대상물의 형상을 측정하는 방법 및 장치
METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING SHAPE OF TARGET OBJECT
특허 요약
본 개시는 측정 대상물의 형상을 검출하는 장치에 관한 것이다. 측정 대상물의 형상을 검출하는 장치는 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 하나 이상의 광원들을 포함하는 광원부; 상기 하나 이상의 광원들로부터 발생된 광들을 미리 설정된 주축에 대하여 45도 편광된 직선 편광으로 변환하는 선형 편광판; 상기 직선 편광으로 변환된 광들을 기준 거울로 입사되는 참조광 및 상기 측정 대상물로 입사되는 측정광으로 각각 분할하고, 상기 기준 거울로부터 반사된 참조광 및 상기 측정 대상물로부터 반사된 측정광을 출력하는 간섭계; 및 상기 간섭계로부터 출력된 참조광 및 측정광을 소정의 편광 패턴에 따라 필터링하고, 상기 필터링된 참조광 및 측정광 사이의 간섭 강도에 기초하여 상기 측정 대상물의 형상을 검출하는 형상 검출부; 를 포함할 수 있다.
청구항
번호청구항
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측정 대상물의 형상을 검출하는 장치에 있어서,서로 다른 파장의 광을 발생시키는 하나 이상의 광원들을 포함하는 광원부;상기 하나 이상의 광원들로부터 발생된 광 중, 제1 광을 제1 경로로 획득하고, 상기 발생된 광 중 제2 광을 제2 경로로 획득하며, 상기 획득된 제1 광 및 제2 광을 제3 경로로 출력하는 광 분배기;상기 제3 경로로 출력된 제1 광 및 제2 광을 미리 설정된 주축에 대하여 45도 편광된 직선 편광으로 변환하는 선형 편광판;상기 직선 편광으로 변환된 광들을 기준 거울로 입사되는 참조광 및 상기 측정 대상물로 입사되는 측정광으로 각각 분할하고, 상기 기준 거울로부터 반사된 참조광 및 상기 측정 대상물로부터 반사된 측정광을 출력하는 간섭계; 및상기 간섭계로부터 출력된 참조광 및 측정광을 소정의 편광 패턴에 따라 필터링하고, 상기 필터링된 참조광 및 측정광 사이의 간섭 강도를 입력 변수로 하는, 제1 광의 파장 및 상기 제2 광의 파장의 합에 따른 제1 등가 파장의 위상을 결정하며, 상기 간섭 강도를 입력 변수로 하는, 상기 제1 광의 파장 및 상기 제2 광의 파장의 차이에 따른 제2 등가 파장의 위상을 결정하고, 상기 제1 등가 파장의 위상 또는 상기 제2 등가 파장의 위상 중 적어도 하나에 기초하여 상기 측정 대상물의 형상을 검출하는 형상 검출부; 를 포함하는, 장치.

2

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제1항에 있어서, 상기 장치는상기 하나 이상의 광원들로부터 발생된 서로 다른 파장의 광들을 평행하게 출력하는 콜리메이터 렌즈; 를 더 포함하고,상기 선형 편광판은 상기 콜리메이터 렌즈로부터 평행하게 출력된 서로 다른 파장의 광들을 상기 직선 편광으로 변환하는 것인, 장치.

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제1항에 있어서, 상기 간섭계는상기 하나 이상의 광들을 투과 및 반사 시키는 광 분할부; 및상기 광 분할부로부터 투과된 하나 이상의 광들을 각각 상기 참조광 및 상기 참조광과 직교하는 상기 측정광으로 분할하는 편광 광 분할부; 를 더 포함하는 장치.

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제4항에 있어서, 상기 간섭계는상기 기준 거울로부터 반사된 참조광 및 상기 측정 대상물로부터 반사된 측정광을 원편광 시키는 파장판; 및상기 파장판으로부터 출력된 원편광된 참조광 및 측정광을 결상시키는 결상 렌즈; 를 더 포함하고,상기 형상 검출부는 상기 결상 렌즈를 통하여 결상된 참조광 및 측정광을 이용하여 상기 측정 대상물의 형상을 검출하는 것인, 장치.

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제1항에 있어서, 상기 형상 검출부는상기 간섭계로부터 출력된 측정광 및 참조광이 입사되는 마이크로 렌즈 어레이;상기 마이크로 렌즈 어레이를 통과한 상기 측정광 및 상기 참조광을 상기 소정의 편광 패턴에 따라 필터링하기 위한 편광 필터; 및상기 편광 패턴에 따라 필터링된 참조광 및 측정광 내 간섭무늬들의 간섭 강도를 격자 단위로 획득하는 픽셀 어레이; 를 포함하는, 장치.

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제5항에 있어서, 상기 편광 광 분할부는상기 광 분할부로부터 투과된 제1광 및 상기 제2 광을 수직 편광함으로써 각각 생성된 제1 수직 편광 광 및 제2 수직 편광 광을 상기 참조광으로 하여, 상기 기준 거울에 입사시키고, 상기 광 분할부로부터 투과된 제1 광 및 상기 제2 광을 수평 편광함으로써 각각 생성된 제1 수평 편광 광 및 제2 수평 편광 광을 상기 측정광으로 하여 상기 측정 대상물로 입사시키며,상기 기준 거울로부터 반사된 제1 수직 편광 광 및 상기 제2 수직 편광 광을 상기 광 분할부로 반사시키고, 상기 측정 대상물로부터 반사된 제1 수평 편광 광 및 상기 제2 수평 편광 광을 상기 광 분할부로 투과시키는 것을 특징으로 하는, 장치.

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제7항에 있어서, 상기 광 분할부는상기 기준 거울로부터 반사된 제1 수직 편광 광 및 상기 제2 수직 편광 광과, 상기 측정 대상물로부터 반사된 제1 수평 편광 광 및 상기 제2 수평 편광 광을 상기 파장판으로 반사시키는 것을 특징으로 하는, 장치.

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삭제

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제1항에 있어서, 상기 형상 검출부는상기 결정된 제1 등가 파장에서의 위상을 이용하여 상기 측정 대상물의 형상을 검출하고,상기 결정된 제1 등가 파장에서의 위상에 대한 2 파이 모호성이 발생하는 경우, 상기 제2 등가 파장에서의 위상을 이용하여 상기 제1 등가 파장에서의 위상을 보상하는 것을 특징으로 하는, 장치.

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제6항에 있어서, 상기 편광 필터는 상기 픽셀 어레이 내 적어도 하나의 픽셀을 포함하는 단위 격자 셀에 대응되는 복수의 단위 격자 필터를 포함하고,상기 단위 격자 필터는 상기 단위 격자 필터에 대응되는 단위 격자 셀 내 픽셀 별로 서로 다른 각도의 단위 필터를 포함하는, 장치.

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제1항에 있어서, 상기 광원부는 버터 플라이(Butterfly) 타입의 하나 이상의 광원들을 포함하고,상기 광 분배기는 2 by 1 형식으로 상기 제1 광이 획득된 상기 제1 경로 및 상기 제2 광이 획득된 제2 경로를 이용하여 상기 제3 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는, 장치.

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측정 대상물의 형상을 검출하는 장치가 측정 대상물의 형상을 검출하는 방법에 있어서,서로 다른 파장의 광을 발생시키는 하나 이상의 광원들로부터 광들을 획득하는 단계;상기 하나 이상의 광원들로부터 발생된 광 중, 제1 광을 제1 경로로 획득하고, 상기 발생된 광 중, 제2 광을 제2 경로로 획득하는 단계;상기 획득된 제1 광 및 제2 광을 제3 경로로 출력하는 단계;상기 제3 경로에서 출력된 제1 광 및 제2 광을 미리 설정된 주축에 대하여 45도 편광된 직선 편광으로 변환하는 단계;상기 직선 편광으로 변환된 광들을 기준 거울로 입사되는 참조광 및 상기 측정 대상물로 입사되는 측정광으로 각각 분할하는 단계;상기 기준 거울로부터 반사된 참조광 및 상기 측정 대상물로부터 반사된 측정광을 획득하는 단계;상기 기준 거울로부터 반사된 참조광 및 상기 측정 대상물로부터 반사된 측정광을 필터링하는 단계;상기 필터링된 참조광 및 측정광 사이의 간섭 강도를 입력 변수로 하는, 제1 광의 파장 및 상기 제2 광의 파장의 합에 따른 제1 등가 파장의 위상을 결정하는 단계;상기 간섭 강도를 입력 변수로 하는, 제1 광의 파장 및 상기 제2 광의 파장의 차이에 따른 제2 등가 파장의 위상을 결정하는 단계; 및상기 제1 등가 파장의 위상 또는 상기 제2 등가 파장의 위상 중 적어도 하나에 기초하여 상기 측정 대상물의 형상을 검출하는 단계; 를 포함하는, 방법.

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삭제

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제13항에 있어서, 상기 방법은상기 제3 경로에서 출력된 제1광 및 제2 광을 콜리메이터 렌즈를 이용하여 평행화 하는 단계; 및상기 평행화된 상기 제1 광 및 제2 광을 상기 직선 편광으로 변환하는 단계; 를 더 포함하는, 방법.

16

제13항에 있어서, 상기 방법은상기 직선 편광으로 변환된 제1 광 및 제2 광을 투과 및 반사 시키는 단계; 및상기 투과된 제1 광 및 제2 광을 각각 상기 참조광 및 상기 참조광과 직교하는 상기 측정광으로 분할하는 단계; 를 더 포함하는, 방법.

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제16항에 있어서, 상기 방법은상기 기준 거울로부터 반사된 참조광 및 상기 측정 대상물로부터 반사된 측정광을 원편광 시키는 단계;상기 원편광된 참조광 및 측정광을 결상시키는 단계; 및상기 결상된 참조광 및 측정광을 이용하여 상기 측정 대상물의 형상을 검출하는 단계; 를 더 포함하는, 방법.

18

제13항에 있어서, 상기 형상을 검출하는 단계는상기 제1 광의 파장 및 상기 제2 광의 파장의 합에 기초하여 제1 등가 파장을 결정하는 단계;상기 제1 광의 파장 및 상기 제2 광의 파장의 차이에 기초하여 제2 등가 파장을 결정하는 단계; 및상기 결정된 제1 등가 파장에서의 위상 및 상기 제2 등가 파장에서의 위상 중 적어도 하나를 이용하여 상기 측정 대상물의 형상을 검출하는 단계; 를 포함하는, 방법.

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제18항에 있어서, 상기 형상을 검출하는 단계는상기 결정된 제1 등가 파장에서의 위상을 이용하여 상기 측정 대상물의 형상을 검출하는 단계;상기 결정된 제1 등가 파장에서의 위상에 대한 2 파이 모호성이 발생하는 경우, 상기 제2 등가 파장에서의 위상을 이용하여 상기 제1 등가 파장에서의 위상을 보상하는 단계; 를 더 포함하는, 방법.

20

서로 다른 파장의 광을 발생시키는 하나 이상의 광원들로부터 광들을 획득하는 단계;상기 하나 이상의 광원들로부터 발생된 광 중, 제1 광을 제1 경로로 획득하고, 상기 발생된 광 중, 제2 광을 제2 경로로 획득하는 단계;상기 획득된 제1 광 및 제2 광을 제3 경로로 출력하는 단계;상기 제3 경로에서 출력된 제1 광 및 제2 광을 미리 설정된 주축에 대하여 45도 편광된 직선 편광으로 변환하는 단계;상기 직선 편광으로 변환된 광들을 기준 거울로 입사되는 참조광 및 측정 대상물로 입사되는 측정광으로 각각 분할하는 단계;상기 기준 거울로부터 반사된 참조광 및 상기 측정 대상물로부터 반사된 측정광을 획득하는 단계;상기 기준 거울로부터 반사된 참조광 및 상기 측정 대상물로부터 반사된 측정광을 필터링하는 단계;상기 필터링된 참조광 및 측정광 사이의 간섭 강도를 입력 변수로 하는, 제1 광의 파장 및 상기 제2 광의 파장의 합에 따른 제1 등가 파장의 위상을 결정하는 단계;상기 간섭 강도를 입력 변수로 하는, 제1 광의 파장 및 상기 제2 광의 파장의 차이에 따른 제2 등가 파장의 위상을 결정하는 단계; 및상기 제1 등가 파장의 위상 또는 상기 제2 등가 파장의 위상 중 적어도 하나에 기초하여 상기 측정 대상물의 형상을 검출하는 단계; 를 포함하는, 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.