JP2007519932A - 光ファイバー式測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
標準化R値 =[(暗・開1R+暗・開2R/2)]−暗・閉R
標準化M1値 =[(暗・開1M1+暗・開2M1/2)]−暗・閉M1
標準化M2値 =[(暗・開1M2+暗・開2M2/2)]−暗・閉M2
標準化M3値 =[(暗・開1M3+暗・開2M3/2)]−暗・閉M3
標準化M4値 =[(暗・開1M4+暗・開2M4/2)]−暗・閉M4
標準化M5値 =[(暗・開1M5+暗・開2M5/2)]−暗・閉M5
ここで、
暗・開1Rは、標準化操作中、基準検出器素子によって測定された「暗・開1X」値である。図示の実施例では、検出器素子90aが基準検出器素子とされているが、検出器素子90a〜90fのうちの任意の1つを基準検出器素子と定めることができる。
暗・開2Rは、標準化操作中、基準検出器素子90aによって測定された「暗・開2X」値である。
暗・閉Rは、標準化操作中、基準検出器素子90aによって測定された「暗・閉X」値である。
暗・開1M1は、標準化操作中、基準検出器素子90bによって測定された「暗・開1X」値である。
暗・開2M1は、標準化操作中、基準検出器素子90bによって測定された「暗・開2X」値である。
暗・閉M1は、標準化操作中、基準検出器素子90bによって測定された「暗・閉X」値である。
暗・開1M2は、標準化操作中、基準検出器素子90cによって測定された「暗・開1X」値である。
暗・開2M2は、標準化操作中、基準検出器素子90cによって測定された「暗・開2X」値である。
暗・閉M2は、標準化操作中、基準検出器素子90cによって測定された「暗・閉X」値である。
暗・開1M3は、標準化操作中、基準検出器素子90dによって測定された「暗・開1X」値である。
暗・開2M3は、標準化操作中、基準検出器素子90dによって測定された「暗・開2X」値である。
暗・閉M3は、標準化操作中、基準検出器素子90dによって測定された「暗・閉X」値である。
暗・開1M4は、標準化操作中、基準検出器素子90eによって測定された「暗・開1X」値である。
暗・開2M4は、標準化操作中、基準検出器素子90eによって測定された「暗・開2X」値である。
暗・閉M4は、標準化操作中、基準検出器素子90eによって測定された「暗・閉X」値である。
暗・開1M5は、標準化操作中、基準検出器素子90fによって測定された「暗・開1X」値である。
暗・開2M5は、標準化操作中、基準検出器素子90fによって測定された「暗・開2X」値である。
暗・閉M5は、標準化操作中、基準検出器素子90fによって測定された「暗・閉X」値である。
標準化M1比 =(標準化M1値/標準化R値)*内M1標準
標準化M2比 =(標準化M2値/標準化R値)*内M2標準
標準化M3比 =(標準化M3値/標準化R値)*内M3標準
標準化M4比 =(標準化M4値/標準化R値)*内M4標準
標準化M5比 =(標準化M5値/標準化R値)*内M5標準
ここで、内Mx標準=後述するように計算される内標準Mx比定数
以下は、生の比値である。
(R−R 0 )/Rに対する総利得
生のM1比 =(M1−M10)/M1に対する総利得
(R−R 0 )/Rに対する総利得
生のM2比 =(M2−M20)/M2に対する総利得
(R−R 0 )/Rに対する総利得
生のM3比 =(M3−M30)/M3に対する総利得
(R−R 0 )/Rに対する総利得
生のM4比 =(M4−M40)/M4に対する総利得
(R−R 0 )/Rに対する総利得
生のM5比 =(M5−M50)/M5に対する総利得
ここで、
M1は、チョッパー52がスロット28aに挿入されておらず、標準化用シャッター72がスロット28dに挿入されているときに、検出器素子90bによって創出されるオンライン信号である。
M10は、測定装置10の、標準化操作を除く、オンライン作動中、チョッパー52及び標準化用シャッター72がそれぞれスロット28a及びスロット28dに挿入されているときに、検出器素子90bによって創出されるチョッパー遮蔽信号である。
M1に対する総利得は、対応する可変利得チャンネルアンプのための、システムプロセッサ60内の利得ステップ表に保存されている実際の利得ステップ値を取りだし、その利得ステップにそれより低いすべての利得ステップを乗じることによって算定される。例えば、4つの利得ステップの場合、総利得=利得ステップ1×利得ステップ2×利得ステップ3×利得ステップ4
M2は、チョッパー52がスロット28aに挿入されておらず、標準化用シャッター72がスロット28dに挿入されているときに、検出器素子90Cによって創出されるオンライン信号である。
M20は、測定装置10の、標準化操作を除く、オンライン作動中、チョッパー52及び標準化用シャッター72がそれぞれスロット28a及びスロット28dに挿入されているときに、検出器素子90cによって創出されるチョッパー遮蔽信号である。
M2に対する総利得は、対応する可変利得チャンネルアンプのための、システムプロセッサ60内の利得ステップ表に保存されている実際の利得ステップ値を取りだし、その利得ステップにそれより低いすべての利得ステップを乗じることによって算定される。
M3は、チョッパー52がスロット28aに挿入されておらず、標準化用シャッター72がスロット28dに挿入されているときに、検出器素子90dによって創出されるオンライン信号である。
M30は、測定装置10の、標準化操作を除く、オンライン作動中、チョッパー52及び標準化用シャッター72がそれぞれスロット28a及びスロット28dに挿入されているときに、検出器素子90dによって創出されるチョッパー遮蔽信号である。
M3に対する総利得は、対応する可変利得チャンネルアンプのための、システムプロセッサ60内の利得ステップ表に保存されている実際の利得ステップ値を取りだし、その利得ステップにそれより低いすべての利得ステップを乗じることによって算定される。
M4は、チョッパー52がスロット28aに挿入されておらず、標準化用シャッター72がスロット28dに挿入されているときに、検出器素子90eによって創出されるオンライン信号である。
M40は、測定装置10の、標準化操作を除く、オンライン作動中、チョッパー52及び標準化用シャッター72がそれぞれスロット28a及びスロット28dに挿入されているときに、検出器素子90eによって創出されるチョッパー遮蔽信号である。
M4に対する総利得は、対応する可変利得チャンネルアンプのための、システムプロセッサ60内の利得ステップ表に保存されている実際の利得ステップ値を取りだし、その利得ステップにそれより低いすべての利得ステップを乗じることによって算定される。
M5は、チョッパー52がスロット28aに挿入されておらず、標準化用シャッター72がスロット28dに挿入されているときに、検出器素子90fによって創出されるオンライン信号である。
M50は、測定装置10の、標準化操作を除く、オンライン作動中、チョッパー52及び標準化用シャッター72がそれぞれスロット28a及びスロット28dに挿入されているときに、検出器素子90fによって創出されるチョッパー遮蔽信号である。
M5に対する総利得は、対応する可変利得チャンネルアンプのための、システムプロセッサ60内の利得ステップ表に保存されている実際の利得ステップ値を取りだし、その利得ステップにそれより低いすべての利得ステップを乗じることによって算定される。
Rは、チョッパー52がスロット28aに挿入されておらず、標準化用シャッター72がスロット28dに挿入されているときに、検出器素子90aによって創出されるオンライン信号である。
R0は、測定装置10の、標準化操作を除く、オンライン作動中、チョッパー52及び標準化用シャッター72がそれぞれスロット28a及びスロット28dに挿入されているときに、検出器素子90aによって創出されるチョッパー遮蔽信号である。
Rに対する総利得は、対応する可変利得チャンネルアンプのための、システムプロセッサ60内の利得ステップ表に保存されている実際の利得ステップ値を取りだし、その利得ステップにそれより低いすべての利得ステップを乗じることによって算定される。
下記は、標準化修正(修正された)測定比である。
標準化修正M1測定比 =生のM1比*標準化M1比
標準化修正M2測定比 =生のM2比*標準化M2比
標準化修正M3測定比 =生のM3比*標準化M3比
標準化修正M4測定比 =生のM4比*標準化M4比
標準化修正M5測定比 =生のM5比*標準化M5比
以下の計算は、センサーがその製造中初期校正されるときにのみ実施される。
1
内M1標準 =標準化修正M1比黄金標準
1
内M2標準 =標準化修正M2比黄金標準
1
内M3標準 =標準化修正M3比黄金標準
1
内M4標準 =標準化修正M4比黄金標準
1
内M5標準 =標準化修正M5比黄金標準
12 ベースプレート
12a フェースプレート
12b 開口
12c 上面
20 照射ユニット
22 光源
24 反射器
26 ランプ
27 光源強度コントローラ
28a スロット
28b 主照射開口
28c 内孔
28d スロット
28 照射ユニット支持体
30 光ファイバー装置
32 光ファイバー装置ハウジング
32a 側壁
32b 側壁
32c 前壁
32d 後壁
32e 底壁
32f 上壁
32g 光ファイバー保持部材、円筒形部材
34 光ファイバー光源側フェルール
34a 縁
36 標準化用フェルール
40 検出装置
42 検出装置ハウジング
44a〜44f 検出器フェルール
50 チョッパー機構
52 チョッパー
54 チョッパーステップモータ
56 チョッパーコントローラ
60 システムプロセッサ
70 標準化用シャッター機構
72 シャッター
74 シャッターソレノイド
76 コントローラ
80 光ファイバー構造体
82 光ファイバー
84 入力端
86 出力端
86a 分割束
90a〜90f 検出器素子、検出器
90a 検出器素子
90b 検出器素子
90a 検出器素子
90b 検出器素子
90a 検出器素子
90b 検出器素子
92 可視光検出器
92a 光管
94 検出器回路基板
100 材料ウエブ
100a 表面
110 光ファイバー構造体
110a〜110f フィルター
112 光ファイバー
112 光ファイバー
112a〜112f 集光器
114 入力端
116 出力端
140 光ファイバー構造体
142 光ファイバー
144 入力端
146 出力端
146a 分割束
202,204 測定装置
S 光のスポット
Claims (26)
- 電磁放射線源(22)を含む照射ユニット(20)と、
光ファイバー装置(30)と、
検出装置(40)とから成る測定装置であって、
前記光ファイバー装置は、前記放射線源から放出された電磁放射線の少くとも一部分を受け取るための入力端(114)と、該受け取った放射線を材料ウエブ(100)へ差し向けるための出力端(116)を有する第1光ファイバー構造体(110)と、該材料ウエブから反射された放射線を受け取るための入力端(84)と、該反射放射線を前記検出装置へ差し向けるための出力端(86)を有する第2光ファイバー構造体(80)を含み、
前記検出装置は、第1波長帯域の電磁放射線を検出して、対応する第1出力信号を発生するための第1検出器(90)と、第2波長帯域の電磁放射線を検出して、前記材料ウエブの測定すべき第1特性を表示する対応する第2出力信号を発生するための第2検出器(90)から成ることを特徴とする測定装置。
- 前記第1光ファイバー構造体(110)は、各々前記射線源(22)から放出された電磁放射線の前記部分を受け取るための第1入力端(114)と、各々該受け取った放射線を前記材料ウエブ(100)上へ差し向けるための第1出力端(116)を有する第1光ファイバー(112)の束から成り、前記第2光ファイバー構造体(80)は、各々前記材料ウエブ(100)から反射された放射線を受け取るための第2入力端(84)と、各々該反射放射線を前記検出装置(40)へ差し向けるための第2出力端(86)を有する第2光ファイバー(82)の束から成り、前記第1出力端は、前記第2入力端とランダムに混ぜ合わされている請求項1に記載の測定装置。
- 前記第1波長帯域の電磁放射線は、第1赤外線波長帯域の電磁放射線であり、前記第2波長帯域の電磁放射線は、第2赤外線波長帯域の電磁放射線であり、前記第1出力信号は、基準信号を構成し、前記材料ウエブ(100)の前記第1特性を判定するために前記第2出力信号がプロセッサ(60)を介して前記第1出力信号と比較される請求項2に記載の測定装置。
- 前記検出装置(40)は、更に、
前記材料ウエブ(100)の第2特性を測定するために、第3赤外線波長帯域の電磁放射線を検出し、プロセッサ(60)を介して前記第1出力信号と比較するべく、該材料ウエブ(100)の測定すべき第2特性を表示する対応する第3出力信号を発生するための第3検出器(90)と、
前記材料ウエブ(100)の第3特性を測定するために、第4赤外線波長帯域の電磁放射線を検出し、プロセッサを介して前記第1出力信号と比較するべく、該材料ウエブ(100)の測定すべき第3特性を表示する対応する第4出力信号を発生するための第4検出器(90)と、
前記材料ウエブ(100)の第4特性を測定するために、第5赤外線波長帯域の電磁放射線を検出し、プロセッサを介して前記第1出力信号と比較するべく、該材料ウエブ(100)の測定すべき第4特性を表示する対応する第5出力信号を発生するための第5検出器(90)と、
前記材料ウエブ(100)の第5特性を測定するために、第6赤外線波長帯域の電磁放射線を検出し、プロセッサを介して前記第1出力信号と比較するべく、該材料ウエブ(100)の測定すべき第5特性を表示する対応する第6出力信号を発生するための第6検出器(90)を含む請求項3に記載の測定装置。
- 前記光ファイバーの前記第1出力端(116)と第2入力端(84)は、該第2入力端が前記材料ウエブ(100)から反射された実質的に拡散電磁放射線だけを受け取るように、該材料ウエブ(100)に対して約30°から約60°までの角度で位置づけされている請求項2に記載の測定装置。
- 前記第1光ファイバー(112)は、それらの第1入力端(114)と第1出力端(116)がランダムに位置づけされるようにランダムに引き回されており、前記第2光ファイバー(82)も、それらの第2入力端(84)と第2出力端(86)がランダムに位置づけされるようにランダムに引き回されている請求項2に記載の測定装置。
- 前記第2光ファイバー(82)は、すべて実質的に同じ長さである請求項2に記載の測定装置。
- 前記照射ユニット(20)は、更に、電磁射線源(22)を結合するための支持体(28)を含む請求項1に記載の測定装置。
- チョッパー素子(52)を含むチョッパー機構(50)を備えており、前記照射ユニット(20)の支持体(28)は、前記電磁射線源(22)によって発せられた光が該支持体(28)に形成された主照射開口(28b)を介して前記第1光ファイバー構造体(110)の入力端(114)へ通るのを防止するように前記チョッパー素子を挿入することができる第1スロット(28a)を有する請求項8に記載の測定装置。
- シャッター(72)を含む標準化機構(70)を備えており、前記照射ユニットの支持体(28)は、前記電磁射線源(22)によって発せられた光が(28c)開口を介して第3光ファイバー構造体(140)の入力端へ通るのを防止するように前記シャッターを通すことができる第2スロット(28d)を有する請求項9に記載の測定装置。
- 前記第3光ファイバー構造体(140)は、前記シャッター(72)が前記第2スロット(28d)に挿入されていないとき、各々前記電磁射線源(22)から放出された電磁放射線の少くとも一部分を受け取るための第3入力端(144)と、各々該受け取った光を前記検出装置(40)へ差し向けるための第3出力端(146)を有する第3光ファイバー(142)の束から成る請求項10に記載の測定装置。
- 前記光ファイバー装置(30)は、更に、前記第1及び第2光ファイバー構造体(110,80)の少くとも一部分を収容する光ファイバーハウジング(32)を備えている請求項1に記載の測定装置。
- 電磁射線源(22)を含む照射ユニット(20)と、
電磁放射線ガイド装置(30)と、
検出装置(40)と、
プロセッサ(60)から成る測定装置であって、
前記電磁放射線ガイド装置は、前記射線源(22)から放出された電磁放射線の少くとも一部分を受け取るための入力端(114)と、該受け取った放射線を材料ウエブ(100)上へ差し向けるための出力端(116)を有する第1放射線ガイド構造体(110)と、該材料ウエブ(100)から反射された放射線を受け取るための入力端(84)と、該反射放射線を前記検出装置(40)へ差し向けるための出力端(86)を有する第2放射線ガイド構造体(80)を含み、
前記検出装置(40)は、第1波長帯域の電磁放射線を検出して、対応する第1出力信号を発生するための第1検出器(90)と、第2波長帯域の電磁放射線を検出して、対応する第2出力信号を発生するための第2検出器(90)から成り、
前記プロセッサ(60)は、前記第1出力信号と第2出力信号を受け取り、それらの出力信号を用いて材料ウエブ(100)の1つの特性を判定することを特徴とする測定装置システム。
- 前記第1放射線ガイド構造体(110)は、各々前記射線源(22)から放出された電磁放射線の前記部分を受け取るための第1入力端(114)と、各々該受け取った放射線を材料ウエブ(100)上へ差し向けるための第1出力端(116)を有する第1光ファイバー(112)の束から成り、前記第2放射線ガイド構造体(80)は、各々材料ウエブ(100)から反射された放射線を受け取るための第2入力端(84)と、各々該反射放射線を前記検出装置(40)へ差し向けるための第2出力端(86)を有する第2光ファイバー(82)の束から成り、これらの第1出力端は、該第2入力端とランダムに混ぜ合わされている請求項13に記載の測定装置システム。
- 前記検出装置(40)は、更に、第3波長帯域の電磁放射線を検出して、対応する第3出力信号を発生するための第3検出器(90)と,第4波長帯域の電磁放射線を検出して、対応する第4出力信号を発生するための第4検出器(90)と,第5波長帯域の電磁放射線を検出して、対応する第5出力信号を発生するための第5検出器(90)と、第6波長帯域の電磁放射線を検出して、対応する第6出力信号を発生するための第6検出器(90)を含む請求項14に記載の測定装置システム。
- 前記第1出力信号は、基準信号を構成し、前記プロセッサ(60)は、前記材料ウエブ(100)の第1、第2、第3、第4及び第5特性を判定するために、前記第2、第3、第4、第5及び第6出力信号の大きさと、該第1出力信号の大きさを用いる請求項15に記載の測定装置システム。
- 前記第1出力端(116)と第2入力端(84)は、該第2入力端が前記材料ウエブ(100)から反射された実質的に拡散放射線だけを受け取るように、該材料ウエブに対して約30°から約60°までの角度で位置づけされている請求項14に記載の測定装置システム。
- 前記第1光ファイバー(112)は、それらの第1入力端(114)と第1出力端(116)がランダムに位置づけされるようにランダムに引き回されており、前記第2光ファイバー(82)も、それらの第2入力端(84)と第2出力端(86)がランダムに位置づけされるようにランダムに引き回されている請求項17に記載の測定装置システム。
- 前記電磁射線源(22)によって発せられた電磁放射線が前記照射ユニットの支持体(28)に形成された主照射開口(28b)を通って前記第1放射線ガイド構造体(110)の前記入力端(114)に入るのを阻止するために該支持体(28)に設けられたスロット(28a)内で移動するチョッパー(52)を含むチョッパー機構(50)を備えている請求項13に記載の測定装置システム。
- シャッター(72)を含む標準化機構(70)を備えており、前記照射ユニットの支持体(28)は、前記電磁射線源(22)によって発せられた電磁放射線が開口(28c)を通って第3放射線ガイド構造体の入力端に入るのを阻止するために、該シャッター(72)を通す第2スロット(28d)を有する請求項19に記載の測定装置システム。
- 前記第3放射線ガイド構造体(140)は、前記シャッター(72)が前記第2スロット(28d)に挿入されていないとき、各々前記電磁射線源(22)から放出された電磁放射線の少くとも一部分を受け取るための第3入力端(144)と、各々該受け取った光を前記検出装置(40)へ差し向けるための第3出力端(146)を有する第3光ファイバー(142)の束から成る請求項20に記載の測定装置システム。
- 電磁射線源を材料ウエブ(100)へ差し向け、該材料ウエブ(100)から後方散乱された放射線を受け取るための光学システムであって、
各々電磁放射線を受け取るための第1入力端(114)と、各々該受け取った電磁放射線を材料ウエブ(100)へ差し向けるための第1出力端(116)を有する第1光ファイバー(112)の束と、
各々材料ウエブ(100)から後方散乱された電磁放射線を受け取るための第2入力端(84)と、各々該ウエブ(100)から受け取った後方散乱放射線を少くとも1つの電磁放射線出力ポート(44)へ差し向けるための第2出力端(86)を有する第2光ファイバー(82)の束から成り、これらの第1出力端(116)は、第2入力端(84)とランダムに混ぜ合わされていることを特徴とする光学システム。
- 前記第1出力端(116)と第2入力端(84)は、該第2入力端が前記材料ウエブ(100)から反射された実質的に拡散磁放射線だけを受け取るように、該材料ウエブに対して約30°から約60°までの角度で位置づけされている請求項22に記載の光学システム。
- 前記第1光ファイバー(112)は、それらの第1入力端(114)と第1出力端(116)がランダムに位置づけされるようにランダムに引き回されており、前記第2光ファイバー(82)も、それらの第2入力端(84)と第2出力端(86)がランダムに位置づけされるようにランダムに引き回されている請求項23に記載の光学システム。
- 前記第2光ファイバー(82)は、すべて実質的に同じ長さである請求項24に記載の光学システム。
- 各々放射線を受け取るための第3入力端(144)と、各々該受け取った放射線を前記少くとも1つの電磁放射線出力ポート(44)へ差し向けるため第3出力端(146)を有する第3光ファイバー(142)の束を含む請求項22に記載の光学システム。
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