, 적어도 하나의 센서, 및 시준 렌즈 또는 시준 렌즈 어셈블리를 포함한다.
본 시스템의 일부 실시예들에 따르면, ICA는 입사 LB들 각각을 선택적으로 차단하도록 구성된 적어도 2개의 셔터들, 및/또는 복귀 LB들 사이의 구별을 적어도 가능하게 하도록 구성된 하나 이상의 스펙트럼 필터들을 더 포함한다.
본 시스템의 일부 실시예들에 따르면, 샘플은 제1 부분 및 제2 부분을 포함하고, 공칭 경사각은 90°이고, 샘플은 제1 표면에 평행한 외부의 편평한 제3 표면을 더 포함한다.
본 시스템의 일부 실시예들에 따르면, 시스템은 샘플을 플립(flip)하는 것을 가능하게 하도록 구성된다.
적어도 하나의 센서 및 계산 모듈을 포함하는 본 시스템의 일부 실시예들에 따르면, 계산 모듈은 제3 복귀 LB에 대한 제4 복귀 LB의 측정된 제2 각도 편차를 추가로 고려하여 실제 경사각을 계산하도록 구성된다. 샘플이 플립되어, 제1 표면 및 제3 표면이 반전되고: (a') 제3 표면의 반사에 의해 제3 복귀 LB를 생성하기 위해, 샘플의 제3 표면 상에 제3 입사 광 빔을 투사함으로써 제3 복귀 LB가 획득되고, (b') 제4 입사 LB의 LGA에 의한 샘플 내로의 또는 샘플 상으로의 재지향, 내부 패싯으로부터의 반사, 및 LGA에 의한 역 재지향에 의해 제4 복귀 LB를 생성하기 위해 제3 입사 LB와 평행하게, LFC 상에 제4 입사 LB를 투사함으로써, 제4 복귀 LB가 획득된다.
CP를 포함하는 시스템의 일부 실시예들에 따르면, CP는 CP 제1 표면에 평행한 외부의 편평한 CP 제4 표면을 더 포함한다. CP는 기계적으로 플립될 수 있어서, CP 제1 표면 및 CP 제4 표면은 샘플에 대한 CP 제2 표면의 공칭 배향을 유지하면서 반전될 수 있다.
본 시스템의 일부 실시예들에 따르면, CP가 플립된 상태에서 측정된 제2 각도 편차가 획득되어, CP 제1 표면 및 CP 제4 표면이 반전되고 샘플에 대한 CP 제2 표면의 공칭 배향이 유지된다.
본 시스템의 일부 실시예들에 따르면, 시스템은 배향 인프라스트럭처를 포함하고, 계산 모듈은 배향 인프라스트럭처의 제조 공차 및 불완전성을 추가로 고려하여 실제 경사각의 계산된 값의 불확실도를 계산하도록 구성된다.
본 시스템의 일부 실시예들에 따르면, 광 생성 어셈블리는 광원 및 광학 장비를 포함하고, 광원은 단일 LB를 생성하도록 구성되고, 광학 장비는 단일 LB를 시준하도록 구성된다.
본 시스템의 일부 실시예들에 따르면, 제1 입사 LB 및 제2 입사 LB는 시준된 LB의 상보적인 부분들이다.
본 시스템의 일부 실시예들에 따르면, 광원은 다색 광원이다.
본 시스템의 일부 실시예들에 따르면, 광원은 레이저 빔을 생성하도록 구성된다.
본 개시의 특정 실시예는 상기 이점을 일부, 모두 포함하거나 또는 전혀 포함하지 않을 수 있다. 하나 이상의 다른 기술적 이점들은 본 명세서에 포함된 도면들, 설명들, 및 청구항들로부터 당업자에게 용이하게 명백할 수 있다. 더욱이, 구체적인 이점들이 상기에 열거되었지만, 다양한 실시예들은 열거된 이점들 모두를 포함하거나, 일부를 포함하거나, 전혀 포함하지 않을 수 있다.
다른 식으로 정의되지 않는다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 것이다. 충돌하는 경우에는 정의를 포함한 특허 명세서가 그 의미를 결정한다. 본 명세서에서 사용되는, 부정 관사 "a" 및 "an"은 문맥이 명확하게 달리 지시하지 않는 한 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 의미한다.
본 개시로부터 명백하게 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 일부 실시예들에 따르면, "프로세싱", "컴퓨팅", "계산", "결정", "추정", "평가", "게이징(gauging)" 등과 같은 용어들은, 컴퓨팅 시스템의 레지스터들 및/또는 메모리들 내의 물리적(예를 들어, 전자적) 양들로서 표현되는 데이터를, 컴퓨팅 시스템의 메모리들, 레지스터들 또는 다른 그러한 정보 저장, 송신 또는 디스플레이 디바이스들 내의 물리적 양들로서 유사하게 표현되는 다른 데이터로 조작 및/또는 변환하는 컴퓨터 또는 컴퓨팅 시스템, 또는 유사한 전자 컴퓨팅 디바이스의 동작 및/또는 프로세스들을 지칭할 수 있다는 것이 인식된다.
본 개시의 실시예들은 본 명세서의 동작들을 수행하기 위한 장치들을 포함할 수 있다. 장치는 원하는 목적을 위해 특별히 구성될 수 있거나, 컴퓨터에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 선택적으로 활성화 또는 재구성되는 범용 컴퓨터(들)를 포함할 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 플로피 디스크들, 광학 디스크들, CD-ROM들, 자기-광학 디스크들, 판독-전용 메모리들(ROM들), 랜덤 액세스 메모리들(RAM들), 전기적 프로그래밍가능 판독-전용 메모리들(EPROM들), 전기적 소거가능 및 프로그래밍가능 판독-전용 메모리들(EEPROM들), 자기 또는 광학 카드들을 포함하는 임의의 유형의 디스크, 또는 컴퓨터 시스템 버스에 커플링되고 전자 명령어들을 저장하기에 적합한 임의의 다른 유형의 매체와 같은, 그러나 이에 제한되지 않는 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장될 수 있다.
본 명세서에 제시된 프로세스들 및 디스플레이들은 본질적으로 임의의 특정 컴퓨터 또는 다른 장치와 관련되지 않는다. 다양한 범용 시스템들이 본 명세서의 교시들에 따른 프로그램들과 함께 사용될 수 있거나, 또는 원하는 방법(들)을 수행하기 위해 더 전문화된 장치를 구성하는 것이 편리한 것으로 입증될 수 있다. 다양한 이러한 시스템들에 대한 원하는 구조(들)는 이하의 설명으로부터 명확해진다. 또한, 본 개시의 실시예들은 임의의 특정 프로그래밍 언어를 참조하여 설명되지 않는다. 다양한 프로그래밍 언어들이 본 명세서에 설명된 본 개시의 교시들을 구현하기 위해 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본 개시의 양태들은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈들과 같은 컴퓨터 실행가능 명령어들의 일반적인 상황에서 설명될 수 있다. 일반적으로, 프로그램 모듈은 특정 태스크(task)를 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 객체, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포함한다. 개시된 실시예들은 또한 태스크들이 통신 네트워크를 통해 링크되는 원격 프로세싱 디바이스들에 의해 수행되는 분산 컴퓨팅 환경들에서 실행될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈들은 메모리 저장 디바이스들을 포함하는 로컬 및 원격 컴퓨터 저장 매체들 둘 모두에 위치될 수 있다.
본 개시의 일부 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 본 명세서에 설명된다. 도면들과 함께, 설명은 일부 실시예들이 어떻게 실시될 수 있는지를 당업자에게 명백하게 한다. 도면들은 예시적인 설명을 위한 것이며, 본 개시의 근본적인 이해를 위해 필요한 것보다 더 상세하게 실시예의 구조적 세부사항들을 도시하려고 노력하지는 않는다. 명료함을 위해, 도면들에 묘사된 일부 객체들은 축척에 맞게 그려지지 않는다. 또한, 동일한 도면 내의 2개의 상이한 객체는 상이한 축척으로 그려질 수 있다. 특히, 일부 객체의 축척은 동일한 도면의 다른 객체에 비해 크게 과장될 수 있다.
도면에서:
도 1a는 일부 실시예들에 따른 샘플의 검사 동안, 샘플들의 내부 패싯 계측을 위한 광학 기반 시스템(optical-based system)을 개략적으로 도시한다.
도 1b는 일부 실시예들에 따른 시스템 및 샘플의 도광 배열(light guiding arrangement) 내부의 광 빔들의 궤적들을 개략적으로 도시한다.
도 1c는 일부 실시예들에 따른 도 1a의 시스템의 센서의 감광성 표면 상의 스팟들을 개략적으로 도시한다.
도 2는 샘플의 검사 동안, 샘플들의 내부 패싯 계측을 위한 광학 기반 시스템을 개략적으로 도시하며, 시스템은 도 1a의 시스템의 특정 실시예들에 해당한다.
도 3은 샘플의 검사 동안, 샘플들의 내부 패싯 계측을 위한 광학 기반 시스템을 개략적으로 도시하며, 시스템은 도 1a의 시스템의 특정 실시예들에 해당한다.
도 4a 내지 도 4d는 일부 실시예에 따른 도 1a의 시스템에 의해 내부 패싯 계측을 따르는 샘플의 비제한적인 예를 제시한다.
도 5a 및 도 5b는 샘플의 검사 동안, 평행한 샘플의 2개의 외부 편평한 표면에 대해 샘플의 내부 패싯의 수직성(perpendicularity)을 검증하기 위한 광학 기반 시스템을 개략적으로 도시하며, 시스템은 도 1a의 시스템의 특정 실시예에 해당한다.
도 5c 및 5d는 일부 실시예들에 따른 도 5a 및 5b의 시스템의 센서의 감광 표면 상의 스팟들을 개략적으로 도시한다.
도 6a는 공칭상 평행한 한 쌍의 내부 패싯을 포함하는 샘플의 검사를 개략적으로 도시하며, 검사는 도 1a의 시스템의 특정 실시예들에 해당하는 시스템을 이용하여 수행된다.
도 6b는 일부 실시예들에 따른 도 6a의 샘플을 검사하는 데 이용되는 시스템의 센서의 감광성 표면 상의 스팟들을 개략적으로 도시한다.
도 7은 일부 실시예들에 따른 샘플들의 내부 패싯 계측을 위한 광학 기반 방법의 흐름도를 제시한다.
도 8a 및 도 8b는 일부 실시예들에 따른 평행한 샘플의 2개의 외부의 편평한 표면들에 대한 샘플의 내부 패싯의 수직성을 검증하기 위한 광학 기반 방법의 흐름도를 제시한다.
도 9는 일부 실시예들에 따른 샘플의 검사 동안, 샘플들의 내부 패싯 계측을 위한 광학 기반 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 10은 일부 실시예들에 따른 샘플의 검사 동안, 샘플들의 내부 패싯 계측을 위한 광학 기반 시스템을 개략적으로 도시한다.
도면에서:
도 1a는 일부 실시예들에 따른 샘플의 검사 동안, 샘플들의 내부 패싯 계측을 위한 광학 기반 시스템(optical-based system)을 개략적으로 도시한다.
도 1b는 일부 실시예들에 따른 시스템 및 샘플의 도광 배열(light guiding arrangement) 내부의 광 빔들의 궤적들을 개략적으로 도시한다.
도 1c는 일부 실시예들에 따른 도 1a의 시스템의 센서의 감광성 표면 상의 스팟들을 개략적으로 도시한다.
도 2는 샘플의 검사 동안, 샘플들의 내부 패싯 계측을 위한 광학 기반 시스템을 개략적으로 도시하며, 시스템은 도 1a의 시스템의 특정 실시예들에 해당한다.
도 3은 샘플의 검사 동안, 샘플들의 내부 패싯 계측을 위한 광학 기반 시스템을 개략적으로 도시하며, 시스템은 도 1a의 시스템의 특정 실시예들에 해당한다.
도 4a 내지 도 4d는 일부 실시예에 따른 도 1a의 시스템에 의해 내부 패싯 계측을 따르는 샘플의 비제한적인 예를 제시한다.
도 5a 및 도 5b는 샘플의 검사 동안, 평행한 샘플의 2개의 외부 편평한 표면에 대해 샘플의 내부 패싯의 수직성(perpendicularity)을 검증하기 위한 광학 기반 시스템을 개략적으로 도시하며, 시스템은 도 1a의 시스템의 특정 실시예에 해당한다.
도 5c 및 5d는 일부 실시예들에 따른 도 5a 및 5b의 시스템의 센서의 감광 표면 상의 스팟들을 개략적으로 도시한다.
도 6a는 공칭상 평행한 한 쌍의 내부 패싯을 포함하는 샘플의 검사를 개략적으로 도시하며, 검사는 도 1a의 시스템의 특정 실시예들에 해당하는 시스템을 이용하여 수행된다.
도 6b는 일부 실시예들에 따른 도 6a의 샘플을 검사하는 데 이용되는 시스템의 센서의 감광성 표면 상의 스팟들을 개략적으로 도시한다.
도 7은 일부 실시예들에 따른 샘플들의 내부 패싯 계측을 위한 광학 기반 방법의 흐름도를 제시한다.
도 8a 및 도 8b는 일부 실시예들에 따른 평행한 샘플의 2개의 외부의 편평한 표면들에 대한 샘플의 내부 패싯의 수직성을 검증하기 위한 광학 기반 방법의 흐름도를 제시한다.
도 9는 일부 실시예들에 따른 샘플의 검사 동안, 샘플들의 내부 패싯 계측을 위한 광학 기반 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 10은 일부 실시예들에 따른 샘플의 검사 동안, 샘플들의 내부 패싯 계측을 위한 광학 기반 시스템을 개략적으로 도시한다.
본 명세서의 교시들의 원리들, 사용들, 및 구현들은 첨부된 설명 및 도면들을 참조하여 더 잘 이해될 수 있다. 본 명세서에 제시된 설명 및 도면들을 열람하면, 당업자는 과도한 노력 또는 실험 없이 본 명세서의 교시들을 구현할 수 있을 것이다. 도면들에서 동일한 도면 번호들은 전체에 걸쳐 동일한 부분들을 지칭한다.
본 출원의 설명 및 청구범위에서, "포함한다" 및 "가지다"라는 단어 및 그 형태는 단어들이 연관될 수 있는 리스트 내의 멤버로 제한되지 않는다.
본 명세서에서 사용되는, 용어 "약"은 주어진(언급된) 값의 이웃에서(그리고 이를 포함하는) 값들의 연속 범위 내로 양 또는 파라미터의 값(예를 들어, 엘리먼트의 길이)을 특정하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, "약"은 파라미터의 값을 주어진 값의 80% 내지 120%로 특정할 수 있다. 예를 들어, "엘리먼트의 길이가 약 1m와 같다"는 문장은 "엘리먼트의 길이가 0.8m 내지 1.2m이다"와 동일하다. 일부 실시예들에 따르면, "약"은 파라미터의 값을 주어진 값의 90% 내지 110%로 특정할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, "약"은 파라미터의 값을 주어진 값의 95% 내지 105%로 특정할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 일부 실시예들에 따르면, "실질적으로" 및 "약"이라는 용어들은 상호교환가능할 수 있다.
설명의 편의를 위해, 도면들 중 일부에서 3차원 직교 좌표계가 도입된다. 도시된 객체에 대한 좌표계의 배향은 하나의 도면으로부터 다른 도면으로 변할 수 있다는 것에 유의한다. 또한, 심볼 
은 "페이지 밖으로(out of the page)"을 가리키는 축을 나타내는 데 사용될 수 있고, 심볼 
은 "페이지 안으로(into the page)"를 가리키는 축을 나타내는 데 사용될 수 있다.
도면에서, 옵션의 엘리먼트 및 옵션의 스테이지(흐름도에서)는 점선으로 표시된다.
설명 전반에 걸쳐, 3차원 엘리먼트들의 (예컨대, 3차원 엘리먼트의 2개의 부분들 사이의 편평한 경계 또는 3차원 엘리먼트에 통합된 재료의 내부 편평한 층) 내부의 편평한 표면들은 "내부 패싯(internal facet)들"로 지칭된다.
시스템
일부 실시예들의 양태에 따르면, 샘플들의 내부 패싯 계측을 위한 광학 기반 시스템이 제공된다. 도 1a는 일부 실시예들에 따른, 이러한 시스템, 광학 기반 시스템(100)을 개략적으로 도시한다. 광학 기반 시스템(100)은 샘플의 내부 패싯과 샘플의 외부의 편평한(flat) 표면 사이의 각도를 검증하도록 구성된다. 도 1a는 일부 실시예들에 따른, 시스템(100) 및 샘플(10)의 측단면도를 나타낸다. (샘플(10)은 시스템(100)의 일부를 구성하지 않는다는 것이 이해되어야 한다.) 시스템(100)에 의해 검사되는 샘플(10)이 도시된다.
샘플(10)은 외부 제1 표면(12a)(즉, 제1 외부 표면), 외부 제2 표면(12b)(즉, 제2 외부 표면), 및 내부 패싯(internal facet)(14)을 포함한다. 제1 표면(12a)은 편평(flat)하다. 샘플(10)의 나머지 외부 표면들은, 아래에 상세히 설명되는 바와 같이, 그들의 형상들이 샘플(10)의 포지셔닝(positioning) 및 배향을 배제하지 않는 한, 임의의 형상, 예를 들어, 만곡(curved)될 수 있다. 비제한적인 예로서, 제2 표면(12b)은 볼록한 것으로 도시되어 있지만, 제2 표면(12b)은 동일하게 편평하거나, 오목하거나, 또는 심지어 웨이브형(wavy) 또는 거친(rough)(예를 들어, 폴리싱되지 않은) 것일 수 있거나, 또는 복수의 평행하지 않은 편평한 표면을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 일부 실시예들에 따르면, 도 1a에 도시되지 않은, 샘플(10)은 다면체로서 형상화될 수 있다.
샘플(10)은 적어도 제1 부분(16a) 및 제2 부분(16b)으로 구성된다. 일부 실시예에 따르면, 제1 부분(16a) 및 제2 부분(16b)은 편평하고 내부 패싯(14)에 의해 구성되는 공통 경계를 공유한다. 이러한 실시예에서, 제1 부분(16a) 및 제2 부분(16b)은 각각 상이한 굴절률에 의해 특징지어진다(즉, 제1 부분(16a)의 굴절률은 제2 부분(16b)의 굴절률과 상이함). 비제한적인 예로서, 일부 이러한 실시예에 따르면, 샘플은 개별적으로 2개의 상이한 굴절률을 특징으로 하는 2개의 유리 부분으로 구성된 엘리먼트일 수 있다. 대안적으로, 일부 실시예에 따르면, 제1 부분(16a) 및 제2 부분(16b)은 내부 패싯(14)에 의해 형성된 얇고 편평한 재료 또는 여러 재료의 층에 의해 분리될 수 있다. 층(layer)은 제1 부분(16a) 및 제2 부분(16b)(이들의 굴절률은 동일하거나 동일하지 않을 수 있음) 중 적어도 하나와 상이한 굴절률을 특징으로 한다. 일부 이러한 실시예에 따르면, 제1 부분(16a) 및 제2 부분(16b)은 동일한 재료로 제조될 수 있고, 예를 들어, 샘플(10)이 프리즘 또는 도파관(waveguide)이고 제1 부분(16a) 및/또는 제2 부분(16b)의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 재료의 편평한 층(layer)(계층(stratum))이 제1 부분(16a)과 제2 부분(16b) 사이의 샘플(10) 내에 통합된다.
샘플(10)은 제1 표면(12a)과 내부 패싯(14) 사이에서 (공칭) 경사각(inclination angle)(α)(도 1b에 나타남)을 나타내도록 제조된다. 그러나, 제조 결함으로 인해, 제1 표면(12a)과 내부 패싯(14) 사이의 실제 경사각(α')은 일반적으로 공칭 경사각(α)와 상이할 것이다. 내부 패싯(14)과 교차하고 제1 표면(12a)에 대해 공칭 경사각(α)으로 경사진 직선(제1) 점선(L)이 도 1a에 도시된다. 점선(L)은 내부 패싯(14)의 의도된 경사를 나타낸다. 공칭 경사각(α)은 예각(즉, α < 90°), 둔각(즉, α > 90°), 또는 90°일 수 있다. β'(즉, β' = 180° - α')로서 라벨링된 실제 경사각 α'에 대한 보각(supplementary angle))이 도 1b에 표시된다.
샘플(10)의 적어도 하나의 외부의 편평한 표면에 대해 경사각(α)으로 공칭상 경사지는 것 이외에, 내부 패싯(14)의 배향은 원칙적으로 제한되지 않는다. 동일한 외부 기하학적 구조를 공유하는 샘플 내의 내부 패싯의 여러 상이한 배향 - 이의 (실제) 경사각은 시스템(100)을 이용하여 측정될 수 있음 - 이하의 도 4a-4d의 설명에서 설명된다.
일부 실시예에 따르면, 제1 부분(16a)은 투명 또는 반투명 재료로 제조될 수 있는 반면, 제2 부분(16b)은 투명 재료 또는 반투명 재료, 또는 심지어 불투명 재료로 제조될 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 제1 부분(16a)은 유리 또는 결정(또는 심지어 투명 또는 반투명 중합체 또는 금속)으로 제조될 수 있는 반면, 제2 부분(16b)은 원칙적으로 임의의 재료(불투명 재료를 포함함)로 제조될 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 제1 부분(16a)과 제2 부분(16b)이 공통 경계를 공유하는 경우에, 제1 부분(16a)과 제2 부분(16b)은 공통 경계를 따라 서로 접착(glue)될 수 있고 및/또는 서로 융합(fuse)될 수 있다(예를 들어, 레이저 융합될 수 있다).
일부 실시예들에 따르면, 시스템(100)은 도광 배열(LGA)(102) 및 조명 및 수집 배열(또는 어셈블리; ICA)(104)을 포함한다. 시스템(100)은 ICA(104)와 기능적으로 연관되고 이의 동작을 제어하도록 구성된 제어기(108)를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 그리고 도 1a에 도시된 바와 같이, ICA(104)는 광원(112)(또는 복수의 광원) 및 센서(114)(또는 복수의 센서)를 포함한다. 도 1a에 도시되지 않은 일부 대안적인 실시예들에 따르면, ICA(104)는 센서(114) 대신에 접안렌즈 어셈블리(eyepiece assembly)를 포함하며, 이에 의해 실제 경사각의 시각적 결정(즉, 눈에 의해)을 위해 구성된다.
이하에서 상세히 설명되는 바와 같이, ICA(104)는 제1 LB(105a)("제1 입사 LB"라고도 함; 한 쌍의 평행 광선에 의해 도 1a에 표시됨) 및 제2 LB(105b)("제2 입사 LB"라고도 함; 한 쌍의 평행 광선에 의해 도 1a에 표시됨)를 포함하는 적어도 두 개의 평행 광 빔(LB : light beam)을 출력하도록 구성된다.
일부 실시예들에 따르면, 광학 장비(118)는 광원(112)에 의해 생성된 광을 시준(collimate)하도록 구성될 수 있고, 이에 의해 (평행한) 입사 LB들(105a 및 105b)을 생성할 수 있다. 일부 이러한 실시예들에 따르면, 광학 장비(118)는 시준 렌즈 또는 시준 렌즈 어셈블리(미도시)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 입사 LB들(105a 및 105b)은 (시준 렌즈 또는 시준 렌즈 어셈블리에 의해 집속(focus)된) 시준된 광 빔의 상보적 부분들을 형성할 수 있다. 대안적으로, 일부 실시예들에 따르면, 입사 LB들(105a 및 105b)은 이격될(그리고 평행할) 수 있다. 일부 이러한 실시예들에 따르면, 광학 장비(118)는 시준된 광 빔으로부터 한 쌍의 이격된 평행 광 빔들을 준비하도록 구성된 하나 이상의 광학 필터들(예를 들어, 광 흡수 필터 또는 불투명 플레이트), 및/또는 하나 이상의 빔 분할기들, 및 옵션으로 하나 이상의 미러들(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 광학 장비(118)는 입사 LB들(105) 각각을 선택적으로 차단하는 것을 허용하거나 또는 제1 입사 LB(105)에 의해 유도된 제1 복귀(returned) LB(133a)와 제2 입사 LB(105b)에 의해 유도된 제2 복귀 LB(133b) 사이의 구별을 적어도 가능하게 하도록 구성된 복수의 차단 엘리먼트(blocking element)들(예컨대, 도 2에 도시된 차단 엘리먼트들)을 더 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는, 광학 엘리먼트와 관련하여 용어 "차단 엘리먼트(blocking element)"는 입사하는 광 빔들을 (폐쇄될 때) 차단하도록 구성된 제어가능하게 개방가능하고 폐쇄가능한 불투명 엘리먼트들(예컨대, 셔터들), 및 광학 스펙트럼(예를 들어, 가시 스펙트럼)의 하나 이상의 부분들을 완전히 또는 부분적으로 차단하도록 구성된 필터링 엘리먼트들(예컨대, 스펙트럼 필터들) 둘 모두를 포괄하는 것으로 광범위하게 해석된다.
일부 실시예들에 따르면, 광원(112)은 다색 광(polychromatic light)을 생성하거나 생성하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 일부 이러한 실시예들에 따르면, 광의 스펙트럼이 제어될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 광원(112)은 단색 광을 생성하거나 생성하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, ICA(104)는 자동 시준기(autocollimator)이거나 이를 포함한다(즉, 광원(112), 센서(114), 및 광학 장비(118)의 일부 또는 전부는 자동 시준기의 컴포넌트를 구성한다). 일부 실시예들에 따르면, 입사 LB들(105)은 자동 시준기에 의해 생성된 단일의 넓은 시준된 LB의 인접한 서브 빔들을 구성한다. 이러한 실시예들에 따르면, 광학 장비(118)는, 자동 시준기에 의해 준비되고 광학 필터에 입사하는 시준된 LB의 2개의 서브 빔들(예컨대 입사 LB들(105))을 투과시키도록 구성된 광학 필터를 포함할 수 있다(2개의 서브 빔들의 평행도는 광학 필터로부터의 출현시 유지됨).
일부 실시예들에 따르면, 그리고 도 1a에 도시된 바와 같이, LGA(102)는 광 폴딩 컴포넌트(122)(LFC : light folding component) 및 LFC(122)와 샘플(10) 사이에 배치될 수 있는 커플링 인프라스트럭처(coupling infrastructure)(124)를 포함한다. LFC(122)는 공칭상으로, 제1 표면(12a)에 수직인 방향으로 투사되는 광을, 공칭상 경사각(α)과 동일한 광 폴딩각(light folding angle)(α")으로 폴딩하도록 구성된다. (즉, 이상적으로, 광 폴딩각(α")은 공칭상 경사각과 동일할 것이다). 일부 실시예들에 따르면, LFC(122)는 프리즘, 하나 이상의 미러들, 또는 회절 격자이거나 이를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, LFC(122)는 (LFC(122)의 피치가 약간 변경될 때, 즉 LFC(122)가 y-축을 중심으로 약간 회전될 때 그 광 폴딩각이 변경되지 않은 채로 있다는 의미에서)피치의 변동들에 둔감한 (도 3에 도시된) 펜타프리즘(pentaprism) 또는 유사 기능 프리즘(like-function prism)일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, LFC(122)는 서로에 대해 일정 각도로 설정된 한 쌍의 미러들, 또는 미러들의 유사 기능 배열(즉, 피치의 변동들에 둔감)일 수 있다.
내부 패싯(14)이 (설계에 의해) 제2 표면(12b)에 평행하지 않은 실시예에서, 샘플(10) 내로 도입한 후의 전파 방향을 유지하기 위해, 내부 패싯(14)에 수직인 방향으로 제2 표면(12b) 상에 (샘플(10)의 외부에) 투사된 광을 야기하기 위해 추가적인 인프라스트럭처가 요구될 수 있다. 내부 패싯(14)과 제2 표면(12b)이 공칭상 평행할 때에도 마찬가지일 수 있는데, 그 이유는 - 제2 표면(12b)이 충분히 매끄럽더라도 - 제조 공차로 인해, 제2 표면(12b) 실제 경사는 일반적으로 공칭 경사와 약간 다를 것이기 때문이다. 커플링 인프라스트럭처(124)는 후술되는 바와 같이 이를 위해 구성된다.
일부 실시예들에 따르면, 그리고 도 1a에 도시된 바와 같이, 커플링 인프라스트럭처(124)는 커플링 프리즘(CP)(132) 및 형상-순응 계면(shape-compliant interface)(134)을 포함할 수 있다. CP(132)는 외부의 편평한(CP) 제1 표면(138a), 외부의 편평한(CP) 제2 표면(138b), 및 외부(CP) 제3 표면(138c)(편평하거나 편평하지 않을 수 있음)을 포함한다. CP 제2 표면(138b)은 제1 점선(L)에 평행한 제2 점선(L')에 의해 표시된 바와 같이, CP 제1 표면(138a)에 대해 공칭 경사각(α)으로 공칭상 경사진다. CP 제3 표면(138c)은 CP 제1 표면(138a)에 대향하여 위치될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 형상-순응 계면(134)은 (샘플(10)의) 제2 표면(12b)과 CP 제3 표면(138c) 사이에서, 서로 인접하여 한정될 수 있다. 형상-순응 계면(134)은 좁은 공간에 한정될 때 그의 무결성(integrity) 및 배치를 유지하기 위한 것과 같은 표면 장력 및/또는 접착 속성들에 의해 특징지어지는 액체, 겔(gel), 또는 페이스트(paste)일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 형상-순응 계면(134)은 가단성 재료(malleable material)일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 그리고 도 1b에 도시된 바와 같이, CP(132) 및 형상-순응 계면(134)의 굴절률들은 샘플(10)의 굴절률과 각각 동일하거나, 그에 가깝다(예를 들어, 0.001%, 0.01%, 또는 심지어 0.1% 이내로, 각각의 가능성은 별개의 실시예들에 해당한다). 일부 실시예들에 따르면, CP(132) 및 형상-순응 계면(134)의 굴절률들은 실제 경사각(α')의 측정된 값의 전체 불확실도가 요구되는 측정 정밀도를 초과하지 않도록 충분히 작다. 따라서, CP(132), 형상-순응 계면(134), 및 샘플(10)을 통해 전파되는 광 빔은, CP(132)로부터 형상-순응 계면(134)로의 전이(transition) 및 형상-순응 계면(134)로부터 샘플(10)로의 전이 시에 그 전파 방향을 유지할 것이다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(100)은 ICA(104)에 대해 샘플(10)을 배향하기 위한 배향 인프라스트럭처(orienting infrastructure)(140)를 더 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 배향 인프라스트럭처(140)는 6 자유도의 움직임(motion)을 위해 구성되는 배향가능(제1) 스테이지(stage)(142)(즉, 배향될 수 있는 제1 스테이지)를 포함할 수 있다. 스테이지(142)는 샘플(10)과 같은 샘플을 그 위에 장착하도록 구성된다. 특히, 배향 인프라스트럭처(140)는 제1 입사 LB(105a)가 제1 표면(12a) 상에 수직으로 충돌하도록 샘플(10)을 배향시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 배향 인프라스트럭처(140)는 제어기(108)와 기능적으로 연관될 수 있고, 그에 의해 제어되도록 구성된다.
일부 실시예들에 따르면, 배향 인프라스트럭처(140)는 LGA(102), ICA(104) 및 샘플(10)에 대해 CP(132)를 배향시키도록 추가로 구성될 수 있다. 일부 이러한 실시예에 따르면, 배향 인프라스트럭처(140)는 배향 가능한 제2 스테이지(144)를 포함할 수 있으며, 이는 그 위에 CP(132)를 배치하고 3개의 비평행 축 각각을 따라 CP(132)를 회전시키고, 옵션으로 CP(132)를 병진 이동시키도록 구성된다.
본 명세서에서 사용되는, 일부 실시예들에 따르면, 용어들 "공칭상(nominally)" 및 "이상적으로(ideally)"는 상호교환가능할 수 있다. 객체가 속성을 나타내도록 설계 및 제작에 의해 의도될 때, 객체는 샘플의 편평한 표면들 사이의 경사각과 같은 고유 속성(intrinsic property)을 "공칭상"으로 나타내는(즉, 특성화되는) 것으로 언급될 수 있지만, 실제로는, 제조 공차로 인해, 객체는 실제로 단지 불완전하게 특성을 나타낼 수 있다. 광 빔의 광 전파 방향과 같은 객체의 외재적 속성(extrinsic property)에 대해서도 마찬가지이다. 이 경우, 객체는 이상적으로 속성을 나타내도록 의도적으로 준비되거나 달리 조작되었지만, 실제로는, 예를 들어 준비를 위해 사용되는 셋업(setup)에서, 고유한 결함들로 인해, 객체는 실제로 단지 불완전하게 속성을 나타낼 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
동작시, 제1 입사 LB(105a)는 샘플(10) 상에, 법선으로(normally) 제1 표면(12a)에 투사되고, 제2 입사 LB(105b)는 LFC(122) 상에 투사된다. 제1 입사 LB(105a)(또는 그의 적어도 일부)는 제1 복귀 LB(133a)에 의해 표시된 바와 같이 제1 표면(12a)으로부터 반사되어 센서(114)에 의해 감지된다.
제2 입사 LB(105b)는 폴딩 LB(113b)에 의해 표시된 바와 같이, 광 폴딩각(light folding angle)(α")으로 LFC(122)에 의해 폴딩된다. 광 폴딩각(α")은 공칭 경사각(α)과 동일하다. 그러나, 실제로, 제조 결함으로 인해, LFC(122)의 광 폴딩각(α")은 공칭 경사각(α)로부터 약간 벗어날 수 있다. LFC(122)의 광 폴딩각(제조 공차로 인해)의 불확실도가 내부 패싯(14)의 실제 경사각이 결정될 정확도보다 더 낮거나 상당히 더 낮을 때, 광 폴딩각의 불확실도는 무시될 수 있다(즉, LFC(122)는 제2 입사 LB(105b)를 정확하게 공칭 경사각(α)으로 폴딩시키는 것으로 가정될 수 있다). 그렇지 않으면, 광 폴딩각에서의 불확실도는 실제 경사각의 측정된 값에서의 전체 불확실도에 기여할 수 있다(무시할 수 없을 것이다).
도면들을 번거롭지 않게 유지하기 위해, 각각의 광 빔의 2개의 광선(light ray)만이 전형적으로 표시된다. 또한, 광 빔들의 도시는 개략적이며, 도시된 광 빔들은 그려진 것보다 더 넓거나 더 좁을 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 예를 들어, 일부 실시예들에 따르면, 제1 입사 LB(105a)는 제1 표면(12a) 전체에 충돌할 수 있고, 및/또는 제2 입사 LB(105b)는 LFC(122)의 수광 표면 전체에 충돌할 수 있다.
또한 도 1b를 참조하면, 폴딩 LB(113b)는 CP(132) 상으로 이동한다. 투과 LB(117b)는 CP 제2 표면(138b)을 통해 CP(132)로 투과되는 폴딩 LB(113b)의 부분(CP 제2 표면(138b)으로부터 반사되어 무시할 수 있는 폴딩 LB(113b)의 부분은 도시되지 않음)을 나타낸다. 투과 LB(117b)는 CP(132)를 가로질러 CP 제2 표면(138b)으로부터 CP 제3 표면(138c)으로, 다음으로 CP 제3 표면(138c)으로부터 샘플(10)의 제2 표면(12b)으로, 그리고, 최종적으로 제1 부분(16a)을 가로질러 내부 패싯(14)을 향해 전파된다.
반사 LB(121b)는 내부 패싯(14)에 의해 다시 형상-순응 계면(shape-compliant interface)(134)을 향해 반사된 투과 LB(117b)의 부분(존재한다면, 제1 부분(16a)으로부터 제2 부분(16b)으로 투과된 투과 LB(117b)의 부분은 도시되지 않음)를 나타낸다. 반사 LB(121b)는 제1 부분(16a)을 가로질러 제2 표면(12b)을 향해, 그 다음 형상-순응 계면(134)을 가로질러 제2 표면(12b)으로부터 CP 제3 표면(138c)으로, 그리고 최종적으로 CP(132)를 가로질러 CP 제3 표면(138c)으로부터 CP 제2 표면(138b)으로 전파된다. 출현 LB(125b)는 CP 제2 표면(138b)을 통해 CP(132)를 빠져나가는 반사 LB(121b)의 부분(CP 제2 표면(138b)에 의해 내부적으로 반사된, 반사 LB(121b)의 부분은 도시되지 않음)를 나타낸다. 출현 LB(125b)는 LFC(122)를 향해 이동하고, 이에 의해 제2 복귀 LB(133b)에 의해 표시된 바와 같이 광 폴딩각(α")으로 폴딩된다. 보다 정확하게는, 출현 LB(125b)는 LFC(122)에 의해 ICA(104)(제2 복귀 LB(133b)에 의해 표시되는 바와 같이)를 향해 재지향된다. 제2 복귀 LB(133b)는 센서(114)에 의해 감지된다.
투과 LB(117b)는 입사각 θ로 내부 패싯(14) 상에 충돌한다. 각도들은 도면들을 열람하는 독자의 시점에 대해 시계방향으로 측정된다. 180°보다 큰 각도의 값은 360°를 빼서 음수로 설정한다. 따라서, 설명을 용이하게 하기 위해 의도된 비제한적인 예로서, 도 1b에서, 입사각(θ)은 음수(negative)이고 복귀각(return angle)(θR)(즉, 반사각)은 양수(positive)이다. 보다 정확하게는, 입사각 θ는 점선 B - 제2 표면(12b)에 대한 법선을 나타냄 - 로부터 광선(117b1)(2개의 광선 중 하나는 투과 LB(117b)를 나타냄)까지 반시계 방향으로 걸쳐 도시된다. 경사각(α 및 α')은 제1 표면(12a)으로부터 시계방향으로 측정된다(설명을 용이하게 하기 위한 비제한적인 예로서, 도 1a에서 α'은 α보다 큰 것으로 도시되어 있음). 공칭 경사각(α)은 제1 표면(12a)으로부터 점선(L)까지 시계 방향으로 연장된다. 실제 경사각(α')은 제1 표면(12a)으로부터 내부 패싯(14)까지 시계 방향으로 연장된다.
입사각(θ)은 편차들 Δα' = α - α'(즉, 공칭 경사로부터 내부 패싯(14)의 경사에서의 편차), Δα" = α - α"(즉, α로부터 LFC(122)의 (실제) 광 폴딩각의 편차), 및 Δα''' = α - α''(즉, 공칭 경사로부터 CP 제2 표면(138b)의 경사에서의 편차) 각각에 의존한다. 시스템(100)에 어떠한 결함도 없고(즉, α''' = α" = α), CP 제1 표면(138a)이 제1 표면(12a)에 평행하게 배향되면, 입사각 θ은 Δα'과 동일할 것이다. 다르게 말하면, 입사각(θ)은 광 폴딩각(α'') 및 실제 경사각(α''')의 불확실도들 및 LGA(102), ICA(104)의 파라미터들, 및 배향 인프라스트럭처(140)의 임의의 다른 관련 불확실도들(즉, 배향 정밀도)에 의존하는 정밀도에 따라 Δα'과 동일하다. 특히, 시스템(100)은 Δα' = 0일 때 투과 LB(117b)가 법선으로(즉, 수직으로) 내부 패싯(14) 상에 충돌하도록 공칭상 구성된다. 내부 패싯(14)에 대한 법선은 (직선) 점선 B에 의해 도 1b에 표시된다.
전형적으로, 샘플(10) 및 LGA(102) 모두의 제조 결함으로 인해, 제2 복귀 LB(133b)는 제1 복귀 LB(133a)와 평행하지 않을 것이다. 제1 복귀 LB(133a)와 제2 복귀 LB(133b) 사이의 각도 δ - 또한 "각도 편차(angular deviation)"로 지칭됨 - 는 편차들(Δα', Δα'', Δα''') 및 제1 부분(16a)의 굴절률(n)(이는 CP(132) 및 형상-순응 계면(134)의 굴절률들과 동일하거나 그 굴절률들에 가까움)에 의존한다. 각도(δ)는 광선(105b1)(제2 입사 LB(105b)를 나타내는 2개의 광선 중 하나)으로부터 광선(133b1)(제2 복귀 LB(133b)를 나타내는 2개의 광선 중 하나)까지 시계 방향으로 걸쳐 있는 것으로 도시되어 있고, 따라서 도 1a에서 양수이다.
각도(δ)는 기하학적 광학 법칙, 특히 스넬의 법칙(및 LFC(122)의 실제 광 폴딩각, CP 제1 표면(138a)에 대한 CP 제2 표면(138b)의 실제 경사각, 및 굴절률 n을 고려함)을 이용하여, Δα'와 관련될 수 있다. 달리 말하면, Δα'은 Δα", Δα''', 각도 δ의 측정값, 및 굴절률 n에 의존한다.
또한 도 1c를 참조하면, 도 1c는, 일부 실시예들에 따라, 센서(114)의 감광성 표면(148) 상에 개별적으로 제1 복귀 LB(133a) 및 제2 복귀 LB(133b)에 의해 형성된 제1 스팟(147a) 및 제2 스팟(147b)을 개략적으로 도시한다. u1 및 u2는 개별적으로 제1 스팟(147a) 및 제2 스팟(147b)의 수평 좌표들(즉, x-축을 따라 측정됨)이다. (도 1c에 도시된 좌표계는 원점의 가능한 병진 이동까지 도 1a에 도시된 좌표계와 일치하는 것으로 가정된다. 따라서, 도 1c의 x-축은 제2 입사 LB(105b)로부터 제1 표면(12a)에 평행하게 제1 입사 LB(105a)로 연장된다). 각도 δ는 차이 Δu = u2 - u1로부터 직접 추론될 수 있다. 비제한적인 예로서, 측정이 자동 시준기 기반일 때(즉, ICA(104)가 자동 시준기이거나 자동 시준기를 포함하는 실시예에서), δ = Δu/f이다.
일부 실시예들에 따르면, 제어기(108)는 계산 모듈(130)과 통신가능하게 연관될 수 있다. 계산 모듈(130)은 프로세서(들) 및 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 프로세서는 제어기(108) 센서(114)로부터 데이터(즉, u1 및 u2의 값들)를 수신하고, 이에 기초하여 Δα'을 계산하도록 구성될 수 있다. 옵션으로, 일부 실시예들에 따르면, 프로세서는 LGA(102)(실제 광 폴딩각의 불확실도를 포함함), ICA(104), 및 배향 인프라스트럭처(140)의 제조 공차들 및 캘리브레이션 제한들을 고려하여 Δα'(계산된 값)의 불확실도를 계산하도록 추가로 구성될 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 계산 모듈(130)은 시스템(100)에 포함될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 광원(112)은 시준된(제1) 레이저 빔을 생성하도록 구성될 수 있다. 일부 이러한 실시예들에 따르면, 광학 장비(118)는 레이저 빔의 직경을 증가시키도록 구성된 빔 확장기(beam expander)(도시되지 않음)를 포함할 수 있어서, 확장된 레이저 빔이 샘플(10) 및 LFC(122) 둘 모두에 동시에 충돌할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 제1 입사 LB(105a) 및 제2 입사 LB(105b)는 레이저 빔의 상보적 부분들을 구성할 수 있다. 대안적으로, 광학 장비(118)는 레이저 빔을 한 쌍의 평행한(이격된) 서브 빔, 즉 제1 서브 빔 및 제2 서브 빔으로 분할하도록 구성된 빔 분할기 및 광학기기(optics)를 포함할 수 있으며, 이들은 개별적으로 제1 입사 LB(105a) 및 제2 입사 LB(105b)를 구성한다. 일부 이러한 실시예들에 따르면, 광학 장비(118)는 복귀된 서브 빔들(즉, 제1 복귀 LB(133a) 및 제2 복귀 LB(133b))을 재결합(recombine)하도록 구성될 수 있어, 서브 빔들이 단일 광 센서(즉, 일부 실시예들에 따른 센서(114)) 상으로 재지향된다. 이상적으로, 제2 서브 빔 (LFC(122)에 의한 재지향 및 샘플(10)로의 투과 후)이 내부 패싯(14) 상에 수직으로 충돌하는 경우, 재결합된 서브 빔들은 시준된(제2) 레이저 빔을 형성할 것이고, 광 센서 상의 재결합된 서브 빔들에 의해 형성된 2개의 스팟들은 중첩(overlap)될 것이다. 일부 다른 실시예들에 따르면, 2개의 광 센서들이 - 그들 사이의 거리 및 상대적 배향이 알려짐 - 이용될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 복귀 서브 빔들 각각은 2개의 광 센서들로부터 상이한 광 센서로 지향될 수 있다.
일부 대안적인 실시예에 따르면, ICA(104)는 간섭계에 의한 측정(interferometry)을 위해 구성될 수 있다. 즉, 광원(112), 광학 장비(118)의 일부 또는 전부, 및 센서(114)는 후술하는 바와 같이 간섭 셋업의 컴포넌트를 구성할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 광원(112)은 가간섭성(coherent), 평면 파면(wavefront)을 생성하도록 구성될 수 있다. 광학 장비(118)는 생성된 파면을 2개의 파면들: 제1 입사 LB(105a) 및 제2 입사 LB(105b)를 개별적으로 구성하는 제1(가간섭성, 평면) 입사 파면 및 제2(가간섭성, 평면) 입사 파면으로 분할하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 각도(δ)는 제1 복귀 LB(133a) 및 제2 복귀 LB(133b)에 의해 형성된 간섭 패턴으로부터 추론될 수 있다. 보다 구체적으로, 이러한 실시예에서, 제1 복귀 LB(133a)는 제1 표면(12a)의 제1 입사 파면의 반사로부터 획득된 제1 복귀 파면을 구성하고, 제2 복귀 LB(133b)는 LFC(122)에 의한 제2 입사 파면의 폴딩, 내부 패싯(14)의 반사, 및 LFC(122)에 의한 재폴딩에 의해 획득된 제2 복귀 파면을 구성한다. 복귀된 파면들은 재결합되고, 이의 간섭 패턴은 센서(114)에 의해 측정된다. 제1 파면 및 제2 파면이 개별 표면(즉, 개별적으로 제1 표면(12a) 또는 내부 패싯(14)) 상에 법선으로 충돌하는 경우, 재결합된 파면은 센서(114) 상에 균일한 패턴을 형성할 것이다. 제2 표면(12b)이 공칭 경사로부터 벗어나면, 재결합된 파면은 센서(114) 상에 주기적 패턴을 형성할 것이다. 편차 Δα'는 패턴의 주기성으로부터 추론될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 시스템(100)은 제1 복귀 LB(133a) 및 제2 복귀 LB(133b) 각각을 선택적으로 차단할 수 있도록 구성된 2개의 셔터들을 더 포함할 수 있어서, 복귀 LB들(133) 각각은 따로따로 감지될 수 있다(이에 의해 스팟을 유도한 복귀 LB에 스팟들(147) 각각을 기인하게 하는 것을 가능하게 한다).
일부 실시예들에 따르면, 제1 표면(12a)은 입사되는 광이 최대로 반사되거나 적어도 반사율이 증가되도록 반사 코팅에 의해 코팅되거나, 일시적으로 코팅될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, CP 제2 표면(138b)은 반사 방지 코팅에 의해 코팅될 수 있어서 입사하는 외부 광이 CP(132)의 내부로 최대로 투과되고 입사하는 내부 광이 CP(132)의 외부로 최대로 투과되도록 한다. 광원(112)이 다색 광을 생성하도록 구성되는 일부 실시예들에 따르면, 제1 표면(12a)은 제1 스펙트럼의 광을 반사하도록 구성된 제1 코팅에 의해 코팅될 수 있고, CP 제2 표면(138b)(또는 LFC(122) 또는 내부 패싯(14))은 제1 스펙트럼과 중첩하지 않거나 실질적으로 중첩하지 않는 제2 스펙트럼의 광을 반사하도록 구성된 제2 코팅에 의해 코팅될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 제1 복귀 LB(133a) 및 제2 복귀 LB(133b)의 선택적 차단은 복귀 LB들(133) 각각이 입사되도록 위치되고, 개별적으로 제2 스펙트럼 및 제1 스펙트럼에서의 광을 선택적으로 차단하거나 적어도 부분적으로 차단하는 것을 허용하도록 구성된 스펙트럼 필터 또는 (옵션으로, 셔터들 대신에) 스펙트럼 필터 배열을 사용하여 구현될 수 있다.
일부 대안적인 실시예들에 따르면, 제1 (수동) 스펙트럼 필터는 제1 입사 LB(105a)를 제1 스펙트럼으로 필터링하기 위해 채용될 수 있고, 제2 (수동) 스펙트럼 필터는 제2 입사 LB(105b)를 제2 스펙트럼으로 필터링하기 위해 채용될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 복귀 LB들(133) 각각을 따로 따로 감지하는 것을 허용하기 위해, 스펙트럼 필터들과 센서(114) 사이에 위치되고, 제1 스펙트럼 또는 제2 스펙트럼에서 광을 선택적으로 필터링하는 것을 허용하도록 구성된 추가적인 스펙트럼 필터가 채용될 수 있다.
스펙트럼 필터 또는 스펙트럼 필터 배열은 센서(114)에 도달하는 입사 LB들(105) 중 임의의 하나와 연관된 미광(stray light)과 연관된 신호를 감소시키는 데 사용될 수 있다는 것에 유의한다.
도 1a에서, 내부 패싯(14)은 샘플(10)을 구획(section)하는(즉, 2개로 분할하는) 것으로 도시되고, 특히 제1 표면(12a)까지 연장되는 것으로 도시되지만, 본 개시의 범위는 이렇게 형상화된 샘플의 계측에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다: 외부, 편평한 표면 및 외부, 편평한 표면에 대해 경사지지만 외부, 편평한 표면까지 연장되지 않는 내부 패싯을 포함하는 임의의 샘플은 또한 상술된 시스템(100)을 이용하는 내부 패싯 계측을 진행할 수 있다.
도 2는 일부 실시예들에 따른, 샘플의 내부 패싯과 샘플의 외부의 편평한 표면 사이의 각도를 검증하기 위한 광학 기반 시스템(200)을 개략적으로 도시한다. 시스템(200)은 시스템(100)의 특정 실시예들에 해당한다. 보다 구체적으로, 도 2는 일부 실시예들에 따른, 시스템(200)에 의해 검사되는 시스템(200) 및 샘플(10)의 측면도를 제공한다. 시스템(200)은 LGA(202) 및 ICA(204)를 포함하며, 이들은 LGA(102) 및 ICA(104)의 특정 실시예들에 해당한다. 일부 실시예들에 따르면, 그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 시스템(200)은 배향 인프라스트럭처(240), 제어기(208), 및 옵션으로, 계산 모듈(230)을 더 포함할 수 있다. 배향 인프라스트럭처(240), 제어기(208), 및 계산 모듈(230)은 배향 인프라스트럭처(140), 제어기(108), 및 계산 모듈(130)의 특정 실시예들에 개별적으로 해당한다. 배향 인프라스트럭처(240)는 제1 스테이지(242) 및 제2 스테이지(244)를 포함할 수 있으며, 이들은 제1 스테이지(142) 및 제2 스테이지(144)의 특정 실시예들에 개별적으로 해당한다.
일부 실시예에 따르면, ICA(204)는 자동 시준기(250)를 포함한다. 자동 시준기(250)는 샘플(10)의 제1 표면(12a)에 수직인 방향으로 시준된 넓은 LB(201)를 생성하도록 구성될 수 있다. 제1 입사 LB(205a) 및 제2 입사 LB(205b)는 개별적으로 LB(201)의 제1 서브 빔 및 제2 서브 빔을 구성한다. 제1 입사 LB(205a) 및 제2 입사 LB(205b)는 개별적으로 제1 입사 LB(105a) 및 제2 입사 LB(105b)의 특정 실시예에 해당한다. 또한, 폴딩 LB(213b) 및 출현 LB(225b)가 표시되고, 이들은 각각 폴딩 LB(113b) 및 출현 LB(125b)의 특정 실시예에 해당한다.
LGA(202)는 LFC(222) 및 커플링 인프라스트럭처(224)를 포함하고, 이들은 개별적으로 LFC(122) 및 커플링 인프라스트럭처(124)의 특정 실시예들에 해당한다. 일부 실시예들에 따르면, 그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 커플링 인프라스트럭처(224)는 CP(232) 및 형상-순응 계면(234)를 포함하며, 이들은 개별적으로 CP(132) 및 형상-순응 계면(134)의 특정 실시예들에 해당한다. CP(232)는 CP(132)의 CP 제1 표면(138a), CP 제2 표면(238b), 및 CP 제3 표면(238c)의 특정 실시예들에 개별적으로 해당하는 CP 제1 표면(238a), CP 제2 표면(138b), 및 CP 제3 표면(138c)을 포함한다.
추가 입사 LB(205s)는 내부 패싯(14)에 평행하게 CP 제2 표면(238b)을 (공칭상) 배향시키는 데 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 추가 입사 LB(205s)가 샘플(10)의 (제1 입사 LB(205a)가 법선으로 충돌하는) 제1 표면(12a) 및 CP(232)의 CP 제1 표면(238a)의 평행도를 보장하기 위해 사용될 수 있는데, 이는 CP 제1 표면(238a)이 제1 표면(12a)에 평행하게 배향될 때, 추가 입사 LB(205s)는 샘플(10)의 CP 제1 표면(238a)에 법선으로 충돌하기 때문이다. 따라서, 제1 복귀 LB(233a)에 대한 - CP 제1 표면(238a)으로부터의 추가 입사 LB(205s)의 반사에 의해 획득된 - 추가 복귀 LB(233s)의 각도 편차를 측정함으로써, CP 제1 표면(238a)의 배향은 제1 표면(12a)에 대한 평행도가 달성될 때까지 (제2 스테이지(244) 및/또는 제1 스테이지(242)를 회전시킴으로써) 조정될 수 있다. CP 제1 표면(238a)이 제1 표면(12a)에 평행하게 배치되면, CP 제2 표면(238b) 및 내부 패싯(14)의 (공칭) 평행도는 z축에 평행한 축을 중심으로 CP(232)를 회전시킴으로써 달성될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 그리고 도 2에 도시된 바와 같이, ICA(204)의 광학 장비는 한 쌍의 차단 엘리먼트들(256a 및 256b)을 포함할 수 있어서, 제1 입사 LB(205a) 및 제2 입사 LB(205b) 각각을 선택적으로 차단하거나, 또는 적어도 제1 복귀 LB(233a)와 제2 복귀 LB(233b)를 구별하는 것을 가능하게 한다. 일부 이러한 실시예들에 따르면, 그리고 ICA(204)가 추가적인 입사 LB(205s)를 생성하도록 추가로 구성되는 경우, 광학 장비는, 추가적인 입사 LB(205s)를 선택적으로 차단하는 것을 허용하거나 또는 제1 복귀 LB(233a) 및 제2 복귀 LB(233b)로부터 추가적인 복귀 LB(233s)를 구별하는 것을 적어도 가능하게 하도록 구성된 제3 차단 엘리먼트(256s)를 추가로 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 차단 엘리먼트들(256a 및 256b), 및 차단 엘리먼트(256s)(포함될 때) 각각은 셔터일 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 제1 표면(12a)은 입사되는 광이 최대로 반사되거나 적어도 반사율이 증가되도록 반사 코팅에 의해 코팅되거나, 일시적으로 코팅될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, CP 제2 표면(238b)은 반사 방지 코팅에 의해 코팅될 수 있어서, 입사하는 광이 CP(232)로 최대로 투과되거나 투과율이 적어도 증가되도록 한다. 일부 실시예들에 따르면, CP 제1 표면(238a)은 반사 코팅에 의해 코팅될 수 있어서, 입사하는 광이 최대로 반사되거나 적어도 반사율이 증가된다.
일부 실시예들(자동 시준기(250)는 다색 광을 생성하도록 구성됨)에 따르면, 제1 표면(12a)은 제1 스펙트럼에서 광을 반사하도록 구성된 제1 코팅에 의해 코팅될 수 있고, CP 제2 표면(238b)은 제1 복귀 LB(233a)와 제2 복귀 LB(233b) 사이의 구별을 가능하게 하기 위해 제1 스펙트럼과 상이한 제2 스펙트럼에서 광을 CP(232) 내로 투과하도록 구성된 코팅에 의해 코팅될 수 있고, 및/또는 내부 패싯(14)은 제2 스펙트럼에서 광을 반사하도록(그리고 제1 스펙트럼에서 광을 적어도 부분적으로 투과하도록) 구성될 수 있다. 일부 이러한 실시예들에 따르면, 제1 스펙트럼 또는 제2 스펙트럼의 광을 통해 제어가능하게 필터링하는 것을 허용하도록 구성된 스펙트럼 필터 또는 스펙트럼 필터 배열(예를 들어, 자동 시준기(250)에 포함됨)이 복귀 LB들(233) 각각을 따로 따로 감지하는 것을 가능하게 하기 위해 채용될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, ICA(204)는 추가 입사 LB(205s)를 생성하도록 추가로 구성되고, CP 제1 표면(238a)은, 제1 복귀 LB(233a) 및 제2 복귀 LB(233b) 각각으로부터 추가 복귀 LB(233s)를 구별하는 것을 가능하게 하기 위해, 제1 스펙트럼 및 제2 스펙트럼 각각과 상이한 제3 스펙트럼에서 광을 반사하도록 구성된 제3 코팅에 의해 코팅될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 스펙트럼 필터 또는 스펙트럼 필터 배열(예를 들어, 자동 시준기(250)에 포함됨)은 제3 스펙트럼에서 광을 제어가능하게 필터링하는 것을 허용하도록 추가로 구성될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 차단 엘리먼트들(256a 및 256b)은 개별적으로 제1 스펙트럼 및 제2 스펙트럼의 광을 필터링하도록 구성된 (수동) 스펙트럼 필터들(이색 필터(dichroic filter)인 특정 예)일 수 있다. 이러한 실시예들에서, 복귀 LB들(233) 각각을 따로 따로 감지하는 것을 허용하기 위해, 차단 엘리먼트들(256)과 자동 시준기(250) 사이에 위치되거나 또는 자동 시준기(250)에 포함되고, 제1 스펙트럼 또는 제2 스펙트럼의 광을 선택적으로 필터링하는 것을 허용하도록 구성된 추가적인 스펙트럼 필터가 채용될 수 있다.
도 3은 일부 실시예들에 따른, 샘플의 내부 패싯과 샘플의 외부의 편평한 표면 사이의 각도를 검증하기 위한 광학 기반 시스템(300)을 개략적으로 도시한다. 시스템(300)은 시스템(100)의 특정 실시예들에 해당하며, LFC는 프리즘이거나 프리즘을 포함한다. 보다 구체적으로, 도 3은 시스템(300)에 의해 검사되는 시스템(300) 및 샘플(10)의 측면도를 제공한다. 시스템(300)은 LGA(302) 및 ICA(304)(그 컴포넌트들은 도시되지 않음)를 포함하며, 이들은 LGA(102) 및 ICA(104)의 특정 실시예들에 해당한다. 일부 실시예들에 따르면, 그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 시스템(300)은 제어기(308), 배향 인프라스트럭처(340), 및 옵션으로 계산 모듈(330)을 더 포함할 수 있다. 배향 인프라스트럭처(340), 제어기(308) 및 계산 모듈(330)은 배향 인프라스트럭처(140), 제어기(108) 및 계산 모듈(130)의 특정 실시예에 개별적으로 해당한다.
LGA(302)는 프리즘(322), 및 CP(332) 및 형상-순응 계면(334)을 포함하는 커플링 인프라스트럭처(324)를 포함한다. 프리즘(322)은 LFC(122)의 특정 실시예에 해당한다. CP(332) 및 형상-순응 계면(334)은 CP(332) 및 형상-순응 계면(134)의 특정 실시예들에 해당한다.
일부 실시예들에 따르면, 프리즘(322)은 적어도 피치 각도들의 연속적인 범위에 걸쳐 피치의 변화들 - 즉, y-축을 중심으로 한 회전들 -에 둔감할 수 있다. 일부 이러한 실시예들에 따르면, 그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 프리즘(322)은 펜타프리즘(pentaprism), 또는 유사 기능 프리즘 - 예를 들어, 짝수의 내부 반사 표면들을 포함하는 프리즘일 수 있다. 도 3에 도시되지 않은 일부 대안 실시예들에 따르면, 프리즘(322) 대신에, LGA(302)는 2개의 미러들을 포함할 수 있는데, 이들은 제2 입사 LB(305b)의 투과된 부분을 내부적으로 반사하는 프리즘(322)의 2개의 표면들(펜타프리즘 제1 표면(328a) 및 펜타프리즘 제2 표면(328b))이 설정되는 동일한 각도로 서로에 대해 공칭상으로 설정된다.
제1 입사 LB(305a), 제1 복귀 LB(333a), 제2 입사 LB(305b), 폴딩 LB(313b), 투과 LB(317b), 반사 LB(321b), 출현(emerged) LB(325b), 및 제2 복귀 LB(333b)가 도 3에 도시되어 있으며, 이들은 개별적으로 제1 입사 LB(105a), 제1 복귀 LB(133a), 제2 입사 LB(105b), 폴딩 LB(113b), 투과 LB(117b), 반사 LB(121b), 출현 LB(125b), 및 제2 복귀 LB(133b)의 특정 실시예에 해당한다. 또한, 도 3에 도시된 것은 제2 입사 LB(305b)와 프리즘(322)의 도입 후에 출현 LB(325b)의 궤적이다. 프리즘(322) 내로의 투과 후, 그 안에서의 반사 후, 및 그 안에서의 2회의 반사 후 제2 입사 LB(305b)의 관통 부분은 개별적으로 309b1, 309b2, 및 309b3으로 넘벌링된다. 프리즘(322) 내로 굴절 후, 그 안에서 반사 후, 및 그 안에서의 2회의 반사 후의 출현 LB(325b)의 관통 부분은 각각 329b1, 329b2 및 329b3으로 넘버링된다.
도 4a 내지 4d는 일부 실시예들에 따른, 샘플들 내의 내부 패싯 배향의 예들을 제시한다. 도시된 샘플들은 비 제한적이며, 샘플이 (i) 편평한 외부 (제1) 표면; (ii) 제1 표면에 대해 소정 각도로 설정된 내부 패싯; 및 (iii) 균일한 굴절률을 특징으로 하고, 제2 표면을 통해 샘플 내로 투과되는 광 빔이 내부 패싯 상에 법선으로 충돌하도록 연속적인 직선 경로를 제공하고, 내부 패싯과 샘플의 외부 제2 표면 사이에 위치되는 제1 부분을 포함하는 한, 시스템(100) 수용 능력(capacity)이 원칙적으로 제한되지 않는다는 것을 특정 예들의 방식으로 예시하도록 의도된다.
도 4a를 참조하면, 일부 실시예들에 따른, 샘플(40)이 도시된다. 샘플(40)은 외부의 편평한 제1 표면(42a), 외부의 제2 표면(42b), 및 내부 패싯(44)을 포함한다. 제2 표면(42b)은 내부 패싯(44)에 대향하여 위치된다. 균일한 굴절률을 특징으로 하는, 샘플(40)의 제1 부분(46a)은 제2 표면(42b) 및 내부 패싯(44)에 의해 부분적으로 경계지어진다. 내부 패싯(44)은 공칭상 제1 표면(42a)에 대해 90°로 경사진다. 일부 실시예들에 따르면, 그리고 도 4a에 도시된 바와 같이, 제2 표면(42b)은 편평하고 내부 패싯(44)에 평행하게 공칭상 배향될 수 있다. 샘플(40)은 제1 표면(42a)에 대향하여 위치된 외부 제3 표면(42c)을 더 포함한다.
또한, 시스템(100)의 특정 실시예들에 해당하는, 샘플들의 내부 패싯 계측을 위한 (CP(432)만이 도시된) 시스템의 CP(432)가 도시된다. 특히, CP(432)는 CP(132)의 특정 실시예들에 해당한다. CP(432)는 외부의 편평한 CP 제1 표면(438a), 외부의 편평한 CP 제2 표면(438b), 및 외부 CP 제3 표면(도면 부호 없음)을 포함한다. CP 제2 표면(438b)은 CP 제1 표면(438a)에 대해 공칭 경사각으로 공칭상 경사진다. CP(432)는 CP 제1 표면(438a)이 제1 표면(42a)에 평행하고 CP 제2 표면(438b)이 공칭상 내부 패싯(44)에 평행하도록 배향된다. 형상-순응 계면(shape-compliant interface)(미도시)이 CP 제3 표면과 제2 표면(42b) 사이에 배치될 수 있다.
샘플(40)이 검사가 진행될 때, 본 명세서에 개시된 교시에 따르면, 입사 LB는 시스템(100)의 설명에 설명된 바와 같이 CP 제2 표면(438b) 상에 법선으로 충돌하도록 LFC에 의해 폴딩(fold)된다.
일부 실시예들에 따르면, 도 4a에 도시된 바와 같이, 제3 표면(42c)은 편평하고 제1 표면(42a)에 평행하며, 제3 표면(42c) 및 제1 표면(42a)의 평행도의 불확실도(uncertainty)는 경사각의 요구되는 측정 정확도보다 더 작고, 도 5a 및 5b에 도시된 시스템은 (실제) 경사각을 측정하는데 활용될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 일부 실시예들에 따른, 샘플(40')이 도시된다. 샘플(40')은 외부의 편평한 제1 표면(42a'), 외부의 제2 표면(42b'), 및 내부 패싯(44')을 포함한다. 균일한 굴절률을 특징으로 하는 샘플(40')의 제1 부분(46a')은 제2 표면(42b') 및 내부 패싯(44')에 의해 부분적으로 경계지어진다. 샘플(40')은 샘플(40)과 동일한 외부 기하학적 형상을 갖지만, 둔각인 내부 패싯(44')의 (제1 표면(42a')에 대한) 경사각에서 상이하다. 보다 구체적으로, 내부 패싯(44')의 경사는 y축에 평행한 축을 중심으로 한 회전에 의해 내부 패싯(44)의 경사와 상이하다.
또한, 시스템(100)의 특정 실시예들에 해당하는, 샘플들의 내부 패싯 계측을 위한 (CP(432')만이 도시된) 시스템의 CP(432')가 도시된다. 특히, CP(432')는 CP(132)의 특정 실시예들에 해당한다. CP(432')는 외부의 편평한 CP 제1 표면(438a'), 외부의 편평한 CP 제2 표면(438b'), 및 외부 CP 제3 표면(도면 부호 없음)을 포함한다. CP 제2 표면(438b')은 CP 제1 표면(438a')에 대해 공칭 경사각으로 공칭상 경사진다. CP(432')는 CP 제1 표면(438a')이 제1 표면(42a')에 평행하고 CP 제2 표면(438b')이 공칭상 내부 패싯(44')에 평행하도록 배향된다. 형상-순응 계면(미도시)이 CP 제3 표면과 제2 표면(42b') 사이에 배치될 수 있다.
샘플(40')이 검사가 진행될 때, 본 명세서에 개시된 교시에 따르면, 입사 LB는 시스템(100)의 설명에 설명된 바와 같이 CP 제2 표면(438b')에 공칭상 법선으로 충돌하도록 LFC에 의해 폴딩된다.
도 4c를 참조하면, 일부 실시예들에 따른, 샘플(40'')이 도시된다. 샘플(40'')은 외부의 편평한 제1 표면(42a''), 외부의 제2 표면(42b''), 외부의 제3 표면(42c''), 외부의 제4 표면(42d''), 및 제1 표면(42a)에 대해 90°로 공칭상 경사진 내부 패싯(facet)(44'')을 포함한다. 균일한 굴절률에 의해 특징지어지는 샘플(40''의 제1 부분(46a'')은 제2 표면(42b'') 및 내부 패싯(44'')에 의해 부분적으로 경계지어진다. 제3 표면(42c'')은 제1 표면(42a'')에 대향하여 위치된다. 제4 표면(42d'')은 제1 표면(42a)과 제2 표면(42b) 사이에서 연장되고, 제2 표면(42b'')과 공통 에지를 공유한다. 일부 실시예들에 따르면, 그리고 도 4c에 도시된 바와 같이, 제4 표면(42d'')은 편평하다. 샘플(40'')은 샘플(40)과 동일한 외부 기하학적 형상을 갖지만, 내부 패싯(44'')의 배향에서 상이하다. 보다 구체적으로, 내부 패싯(44'')의 배향은 z축에 평행한 축을 중심으로 한 회전에 의해 내부 패싯(44)의 배향과 상이하다.
또한, 시스템(100)의 특정 실시예들에 해당하는, 샘플들의 내부 패싯 계측을 위한 (CP(432'')만이 도시된) 시스템의 CP(432'')가 도시된다. 특히, CP(432'')는 CP(132)의 특정 실시예들에 해당한다. CP(432'')는 외부의 편평한 CP 제1 표면(438a''), 외부의 편평한 CP 제2 표면(438b''), 및 외부 CP 제3 표면(도면 번호 없음)을 포함한다. CP 제2 표면(438b'')은 CP 제1 표면(438a'')에 대해 공칭 경사각으로 공칭상 경사진다. CP(432'')는 CP 제1 표면(438a'')이 제1 표면(42a'')에 평행하고 CP 제2 표면(438b'')이 공칭상 내부 패싯(44'')에 평행하도록 배향된다. 형상-순응 계면(미도시)이 CP 제3 표면과 제2 표면(42b'') 사이에 배치될 수 있다.
샘플(40'')이 검사가 진행될 때, 본 명세서에 개시된 교시에 따르면, 입사 LB는 시스템(100)의 설명에서 설명된 바와 같이, CP 제2 표면(438b'') 상에 법선으로 충돌하도록 LFC에 의해 폴딩된다.
일부 실시예들에 따르면, 도 4c에 도시된 바와 같이, 제3 표면(42c'')은 편평하고 제1 표면(42a)에 평행하며, 제3 표면(42c'') 및 제1 표면(42a'')의 평행도의 불확실도는 경사각의 요구된 측정 정확도보다 더 작고, 도 5a 및 5b에 도시된 시스템은 (실제) 경사각을 측정하는데 활용될 수 있다.
도 4d를 참조하면, 일부 실시예들에 따른, 샘플(40''')이 도시된다. 샘플(40''')은 외부의 편평한 제1 표면(42a'''), 외부의 제2 표면(42b'''), 및 내부 패싯(44''')을 포함한다. 균일한 굴절률에 의해 특징지어지는 샘플(40''')의 제1 부분(46a''')은 제2 표면(42b''') 및 내부 패싯(44''')에 의해 부분적으로 경계지어진다. 샘플(40''')은 샘플(40)과 동일한 외부 기하학적 형상을 갖지만, 둔각인 내부 패싯(44''')의 경사각(γ)(제1 표면(42a''')에 대한) 뿐만 아니라 제2 표면(42b''')에 대한 배향에서 상이하다. 보다 구체적으로, 내부 패싯(44''')의 경사는, 양의 y축과 양의 z축 사이의 대략 중간에 yz-평면 상에 위치되는 축(s)(도 4c에 표시됨)에 평행한 제1 축을 중심으로 한 회전에 의해 내부 패싯(44)의 경사와 상이하다.
내부 패싯(44''')의 상부 에지(top edge)(48a''')는 제1 표면(42a''')을 따라 연장된다. 또한, (i) 내부 패싯(44''')을 따라 연장되고 상부 에지(48a''')에 수직인 직선, 점선의 제1 라인(T1), (ii) 제1 표면(42a''')에 수직이고 상부 에지(48a''')에서 제1 라인(T1)과 교차하는 제2 직선의 점선의 제2 라인(T2), 및 (iii) 제1 표면(42a''')에 평행하게 제1 라인(T1)으로부터 제2 라인(T2)까지 연장되는 직선의 점선의 제3 라인(T3)(따라서, 제2 라인(T2)에 수직임)이 표시된다. 마지막으로, 경사각(γ)이 표시된다.
또한, 시스템(100)의 특정 실시예들에 해당하는, 샘플들의 내부 패싯 계측을 위한 (CP(432''')만이 도시된) 시스템의 CP(432''')가 도시된다. 특히, CP(432''')는 CP(132)의 특정 실시예들에 해당한다. CP(432''')는 외부의 편평한 CP 제1 표면(438a'''), 외부의 편평한 CP 제2 표면(438b'''), 및 외부 CP 제3 표면(도면 번호 없음)을 포함한다. CP 제2 표면(438b''')은 CP 제1 표면(438a''')에 대해 공칭 경사각으로 공칭상 경사진다. CP(432''')는 CP 제1 표면(438a''')이 제1 표면(42a''')에 평행하고 CP 제2 표면(438b''')이 공칭상 내부 패싯(44''')에 평행하도록 배향된다. 형상-순응 계면(미도시)이 CP 제3 표면과 제2 표면(42b''') 사이에 배치될 수 있다.
샘플(40''')이 검사가 진행될 때, 본 명세서에 개시된 교시에 따르면, 입사 LB는 시스템(100)의 설명에서 설명된 바와 같이, CP 제2 표면(438b''') 상에 법선으로 충돌하도록 LFC에 의해 폴딩된다.
도 5a 및 5b는 일부 실시예들에 따른, 서로 평행한 샘플의 적어도 2개의 다른 외부의 편평한 표면들에 대한 샘플의 내부 패싯의 수직성을 검증하기 위한 광학 기반 시스템(500)을 개략적으로 도시한다. 시스템(500)은 시스템(100)의 특정 실시예들에 해당한다. 보다 구체적으로, 도 5a 및 5b의 각각은 일부 실시예들에 따른, 시스템(500)의 개별 측단면도 및 시스템(500)에 의해 검사되는 샘플(50)을 제시한다.
샘플(50)은 외부의 편평한 제1 표면(52a), 외부의 제2 표면(52b), 외부의 편평한 제3 표면(52c), 및 내부 패싯(54)을 포함한다. 내부 패싯(14)(샘플(10)의 제1 부분(16a)과 제2 부분(16b) 사이의 경계를 구성하거나 그 사이에 배치된 얇은 편평한 층을 형성함)과 유사하게, 내부 패싯(54)은 샘플(50)의 제1 부분(56a)과 제2 부분(56b) 사이의 경계를 구성하거나 그 사이에 배치된 얇은 편평한 층을 형성한다. 제1 표면(52a) 및 제3 표면(52c)은 설계에 의해 평행하다. 또한, 샘플(50)은 제1 표면(52a)(및 제3 표면(52c))에 대해 내부 패싯(54)의 90°의 (공칭) 경사각을 나타내도록 제조된다. 그러나, 제조 결함으로 인해, χ'로서 도 5a 및 5b에서 라벨링된, 제1 표면(52a)에 대한 내부 패싯(52b)의 실제 경사각은 일반적으로 90°와 상이할 것이다.
최신 제조 기술들을 사용하여, 평행하게 제조되는 외부 편평한 표면들 사이의 실제 각도에 대한 (제조) 공차들은 내부 패싯과 외부 편평한 표면 사이의 실제 각도에 대한 공차들보다 상당히 작다는 것에 유의한다. 따라서, 제1 표면 (52a) 및 제3 표면 (52c)은 평행하게 제조되기 때문에, 평행도로부터의 편차는 90°로부터의 실제 경사각 (χ')의 편차에 비해 무시할 수 있을 것으로 예상된다. 따라서, 내부 패싯(54)과 제1 표면(52a) 사이의 실제 각도(ψ')("실제 보각(supplementary angle)"라고도 지칭됨)는 180° - χ', 즉 실제 경사각(χ')에 대한 보각과 동일하게 취해질 수 있다(실제 보각(ψ')의 공칭 값은 90°이다).
시스템(500)은 LGA(502) 및 ICA(504)를 포함한다. LGA(502)는 LGA(102)의 특정 실시예들에 해당하고, LFC(522) 및 커플링 인프라스트럭처(524)를 포함하고, 이들은 개별적으로 LFC(122) 및 커플링 인프라스트럭처(124)의 특정 실시예들에 해당한다. LFC(522)는 공칭상 내부 패싯(54)의 공칭상 경사에 수직인 방향으로 입사하는 90°만큼 광을 폴딩하도록 구성된다. 일부 실시예들에 따르면, LFC(522)는 프리즘, 하나 이상의 미러들, 또는 회절 격자일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, LFC(522)는 입사되는 광을 90°만큼 폴딩하도록 구성된 펜타프리즘 또는 유사 기능 프리즘(즉, 피치의 변동들에 둔감함)일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, LFC(522)는 입사하는 광을 90°만큼 폴딩하도록 구성된, 일정 각도로 설정된 한 쌍의 미러들, 또는 미러들의 유사 기능 배열(즉, 피치의 변동들에 둔감)일 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 그리고 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 커플링 인프라스트럭처(524)는 CP(532) 및 형상-순응 계면(534)를 포함할 수 있으며, 이들은 각각 CP(132) 및 형상-순응 계면(134)의 특정 실시예들에 해당한다. CP(532)는 CP 제1 표면(538a), CP 제2 표면(538b), CP 제3 표면(538c)을 포함하고, 이들은 각각 CP 제1 표면(138a), CP 제2 표면(138b), 및 CP 제3 표면(138c)의 특정 실시예들에 해당한다. CP 제2 표면(538b)은 CP 제1 표면(538a)에 공칭상 수직이다. CP(532)는 CP 제1 표면(538a)에 대향하여 위치되는 CP 제4 표면(538d)을 더 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 그리고 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, CP 제 4 표면(538d)은 CP 제1 표면(538a)에 평행할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 시스템(500)은 배향 인프라스트럭처(540)를 더 포함할 수 있으며, 이는 배향 인프라스트럭처(140)의 특정 실시예들에 해당한다. 배향 인프라스트럭처(540)는 배향가능한 제1 스테이지(542) 및 배향가능한 제2 스테이지(544)를 포함하고, 이들은 시스템(100)의 설명에서 본질적으로 제1 스테이지(142) 및 제2 스테이지(144)에 대해 설명된 바와 같이, 그 위에 배치되고 개별적으로 샘플(50) 및 CP(532)의 배향을 위해 구성된다.
일부 실시예들에 따르면, 그리고 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 시스템(500)은 제어기(508), 및 옵션으로, 계산 모듈(530)을 더 포함할 수 있으며, 이는 개별적으로 제어기(108) 및 계산 모듈(130)의 특정 실시예들에 해당한다.
ICA(504)는 ICA(104)의 특정 실시예들에 해당하고, 광원(512), 센서(514), 및 옵션으로, 광학 장비(518)를 포함하며, 이들은, 개별적으로, 광원(112), 센서(114), 및 광학 장비(118)의 특정 실시예들에 해당한다. 일부 실시예들에 따르면, 광원(512), 센서(514), 및 광학 장비(518)의 일부 또는 전부는 자동 시준기(250)와 유사할 수 있는 자동 시준기의 컴포넌트들을 구성할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 광학 장비(518)는 차단 엘리먼트들(256)과 유사할 수 있는 차단 엘리먼트들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
ICA(504)는 샘플(50)에 지향된 제1 입사 LB(505a)를 출력하고 제2 입사 LB(505b)는 LFC(522)에 지향되도록 구성된다. ICA(204) 및 샘플(50)은 제1 입사 LB(505a)가 수직으로 제1 표면(52a) 상에 입사되도록 위치되고 배향된다. 동작 시, 제1 입사 LB(505a)(또는 그의 적어도 일부)는 제1 복귀 LB(533a)에 의해 표시된 바와 같이 제1 표면(52a)으로부터 반사된다. 제1 복귀 LB(533a)는 센서(514)에 의해 감지된다.
LFC(522)는 제2 입사 LB(505b)를 90°만큼 공칭상 폴딩하도록 구성된다. 보다 정확하게는, LFC(522)는 제2 입사 LB(505b)를 폴딩하도록 구성 및 배향되어, (제1) 폴딩 LB(513b)(제2 입사 LB(505b)의 폴딩에 의해 획득됨)는 제2 입사 LB(505b)에 대해 공칭상 90°로 지향되고, CP 제2 표면(538b)에 수직으로 지향된다. 실제로, 제조 결함(및 LFC(522)가 피치의 변동에 민감한 실시예에서의 정렬 결함)으로 인해, LFC(522)의 실제 광 폴딩각(χ'')은 90°로부터 약간 벗어날 수 있다. 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 제1 표면(52a)과 제3 표면(52c)을 반전시키기 위해 샘플(50)을 플립하고, CP 제1 표면(538a)과 CP 제4 표면(538d)을 플립시키기 위해 CP(532)를 플립하고, 이어서 다음의 2개의 단락에서 설명되는 측정을 반복함으로써, LFC(522)의 제조 불완전성의 효과가 상쇄되거나 실질적으로 상쇄될 수 있다.
동작 시, 폴딩 LB(513b) 또는 그의 적어도 일부는, (제1) 투과 LB(517b)에 의해 표시된 바와 같이, CP 제2 표면(538b)을 통해 CP(532)로 투과된다. 투과 LB(517)는 CP(532)를 걸쳐, 형상-순응 계면(534)을 걸쳐, 및 제1 부분(56a)을 걸쳐 전파되고, 도 1b의 설명에서 투과 LB(117b)에 대해 본질적으로 전술한 바와 같이, (제1) 입사각(η1)으로 내부 패싯(54) 상에 충돌한다. 입사각 η1은 편차들 Δχ'' = 90° - χ''(즉, 제1 표면(52a)에 대한 내부 패싯(54)의 경사에서의 90°로부터의 편차), Δχ" = 90° - χ"(즉, 90°로부터의 LFC(522)의 (실제) 광 폴딩각의 편차), 및 Δχ''' = 90° - χ'''(즉, CP 제1 표면(538a)에 대한 CP 제2 표면(538b)의 경사에서의 90°로부터의 편차) 각각에 의존한다. 특히, 시스템(500)은 Δχ' = 0일 때 투과 LB(517b)가 법선으로 내부 패싯(54)에 충돌하도록 공칭상 구성된다. 내부 패싯(54)에 대한 법선은 (직선) 점선(C1)에 의해 도 5a에 표시된다.
투과 LB(517b)(또는 그의 적어도 일부)는 (제1) 반사 LB(521b)에 의해 표시된 바와 같이, 내부 패싯(54)으로부터 (즉, 제1 입사각(η1)을 뺀 것과 동일한 복귀각(ζ1)으로) 정반사된다(specularly reflected). 반사 LB(521b)는 제1 부분(56a), 형상-순응 계면(534), 및 CP(532)를 통해 LFC(522)를 향해 다시 이동한다. (제1) 출현 LB(525b)는 CP 제2 표면(538b)을 통해 외부 CP(532)로 굴절되는 반사 LB(521b)의 (제1) 부분을 나타낸다(CP 제2 표면(538) 상에 정확하게 수직으로 입사하지 않는 한, 이 경우 제1 부분은 그 전파 방향을 유지할 것이다; 반사 LB(521b)의 제2 부분, CP(532) 내부의 CP 제2 표면(538b)에 의해 정반사되고, 도시되지 않는다). 출현 LB(525b)는 제2 복귀 LB(533b)에 의해 표시된 바와 같이, 광 폴딩각(χ")으로 LFC(522)에 의해 폴딩된다. 제2 복귀 LB(533b)는 센서(514)에 의해 감지된다.
제2 복귀 LB(533b)와 제1 복귀 LB(533a) 사이의 각도(δ1) - 또한 "제1 각도 편차"로 지칭됨 - 는 편차들(Δχ', Δχ'', Δχ''') 및 제1 부분(56a)의 굴절률(n')(CP(532) 및 형상-순응 계면(534)의 굴절률과 동일하거나 또는 그에 가까움)에 의존한다. 도 5c는 일부 실시예들에 따라 센서(514)의 감광성 표면(548) 상에 개별적으로 제1 복귀 LB(533a) 및 제2 복귀 LB(533b)에 의해 형성된 제1 스팟(547a) 및 제2 스팟(547b)을 개략적으로 도시한다. w1 및 w2는 개별적으로 제1 스팟(547a) 및 제2 스팟(547b)의 수평 좌표들(즉, x-축을 따라 측정됨)이다. 각도 δ1은 차이 Δw = w2 - w1로부터 직접 추론될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 도 5a와 비교하여, 샘플(50)은 플립되어, 제1 표면(52a) 및 제3 표면(52c)은 (LGA(502)에 대한 내부 패싯(54)의 공칭 배향을 유지하면서) 반전되고, CP(532)는 플립되어서, CP 제1 표면(538a) 및 CP 제4 표면(538d)은 (샘플(50)에 대한 CP 제2 표면(538b)의 공칭 배향을 유지하면서) 반전된다.
동작 시, 제3 입사 LB(505a')는 수직으로 샘플(50)로 지향되고, 제4 입사 LB(505b')는 LFC(522)로 지향된다. 제3 입사 LB(505a')(또는 그의 적어도 일부)는 제3 복귀 LB(533a')에 의해 표시된 바와 같이 제3 표면(52c)으로부터 반사된다. 제3 복귀 LB(533a')는 센서(514)에 의해 감지된다.
제4 입사 LB(505b')는 LFC(522)에 충돌하여, 제2 폴딩 LB(513b')를 초래하고, 이는 결국 CP 제2 표면(538b)에 충돌하여, 제2 투과 LB(517b')를 초래하며, 이는 CP(532)를 가로질러, 형상-순응 계면(534)을 가로질러, 그리고 샘플(50)의 제1 부분(56a) 내로 전파된다. 제2 투과 LB(517b')는 제2 입사각(η2)으로 내부 패싯(54) 상에 충돌한다. 제2 입사각(η2)은 편차들 Δψ' = 90° - ψ'(즉, 제3 표면(52c)에 대한 내부 패싯(54)의 경사에서의 90°로부터의 편차), Δχ" = 90° - χ", 및 Δχ''' = 90° - χ''')(CP 제1 표면(538a) 및 CP 제 4 표면(538d)의 평행도에서의 불확실도가 실제 경사각(χ')의 요구된 측정 정밀도보다 더 작다고 암시적으로 가정함) 각각에 의존한다. 내부 패싯(54)에 대한 법선은 (직선) 점선(C2)에 의해 도 5b에 표시된다.
제2 투과 LB(517b')는 제2 반사 LB(521b')에 의해 표시된 바와 같이, 내부 패싯(54)으로부터(즉, 제2 입사각(η2)을 뺀 것과 동일한 복귀각(ζ2)으로) 정반사된다. 제2 반사 LB(521b')는 제1 부분(56a), 형상-순응 계면(534), 및 CP(532)를 통해 LFC(522)를 향해 다시 이동한다. 제2 출현 LB(525b')는 CP 제2 표면(538b)을 통해 CP(532)를 빠져나가는 제2 반사 LB(521b')의 일부(CP 제2 표면(538b)에 의해 내부적으로 반사된, 제2 반사 LB(521b')의 부분은 도시되지 않음)를 나타낸다. 제2 출현 LB(525b')는 제4 복귀 LB(533b')에 의해 표시된 바와 같이, 광 폴딩각(χ'')으로 LFC(522)에 의해 폴딩된다. 제4 복귀 LB(533b')는 센서(514)에 의해 감지된다.
제4 복귀 LB(533b')와 제3 복귀 LB(533a') 사이의 각도(δ2) - 또한 "제2 각도 편차"로 지칭됨 - 는 편차들(Δχ', Δχ'', Δ''') 및 굴절률(n')에 의존한다. 보다 구체적으로, 각도(δ2)는, 각각, 편차들(Δχ', Δχ'', Δχ''')에 대한 각도(δ1)에 의해 나타내어지는 바와 같이, Δχ' = 180° - Δχ', Δχ'' 및 Δψ''' = 180° - Δ''' 및 굴절률(n')에 대한 동일한 의존성을 나타낸다. 도 5d는 일부 실시예들에 따른, 감광성 표면(548) 상에서 개별적으로 제3 복귀 LB(533a') 및 제4 복귀 LB(533b')에 의해 형성된 제3 스팟(547a) 및 제4 스팟(547b)을 개략적으로 도시한다. w1' 및 w2'는 개별적으로 제3 스팟(547a') 및 제4 스팟(547b')의 수평 좌표들이다. 각도(δ2)는 차이(Δw' = w2' - w1')로부터 직접 추론될 수 있다.
도 5c 및 5d에서 Δw 및 Δw'는 둘 모두 음인 것으로 도시되어 있지만(따라서 δ1 및 δ2가 둘 모두 음임), 일반적으로 Δw 및 Δw'는 (δ1 및 δ2가 반대 부호를 갖도록) 반대 부호를 가질 수 있거나, 둘 모두 양(positive)일 수 있다(따라서 δ1 및 δ2이 둘 모두 양임).
측정된 각도들(δ1 및 δ2)의 각각은 편차 각도(Δχ')의 개별 추정치를 제공하는데 사용될 수 있다. 시스템(500)에서 어떠한 결함도 없다면, η2는 -η1과 같을 것이고, δ1은 -δ2와 같을 것이다. 그러나, 실제로, 2개의 추정치는 90°로부터 벗어나는 실제 광 폴딩각 및 90°로부터 벗어나는 CP 제2 표면(538b)의 실제 경사각으로 인해 일반적으로 상이할 것이다. δ1 및 δ2가 동일한(LFC가 피치의 변동에 둔감한 경우), 또는 실질적으로 동일한 편차 Δχ"(즉, δ1 및 δ2 모두는 χ"가 증가함에 따라 증가하고 χ"가 감소함에 따라 감소한다)에 의존하기 때문에, (실제) 광 폴딩각의 90°로부터의 편차는 편차 각도 Δχ'의 2개의 추정들에 걸쳐 평균함으로써 상쇄되거나 실질적으로 상쇄될 수 있다. 내부 패싯(54)의 실제 경사의 평균화된 추정치를 <χ'>로 나타내고, 90°로부터의 실제 경사각의 편차의 평균화된 추정치 <Δχ'>로 나타내면(즉, <χ'> = 90° - <Δχ'>), <χ'>는 
과 동일하게 도시될 수 있다. 보다 일반적으로는, <χ'>는 
와 
사이, 
와 
사이, 또는 심지어 
와 
사이 일 수 있다. 각각의 가능성은 별개의 실시예들에 해당한다. 특히, ICA(504)가 자동 시준기이거나 자동 시준기를 포함하는 실시예에서, <χ'>는 
와 동일하거나 대략 동일하게 도시될 수 있고, 여기서 f0는 자동 시준기의 시준 렌즈의 초점 거리이다.
도면들 5a 및 5b에 도시되지 않은 일부 대안적인 실시예들에 따르면, 광원(512) 및 광학 장비(518)는 시스템(100)의 설명에서 본질적으로 전술한 바와 같이, 확장된(시준된) 레이저 빔 또는 한 쌍의 평행하고 이격된(시준된) 레이저 빔들을 생성하도록 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, ICA(504)는 시스템(100)의 설명에서 전술한 바와 같이 간섭계 셋업이거나 이를 포함할 수 있다.
각각의 도 1a, 1b, 2, 3, 5a, 및 5b에서 샘플들은 단일 내부 패싯(예를 들어, 샘플(10) 내의 내부 패싯(14) 및 샘플(50) 내의 내부 패싯(54))을 포함하는 것으로 도시되어 있으며, 개시된 시스템들은 공칭상 평행한 복수의 내부 패싯들에 관한 정보를 획득하기 위해 또한 이용될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 정보는 집합적 정보일 수 있으며, 후술하는 바와 같이, 내부 패싯들의 실제 경사각의 평균(average)(중간(mean)), 또는 실제 경사각들의 가중 평균을 특정할 수 있다.
도 6a를 참조하면, 도 6a는 일부 실시예들에 따른 이러한 샘플, 샘플(60)을 도시한다. 설명을 용이하게 하기 위해, 보다 구체적으로 설명함으로써, 샘플(60)은 2개의 공칭상 평행한 내부 패싯을 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 당업자는 도 6a 및 6b의 교시를 공칭상 평행한 3개 이상의 내부 패싯을 포함하는 샘플에 적용하는 것이 간단하다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 샘플(60)은 외부의 편평한 제1 표면(62a), 외부의 제2 표면(62b), 제1 내부 패싯(64a) 및 제2 내부 패싯(64b)을 포함한다. 제2 표면(62b)은 제1 표면(62a)에 대해 일정 각도로 설정된다(그리고 편평하거나 편평하지 않을 수 있다). 제1 내부 패싯(64a)은 편평하고, 제1 표면(62a)에 대해 공칭 경사각(도시되지 않음)으로 공칭상 경사진다. 제2 내부 패싯(64b)은 편평하고 공칭상 제1 내부 패싯(64a)에 평행하다. 제1 내부 패싯(64a)은 제2 표면(62b)과 제2 내부 패싯(64b) 사이에 위치된다. 샘플(60)의 제1 부분(66a)은 제2 표면(62b) 및 제1 내부 패싯(64a)에 의해 부분적으로 경계지어진다. 샘플(60)의 제2 부분(66b)은 제1 내부 패싯(64a) 및 제2 내부 패싯(64b)에 의해 부분적으로 경계지어진다. 제2 내부 패싯(64b)은 샘플(60)의 제2 부분(66b)과 제3 부분(66c) 사이에서 연장된다. 제1 부분(66a) 및 제2 부분(66b)은 동일한 굴절률(또는 가까운 굴절률)을 갖는다. 제1 내부 패싯(64a)은 제1 부분(66a) 및 제2 부분(66b)의 굴절률과는 상이한 굴절률을 특징으로 하는 재료(들)의 얇은 층을 구성한다.
제1 표면(62a)에 대한 제1 내부 패싯(64a) 및 제2 내부 패싯(64b)의 실제 경사각에 관한 정보는 본질적으로 대응하는 설명에서 전술한 바와 같이 그리고 아래에 명시된 바와 같은 추가/조정으로 시스템(100, 200 또는 300) 중 어느 하나를 이용하여 획득될 수 있다. 공칭 경사각이 90°이고 샘플(60)이 제1 표면(62a)에 평행한 외부 편평한 제3 표면(62c)을 포함하는 실시예에서, 실제 경사각에 관한 정보는 본질적으로 대응하는 설명에서 전술한 바와 같이 그리고 후술되는 바와 같은 추가/조정으로 시스템(500)을 이용하여 획득될 수 있다.
설명을 용이하게 하고 설명을 더 구체적으로 하기 위해, 시스템(100)의 특정 실시예들에 해당하는 시스템(도 6a에 도시되지 않음)이 샘플(60)을 검사하기 위해 이용되는 것으로 가정된다. 수직으로 제1 표면(62a) 상에 투사되는 제1 입사 LB(605a)(그의 단일 광선만이 도시됨)가 표시된다. 제1 복귀 LB(633a)는 제1 표면(62a)의 제1 입사 LB(605a)의 반사로부터 획득된다. 또한 투과 LB(617b)(단지 단일 광선만이 도시됨)가 표시되며, 이는 공칭 경사각으로 제2 입사 LB를 (검사를 수행하기 위해 이용되는 시스템(도시되지 않음)의 LFC를 사용하여) 공칭 폴딩함으로써 획득될 수 있고, 그런 다음, 폴딩 LB가 공칭상 내부 패싯들(64)에 평행한 CP의 외부의 편평한 표면 상에 공칭상 수직으로 입사하도록 배향된 시스템의 CP 내로 투과된다. 투과 LB(617b)는 CP와 샘플(60) 사이에 위치된 형상-순응 계면으로 CP를 빠져나간다. CP 및 형상-순응 계면의 각각은 샘플(60)의 제1 부분(66a) 및 제2 부분(66b)의 굴절률과 동일하거나 적어도 이와 가까운 굴절률을 특징으로 한다.
투과 LB(617b)는 제2 표면(62b)을 통해 샘플(60)로 유입된다. 투과 LB(617b)는 공칭상 수직으로 제1 내부 패싯(64a) 상에 충돌한다. 반사 LB(621b)는 제1 내부 패싯(64a)으로부터 정반사되는 투과 LB(617b)의 부분에 대응한다. (제1) 투과된 부분(637b)은 제2 부분(66b)으로 투과된 투과 LB(617b)의 부분에 대응한다. 투과된 부분(637b)은 공칭상 제2 내부 패싯(64b) 상에 수직으로 충돌한다. 반사 부분(641b)은 제2 패싯(64b)으로부터 정반사되는 투과 부분(637b)의 부분에 대응한다. 제2 투과 부분(645b)은 제1 내부 패싯(64a)을 통해 제1 부분(66a)으로 다시 투과되는 반사 부분(641b)의 일부를 나타낸다.
도 6b는 일부 실시예들에 따른, 샘플(60)을 검사하기 위해 채용된 시스템의 센서(614)의 감광성 표면(648) 상의 제1 스팟(647a) 및 한 쌍의 스팟들(647b) - 제2 스팟(647b1) 및 제3 스팟(647b2)을 포함함 - 을 개략적으로 도시한다. 제1 스팟(647a)은 제1 복귀 LB(633a)에 의해 형성된다. 제2 스팟(647b1) 및 제3 스팟(647b2)은 반사 LB(621b) 및 제2 투과 부분(645b)에 의해 유도되는 복귀 LB에 의해(즉, 개별적으로 제1 내부 패싯(64a) 및 제2 내부 패싯(64b)으로부터의 반사에 의해) 형성된다. 차단 엘리먼트들 및 차단/필터링 기술들을 이용하여, 제1 복귀 LB(633a)는 반사 LB(621b) 및 제2 투과 부분(645b)에 의해 유도된 복귀 LB들(미도시)과 구별될 수 있다. 제2 스팟(647b1)(및 제3 스팟(647b2))이 반사 LB(621b) 및 제2 투과 부분(645b)에 의해 유도된, 2개의 복귀 LB들 중 하나에 기인할 수 없다면, 제1 내부 패싯(64a) 및 제2 내부 패싯(64b)에 관한 집합적 정보(예를 들어, 평균 실제 경사)만이 제2 스팟(647b1) 및 제3 스팟(647b2)의 위치들로부터(제1 복귀 LB(633a)에 대해, 반사 LB(621b) 및 제2 투과 부분(645b)와 연관된 복귀 LB들의 편차 각도들의 평균으로부터) 추출될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 반사 LB(621b)와 연관된 복귀 LB의 강도는, 제2 투과된 부분(645b)과 연관된 복귀 LB의 강도보다 상당히 클 수 있다. 따라서, 제1 스팟(647b1)은 그 밝기가 제2 스팟(647b2)의 밝기보다 각각 더 큰지 또는 더 작은지에 따라 반사 LB(621b) 또는 제2 투과 부분(645b)에 기인할 수 있다(제2 스팟(647b2)에 대해 역으로 적용됨).
일부 실시예에 따르면, 제1 내부 패싯(64a)은 제1 스펙트럼에서 광을 반사하도록 구성되고, 제2 내부 패싯(64b)은 제2 스펙트럼에서 광을 반사하도록 구성된다. 제2 스펙트럼은 제1 내부 패싯(64a)의 반사에 의해 유도된 복귀 LB와 제2 내부 패싯(64b)의 반사에 의해 유도된 복귀 LB 사이를 구별하는 것을 허용하도록 제1 스펙트럼과 충분히 상이하다. 구별은 도 1a 및 2의 설명에서 전술한 바와 같이, 제1 및 제2 스펙트럼 중 어느 하나에서 광을 선택적으로 필터링하도록 구성되는 스펙트럼 필터를 이용하여 수행될 수 있다. 제1 복귀 LB(633a)와 내부 패싯들(64)의 반사에 의해 유도된 복귀 LB들 사이의 구별이 유사하게 수행될 수 있다.
샘플(60)이 제1 표면(62a)에 대향하는 제3 표면(62c)을 포함하는 일부 실시예들에 따르면, 제1 표면(62a) 및 제3 표면(62c)이 반전되고 측정을 수행하는데 사용되는 LGA에 대한 제2 표면(62b)의 배향이 유지되도록 샘플(60)을 플립하고, 본질적으로 시스템(500)의 설명에서 상기에서 교시되고 그리고 도 8a 및 8b의 방법의 설명에서 후술되는 측정을 반복함으로써 내부 패싯들(64)의 실제 경사각들과 관련된 추가적인 집합적 또는 개별 정보가 획득될 수 있다.
방법
일부 실시예들의 양태에 따르면, 샘플들의 내부 패싯들의 계측을 위한 광학 기반 방법이 제공된다. 방법은 샘플의 외부의 편평한 표면에 대한 샘플의 하나 이상의 내부 패싯의 배향을 검증하기 위해 채용될 수 있다. 도 7은 일부 실시예들에 따른 이러한 방법, 광학 기반 방법(700)의 흐름도를 나타낸다. 방법(700)은 다음을 포함할 수 있다:
- 옵션 스테이지(705)에서, 방법을 구현하는 데 사용되는 시스템(예를 들어, 시스템(100))이 캘리브레이션된다.
- 스테이지(710), 테스트될 샘플(예를 들어, 샘플(10))이 제공된다. 샘플은 외부의 편평한 제1 표면(편평한 제1 외부 표면; 예를 들어, 제1 표면(12a)) 및 제1 표면에 대해 공칭 경사각(예를 들어, 공칭 경사각(α))으로 공칭상 경사진 내부 패싯(예를 들어, 내부 패싯(14))을 포함한다.
- 스테이지(720), 한 쌍의 평행 광 빔(LB)이 (예를 들어, 광원(112) 및 광학 장비(118)에 의해 또는 자동 시준기(250)에 의해) 생성된다: 제1 입사 LB(예를 들어, 제1 입사 LB(105a))가 수직으로 샘플의 제1 표면 상에 투사된다. 제2 입사 LB(예를 들어, 제2 입사 LB(105b))는 제1 입사 LB와 평행하게 도광 배열(LGA; 예를 들어, LGA(102)) 상에 투사된다.
- 스테이지(730), 샘플의 제1 표면으로부터의 제1 입사 LB의 반사로부터 제1 복귀 LB(예를 들어, 제1 복귀 LB(133a))가 획득된다.
- 스테이지(740), 제2 복귀 LB(예를 들어, 제2 복귀 LB(133b))는 샘플 내로 또는 샘플 상으로 제2 입사 LB의 LGA에 의한 재지향, 내부 패싯 상에 공칭상 법선으로 충돌한 후 내부 패싯으로부터의 반사, 및 LGA에 의한 역 재지향에 의해 획득된다.
- 스테이지(750), 제1 복귀 LB에 대한 제2 복귀 LB의 각도 편차는 제1 복귀 LB 및 제2 복귀 LB를 감지함으로써(예를 들어, 센서(114) 또는 자동 시준기(250)에 의해) 측정된다.
- 스테이지(760), 제1 표면에 대한 내부 패싯의 실제 경사각(예를 들어, 실제 경사각(α'))은 적어도 측정된 각도 편차에 기초하여 추론된다.
본 명세서에서 사용되는, 용어 "획득(obtaining)"은 능동 및 수동 의미에서 모두 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 스테이지 (730)에서, 제1 복귀 LB는 스테이지 (730)에서 구현된 임의의 동작으로 인한 것이 아니라 스테이지 (720)에서의 제1 입사 LB의 생성으로 인해 획득될 수 있다. 일반적으로, 스테이지는 사용자에 의해 또는 방법을 구현하는 데 사용되는 시스템에 의해 수행되는 활성 동작, 및/또는 하나 이상의 이전 스테이지에서 수행되는 하나 이상의 동작의 결과 또는 효과를 설명할 수 있다.
방법(700)은 그 개별 설명들에서 전술된 바와 같이, 광학 기반 시스템들(100, 200, 및 300) 중 임의의 하나와 같은 광학 기반 시스템 또는 그와 유사한 광학 기반 시스템들을 이용하여 구현될 수 있다. 특히, 일부 실시예들에 따르면, 방법(700)은, 시스템(100)의 다양한 실시예들의 설명에서 상세히 설명된 바와 같이, 레이저 빔들 사이의 거리의 측정에 기초하여, 자동 시준기 기반일 수 있거나, 또는 간섭계에 의한 측정(interferometry)에 기초할 수 있다. 스테이지(730)에서, 제2 입사 LB는 LFC(122), LFC(222), 및 프리즘(322) 중 어느 하나, 또는 유사한 기능 LFC를 이용하여 공칭 경사각으로 공칭상 폴딩될 수 있다. 유사하게, 제2 복귀 LB는 LFC(122), LFC(222) 및 프리즘(322) 중 어느 하나, 또는 유사 기능 LFC를 이용하여 획득될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 내부 패싯은 굴절률이 상이한 샘플의 제1 부분(예를 들어, 제1 부분(16a))과 제2 부분(예를 들어, 제2 부분(16b)) 사이의 편평한 경계를 구분할 수 있다. 대안적으로, 일부 실시예에 따르면, 내부 패싯은 샘플의 제1 부분과 제2 부분 사이에 얇고 편평한 층을 구성할 수 있으며, 이는 (굴절률이 동일할 수 있거나 동일하지 않을 수 있는) 제1 부분 및 제2 부분 각각과 상이한 굴절률을 갖는다. 제1 부분은 내부 패싯과 샘플의 외부의 편평한 제2 표면(예를 들어, 제2 표면(12b)) 사이에서 연장될 수 있다. 스테이지(740)에서, 샘플 내로 투과된 제2 입사 LB의 일부를 구성하는 투과 LB(예를 들어, 투과 LB(117b))가 제2 표면을 통해 입사될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 스테이지(720)에서, LB(201)와 같은 시준된 광 빔이 생성될 수 있고, 그 중 제1 서브 빔 및 제2 서브 빔은 개별적으로 제1 입사 LB 및 제2 입사 LB를 구성한다. 일부 실시예들에 따르면, 제1 입사 LB 및 제2 입사 LB는 서로 인접할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 제1 입사 LB 및 제2 입사 LB는 시준된 광 빔의 상보적 부분들을 형성할 수 있다. 대안적으로, 일부 실시예들에 따르면, 제1 입사 LB 및 제2 입사 LB는 이격되어, 그 사이에 위치되었을 시준된 광 빔의 일부가 제거(예를 들어, 광 흡수 필터 또는 불투명 플레이트를 사용하여 차단)되었을 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 시준된 광 빔은 자동 시준기(250)와 같은 자동 시준기를 사용하여 생성될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, LFC는 광 폴딩각이 LFC가 설정되는 피치 각도에 독립되도록 구성될 수 있다(제2 입사 LB가 피치 각도와 무관하게 공칭 경사각(α)으로 공칭 폴딩되도록). 일부 이러한 실시예들에 따르면, LFC는 펜타프리즘 또는 유사 기능 프리즘, 또는 서로에 대해 소정 각도로 설정된 한 쌍의 평면 미러들, 또는 시스템들(100 및 300)의 설명에서 시스템 서브 섹션에서 전술된 유사 기능 미러 배열일 수 있다.
일부 실시예에 따르면, LGA는 LFC에 더하여, 커플링 인프라스트럭처(124)와 같은 커플링 인프라스트럭처를 포함할 수 있다. 커플링 인프라스트럭처는 공칭 경사각에서 LFC에 의해 공칭 폴딩된 광(예를 들어, 폴딩 LB(113b))을 샘플 내로 또는 샘플 상으로 가이드하도록 구성되어, 투과된 광(예를 들어, 투과 LB(117b))이 공칭상 법선으로 내부 패싯 상에 충돌한다.
일부 실시예들에 따르면, 커플링 인프라스트럭처는 CP(132)와 같은 커플링 프리즘(CP), 및 형상-순응 계면(134)와 같은 형상-순응 계면을 포함할 수 있다. CP 및 형상-순응 계면의 각각은 샘플의 제1 부분 및 샘플의 제2 부분이 동일한 굴절률을 갖지 않는 실시예들에서 샘플 또는 샘플의 적어도 제1 부분의 굴절률과 동일하거나 그와 유사한 굴절률들에 의해 특징지어질 수 있다. CP는 CP 제1 표면(138a), CP 제2 표면(138b), 및 CP 제3 표면(138c)과 같이 개별적으로, 외부의 편평한 제1 표면("CP 제1 표면"이라고 지칭됨), 외부의 편평한 제2 표면("CP 제2 표면"이라고 지칭됨), 및 외부 제3 표면("CP 제3 표면"이라고 지칭됨)을 포함한다. 특히, CP 제2 표면은 CP 제1 표면에 대해 공칭 경사각 α로 공칭상 경사진다.
형상-순응 계면은 굴절률과 동일하거나 거의 동일한 굴절률을 갖는 재료의 연속체를 정의하기 위해, CP와 샘플의 제1 부분 사이에, 각각에 인접하여 배치된다. 보다 구체적으로, 형상-순응 계면은 CP 제3 표면과 샘플의 제2 표면 사이에 배치되고, CP 및 샘플은 상호 정렬되어, CP 제2 표면과 샘플의 내부 패싯이 공칭상 평행하다.
동일한 굴절률들 또는 가까운 굴절률들을 갖는 재료들의 연속체의 형성은, 스테이지(740)에서 (i) CP로 투과되는 광 빔(예를 들어, 투과 LB(117b))의 전파 방향이 CP로부터 형상-순응 계면으로의 교차시, 그리고 그 다음, 형상-순응 계면으로부터 샘플의 제1 부분으로의 교차시에서 유지되는 것을 보장하고, 그리고 (ii) 내부 패싯으로부터 반사되는 광 빔(예를 들어, 반사 LB(121b))의 전파 방향이 샘플의 제1 부분으로부터 형상-순응 계면으로의 교차시, 그리고 그 다음, 형상-순응 계면으로부터 CP로의 교차시 유지되는 것을 보장하는 것을 돕는다. 유리하게는, 이는 CP 제2 표면 상에 법선으로 입사하는 광 빔(예를 들어, 폴딩 LB(113b))의 투과된 부분(예를 들어, 투과 LB(117b))이 공칭상 법선으로 샘플의 내부 패싯 상에 충돌할 것을 보장하는 것을 돕는다.
따라서, CP 및 형상-순응 계면 둘 모두를 포함하는 실시예들에서, LFC에 의한 제2 입사 LB의 폴딩에 의해 획득된 폴딩 LB(예를 들어, 폴딩 LB(113b))는 공칭상 법선으로 CP 제2 표면 상에 충돌하고 CP 내로 (적어도 부분적으로) 투과된다. 투과 LB (예를 들어, 투과 LB (117b))는 CP를 가로질러, 형상-순응 계면을 가로질러, 그리고 샘플의 제1 부분을 가로질러 연속적으로 이동한다. 투과 LB는 공칭상 법선으로 내부 패싯 상에 충돌하고 내부 패싯으로부터 (적어도 부분적으로) 반사된다. 반사 LB(예를 들어, 반사 LB(121b))는 제1 부분, 형상-순응 계면, 및 CP를 가로질러 거꾸로 이동한다. 반사 LB의 적어도 일부(예를 들어, 출현 LB(125b))는 CP로부터 LFC의 방향에서 출현된다. LFC는 공칭 경사각으로 출현 LB를 공칭 폴딩함으로써, 제2 복귀 LB를 획득한다.
일부 실시예들에 따르면, 스테이지(705)에서, 추가 입사 LB(예를 들어, 추가 입사 LB(205s))가 CP 제1 표면에 공칭상 법선으로 투사될 수 있다. 추가의 입사 LB는, 예를 들어, CP 제1 표면의 추가의 입사 LB의 반사로부터 획득된 추가의 복귀 LB(예를 들어, 추가의 복귀 LB(233s))와 제1 복귀 LB 사이의 각도 편차를 측정함으로써, CP 제1 표면과 샘플의 제1 표면이 정렬된 것을 검증하는데 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 스테이지(705)에서, "금 표준(gold standard)"(GS) 샘플들은 방법(700)을 구현하는 데 사용되는 시스템의 캘리브레이션의 일부로서 이용될 수 있다. 보다 구체적으로, 테스트될 샘플이 주어지면, 대응하는 GS 샘플(즉, 높은 정밀도로 필요한 기하학적 구조를 나타내고 테스트될 샘플과 동일한 굴절률을 갖는 것으로 알려진 샘플)이 시스템을 캘리브레이션하는 데 사용될 수 있다. GS 샘플은 배향 인프라스트럭처(예를 들어, 배향 인프라스트럭처(140), 배향 인프라스트럭처(240)) 및 LGA를 캘리브레이션하기 위해 이용될 수 있어서, (i) 제1 입사물은 GS 샘플의 (제1 표면(12a)에 유사)에 법선으로 충돌할 것이고, (ii) 투과 LB는 (즉, GS 샘플 및 LGA에 의해 제공되는 정밀도에 대해) GS 샘플의 내부 패싯(내부 패싯(14)에 유사)에 수직으로 충돌할 것이다.
일부 실시예들에 따르면, 샘플이 장착될 수 있는 (제1) 배향가능 스테이지(예를 들어, 스테이지(142))는 LGA, 전체로서 또는 단일 컴포넌트(예를 들어, CP)에 대해, 및 ICA 각각에 대해 GS 샘플을 배향시키는 데 사용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제2 배향가능한 스테이지(예를 들어, 제2 스테이지(144))는 GS 샘플 및 LFC에 대해 CP를 배향시키는데 사용될 수 있다. ICA의 일부(시스템이 자동 시준기를 포함하는 실시예들에서), 또는 시스템에 포함되지 않는 자동 시준기는 투과 LB의 수직성을 검증하기 위해 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 캘리브레이션 또는 추가적인 캘리브레이션은, 일단 테스트될 샘플이 제공되고 예를 들어 배향가능한 스테이지 상에 배치되면, 스테이지(710) 이후에 수행될 수 있다. 추가적인 캘리브레이션은, 예를 들어, 제1 입사 LB가 테스트될 샘플의 제1 표면 상에 수직으로 충돌하도록, 테스트될 샘플이 장착되는 배향가능 스테이지를 배향 또는 재배향시키는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 스테이지(750)에서, 자동 시준기(예를 들어, 자동 시준기(250), 및 보다 일반적으로, 입사 LB들을 준비하는데 자동 시준기가 사용되는 실시예들에서, 동일한 자동 시준기)는 제1 및 제2 복귀 LB들(예를 들어, 자동 시준기의 센서의 감광 표면 상의 타격 위치들)을 감지하기 위해 채용될 수 있고, 이에 의해 각도 편차가 측정할될수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 셔터들 및/또는 스펙트럼 필터들과 같은 차단 엘리먼트들은, 본질적으로 시스템들(100 및 200)의 설명에서 전술한 바와 같이, 복귀 LB들 각각을 선택적으로 차단(또는 적어도 부분적으로 차단)하기 위해 채용될 수 있다. 스팟을 형성한 복귀 LB에 대한 (복귀 LB들을 감지하는데 이용되는 광 또는 이미지 센서(예를 들어, 센서(114))의 감광 표면 상의) 스팟들의 쌍 각각의 기인을 가능하게 하는 것을 넘어, 하나의 복귀 LB의 차단은 다른 복귀 LB를 감지하면서 미광(stray light)과 연관된 신호를 감쇠시킴으로써 측정 정밀도를 증가시키는 역할을 할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 특히, 시준기(250)와 같은 시준기를 채용하여 스테이지들 (710, 720, 및 730)이 구현되는 실시예들에 따라, 스테이지 (740)에서, 제1 복귀 LB에 대한 제2 복귀 LB의 각도 편차 
는 
을 통해 계산될 수도 있다. 
및 
개별적으로 제1 복귀 LB 및 제2 복귀 LB에 의해 자동 시준기의 감광성 표면 (예를 들어, 감광성 표면 (248)) 상에 형성된 제1 스팟 (예를 들어, 제1 스팟 (247a)) 및 제2 스팟 (예를 들어, 제2 스팟 (247b))의 수평 좌표들이다. 
는 자동 시준기의 시준 렌즈의 초점 거리(focal length)이다.
스테이지(750)에서, 실제 경사각 
은 기하학적 광학 법칙, 특히 스넬의 법칙을 사용하여 (그리고 LFC의 실제 광 폴딩각, CP 제1 표면에 대한 CP 제2 표면의 실제 경사각, 및 샘플의 제1 부분의 굴절률의 값을 고려하여) 계산될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 샘플(예를 들어, 샘플(60))은 제1 표면에 공칭상 수직인 복수의 내부 패싯들(예를 들어, 내부 패싯들(64))을 포함하고, 내부 패싯들을 제외하고, 샘플은 균일한 굴절률에 가깝거나 균일한 굴절률에 의해 추가로 특징지어지고, 스테이지(740)에서, 본질적으로 도 6a 및 6b의 설명에서 설명된 바와 같이, 샘플 내로 또는 샘플 상으로 제2 입사 LB의 LGA에 의한 재지향, 내부 패싯들 각각의 반사, 및 LGA에 의한 역 재지향에 의해 복수의 복귀 LB들이 획득된다. 스테이지(750)에서, 제1 복귀 LB 및 복수의 복귀 LB들 각각을 감지함으로써, 제1 복귀 LB에 대한 복수의 복귀 LB들 각각의 복수의 각도 편차들이 측정된다. 일부 이러한 실시예들에 따르면, 스테이지(760)에서, 제1 표면에 대한 복수의 내부 패싯들 각각의 실제 경사각들은 적어도 복수의 측정된 각도 편차들에 기초하여 추론될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 센서(예를 들어, 센서(614))의 감광성 표면 상의 복수의 복귀 LB들에 의해 형성된 스팟들 각각은 스팟들의 상대적 밝기에 기초하여 복수의 복귀 LB들 중 각각의 것에 기인할 수 있고, 및/또는 - 내부 패싯들 각각이 각각의 별개의 스펙트럼에서 광을 반사하도록 구성된 실시예들에서 - 스펙트럼 필터들을 이용할 수 있다. 추가적으로, 또는 대안적으로, 일부 실시예들에 따르면, (평균 실제 경사각과 같은) 실제 경사각들에 관한 집합적 정보는 적어도 복수의 측정된 각도 편차들에 기초하여 추론된다.
도 8a 및 8b는 일부 실시예들에 따른, 샘플들의 내부 패싯들의 계측을 위한 광학 기반 방법(800)의 흐름도를 제시한다. 방법(800)은 방법(700)의 특정 실시예들에 해당하고, 서로 평행한 샘플의 적어도 2개의 외부의 편평한 표면에 대한 샘플의 하나 이상의 내부 패싯의 수직성을 검증하기 위해 채용될 수 있다. 방법(800)은 다음을 포함할 수 있다:
- 스테이지(805)에서, 테스트될 샘플(예를 들어, 샘플(50))이 제공된다. 샘플은 외부의 편평한 제1 표면(즉, 편평한 제1 외부 표면; 예를 들어, 제1 표면(52a)), 외부의 제2 표면(즉, 편평하거나 편평하지 않을 수 있는 제2 외부 표면; 예를 들어, 제2 표면(52b)), 제1 표면에 평행한 외부의 편평한 제3 표면(즉, 편평한 제3 외부 표면; 예를 들어, 제3 표면(52c)), 및 제1 표면에 대해 공칭상 90°로 경사진 내부 패싯을 포함한다.
- 스테이지(810)에서, 제1 쌍의 평행 LB가 (예를 들어, 광원(512) 및 옵션으로 광학 장비(518)에 의해) 생성된다: 제1 입사 LB(예를 들어, 제1 입사 LB(505a))가 수직으로 샘플의 제1 표면 상에 투사된다. 제2 입사 LB(예를 들어, 제2 입사 LB(505b))가 (제1 입사 LB와 평행하게) LGA 상에 투사된다.
- 스테이지(815)에서, 제1 입사 LB의 제1 표면으로부터의 반사로부터 제1 복귀 LB(예를 들어, 제1 복귀 LB(533a))가 획득된다.
- 스테이지(820)에서, 제2 복귀 LB(예를 들어, 제2 복귀 LB(533b))는 샘플 내로 또는 샘플 상으로 제2 입사 LB의 LGA에 의한 재지향, 내부 패싯 상에 공칭상 법선으로 충돌한 후의 내부 패싯으로부터의 반사, 및 LGA에 의한 역 재지향에 의해 획득된다.
- 스테이지(825)에서, 제1 복귀 LB에 대한 제2 복귀 LB의 (제1) 각도 편차는 제1 복귀 LB 및 제2 복귀 LB를 감지함으로써(예를 들어, 센서(514)에 의해) 측정된다.
- 스테이지(830)로서, (LGA에 대한 내부 패싯의 공칭 배향을 유지하면서) 제1 및 제3 표면을 반전시키기 위해, 샘플이 플립된다.
- 스테이지(835)에서, 제2 쌍의 평행 LB가 (예를 들어, 광원(512) 및 옵션으로 광학 장비(518)에 의해) 생성된다: 제3 입사 LB(예를 들어, 제3 입사 LB(505a'))가 수직으로 샘플의 제3 표면 상에 투사된다. 제4 입사 LB(예를 들어, 제4 입사 LB(505b'))가 (제3 입사 LB와 평행하게) LGA 상에 투사된다.
- 스테이지(840)에서, 제3 입사 LB의 제3 표면으로부터의 반사로부터 제3 복귀 LB(예컨대, 제3 복귀 LB(533a'))가 획득된다.
- 스테이지(845)에서, 제4 복귀 LB(예를 들어, 제4 복귀 LB(533b'))는 샘플 내로 또는 샘플 상으로 제4 입사 LB의 LGA에 의한 재지향, 내부 패싯 상에 공칭상 법선으로 충돌한 후의 내부 패싯으로부터의 반사, 및 LGA에 의한 역 재지향에 의해 획득된다.
- 스테이지(850)에서, 제3 복귀 LB에 대한 제4 복귀 LB의 (제2) 각도 편차는 (예를 들어, 센서(514)에 의해) 제3 복귀 LB 및 제4 복귀 LB를 감지함으로써 측정된다.
- 스테이지(855)에서, 제1 표면에 대한 내부 패싯의 실제 경사각은 측정된 각도 편차에 기초하여 추론된다.
방법(800)은 도 5a-5d의 설명에서 전술한 바와 같이, 광학 기반 시스템(500) 또는 이와 유사한 광학 기반 시스템과 같은 광학 기반 시스템을 이용하여 구현될 수 있다. 특히, 일부 실시예들에 따르면, 방법(800)은 레이저 빔들 사이의 거리의 측정에 기초하여, 또는 간섭계의 측정에 기초한 자동 시준기-기반일 수 있다. 스테이지(820)에서, 제1 폴딩 LB 및 제2 복귀 LB는, LFC(522) 또는 유사 기능 LFC와 같이, 입사하는 90°광을 공칭상 폴딩하도록 구성된 LFC를 이용하여, 개별적으로 제2 입사 LB 및 제1 반사 LB로부터 획득될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, LFC는 광을 90°로 폴딩하도록 구성된 프리즘(예를 들어, 펜타프리즘), 또는 광을 90°로 폴딩하도록 구성된 하나 이상의 미러들(공동으로)이거나 이를 포함할 수 있다. 유사하게, 스테이지(845)에서, LFC(522) 또는 유사 기능 LFC를 이용하여 제4 입사 LB 및 제2 반사 LB로부터 개별적으로 제2 폴딩 LB 및 제4 복귀 LB가 획득될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, LGA는 LFC에 더하여, 커플링 인프라스트럭처(524)와 같은 커플링 인프라스트럭처를 포함할 수 있다. 커플링 인프라스트럭처는 LFC에 의해 폴딩된 광(예를 들어, 폴딩 LB(513b))을 샘플 내로 또는 샘플 상으로 가이드하도록 구성되어, 투과된 광(예를 들어, 투과 LB(517b))이 공칭상 내부 패싯 상에 법선으로 충돌한다.
일부 실시예들에 따르면, 커플링 인프라스트럭처는 CP(532)와 같은 커플링 프리즘(CP), 및 형상-순응 계면(534)과 같은 형상-순응 계면을 포함할 수 있다. CP 및 형상-순응 계면의 각각은 샘플의 제1 부분 및 샘플의 제2 부분이 동일한 굴절률을 갖지 않는 실시예들에서 샘플 또는 샘플의 적어도 제1 부분의 굴절률과 동일하거나 그와 유사한 각각의 굴절률을 특징으로 한다. CP는 CP 제1 표면(538a), CP 제2 표면(538b), 및 CP 제3 표면(538c)과 각각 같은, 외부의 편평한 제1 표면("CP 제1 표면"이라고 지칭됨), 외부의 편평한 제2 표면("CP 제2 표면"이라고 지칭됨), 및 외부 제3 표면("CP 제3 표면"이라고 지칭됨)을 포함한다. 특히, CP 제2 표면은 CP 제1 표면에 대해 공칭상 수직으로 경사진다. CP 및 형상-순응 계면은 방법(700)의 설명에서 전술된 바와 같이 본질적으로 활용될 수 있고, 옵션으로, 아래에 설명된 바와 같이 부가적으로 활용될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, CP는 CP 제4 표면(538d)과 같은 외부의 편평한 제4 표면("CP 제4 표면"으로 지칭됨)을 포함한다. CP 제 4 표면은 CP 제1 표면에 대향하고 평행하다. 이러한 실시예들에서, 스테이지(830)에서, CP는 또한 플립될 수 있어서, CP 제1 표면 및 CP 제4 표면은 내부 패싯에 대한 CP 제2 표면의 공칭 배향(이를 통해, LFC에 의해 폴딩된 광이 CP로 유입됨)이 유지된다.
일부 실시예들에 따르면, 스테이지들(810 및 835)에서, 자동 시준기(예를 들어, 자동 시준기)가 평행한 입사 LB들의 쌍들을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 스테이지들(815, 820, 840, 및 845)에서, 자동 시준기(예를 들어, 입사 LB들을 준비하는데 사용되는 자동 시준기)가 복귀 LB들을 감지하기 위해 이용될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 셔터들 및/또는 스펙트럼 필터들은, 본질적으로 도 5a 및 5b의 설명에서 전술한 바와 같이, 제2 복귀 LB 및 제1 복귀 LB 중 하나, 및 제 4 복귀 LB 및 제3 복귀 LB 중 하나를 선택적으로 차단 (또는 적어도 부분적으로 차단) 하도록 채용될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 방법(800)은 방법(700)의 스테이지(705)와 유사한 옵션의 캘리브레이션 스테이지(도 8a 및 8b에 도시되지 않음)를 포함할 수 있고, 이는 스테이지(830)에서 샘플을 플립한 후에 (부분적으로) 반복된다(그리고 스테이지들(835 내지 855) 전에 수행된다). 보다 구체적으로, 스테이지(830)에서, 샘플이 플립된 후에, 샘플의 배향은 샘플 내로 투과된 광이 공칭상 수직으로 내부 패싯 상에 입사하도록 재배향될 수 있다. CP가 또한 플립되는 실시예들에서, CP가 또한 재배향될 수 있어서 LFC에 의해 폴딩된 광(예를 들어, 제2 폴딩 LB(513b'))이 공칭상 수직으로 CP 제2 표면 상에 충돌하도록 될 것이다.
스테이지들(810, 815, 820, 835, 840, 및 845)이 자동 시준기(자동 시준기(250)와 같은)를 이용하여 구현되는 일부 실시예들에 따르면, 스테이지(825)에서, 제1 복귀 LB에 대한 제2 복귀 LB의 제1 각도 편차 
는 
을 통해 획득된다. 
및 
는 개별적으로 제1 복귀 LB 및 제2 복귀 LB에 의해 자동 시준기의 감광 표면(예를 들어, 감광 표면(548)) 상에 형성된 제1 스팟 및 제2 스팟(예를 들어, 제1 스팟(547a) 및 제2 스팟(547b))의 수평 좌표들이다. 
는 자동 시준기의 시준 렌즈의 초점 거리이다. 유사하게, 스테이지(850)에서, 제3 복귀 LB에 대한 제4 복귀 LB의 제2 각도 편차 
는 
를 통해 획득된다. 
및 
는 제3 복귀 LB 및 제4 복귀 LB에 의해 각각 자동 시준기의 감광 표면 상에 형성된 제3 스팟 및 제4 스팟(예를 들어, 제3 스팟(547a') 및 제4 스팟(547b'))의 수평 좌표들이다.
스테이지(855)에서, 실제 경사각의 값 
(또는 더 정확하게는, 2개의 획득된 추정치들에 걸친 평균화로부터 획득된 평균 값)은 관계 
을 통해 각도 편차 
및 
(측정된 값)로부터 획득될 수 있다. 
은 샘플의 제1 부분의 굴절률(뿐만 아니라 CP 및 형상-순응 계면(shape-compliant interface) 또는 적어도 이들의 각각의 굴절률들에 근접함)이다.
일부 실시예들에 따르면, 샘플(예를 들어, 샘플(60))은 제1 표면에 공칭상 수직인 복수의 내부 패싯들(예를 들어, 내부 패싯들(64))을 포함하고, 내부 패싯들을 제외하고, 샘플은 추가로 균일한 굴절률에 가깝거나 균일한 굴절률에 의해 특징지어지고, 스테이지(820)에서, 본질적으로 도 6a 및 6b의 설명에서 설명된 바와 같이, 제1 복수의 복귀 LB들은 샘플 내로의 또는 샘플 상으로 제2 입사 LB의 LGA에 의한 재지향, 내부 패싯들 각각의 반사, 및 LGA에 의한 역 재지향에 의해 획득된다. 스테이지(825)에서, 제1 복귀 LB 및 제1 복수의 복귀 LB들 각각을 감지함으로써, 제1 복귀 LB에 대한 제1 복수의 복귀 LB들 각각의 제1 복수의 각도 편차들이 측정된다. 유사하게, 스테이지(845)에서, 제2 복수의 복귀 LB들은 제4 입사 LB의 LGA에 의한 샘플 내로의 또는 샘플 상으로의 재지향, 내부 패싯들 각각의 반사, 및 LGA에 의한 역 재지향에 의해 획득된다. 스테이지(850)에서, 제3 복귀 LB 및 제2 복수의 복귀 LB들 각각을 감지함으로써, 제3 복귀 LB에 대한 제2 복수의 복귀 LB들 각각의 제2 복수의 각도 편차들이 측정된다. 일부 이러한 실시예들에 따르면, 스테이지(855)에서, 제1 표면에 대한 복수의 내부 패싯들 각각의 실제 경사각들은 제1 복수의 측정된 각도 편차들 및 제2 복수의 측정된 각도 편차들에 기초하여 추론될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 복수의 복귀 LB들에 의해 형성된 스팟들 각각은 스팟들의 상대 밝기에 기초하여 복수의 복귀 LB들 중 각각의 것에 기인할 수 있고, 및/또는 - 내부 패싯들 각각은 각각의 별개의 스펙트럼에서 광을 반사하도록 구성된 실시예들에서 - 스펙트럼 필터들을 채용한다. 추가적으로, 또는 대안적으로, 일부 실시예들에 따르면, (평균 실제 경사각과 같은) 실제 경사각들에 관한 집합적 정보는 제1 및 제2 복수의 측정된 각도 편차들에 기초하여 추론된다.
일부 실시예들에 따르면, 샘플이 플립되어, 제1 및 제3 표면들이 반전되고, LGA에 대한 내부 패싯의 배향이 유지되고, 또한, 내부 패싯이 CP 제2 표면에 공칭상 평행하게 유지될 때(CP가 플립되지 않을 때), 방법(800)은 대신 4개의 측정들을 추가로 포함할 수 있다 : 샘플 및 CP 둘 모두가 플립되지 않은 제1 측정, 샘플은 플립되지 않고 CP가 플립된 제2 측정, 샘플 및 CP 둘 모두가 플립된 제3 측정, 및 샘플이 플립되고 CP가 플립되지 않은 제4 측정. 4개의 측정은 
에 대한 
의 기여를 효과적으로 상쇄함으로써 측정 정확도를 증가시킬 수 있다. 이러한 샘플의 비제한적인 예는 일부 특정 실시예에 따른 도 4a의 샘플(40)이고, 샘플(40)은 제1 표면(42a)에 대향하는 외부의 편평한 표면을 추가로 포함한다.
추가 시스템
도 9는 일부 실시예들에 따른, 샘플들의 내부 패싯 계측을 위한 광학 기반 시스템(900)을 개략적으로 도시하며, 시스템(900)은 시스템(100)과 유사하지만, 시스템(100)의 일부 실시예들과는 달리, (커플링 인프라스트럭처(124)와 같은) 임의의 커플링 인프라스트럭처를 포함하지 않는다. 시스템(900)은 적어도 2개의 외부의 편평한 표면 및 2개의 표면 중 제1 표면에 대해 공칭 경사각으로 공칭상 경사지는 내부 패싯(facet)을 포함하는 샘플과 사용하도록 구성된다. 이러한 샘플, 샘플(90)은 일부 실시예들에 따른, 도 9에 도시된다. 샘플(90)은 외부의 편평한 제1 표면(92a), 및 외부의 편평한 제2 표면(92b), 및 내부 패싯(94)을 포함한다. 내부 패싯(94)은 제1 표면(92a)에 대해 공칭 경사각(ω)으로 공칭상 경사진다. 샘플(90)은 시스템(900)에 의해 검사되는 것으로 도시된다.
시스템(900)은 ICA(904) 및 LFC(922)를 포함하며, 이들은 개별적으로 ICA(104) 및 LFC(122)의 특정 실시예들에 해당할 수 있다. ICA(904)는 광원, 적어도 하나의 센서, 및 옵션으로 광학 장비(모두 도시되지 않음)를 포함할 수 있으며, 이들은 개별적으로 광원(112), 적어도 하나의 센서(114), 및 광학 장비(118)의 특정 실시예들에 해당할 수 있다. 시스템(900)은 제어기(108), 제1 스테이지(142), 및 계산 모듈(130)의 특정 실시예들에 해당할 수 있는 제어기, 배향가능한 스테이지, 및 계산 모듈(모두 도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 제어기는 제어기(108)가 개별적으로 ICA(904) 컴포넌트, 제1 스테이지(142) 및 계산 모듈(130)과 기능적으로 연관하는 것과 유사한 방식으로, ICA(104) 컴포넌트, 스테이지 및 계산 모듈과 기능적으로 연관될 수 있다.
동작시에, ICA(904)는 한 쌍의 입사 LB: 제1 입사 LB(905a) 및 제1 입사 LB(905a)에 평행한 제2 입사 LB(905b)를 생성한다. 제1 입사 LB(905a)는 공칭상 법선으로 제1 표면(92a)에 투사된다. 제1 복귀 LB(933a)는 제1 표면(92a)으로부터의 제1 입사 LB(905a)의 반사에 의해 획득되고, ICA(904)의 센서(도시되지 않음)에 의해 감지된다.
제2 입사 LB(905b)는 폴딩 LB(913b)에 의해 표시된 바와 같이, LFC(922)에 의해 폴딩된다. 폴딩 LB(913b)는 제2 표면(92b) 상에 충돌한다. 투과 LB(917b)는 샘플(90)로 투과된 폴딩 LB(913b)의 부분을 나타낸다. 투과 LB(917b)는 공칭상 법선으로 내부 패싯(94) 상에 충돌한다. 즉, LFC(922)의 공칭 폴딩각 및 LFC(922)에 대한 샘플(90)의 배향은 투과 LB(917b)가 공칭상 법선으로 내부 패싯(94) 상에 충돌하도록 선택된다.
반사 LB(921b)는 내부 패싯(94)으로부터 정반사되는 투과 LB(917b)의 부분을 나타낸다. 출현 LB(925b)는 제2 표면(92b)을 통한 굴절에 의해 샘플(90)을 빠져나가는 반사 LB(921b)의 부분을 나타낸다. 제2 복귀 LB(933b)는 LFC(922)에 의한 출현 LB(925b)의 폴딩에 의해 획득된다. 제2 복귀 LB(933b)는 ICA(904)의 센서에 의해 감지된다.
일부 실시예들에 따르면, 제1 복귀 LB(933a)에 대한 제2 복귀 LB(933b)의 각도 편차는 시스템(100) 및 방법(700)의 설명들에서 전술된 바와 같이, 센서의 감광성 표면 상에서, 개별적으로 제2 복귀 LB(933b) 및 제1 복귀 LB(933a)에 의해 형성된 제2 스팟과 제1 스팟 사이의 수평 거리로부터 획득될 수 있다. 각도 편차의 측정된 값으로부터, 내부 패싯(94)의 공칭 경사(nominal inclination)로부터의 (실제) 경사에서의 편차가, 본질적으로 시스템(100) 및 방법(700)의 설명에서 설명된 바와 같이, 추론될 수 있다.
도 10은, 일부 실시예들에 따른, 샘플들의 내부 패싯 계측을 위한 광학 기반 시스템(1100)을 개략적으로 도시하며, 시스템(1100)은 외부의 편평한 표면 및 표면에 대해 공칭 경사각으로 공칭상 경사진 내부 패싯을 포함하는 샘플들과 사용하도록 구성된다. 이러한 샘플, 샘플(1010)은 일부 실시예들에 따른, 도 10에 도시된다. 샘플(1010)은 외부의 편평한(제1) 표면(1012a) 및 내부 패싯(1014)을 포함한다. 내부 패싯(1014)은 제1 표면(1012a)에 대해 공칭 경사각(ω')으로 경사진다. 샘플(1010)은 시스템(1100)에 의해 검사되는 것으로 도시되어 있다.
시스템(1100)은 ICA(1104) 및 LFC(1122)를 포함하고, 이들은 개별적으로 ICA(104) 및 LFC(122)와 유사할 수 있지만, 아래에 설명되는 바와 같이 그것들과는 상이하다. ICA(1104)는 광원, 적어도 하나의 센서, 및 옵션으로 광학 장비(모두 도시되지 않음)를 포함할 수 있고, 이들은 개별적으로 광원(112), 적어도 하나의 센서(114), 및 광학 장비(118)와 각각 유사할 수 있다. 시스템(1100)은 제어기(108) 및 계산 모듈(130)의 특정 실시예들에 해당할 수 있는 제어기 및 계산 모듈(모두 도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 제어기는 제어기(108)가 개별적으로 ICA(104) 컴포넌트들 및 계산 모듈(130)과 기능적으로 연관하는 것과 유사한 방식으로 ICA(104) 컴포넌트들 및 계산 모듈과 기능적으로 연관될 수 있다. 시스템(1100)은 배향가능 스테이지(orientable stage)(미도시)를 더 포함할 수 있고, 이는 제1 스테이지(142)와 유사할 수 있고, 이는 제어기에 의해 제어될 수 있다.
동작시, ICA(1104)는 한 쌍의 입사 LB: 제1 입사 LB(1105a) 및 제1 입사 LB(1105a)에 평행한 제2 입사 LB(1105b)를 생성한다. 제1 입사 LB(1105a)는 공칭상 법선으로 제1 표면(1012a)에 투사된다. 제1 복귀 LB(1133a)는 제1 표면(1012a)으로부터의 제1 입사 LB(1105a)의 반사에 의해 획득되고, ICA(1104)의 센서(도시되지 않음)에 의해 감지된다.
제2 입사 LB(1105b)는 폴딩 LB(1113b)에 의해 표시된 바와 같이, LFC(1122)에 의해 폴딩된다. 폴딩 LB(1113b)는 제1 표면(1012a) 상에 충돌한다. 투과 LB(1117b)는 샘플(1000) 내로 굴절되는 폴딩 LB(1113b)의 부분을 나타낸다. 투과 LB(1117b)는 공칭상 법선으로 내부 패싯(1014) 상에 충돌한다. 즉, LFC(1122)의 공칭 폴딩각 및 LFC(1122)에 대한 샘플(1000)의 배향은 투과 LB(1117b)가 공칭상 법선으로 내부 패싯(1014) 상에 충돌하도록 선택된다.
반사 LB(1121b)는 내부 패싯(1014)으로부터 정반사되는 투과 LB(1117b)의 부분을 나타낸다. 출현 LB(1125b)는 제1 표면(1012a)을 통한 굴절에 의해 샘플(1000)을 빠져나가는 반사 LB(1121b)의 부분을 나타낸다. 제2 복귀 LB(1133b)는 LFC(1122)에 의한 출현 LB(1125b)의 폴딩에 의해 획득된다. 제2 복귀 LB(1133b)는 ICA(1104)의 센서에 의해 감지된다.
일부 실시예들에 따르면, 제1 복귀 LB(1133a)에 대한 제2 복귀 LB(1133b)의 각도 편차는 시스템(100) 및 방법(700)의 설명들에서 전술된 바와 같이, 센서의 감광성 표면 상에서, 개별적으로 제2 복귀 LB(1133b) 및 제1 복귀 LB(1133a)에 의해 형성된 제2 스팟과 제1 스팟 사이의 수평 거리로부터 획득될 수 있다. 각도 편차의 측정된 값으로부터, 내부 패싯(1014)의 공칭 경사로부터의 (실제) 경사에서의 편차가 각도 편차(δ)(시스템(100) 및 방법(700)의 설명에서 전술됨)로부터 실제 경사각(α')의 추론과 유사한 방식으로 도출될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, LFC(1122)의 공칭 폴딩각은 제2 복귀 LB(1133b)의 강도가 최대화되도록 선택될 수 있다.
명확성을 위해, 별개의 실시예들의 문맥에서 설명되는 본 개시의 특정 특징들이 또한 단일 실시예에서 조합하여 제공될 수 있다는 것이 이해된다. 반대로, 간결함을 위해, 단일 실시예의 문맥에서 설명되는 본 개시의 다양한 특징들은 또한, 본 개시의 개별적으로 또는 임의의 적합한 서브 조합으로 또는 임의의 다른 설명된 실시예에서 적합한 것으로서 제공될 수 있다. 실시예의 문맥에서 설명된 어떠한 특징도, 그러한 것으로 명시적으로 특정되지 않는 한, 해당 실시예의 필수 특징으로 간주되지 않는다.
일부 실시예들에 따른 방법들의 스테이지들이 특정 순서로 설명될 수 있지만, 본 개시의 방법들은 상이한 순서로 수행되고 및/또는 발생하는 설명된 스테이지들 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 본 개시의 방법은 설명된 단계들 중 일부 또는 설명된 단계들 모두를 포함할 수 있다. 개시된 방법의 특정 단계는, 그러한 것으로 명시적으로 특정되지 않는 한, 해당 방법의 필수 단계로 간주되지 않는다.
본 개시가 그의 특정 실시예들과 함께 설명되지만, 당업자에게 명백한 다수의 대안들, 수정예들, 및 변형예들이 존재할 수 있다는 것이 명백하다. 따라서, 본 개시는 첨부된 청구항들의 범위 내에 속하는 그러한 모든 대안들, 수정예들, 및 변형예들을 포함한다. 본 개시는 본 명세서에 설명된 컴포넌트들 및/또는 방법들의 구성 및 배열의 세부사항들에 대한 그 적용에 반드시 제한되는 것은 아님을 이해해야 한다. 다른 실시예들이 실시될 수 있고, 실시예는 다양한 방식들로 수행될 수 있다.
본 명세서에 사용된 표현 및 용어는 설명 목적을 위한 것이며 제한적인 것으로 간주되어서는 안 된다. 본 출원에서 임의의 참고 문헌의 인용 또는 확인은 그러한 참고문헌이 본 개시 내용에 대한 종래 기술로서 이용 가능하다는 것을 인정하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 섹션 제목들은 본 명세서의 이해를 용이하게 하기 위해 본 명세서에서 사용되며, 반드시 제한적인 것으로 해석되어서는 안 된다.
Claims (50)
- 샘플의 외부의 편평한(flat) 표면에 대한 샘플의 하나 이상의 내부 패싯의 배향(orientation)을 검증하기 위한 광학 기반 방법(optical-based method)으로서, 상기 방법은,
외부의 편평한 제1 표면 및 상기 제1 표면에 대해 공칭 경사각(nominal inclination angle)(μ)으로 공칭상 경사진 내부 패싯(internal facet)을 포함하는 샘플을 제공하는 단계;
도광 배열(LGA : light guiding arrangement)을 제공하는 단계로서, 상기 제1 표면에 수직인 방향으로 상기 LGA에 입사하는 광을 상기 샘플 내로 또는 상기 샘플 상으로 재지향시켜서, 상기 샘플 내로 투과된 광이 상기 내부 패싯에 공칭상 법선으로(normally) 상기 내부 패싯에 충돌하도록 구성된, 상기 LGA를 제공하는 단계;
법선으로 상기 제1 표면에 지향되는 제1 입사 광 빔(LB : light beam), 및 t상기 제1 입사 광 빔에 평행하고 상기 LGA에 지향되는 제2 입사 광 빔을 생성하는 단계;
상기 제1 표면으로부터의 상기 제1 입사 LB의 반사에 의해 제1 복귀(returned) LB를 획득하는 단계;
상기 제2 입사 LB의 상기 샘플 내로의 또는 상기 샘플 상으로의 상기 LGA에 의한 재지향, 상기 내부 패싯으로부터의 반사, 및 상기 LGA에 의한 역 재지향(inverse redirection)에 의해 제2 복귀 LB를 획득하는 단계;
상기 제1 복귀 LB에 대한 상기 제2 복귀 LB의 제1 각도 편차를 측정하는 단계; 및
적어도 측정된 상기 제1 각도 편차에 기초하여, 상기 제1 표면에 대한 상기 내부 패싯의 실제 경사각(μ')을 추론하는 단계(deducing)를 포함하는, 광학 기반 방법. - 제1항에 있어서, 상기 샘플은 제1 부분 및 제2 부분을 포함하고, 상기 내부 패싯은 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이에서 연장되고, 상기 제1 부분은 상기 샘플의 외부의 제2 표면과 상기 내부 패싯 사이에 위치되고, 상기 샘플에 직접 또는 간접적으로 투과되는 상기 제2 입사 LB의 부분을 구성하는 투과 LB가 상기 제2 표면을 통해 상기 샘플 내로 도입되는, 광학 기반 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 LGA는, 적어도 상기 제1 표면에 수직인 방향으로 투사될 때, 상기 공칭 경사각과 동일한 광 폴딩각(folding angle)으로 광을 폴딩하도록 공칭상 구성되는 광 폴딩 컴포넌트(LFC : light folding component)를 포함하는, 광학 기반 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 LFC는 프리즘, 하나 이상의 미러, 및/또는 회절 격자이거나 이들을 포함하는, 광학 기반 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 광 폴딩각은 상기 LFC의 피치(pitch) 변화에 둔감한, 광학 기반 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 LFC는 펜타프리즘(pentaprism) 또는 유사 기능 프리즘(like-function prism)이거나, 또는 서로에 대해 일정 각도로 설정된 한 쌍의 미러들, 또는 유사 기능 미러 배열이거나 이를 포함하는, 광학 기반 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 LGA는 상기 LFC에 의해 폴딩된 광을 상기 샘플 상으로 또는 상기 샘플 내로 가이드하도록 구성된 커플링 인프라스트럭처(coupling infrastructure)를 더 포함하여서, 상기 샘플 내로 투과된 광이 공칭상 법선으로 상기 내부 패싯 상에 충돌하게 하는, 광학 기반 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 커플링 인프라스트럭처는 커플링 프리즘(CP : coupling prism)을 포함하고, 상기 CP는 외부의 편평한 CP 제1 표면, 상기 CP 제1 표면에 대해 상기 공칭각으로 공칭상 경사진 외부의 편평한 CP 제2 표면, 및 상기 CP 제2 표면에 대향하는 외부의 CP 제3 표면을 포함하고,
상기 CP는 상기 샘플의 제1 부분과 동일한 굴절률 또는 그에 가까운 굴절률을 갖고;
상기 CP는 상기 CP 제1 표면이 상기 샘플의 제1 표면에 평행하도록 배치되고, 상기 LFC에 의해 폴딩된 광이 공칭상 법선으로 상기 CP 제2 표면에 충돌하도록 추가로 배향된, 광학 기반 방법. - 제8항에 있어서, 상기 커플링 인프라스트럭처는 상기 CP 제3 표면과 상기 샘플 사이에 배치되고 상기 CP 제1 표면이 상기 샘플의 제1 표면에 평행하도록 형상을 취하도록 만들어진 형상-순응 계면(shape-compliant interface)을 더 포함하는, 광학 기반 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 형상-순응 계면은 상기 샘플의 제1 부분과 동일한 굴절률 또는 그에 가까운 굴절률을 갖는, 광학 기반 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 형상-순응 계면은 액체 및/또는 겔(gel)이거나 이를 포함하는, 광학 기반 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 샘플은 프리즘, 도파관(waveguide) 또는 빔 분할기(beam splitter)인, 광학 기반 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 입사 LB 및 상기 제2 입사 LB는 단일 시준된 광 빔의 상보적 부분들을 구성하거나, 단일 시준된 광 빔의 하나 이상의 부분들을 차단함으로써 준비되는, 광학 기반 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 단일 시준된 LB는 다색(polychromatic)이고, 상기 단일 시준된 LB는 레이저 빔인, 광학 기반 방법.
- 제8항에 있어서, 금 표준 샘플(gold standard sample)이 상기 LFC, 상기 CP, 및/또는 상기 샘플의 배향을 캘리브레이션(calibration)하기 위해 이용되는 초기 캘리브레이션 단계를 추가로 포함하는, 광학 기반 방법.
- 제8항에 있어서, 상기 CP 제1 표면에 지향되고 그리고 상기 제1 입사 LB에 평행하게 지향되는 추가 입사 LB를 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 CP의 배향은, 상기 제1 복귀 LB에 대한 추가 복귀 LB의 추가적인 각도 편차를 측정함으로써, 상기 제1 각도 편차의 측정 동안 정확한 배향에 대해 (a) 캘리브레이션 및/또는 (b) 테스트되고, 상기 추가 복귀 LB는 상기 제1 CP 표면으로부터의 상기 추가 입사 LB의 반사에 의해 획득되는, 광학 기반 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 각도 편차는 광 또는 이미지 센서의 감광 표면 상의 상기 제1 복귀 LB 및 상기 제2 복귀 LB에 의해 개별적으로 형성된 제1 스팟(spot) 및 제2 스팟의 측정 좌표들로부터 획득되는, 광학 기반 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 각도 편차는 자동 시준기(autocollimator)를 사용하여 측정되는, 광학 기반 방법.
- 제18항에 있어서, 상기 측정된 제1 각도 편차는 Δu/f와 동일하고, 여기서, Δu는 상기 자동 시준기의 감광성 표면 상의 제1 스팟의 좌표와 제2 스팟의 대응하는 좌표 사이의 차이이고, f는 상기 자동 시준기의 시준 렌즈의 초점 거리(focal length)이고, 상기 제1 스팟은 상기 제1 복귀 LB에 의해 형성되고, 상기 제2 스팟은 상기 제2 복귀 LB에 의해 형성되는, 광학 기반 방법.
- 제8항에 있어서, 상기 CP를 포함하고, 상기 제1 표면에 대한 상기 내부 패싯의 상기 실제 경사각은, 상기 CP 제1 표면에 대한 상기 CP 제2 표면의 상기 실제 경사각의 값들, 및 상기 샘플의 상기 제1 부분의 상기 굴절률, 및 옵션으로, 상기 LFC의 상기 실제 광 폴딩각을 고려하여 상기 측정된 제1 각도 편차로부터 획득되는, 광학 기반 방법.
- 제2항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샘플은 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분을 포함하고, 상기 공칭 경사각은 90°이고, 상기 샘플은 상기 샘플의 상기 제1 표면에 평행하고 편평한 외부 제3 표면을 포함하고, 상기 방법은, 상기 제1 각도 편차를 측정하는 단계 후에,
상기 LGA에 대한 상기 내부 패싯의 공칭 배향을 유지하면서 상기 제1 표면 및 상기 제3 표면을 반전시키기 위해 상기 샘플을 플립하는 단계(flipping);
상기 제3 표면에 수직으로 지향되는 제3 입사 LB, 및 상기 제3 입사 LB에 평행하고 상기 LGA로 지향되는 제 4 입사 LB를 생성하는 단계;
상기 제2 표면으로부터의 상기 제3 입사 LB의 반사에 의해 제3 복귀 LB를 획득하는 단계;
상기 제2 입사 LB의 상기 샘플 내로의 또는 상기 샘플 상으로의 상기 LGA에 의한 재지향, 상기 내부 패싯으로부터의 반사, 및 상기 LGA에 의한 역 재지향에 의해 제4 복귀 LB를 획득하는 단계;
상기 제3 복귀 LB에 대한 상기 제4 복귀 LB의 제2 각도 편차를 측정하는 단계; 및
측정된 상기 제1 각도 편차 및 상기 제2 각도 편차를 기초로 상기 제1 외부 표면과 상기 내부 패싯 사이의 실제 경사각을 추론하는 단계를 더 포함하는, 광학 기반 방법. - 제21항에 있어서, 상기 CP를 포함하고, 상기 CP는 상기 CP 제1 표면에 대향하고 평행한 CP 제 4 표면을 더 포함하고, 상기 샘플의 플립은 상기 CP의 플립에 수반되어, 상기 CP 제1 표면 및 상기 CP 제 4 표면은 상기 샘플에 대해 상기 CP 제2 표면의 공칭 배향을 유지하면서 반전되는, 광학 기반 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 샘플의 제1 표면 및 상기 샘플의 제3 표면의 평행도의 불확실도(uncertainty)는 상기 실제 경사각의 요구되는 측정 정밀도보다 상당히 작은, 광학 기반 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 CP를 포함하고, 상기 제1 표면에 대한 상기 내부 패싯의 상기 실제 경사각은 상기 측정된 제1 각도 편차, 상기 CP 제1 표면에 대한 상기 CP 제2 표면의 상기 실제 경사각의 값 및 상기 샘플의 상기 제1 부분의 굴절률로부터 획득되는, 광학 기반 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 CP 제1 표면에 대한 상기 CP 제2 표면의 실제 경사를 측정하는 단계를 더 포함하는, 광학 기반 방법.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샘플은 상기 내부 패싯에 공칭상 평행한 k≥ 1개의 추가적인 내부 패싯들을 포함하고,
상기 제2 복귀 LB를 획득하는 단계에서, k개의 추가 복귀 LB가 개별적으로 k개의 추가적인 내부 패싯의 각각으로부터의 k개의 LB의 반사에 의해 획득되고, k개의 LB는 공동으로 상기 제2 입사 LB의 부분을 구성하고, 상기 샘플 내로 투과되고, 상기 내부 패싯을 통해 추가로 투과되고;
상기 제1 각도 편차를 측정하는 단계는, 상기 제1 복귀 LB에 대한 상기 k개의 추가적인 복귀 LB의 k개의 추가적인 각도 편차를 측정하는 단계; 및
상기 내부 패싯의 실제 경사각 (μ')을 추론하는 단계에서, (i) k개의 추가적인 내부 패싯들 각각의 k개의 추가적인 실제 경사각들이 추가적으로 추론되고, 및/또는 (ii) 상기 내부 패싯 및 상기 k개의 추가적인 내부 패싯들의 상기 실제 경사각들에 걸친 평균과 같거나 대략 동일한 평균 실제 경사각이 추론되고, 상기 평균 실제 경사각은 상기 내부 패싯의 상기 실제 경사각(μ')을 나타내는, 광학 기반 방법. - 제26항에 있어서, k ≥ 2이고, 상기 추가적인 내부 패싯들 중 제1 패싯은 상기 내부 패싯과 상기 추가적인 내부 패싯들 중 제2 패싯 사이에 위치되고, 2 ≤ m ≤ k - 1이 되도록 각각의 m에 대해, 상기 k개의 추가적인 내부 패싯들 중 m번째 패싯은 상기 k개의 추가적인 내부 패싯들 중 (m - 1)번째 패싯과 (m + 1)번째 패싯 사이에 위치되는, 광학 기반 방법.
- 제26항에 있어서, 상기 내부 패싯 및 상기 k개의 추가적인 내부 패싯들 각각은, 상기 제2 복귀 LB 및 상기 k개의 추가적인 복귀 LB들 각각을 구별할 수 있게 하기 위해, 각각의 스펙트럼에서 광을 반사하도록 구성되고, 각각의 스펙트럼은 다른 스펙트럼들과 구별되는, 광학 기반 방법.
- 샘플의 외부의 편평한 표면에 대한 샘플의 내부 패싯의 배향을 검증하기 위한 광학 기반 시스템으로서, 상기 시스템,
도광 배열(LGA : light guiding arrangement)로서, 상기 샘플의 외부의 편평한 제1 표면에 수직인 방향으로 상기 LGA에 입사하는 광을 상기 샘플 내로 또는 상기 샘플 상으로 재지향시켜서, 상기 샘플 내로 투과된 광이 내부 패싯에 대해 공칭상 법선으로 상기 샘플의 상기 내부 패싯 상에 충돌하도록 구성된, 상기 도광 배열;
조명 및 수집 배열(ICA : illumination and collection arrangement)를 포함하고, 상기 조명 및 수집 배열은,
광 생성 어셈블리로서, (a) 상기 제1 표면으로부터의 반사에 의해 제1 복귀(returned) LB를 생성하기 위해, 제1 입사 광 빔(LB : light beam)을 상기 제1 표면 상에 투사하고, (b) 제2 입사 LB의 상기 LGA에 의한 상기 샘플 내로의 또는 상기 샘플 상으로의 재지향, 상기 내부 패싯으로부터의 반사, 및 상기 LGA에 의한 역 재지향에 의해, 상기 제1 입사 LB와 평행하게, 제2 복귀 LB를 생성하기 위해 상기 LGA 상에 제2 입사 LB를 투사하도록 구성된, 상기 광 생성 어셈블리; 및
상기 제1 복귀 LB에 대한 상기 제2 복귀 LB의 제1 각도 편차를 측정하도록 구성된 적어도 하나의 센서, 및/또는 상기 제1 각도 편차를 수동으로 측정하는 것을 가능하게 하도록 구성된 접안렌즈 어셈블리(eyepiece assembly);를 포함하고,
측정된 상기 제1 각도 편차는 상기 제1 표면에 대한 상기 내부 패싯의 실제 경사각(inclination angle)을 나타내는, 광학 기반 시스템. - 제29항에 있어서, 상기 샘플은 제1 부분 및 제2 부분을 포함하고, 상기 내부 패싯은 상기 제1 부분 및 제2 부분 사이에서 연장되며, 상기 제1 부분은 상기 샘플의 외부 제2 표면과 상기 내부 패싯 사이에 위치되고, 상기 LGA는 상기 LGA를 상기 제2 표면을 통해 상기 제1 부분 내로 또는 상기 제1 부분 상으로 재지향시키도록 구성된, 광학 기반 시스템.
- 제30항에 있어서, 상기 LGA는, 적어도 상기 제1 표면에 수직인 방향으로 투사될 때, 상기 공칭 경사각과 동일한 광 폴딩각으로 광을 폴딩하도록 공칭상 구성되는 광 폴딩 컴포넌트(LFC)를 포함하는, 광학 기반 시스템.
- 제31항에 있어서, 상기 LFC는 프리즘, 하나 이상의 미러, 및/또는 회절 격자이거나 이들을 포함하는, 광학 기반 시스템.
- 제32항에 있어서, 상기 LFC의 상기 광 폴딩각은 상기 LFC의 피치의 변동에 둔감한, 광학 기반 시스템.
- 제34항에 있어서, 상기 LFC는 펜타프리즘 또는 유사 기능 프리즘, 또는 서로에 대해 일정 각도로 설정된 한 쌍의 미러 또는 유사 기능 미러 배열이거나 이를 포함하는, 광학 기반 시스템.
- 제32항에 있어서, 상기 LGA는 상기 LFC에 의해 폴딩된 광을 상기 샘플 상으로 또는 상기 샘플 내로 가이드하도록 구성된 커플링 인프라스트럭처(coupling infrastructure)를 더 포함하여서, 상기 샘플 내로 투과된 광이 공칭상 법선으로 상기 내부 패싯 상에 충돌하게 하는, 광학 기반 시스템.
- 제35항에 있어서, 상기 커플링 인프라스트럭처는 커플링 프리즘(CP : coupling prism)을 포함하고, 상기 CP는 외부의 편평한 CP 제1 표면, 상기 CP 제1 표면에 대해 상기 공칭각으로 공칭상 경사진 외부의 편평한 CP 제2 표면, 및 상기 CP 제2 표면에 대향하는 외부의 CP 제3 표면을 포함하고,
상기 CP는 상기 샘플의 제1 부분과 동일한 굴절률 또는 그에 가까운 굴절률을 갖고;
상기 CP는 상기 CP 제1 표면이 상기 샘플의 제1 표면에 평행하도록 배치되고, 상기 LFC에 의해 폴딩된 광이 공칭상 법선으로 상기 CP 제2 표면에 충돌하도록 추가로 배향된, 광학 기반 시스템. - 제36항에 있어서, 상기 커플링 인프라스트럭처는 상기 CP 제1 표면이 상기 샘플의 상기 제1 표면에 평행하도록 상기 CP 제3 표면과 상기 샘플 사이에 배치되는 형상-순응 계면을 더 포함하고, 상기 형상-순응 계면은 상기 샘플의 제1 부분과 동일한 굴절률 또는 그에 가까운 굴절률을 갖는, 광학 기반 시스템.
- 제37항에 있어서, 상기 형상-순응 계면은 액체 및/또는 겔이거나 이를 포함하는, 광학 기반 시스템.
- 제30항에 있어서, 상기 샘플은 프리즘 또는 도파관인, 광학 기반 시스템.
- 제37항에 있어서, 상기 시스템은 배향 인프라스트럭처를 더 포함하고, 상기 제1 입사 LB 가 상기 제1 표면 상에 법선으로 충돌하고, 및/또는 상기 LFC에 의한 상기 제2 입사 LB의 폴딩에 의해 획득된 폴딩(folded) LB가 상기 CP 제2 표면 상에 공칭상 법선으로 충돌되게, 상기 샘플을 배향시키도록 구성된, 광학 기반 시스템.
- 제29항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 센서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 센서는 하나 이상의 광 센서들 및/또는 하나 이상의 이미지 센서들을 포함하는, 광학 기반 시스템.
- 제41항에 있어서, 상기 광 생성 어셈블리는 광원 및 광학 장비를 포함하고, 상기 광원은 단일 LB를 발생시키도록 구성되고, 상기 광학 장비는 상기 단일 LB를 시준하도록 구성된, 광학 기반 시스템.
- 제42항에 있어서, 상기 제1 입사 LB 및 상기 제2 입사 LB는 상기 시준된 LB의 상보적인 부분들인, 광학 기반 시스템.
- 제43항에 있어서, 상기 광원은 다색 광원이거나, 또는 상기 광원은 레이저 빔을 생성하도록 구성된, 광학 기반 시스템.
- 제42항에 있어서, 자동 시준기 (autocollimator)를 더 포함하고, 상기 자동 시준기는 상기 광원, 상기 적어도 하나의 센서, 및 시준 렌즈 또는 시준 렌즈 어셈블리를 포함하는, 광학 기반 시스템.
- 제29항에 있어서, 상기 ICA는, 상기 입사 LB들 각각을 선택적으로 차단하도록 구성된 적어도 2개의 셔터들, 및/또는 상기 복귀 LB들 간의 구별을 적어도 가능하게 하도록 구성된 하나 이상의 스펙트럼 필터들을 더 포함하는, 광학 기반 시스템.
- 제40항에 있어서, 상기 적어도 하나의 센서를 포함하고, 상기 시스템은 적어도 상기 측정된 제1 각도 편차에 기초하여 상기 실제 경사각을 계산하도록 구성된 계산 모듈을 더 포함하는, 광학 기반 시스템.
- 제47항에 있어서, 상기 샘플은 상기 제1 표면에 평행한 외부의 편평한 제3 표면을 더 포함하고, 상기 계산 모듈은, 상기 제1 표면 및 상기 제3 표면이 반전되도록 상기 샘플이 플립된 상태에서, (a') 상기 제3 표면으로부터의 반사에 의해 제3 복귀 LB를 생성하기 위해, 제3 입사 광 빔을 상기 샘플의 제3 표면 상에 투사함으로써, 그리고 (b') 상기 제4 입사 LB의 상기 LGA에 의한 상기 샘플 내로의 또는 상기 샘플 상으로의 재지향, 상기 내부 패싯으로부터의 반사, 및 상기 LGA에 의한 역 재지향에 의해 제4 복귀 LB를 생성하기 위해, 상기 제3 입사 LB에 평행하게, 상기 LFC 상에 제4 입사 LB를 투사함으로써 획득된, 상기 제3 복귀 LB에 대한 상기 제4 복귀 LB의 측정된 제2 각도 편차를 추가로 고려하여 상기 실제 경사각을 계산하도록 구성된, 광학 기반 시스템.
- 제48항에 있어서, 상기 CP는 상기 CP 제1 표면에 평행한 외부의 편평한 CP 제 4 표면을 더 포함하고, 상기 CP는 기계적으로 플립가능하여, 상기 샘플에 대한 상기 CP 제2 표면의 공칭 배향을 유지하면서 상기 CP 제1 표면 및 상기 CP 제 4 표면은 반전가능한, 광학 기반 시스템.
- 제49항에 있어서, 측정된 상기 제2 각도 편차는, 상기 CP 제1 표면 및 상기 CP 제 4 표면이 반전되고 상기 샘플에 대한 상기 CP 제2 표면의 공칭 배향이 유지되도록 상기 CP가 플립된 상태에서 획득된, 광학 기반 시스템.
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| ES2149926T3 (es) | 1994-04-21 | 2000-11-16 | Sega Enterprises Kk | Pantalla para montar sobre la cabeza. |
| JPH09304036A (ja) * | 1996-05-20 | 1997-11-28 | Sony Corp | 立体部品の角度測定装置 |
| DE69829845T2 (de) | 1998-08-28 | 2006-07-06 | Perkin-Elmer Ltd., Beaconsfield | Datenerfassung für die Spektroskopie |
| JP3913407B2 (ja) | 1999-07-09 | 2007-05-09 | 株式会社リコー | 屈折率分布の測定装置及び方法 |
| WO2001087634A2 (en) | 2000-05-16 | 2001-11-22 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Aqueous dispersions for color imaging |
| BE1014212A3 (nl) * | 2001-06-05 | 2003-06-03 | Wetenschappelijk En Tech Onder | Werkwijze en inrichting voor het bepalen van de hoek tussen facetten van een transparant object. |
| US20020186179A1 (en) | 2001-06-07 | 2002-12-12 | Knowles Gary R. | Optical display device |
| JP2003065739A (ja) * | 2001-08-24 | 2003-03-05 | Koodotekku:Kk | ポリゴンミラー角度計測装置 |
| JP2003232623A (ja) * | 2002-02-13 | 2003-08-22 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | 非接触式平行度測定装置 |
| US20070165192A1 (en) | 2006-01-13 | 2007-07-19 | Silicon Optix Inc. | Reduced field angle projection display system |
| JP4111074B2 (ja) | 2002-08-20 | 2008-07-02 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクタ |
| US6879443B2 (en) | 2003-04-25 | 2005-04-12 | The Microoptical Corporation | Binocular viewing system |
| EP1484596A1 (de) | 2003-06-05 | 2004-12-08 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur dreidimensionalen Bestimmung des Brechungsindex von transparenten Schichten |
| JP2005308717A (ja) | 2004-03-23 | 2005-11-04 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 光ファイバ母材のコア部非円率の測定方法及びその装置 |
| US7333199B2 (en) | 2004-05-10 | 2008-02-19 | Finisar Corporation | Aligning optical components with three degrees of translational freedom |
| EP1849033B1 (en) | 2005-02-10 | 2019-06-19 | Lumus Ltd | Substrate-guided optical device utilizing thin transparent layer |
| CN101203802B (zh) | 2005-06-20 | 2010-05-19 | 松下电器产业株式会社 | 二维图像显示装置、照明光源及曝光照明装置 |
| WO2007037089A1 (ja) | 2005-09-27 | 2007-04-05 | Konica Minolta Holdings, Inc. | 頭部装着型映像表示装置 |
| WO2007062098A2 (en) | 2005-11-21 | 2007-05-31 | Microvision, Inc. | Display with image-guiding substrate |
| US7420691B2 (en) * | 2005-12-22 | 2008-09-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method and apparatus for measuring interfacial positions, method and apparatus for measuring layer thickness, and method and apparatus for manufacturing optical discs |
| JP5072280B2 (ja) | 2006-07-28 | 2012-11-14 | キヤノン株式会社 | 画像表示装置 |
| JP4358848B2 (ja) | 2006-08-30 | 2009-11-04 | 大塚電子株式会社 | アパーチャ可変検査光学系を用いたカラーフィルタの評価方法 |
| WO2008129539A2 (en) | 2007-04-22 | 2008-10-30 | Lumus Ltd. | A collimating optical device and system |
| JP2009128565A (ja) | 2007-11-22 | 2009-06-11 | Toshiba Corp | 表示装置、表示方法及びヘッドアップディスプレイ |
| JP5287489B2 (ja) | 2008-06-05 | 2013-09-11 | 凸版印刷株式会社 | ３次元屈折率測定方法及び３次元屈折率測定装置 |
| US8493662B2 (en) | 2008-09-16 | 2013-07-23 | Bae Systems Plc | Waveguides |
| CN102439509B (zh) | 2009-05-05 | 2015-07-22 | 英特尔公司 | 无源对准方法及其在微投影装置中的应用 |
| JP5333067B2 (ja) | 2009-08-31 | 2013-11-06 | ソニー株式会社 | 画像表示装置及び頭部装着型ディスプレイ |
| GB0919235D0 (en) | 2009-11-03 | 2009-12-16 | De Beers Centenary AG | Inclusion detection in polished gemstones |
| JP5499854B2 (ja) | 2010-04-08 | 2014-05-21 | ソニー株式会社 | 頭部装着型ディスプレイにおける光学的位置調整方法 |
| CN102288302B (zh) * | 2011-06-29 | 2014-06-25 | 北京理工大学 | 利用双三角棱镜系统进行调制的光学读出方法 |
| US20130022220A1 (en) | 2011-07-20 | 2013-01-24 | Google Inc. | Wearable Computing Device with Indirect Bone-Conduction Speaker |
| US9311883B2 (en) | 2011-11-11 | 2016-04-12 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Recalibration of a flexible mixed reality device |
| JP5904665B2 (ja) | 2012-04-27 | 2016-04-13 | 株式会社 エフケー光学研究所 | 位相計測装置、位相計測プログラム及び位相計測方法 |
| CN202864800U (zh) | 2012-07-26 | 2013-04-10 | 诠钧实业有限公司 | 绞车的刹车机构 |
| CA3140855A1 (en) | 2012-12-31 | 2014-07-03 | Esight Corporation | Apparatus and method for fitting head mounted vision augmentation systems |
| US9638920B2 (en) | 2013-04-15 | 2017-05-02 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Torsional support for binocular display |
| US9596756B2 (en) | 2013-09-06 | 2017-03-14 | Apple Inc. | Electronic device with printed circuit board noise reduction using elastomeric damming and damping structures |
| US9470633B2 (en) | 2014-02-14 | 2016-10-18 | Google Inc. | Method, apparatus and system for transmittance measurement |
| JP6096713B2 (ja) | 2014-05-21 | 2017-03-15 | 株式会社東芝 | 表示装置 |
| US10198865B2 (en) | 2014-07-10 | 2019-02-05 | Seiko Epson Corporation | HMD calibration with direct geometric modeling |
| JP2016033867A (ja) | 2014-07-31 | 2016-03-10 | ソニー株式会社 | 光学部材、照明ユニット、ウェアラブルディスプレイ及び画像表示装置 |
| US9529198B2 (en) | 2014-08-29 | 2016-12-27 | Google Inc. | Opto-mechanical system for head-mounted device |
| IL235642B (en) | 2014-11-11 | 2021-08-31 | Lumus Ltd | A compact head-up display system is protected by an element with a super-thin structure |
| IL236490B (en) | 2014-12-25 | 2021-10-31 | Lumus Ltd | Optical component on a conductive substrate |
| US9797716B2 (en) | 2015-01-09 | 2017-10-24 | Ricoh Company, Ltd. | Estimating surface properties using a plenoptic camera |
| CA3109499A1 (en) | 2015-04-22 | 2016-10-27 | Esight Corp. | Methods and devices for optical aberration correction |
| WO2016181459A1 (ja) | 2015-05-11 | 2016-11-17 | オリンパス株式会社 | プリズム光学系、プリズム光学系を用いた画像表示装置及びプリズム光学系を用いた撮像装置 |
| US9910276B2 (en) | 2015-06-30 | 2018-03-06 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Diffractive optical elements with graded edges |
| NZ742518A (en) | 2015-11-04 | 2019-08-30 | Magic Leap Inc | Dynamic display calibration based on eye-tracking |
| US9759923B2 (en) | 2015-11-19 | 2017-09-12 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Low-stress waveguide mounting for head-mounted display device |
| US10198978B2 (en) | 2015-12-15 | 2019-02-05 | Facebook Technologies, Llc | Viewing optics test subsystem for head mounted displays |
| JP6726967B2 (ja) | 2016-01-19 | 2020-07-22 | 三菱電機株式会社 | 輝度ムラ測定装置 |
| US9958685B2 (en) | 2016-04-20 | 2018-05-01 | The Boeing Company | Dual-axis tilt platform for head mounted display |
| US20170353714A1 (en) | 2016-06-06 | 2017-12-07 | Navid Poulad | Self-calibrating display system |
| WO2017223042A1 (en) | 2016-06-20 | 2017-12-28 | PogoTec, Inc. | Image alignment systems and methods |
| CN106054292A (zh) | 2016-06-24 | 2016-10-26 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种具有选择吸收特性的薄膜结构及其制备方法 |
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| US10798370B2 (en) | 2017-08-30 | 2020-10-06 | Facebook Technologies, Llc | Apparatus, system, and method for interpupillary-distance-adjustable head-mounted displays |
| CN207216158U (zh) | 2017-10-16 | 2018-04-10 | 深圳市闻耀电子科技有限公司 | 瞳距调节机构及vr一体机 |
| CA3082067C (en) | 2017-11-21 | 2023-08-01 | Lumus Ltd. | Optical aperture expansion arrangement for near-eye displays |
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| CN110082071B (zh) * | 2019-04-19 | 2021-03-02 | 南京理工大学 | 一种直角棱镜光学平行差的测量装置及方法 |
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