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광원, 편광변조부, 시료받침대, 편광해석부, 및 광검출기를 포함하는 타원계측기에 있어서,상기 편광변조부 또는 상기 편광해석부의 등속으로 회전하는 광소자부에 연결되어, 상기 광검출기의 노광량 측정회수를 제어하는 디지털 신호 변조장치를 포함하고,상기 노광량() 값에 관한 식은 와 같이 획득되고,상기 광세기 파형의 비정규화된 푸리에 계수(, )와 광세기 평균값()은 각각 ,,, 인 것을 특징으로 하는 타원계측기
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제 1 항에 있어서,상기 광검출기의 적분시간 및 상기 노광량 측정회수는 상기 광검출기에 조사되는 광세기에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 타원계측기
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제 1 항 또는 제 2항에 있어서,상기 광검출기에 의해서 측정되는 광세기는 시간에 대해서 일정한 주기로 변하고, 상기 광검출기로부터 상기 광세기 파형의 주기()의 임의의 배수 동안 일정한 간격으로 상기 광세기 파형에 대한 다수의 노광량 값들을 획득하고, 상기 다수의 노광량 값들에 대한 이산 푸리에 변환을 수행하여 상기 광세기의 파형에 대한 다수의 푸리에 계수들과 평균값 성분을 결정하는 연산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 타원계측기
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제 3항에 있어서,상기 푸리에 계수들 [(, , ; ) 또는 (, , ; )]로부터 계면특성, 박막두께, 복소 굴절률, 나노 형상, 비등방 특성, 표면 거칠기, 조성비, 및 결정성 등의 시료에 대한 물성을 분석하는 것을 특징으로 하는 타원계측기
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제 3항에 있어서,상기 푸리에 계수들(, , ; ) 중에서 일부를 제한적으로 선택하여 타원계측함수를 얻는 것을 특징으로 하는 타원계측기
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제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 타원계측기는 광소자 회전형 타원계측기들 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 타원계측기
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광원, 편광변조부, 시료받침대, 편광해석부, 및 광검출기를 포함하는 타원계측기에 있어서,상기 편광변조부 또는 상기 편광해석부의 등속으로 회전하는 광소자부에 연결되어, 상기 광검출기의 노광량 측정회수를 제어하는 디지털 신호 변조장치를 포함하고,상기 광검출기에 의해 측정되는 광세기는 시간에 대해서 일정한 주기로 변하고, 상기 광검출기로부터 상기 광세기의 파형 주기()의 임의의 배수 동안 일정한 간격으로 상기 광세기 파형에 대한 다수의 상기 노광량 값들을 획득하고, 상기 광세기의 파형에 대한 다수의 푸리에 계수들과 평균값 성분을 상기 다수의 노광량 값들에 대한 이산 푸리에 변환을 수행하여 결정하는 것을 특징으로 하고,상기 노광량() 값에 관한 식은 와같이 획득되고,상기 광세기 파형의 비정규화된 푸리에 계수(, )와 광세기 평균값()은 각각 ,,, 인 것을 특징으로 하는 푸리에 계수 결정 방법
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시료를 향하여 백색광을 방사하는 광원;광의 진행경로 상 상기 광원과 상기 시료 사이에 배치되며, 상기 광원에서 방사된 상기 백색광을 평행광으로 만드는 무색수차 시준기;상기 광의 진행경로 상 상기 무색수차 시준기와 상기 시료 사이에 배치되어, 상기 평행광이 입사되며 상기 입사된 평행광을 편광시키는 제 1 편광자;상기 광의 진행경로 상 상기 제 1 편광자와 상기 시료 사이에 배치되며, 상기 제 1 편광자를 통과한 광이 입사되며 상기 입사된 광을 편광시키는 등속으로 회전하는 제 2 편광자;상기 시료를 지탱해주는 시료 받침대;상기 제 2 편광자를 통과하여 편광된 후 상기 시료에 의해 반사 또는 투과되면서 편광상태가 변화된 광이 입사되며, 상기 입사된 광을 편광시키는 제 3 편광자;상기 제 3 편광자를 통과한 광이 입사되며 입사된 광을 다채널 분광기의 국소영역에 집중으로 조사하기 위한 무색수차 초점광학계; 및상기 무색수차 초점광학계에 의해 전달된 광이 입사되며 상기 입사된 광을 분산광학계를 사용하여 파장별로 분광시키고 상기 파장별로 분광된 광을 다채널 광검출기에 조사하며 상기 다채널 광검출기에 조사된 광의 노광량을 상기 다채널 광검출기의 각 화소별로 측정하는 다채널 분광기;를 포함하며, 상기 시료의 물성을 측정하는 것을 특징으로 하고,상기 광의 진행경로 상 상기 광원 이후에 배치되며, 광원에서 시료로 조사된 빛을 원격조정으로 차폐할 수 있는 원격 광원차폐 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 타원계측기
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시료를 향하여 백색광을 방사하는 광원;광의 진행경로 상 상기 광원과 상기 시료 사이에 배치되며, 상기 광원에서 방사된 백색광을 평행광으로 만드는 무색수차 시준기;상기 광의 진행경로 상 상기 무색수차 시준기와 상기 시료 사이에 배치되며, 상기 평행광이 입사되며 상기 평행광을 편광시키는 제 1 편광자;상기 시료를 지탱해주는 시료 받침대;상기 제 1 편광자를 통과하여 편광된 광이 상기 시료에 의해 반사 또는 투과되면서 편광상태가 변화되어 입사되며, 상기 입사된 광을 편광시키는 등속으로 회전하는 제 2 편광자;상기 제 2 편광자를 통과한 광이 입사되며, 상기 입사된 광을 편광시키는 제 3 편광자;상기 제 3 편광자를 통과한 광이 입사되며 입사된 광을 다채널 분광기의 국소영역에 집중으로 조사하기 위한 무색수차 초점광학계; 및상기 무색수차 초점광학계에 의해 전달된 광이 입사되며 상기 입사된 광을 분산광학계를 사용하여 파장별로 분광시키고 상기 파장별로 분광된 광을 다채널 광검출기에 조사하며 상기 다채널 광검출기에 조사된 광의 노광량을 상기 다채널 광검출기의 각 화소별로 측정하는 다채널 분광기;를 포함하며, 상기 시료의 물성을 측정하는 것을 특징으로 하고,상기 광의 진행경로 상 상기 광원 이후에 배치되며, 광원에서 시료로 조사된 빛을 원격조정으로 차폐할 수 있는 원격 광원차폐 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 타원계측기
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제 10항 또는 제 11항에 있어서,상기 타채널 광검출기를 사용하여 광세기 파형을 측정하는 주기 수 및 상기 다채널 광검출기에 조사된 노광량을 측정하는 횟수를 조절하기 위한 디지털 신호 변조장치를 포함하며, 상기 디지털 신호 변조장치는 상기 다채널 광검출기에 조사되는 광의 세기에 따라 상기 광검출기의 적분시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 타원계측기
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제 10항 또는 제 11항에 있어서,광소자 회전주기()의 1/2 배수의 시간() 동안에 일정한 시간 간격으로 상기 다채널 광검출기에 의해 임의로 정해진 적분시간 동안에 측정된 노광량들에 대한 이산 푸리에 변환을 사용하여 다수의 푸리에 계수들 ()을 계산하는 것을 특징으로 하는 타원계측기
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제 13 항에 있어서,상기 다수의 푸리에 계수들 중에 3개 이상의 푸리에 계수들로부터 타원계측함수인 (, , ) 또는 (, , )를 계산하는 것을 특징으로 하는 타원계측기
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제 14항에 있어서,상기 측정된 푸리에 계수들 [(, , , , ) 또는 (, , , , )] 또는 상기 측정된 타원계측함수들 [(, , ) 또는 (, , )]로부터 계면특성, 박막두께, 복소 굴절률, 나노 형상, 비등방 특성, 표면 거칠기, 조성비, 및 결정성 등의 시료에 대한 물성을 분석해 내는 것을 특징으로 하는 타원계측기
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제 14항에 있어서,상기 측정된 푸리에 계수들 () 또는 상기 측정된 타원계측함수들 [(, , ) 또는 (, , )]의 측정 데이터를 얻고, 상기 시료에 대한 광학적 이론식을 정립하고, 상기 정립된 이론식에 대해 설정된 영역에 대한 다수의 미지의 매개변수들을 사용하여 계산된 상기 푸리에 계수들 또는 상기 타원계측함수들의 데이터를 얻고, 상기 계산에 의해 얻어진 데이터로부터 미지의 매개변수들에 대한 연속함수를 얻고, 상기 연속함수를 상기 측정 데이터에 최소자승법을 이용하여 최적화를 함으로써 상기 시료의 물성을 얻는 것을 특징으로 하는 타원계측기
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제 10항 또는 제 11항에 있어서,상기 다채널 광검출기는 CCD, CMOS 또는 포토다이오드 소자로 이루어지며, 다수의 화소(pixel)들이 선형 또는 2차원 평면 구조로 배열된 것을 특징으로 하는 타원계측기
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제 10항 또는 제 11항에 있어서,상기 제 1 편광자에 부착되어 상기 제 1 편광자의 방위각을 제어하기 위한 제 1 동공축 스테핑 모터;상기 제 3 편광자에 부착되어 상기 제 3 편광자의 방위각을 각기 제어하기 위한 제 3 동공축 스테핑 모터;상기 제 2 편광자에 부착되어 상기 제 2 편광자를 등속으로 회전시키기 위한 동공축 등속회전 모터; 및상기 동공축 등속회전 모터에 부착되어 상기 동공축 등속회전 모터와 같이 회전하며 매회전당 하나의 영점펄스와 다수의 등간격 펄스들을 생산하는 광학 엔코더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 타원계측기
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제 19 항에 있어서,상기 엔코더에서 생성된 등간격 펄스들은 디지털 신호 변조장치에 전달되고, 상기 디지털 신호 변조장치는 상기 펄스들에 의해 등간격으로 특정 개수의 분광기 작동 트리거들을 생성하고, 상기 생성된 분광기 작동 트리거들은 상기 다채널 분광기에 전달되어 상기 다채널 광검출기가 상기 분광기 작동 트리거를 수신할 때 마다 각 화소에서 정해진 적분시간 동안에 상기 노광량을 측정하는 것을 특징으로 하는 타원계측기
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제 20 항에 있어서,상기 디지털 신호 변조장치는 상기 다채널 광검출기에 조사되는 광의 세기에 따라 상기 측정 주기 또는 상기 노광량 측정횟수를 변경하여 상기 광검출기의 적분시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 타원계측기
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제 14 항에 있어서,상기 푸리에 계수들() 중에서 상대적으로 신호 대 잡음 비가 우수한 것을 제한적으로 선택하여 타원계측함수를 얻는 것을 특징으로 하는 타원계측기
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제 10항 또는 제 11항에 있어서,상기 무색수차 초점광학계와 다채널 분광기 사이에 위치하는 광섬유를 포함하며,상기 광섬유는 단일 광섬유이거나 또는 수광부 쪽은 단일 광섬유 다발로 되어있고 상기 다채널 분광기에 연결되는 쪽은 2개 이상의 광섬유 다발로 제작된 분기형 광섬유 다발인 것을 특징으로 하는 타원계측기
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