KR101791669B1 - 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경 - Google Patents

듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경 Download PDF

Info

Publication number
KR101791669B1
KR101791669B1 KR1020160014569A KR20160014569A KR101791669B1 KR 101791669 B1 KR101791669 B1 KR 101791669B1 KR 1020160014569 A KR1020160014569 A KR 1020160014569A KR 20160014569 A KR20160014569 A KR 20160014569A KR 101791669 B1 KR101791669 B1 KR 101791669B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
polarized light
detector
beam splitter
path
Prior art date
Application number
KR1020160014569A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170093327A (ko
Inventor
이은성
권혁상
Original Assignee
한국표준과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국표준과학연구원 filed Critical 한국표준과학연구원
Priority to KR1020160014569A priority Critical patent/KR101791669B1/ko
Priority to PCT/KR2017/001191 priority patent/WO2017135732A1/ko
Publication of KR20170093327A publication Critical patent/KR20170093327A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101791669B1 publication Critical patent/KR101791669B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01QSCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q60/00Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
    • G01Q60/18SNOM [Scanning Near-Field Optical Microscopy] or apparatus therefor, e.g. SNOM probes
    • G01Q60/22Probes, their manufacture, or their related instrumentation, e.g. holders
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01QSCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q60/00Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
    • G01Q60/18SNOM [Scanning Near-Field Optical Microscopy] or apparatus therefor, e.g. SNOM probes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J4/00Measuring polarisation of light
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/1006Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/32Holograms used as optical elements
    • G01J2004/001

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

본 발명은 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 동일 패스에 두 개의 편광상태가 공존하여 각각의 편광빔이 독립적인 간섭계를 구성하도록 하고, 서로 다른 위상을 갖는 편광빔을 듀얼 채널 검출기에서 각각 측정하여 시편의 광학물성 정보만을 신속하게 측정 가능한 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경에 관한 것이다.

Description

듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경{Dual channel scattering near-field scanning optical microscopy}
본 발명은 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 동일 패스에 두 개의 편광상태가 공존하여 각각의 편광빔이 독립적인 간섭계를 구성하도록 하고, 서로 다른 위상을 갖는 편광빔을 듀얼 채널 검출기에서 각각 측정하여 시편의 광학물성 정보만을 신속하게 측정 가능한 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경에 관한 것이다.
최근 마이크로 전자산업이나 자성재료 및 에너지 저장재료 내에서 구성소자 및 배선구조들의 선폭이 1um 단위 이하로 감소하는 추세에 따라 각 구성 재료들에 대한 특성 평가에 있어, 보다 정밀한 정확성, 분해능력, 안정성 및 신뢰성 등이 요구된다.
특히 현미경 기술은 실제적으로 반응성이 있는 불균일한 표면에서의 재료의 여러 가지 특성을 평가하고 탐지하기 위하여, 선폭과 동일한 분해능을 가져야 한다.
1981년 이후, Binning와 Rohrer 등에 의해 주사 터널링 현미경(scanning tunneling microscope, STM) 및 원자력간 현미경(atomic force microscope, AFM) 이 개발된 이래, 다양한 형태의 주사 탐침 현미경(scanning probe microscope, SPM)이 발달되었다.
근접장 주사광학현미경(near-field scanning optical microscopy, NSOM)도 SPM을 기반으로 회절(diffraction) 한계 이하의 분해능(resolution)을 가지고, 국부적인 광학 혹은 광전자특성을 측정하는 장비이다.
NSOM을 이용한 광학현미경법은 그 자체적으로도 주사 전자 현미경(scanning electron microscope, SEM)이나, 투과 전자 현미경(transmission electron microscope, TEM) 등의 전자현미경보다 월등한 장점을 가지고 있는데, 이는 비교적 간단한 샘플제작, 기상 및 액상에서도 가능한 작동환경 및 타현미경법과의 다양한 접목 등이다.
또한, AFM으로는 불가능한 불균일한 표면 및 이종재료 구분이 가능하다. 즉, NSOM을 통해 표면 고저 이미지(topography)와 동시에 여러 가지 광학 콘트라스트법(형광, 흡수, 반사, 편광, 복굴절 및 분광법)을 이용하여 얻게 되는 광학이미지를 비교하여 표면 구조를 특성화할 수 있는 것이다.
이것이 NSOM이 오늘날 가장 일반적으로 응용되는 SPM들 중의 하나인 이유이다.
NSOM은 빛의 회절한계를 극복하여 수십 나노미터의 고분해능을 가지는 첨단 광학현미경이다. 기존의 광학 혹은 "원접장(far-field)" 범위의 분해능은 회절로 인해 상당히 제한적이라는 사실은 잘 알려져 있다.
회절한계의 분해능은 일반적으로 λ/NA로 표현되고, 여기서 λ는 빛의 파장 그리고 NA는 현미경 대물렌즈의 조리개수이다. NA는 렌즈의 집광능력을 결정하고, 통상 수치가 클수록 많은 빛을 모을 수 있다. 또한, 짧은 파장의 빛을 사용할수록 분해능은 증가하는데, 이는 일반적으로 실험상의 어려움에 의해 제한된다.
이 기본적인 제한은 회절 이하의 크기를 가지는 작은 구멍을 사용하여 빛을 집중시킴으로써 극복되었고, 곧 NSOM에 적용 가능한 50nm 이하의 광학이미지를 얻을 수 있게 되었다.
관련 기술로는 국내공개특허 제2003-0003249호(공개일 2003.01.09, 명칭 : 근접장 주사 광학 현미경)가 있다.
도 1은 NSOM을 산란형 근접장 주사광학현미경(s-NSOM)의 개략도를 나타낸 도면이다.
도 1을 참고로 산란형 근접장 주사광학현미경(10)의 구성을 살펴보면, s-NSOM은 광원(11)과, 시편의 표면을 둘러싸는 근접장 영역으로 이동 가능한 탐침(12)과, 상기 광원으로부터 조사된 광을 분할하는 빔스플리터(13), 상기 탐침(12)과 샘플 표면 사이에 상대이동을 제공하기 위한 구동수단(미도시)과, 상기 빔스플리터(13)를 통과하여 분할된 빛을 cos position 및 sin position에서 각각 측정 가능하도록 z축으로 이동 가능한 피에조 트랜스듀서(15)에 의해 지지된 반사미러(16)와, 광검출기(17)를 포함하여 형성된다.
상술한 바와 같이, s-NSOM은 상기 피에조 트랜스듀서가 이동하면서 cos position 및 sin position에서 측정한 이미지를 산술적으로 프로세싱 함으로써, 광학물성에 대한 정보만 획득할 수 있도록 하는데, 이와 같은 과정을 거치지 않고 한 포지션에서만 이미지를 측정하면 시편의 광학물성에 대한 정보와 형상정보가 섞이게 되어 원하는 데이터를 얻을 수 없게 된다.
즉, 기존의 s-NSOM에서는 시편의 광학물성에 대한 정보만을 얻기 위해서는 두 포지션에서 각각 이미지를 측정한 다음, 광검출기에서 산술적 프로세싱을 거쳐야만 하는데, 이런 과정은 매우 번거롭고 데이터의 신뢰성을 저하시킬 수 있다는 문제점이 있다.
국내공개특허 제2003-0003249호(공개일 2003.01.09, 명칭 : 근접장 주사 광학 현미경)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 동일 패스에 두 개의 편광상태가 공존하여 각각의 편광빔이 독립적인 간섭계를 구성하도록 하고, 서로 다른 위상을 갖는 편광빔을 듀얼 채널 검출기에서 각각 측정하여, 기존의 s-NSOM에서 시편의 광학물성에 대한 정보만을 얻기 위해 피에조 트랜스듀서가 이동하면서 두 포지션에서 각각 이미지를 측정하던 과정 없이, 시편의 광학물성 정보만을 신속하게 측정 가능한 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경을 제공하는 것이다.
본 발명의 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경은 광을 조사하는 광원(100); 상기 광원(100)으로부터 발생된 광이 통과하여 제1편광 및 제2편광을 생성시키는 45도 편광판(200); 상기 45도 편광판(200)을 통과한 광을 분할하는 제1빔스플리터(310); 시편의 표면을 둘러싸는 근접장 내에 배치되어, 상기 제1빔스플리터(310)를 거쳐 집속렌즈(또는 거울)(510)를 통과한 광을 산란시키는 탐침(500); 상기 제1빔스플리터(310)를 거친 제1편광 및 제2편광이 통과된 다음, 반사미러에서 반사되는 과정을 통해, 상기 제1편광 및 제2편광 사이에 위상차가 발생되도록 하는 제1위상차판(410); 상기 반사미러에서 반사되어 상기 제1위상차판(410) 및 제1빔스플리터(310)를 통과한 다음, 상기 탐침(500)으로부터 산란된 광과 간섭시킨 제1편광 및 제2편광이, 서로 다른 패스로 분할되도록 하는 제2빔스플리터(320); 상기 제2빔스플리터(320)에서 분할된 제1편광 성분이 제1대물렌즈(610)를 통과하여 검출되는 제1검출기(710); 및, 상기 제2빔스플리터(320)에서 분할된 제2편광 성분이 제2대물렌즈(620)를 통과하여 검출되는 제2검출기(720); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 주사광학 현미경(1)은 상기 광원이 상기 집속렌즈(510) 및 탐침(500)을 지나는 제1경로(L1)와, 상기 광원이 상기 제1위상차판(410) 및 반사미러(440)를 지나는 제2경로(L2)를 포함하되, 상기 제1경로(L1) 및 제2경로(L2) 중 어느 하나는 상기 제1빔스플리터(310)를 통과한 광이 지나가는 경로 상에 배치되고, 나머지 하나는 상기 제1빔스플리터(310)에서 반사된 광이 지나가는 경로 상에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1위상차판(410)은 λ/8 wave plate일 수 있다.
또한, 상기 산란형 근접장 주사광학 현미경(1)은 상기 제2경로(L2) 상에 위치하며, 상기 시편에 수직 또는 수평으로 조사되는 편광을 만들어주는 제2위상차판(420)과, 편광기(430)를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2위상차판(420)은 λ/2 wave plate 일 수 있다.
또한, 상기 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경(1)은 상기 제1검출기(710) 및 제2검출기(720)에서 검출된 이미지를 산술적으로 처리하는 제3검출기(730)를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1검출기(710), 제2검출기(720) 및 제3검출기(730)는 포토다이오드 ,CCD(charge coupled device), MCT(MOS Controlled Thyristor) 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경은 기존의 s-NSOM에서 시편의 광학물성에 대한 정보만을 얻기 위해 피에조 트랜스듀서가 이동하면서 두 포지션에서 각각 이미지를 측정하던 번거로운 과정 없이, 동일 패스에 두 개의 편광상태가 공존하여 각각의 편광빔이 독립적인 간섭계를 구성하도록 하고, 서로 다른 위상을 갖는 편광빔을 듀얼 채널 검출기에서 각각 측정하여 시편의 광학물성 정보만을 신속하게 측정 가능하다는 장점이 있다.
즉, 본 발명의 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경은 기존의 s-NSOM에서 형상정보 없이 시편의 광학물성 정보만을 측정하기 위해 피에조 트랜스듀서가 이동하는 시간동안 발생될 수 있는 환경변화에 대한 영향을 차단할 수 있으며, 두 포지션에 대한 이미지를 검출기 두 개에서 각각 동시에 측정할 수 있어 측정 시간을 단축하고, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 산란형 근접장 주사광학 현미경(s-NSOM)을 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경의 일실시예를 나타낸 개략도.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경의 또 다른 실시예를 나타낸 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경에서 제1위상차판을 거친 제1편광 및 제2편광의 위상차를 개념적으로 나타낸 그래프.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 종래의 산란형 근접장 주사광학 현미경(s-NSOM)을 나타낸 개략도이며, 도 2는 본 발명에 따른 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경의 일실시예를 나타낸 개략도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경의 또 다른 실시예를 나타낸 개략도이며, 도 5는 본 발명에 따른 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경에서 제1위상차판을 거친 제1편광 및 제2편광의 위상차를 개념적으로 나타낸 그래프이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경(1)은 광원(100)에서 조사된 광이 시편과 탐침(500)에서 반사된 후, 간섭되는 광의 간섭무늬를 촬영하여 시편의 내부 구조와 광학 물성을 측정하는 것으로, 크게 광원(100), 45도 편광판(200), 제1빔스플리터(310), 탐침(500), 제1위상차판(410), 제2빔스플리터(320), 제1검출기(710) 및 제2검출기(720)를 포함하여 형성된다.
먼저, 상기 광원(100)은 광을 조사하는 광발생원으로서, 적외선, 가시광선 및 자외선 중 어느 하나를 발생시킬 수 있다.
상기 45도 편광판(200)은 상기 광원(100)으로부터 발생된 광이 통과하면서 서로 다른 성분의 제1편광 및 제2편광을 발생시킨다.
이때, 제1편광 및 제2편광은 동일 패스 상에 공존하는 것으로, 각각의 편광빔이 독립적인 간섭계를 구성하게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1빔스플리터(310)는 상기 45도 편광판(200)을 통과한 광이 소정 비율로 분할되도록 하며, 이때, 상기 광원(100)에서 출사된 광의 일부 광이 반사되어 반사미러를 향해 진행된다.
상기 제1빔스플리터(310)와 반사미러 사이의 광경로 상에는 서로 다른 성분의 제1편광 및 제2편광의 위상을 변환시키기 위한 제1위상차판(410)이 더 구비된다.
상기 제1위상차판(410)은 상기 제1빔스플리터(310)에서 반사된 일부 광이 통과한 다음 상기 반사미러에서 다시 반사되어 통과하는 과정을 통해 제1편광 및 제2편광 사이에 위상차가 발생되도록 한다.
이때, 상기 제1위상차판(410)은 λ/8 wave plate로, 제1편광 및 제2편광이 반사미러에 의해 반사됨으로써 두 번 통과하게 되어 총 λ/4의 위상차가 발생되도록 한다.
도 5는 제1위상차판(410)을 거친 제1편광 및 제2편광의 위상차를 개념적으로 나타낸 그래프인데, 제1편광이 cosine position의 광을 의미한다면 제2편광은 sine position의 광을 의미하며, 제1편광 및 제2편광의 위상차는 90ㅀ가 될 수 있다.
상기 탐침(500)은 시편의 표면을 둘러싸는 근접장 내에 배치되어, 상기 제1빔스플리터(310)를 거쳐 집속렌즈(또는 거울)(510)를 통과한 광을 산란시키는 것으로, AFM(Atomic force microscope) 탐침(500)일 수 있다.
이때, 본 발명의 주사광학 현미경(1)은 상기 광원이 상기 집속렌즈(510) 및 탐침(500)을 지나는 제1경로(L1)와, 상기 광원이 상기 제1위상차판(410) 및 반사미러(440)를 지나는 제2경로(L2)를 포함하되, 상기 제1경로(L1) 및 제2경로(L2) 중 어느 하나는 상기 제1빔스플리터(310)를 통과한 광이 지나가는 경로 상에 배치되고, 나머지 하나는 상기 제1빔스플리터(310)에서 반사된 광이 지나가는 경로 상에 배치될 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1빔스플리터(310)를 통과한 광이 지나가는 경로 상에 집속렌즈(510)가 배치되고, 반사된 광이 지나가는 경로 상에 제1위상차판(410)이 배치될 수도 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 집속렌즈(510) 및 제1위상차판(410)이 서로 반대 위치에 배치될 수도 있다.
반대 위치에 배치되는 경우, 도 2에서 상기 제1위상차판(410) 및 반사미러(440)의 위치와, 상기 탐침(500) 및 집속렌즈(510)의 위치가 서로 바뀌게 된다.
본 발명의 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경(1)은 상기 탐침(500)과 시편 표면 사이에 상대이동을 제공하기 위한 구동수단을 더 포함하여 형성되며, 상기 구동수단은 상기 탐침(500)을 x, y, z 축으로 이동시킬 수도 있으며, 시편을 x, y, z 축으로 이동시킬 수도 있다.
또한, 본 발명의 산란형 근접장 주사광학 현미경(1)은 상기 제1경로 상(L1)에 위치하며, 상기 시편에 수직 또는 수평으로 조사되는 편광을 만들어주는 제2위상차판(420)과, 편광기(430)를 더 포함하여 형성될 수 있다.
이때, 상기 제2위상차판(420)은 λ/2 wave plate로, 광이 탐침(500)에 도달 후 다시 반사됨으로써, 두 번 통과하게 되면서 위상차는 발생되지 않는다.
종래의 산란형 근접장 주사광학 현미경(1)은 상기 제1빔스플리터(310) 및 탐침(500) 사이 광경로 상에 제2위상차판(420) 및 편광기(430) 없이, 탐침(500)에 입사되는 편광 각도를 직접 조절해야만 했다.
다음으로, 상기 제2빔스플리터(320)는 상기 반사미러에서 반사되어 상기 제1위상차판(410) 및 제1빔스플리터(310)를 통과한 다음, 상기 탐침(500)으로부터 산란된 광과 간섭시킨 제1편광 및 제2편광이 서로 다른 패스로 분할되도록 한다.
이때, 상기 제2빔스플리터(320)를 통과하는 제1편광 및 제2편광은 이미 상기 제1위상차판(410)에 의해 위상차가 발생된 상태로 상기 탐침(500)으로부터 산란된 광과 간섭이 이루어진다.
이후, 상기 제1검출기(710)에서는 상기 제2빔스플리터(320)에서 분할된 제1편광 성분이 제1대물렌즈(610)를 통과하여 검출되며, 상기 제2검출기(720)에서는 상기 제2빔스플리터(320)에서 분할된 제2편광 성분이 제2대물렌즈(620)를 통과하여 검출된다.
본 발명의 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경(1)은 상기 제1검출기(710) 및 제2검출기(720)에서 검출된 이미지를 산술적으로 처리하여, 최종적으로 얻고자 하는 시편의 광학적 물성 정보만을 획득할 수 있는 제3검출기(730)를 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 제1검출기(710), 제2검출기(720) 및 제3검출기(730)는 포토다이오드 ,CCD(charge coupled device), MCT(MOS Controlled Thyristor) 중 어느 하나일 수 있다.
상기 제1검출기(710), 제2검출기(720) 및 제3검출기(730)는 빛의 파장에 따라 포토다이오드 ,CCD(charge coupled device), MCT(MOS Controlled Thyristor) 중 적절히 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
도 3을 참조로, 본 발명의 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경(1)의 작동과정을 설명하면,
먼저 광원(100)으로부터 조사된 광은 상기 45도 편광판(200)을 통과하면서 제1편광 성분 및 제2편광 성분이 존재하게 된다.
이후, 상기 제1빔스플리터(310)를 통과한 광은 소정비율로 분할되는데, 상기 탐침(500) 측으로 진행하는 광과, 상기 반사미러 측으로 진행하는 광으로 분할된다.
상기 반사미러(440) 측으로 진행하는 광은 광경로 상에 위치한 상기 제1위상차판(410)을 통과한 다음 상기 반사미러에서 반사되어 다시 한 번 상기 제1위상차판(410)을 통과하게 되고, 이 과정을 통해 제1편광 및 제2편광 사이에 위상차가 발생하게 된다.
상기 제1위상차판(410)은 λ/8 wave plate일 때, 상기 제1편광 및 제2편광 사이에는 λ/4의 위상차가 생긴다.
이후, 광은 상기 제1빔스플리터(310)를 지나 , 상기 제2빔스플리터(320)를 통과하면서 상기 탐침(500)으로부터 산란된 광과 간섭시킨 제1편광 및 제2편광이 서로 다른 패스로 분할된다.
이때, 상기 제1편광 성분은 제1대물렌즈(610)를 지나 제1검출기(710)에 도달하게 되며, 상기 제2편광 성분은 제2대물렌즈(620)를 지나 제2검출기(720)에 도달하게 된다.
마지막으로, 상기 제3검출기(730)에서는 상기 제1검출기(710) 및 제2검출기(720)에서 검출된 이미지를 산술적으로 처리하여, 최종적으로 얻고자 하는 시편의 광학적 물성 정보만을 얻을 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경(1)은 기존의 s-NSOM에서 시편의 광학물성에 대한 정보만을 얻기 위해 피에조 트랜스듀서가 이동하면서 두 포지션에서 각각 이미지를 측정하던 번거로운 과정 없이, 동일 패스에 두 개의 편광상태가 공존하여 각각의 편광빔이 독립적인 간섭계를 구성하도록 하고, 서로 다른 위상을 갖는 편광빔을 듀얼 채널 검출기에서 각각 측정하여 시편의 광학물성 정보만을 신속하게 측정 가능하다.
즉, 본 발명의 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경(1)은 기존의 s-NSOM에서 형상정보 없이 시편의 광학물성 정보만을 측정하기 위해 피에조 트랜스듀서가 이동하는 시간동안 발생될 수 있는 환경변화에 대한 영향을 차단할 수 있으며, 두 포지션에 대한 이미지를 검출기 두 개에서 각각 동시에 측정할 수 있어 측정 시간을 단축하고, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1 : 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학현미경
100 : 광원
200 : 45도 편광판
310 : 제1빔스플리터 320 : 제2빔스플리터
410 : 제1위상차판 420 : 제2위상차판
430 : 편광기 440 : 반사미러
500 : 탐침 510 : 집속렌즈
610 : 제1대물렌즈 620 : 제2대물렌즈
710 : 제1검출기 720 : 제2검출기
730 : 제3검출기

Claims (7)

  1. 광을 조사하는 광원(100);
    상기 광원(100)으로부터 발생된 광이 통과하여 제1편광 및 제2편광을 생성시키는 45도 편광판(200);
    상기 45도 편광판(200)을 통과한 광을 분할하는 제1빔스플리터(310);
    시편의 표면을 둘러싸는 근접장 내에 배치되어, 상기 제1빔스플리터(310)를 거쳐 집속렌즈(510)를 통과한 광을 산란시키는 탐침(500);
    상기 제1빔스플리터(310)를 거친 제1편광 및 제2편광이 통과된 다음, 반사미러(440)에서 반사되는 과정을 통해, 상기 제1편광 및 제2편광 사이에 위상차가 발생되도록 하는 제1위상차판(410);
    상기 반사미러에서 반사되어 상기 제1위상차판(410) 및 제1빔스플리터(310)를 통과한 다음, 상기 탐침(500)으로부터 산란된 광과 간섭시킨 제1편광 및 제2편광이, 서로 다른 패스로 분할되도록 하는 제2빔스플리터(320);
    상기 제2빔스플리터(320)에서 분할된 제1편광 성분이 제1대물렌즈(610)를 통과하여 검출되는 제1검출기(710); 및
    상기 제2빔스플리터(320)에서 분할된 제2편광 성분이 제2대물렌즈(620)를 통과하여 검출되는 제2검출기(720);를 포함하며,
    상기 광원이 상기 집속렌즈(510) 및 탐침(500)을 지나는 제1경로(L1)와,
    상기 광원이 상기 제1위상차판(410) 및 반사미러(440)를 지나는 제2경로(L2)를 포함하되,
    상기 제1경로(L1) 및 제2경로(L2) 중 어느 하나는 상기 제1빔스플리터(310)를 통과한 광이 지나가는 경로 상에 배치되고,
    나머지 하나는 상기 제1빔스플리터(310)에서 반사된 광이 지나가는 경로 상에 배치되며,
    상기 제1경로(L1) 상에 위치하며, 상기 시편에 수직 또는 수평으로 조사되는 편광을 만들어주는 제2위상차판(420)과 편광기(430)를 포함하고,
    상기 제2위상차판(420)은 λ/2 wave plate 인 것을 특징으로 하는 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1위상차판(410)은
    λ/8 wave plate 인 것을 특징으로 하는 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1검출기(710) 및 제2검출기(720)에서 검출된 이미지를 산술적으로 처리하는 제3검출기(730)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1검출기(710), 제2검출기(720) 및 제3검출기(730)는
    포토다이오드 ,CCD(charge coupled device), MCT(MOS Controlled Thyristor) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경.
KR1020160014569A 2016-02-05 2016-02-05 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경 KR101791669B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160014569A KR101791669B1 (ko) 2016-02-05 2016-02-05 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경
PCT/KR2017/001191 WO2017135732A1 (ko) 2016-02-05 2017-02-03 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160014569A KR101791669B1 (ko) 2016-02-05 2016-02-05 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170093327A KR20170093327A (ko) 2017-08-16
KR101791669B1 true KR101791669B1 (ko) 2017-10-30

Family

ID=59500878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160014569A KR101791669B1 (ko) 2016-02-05 2016-02-05 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101791669B1 (ko)
WO (1) WO2017135732A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11340256B2 (en) * 2018-01-31 2022-05-24 Cameca Instruments, Inc. Energy beam input to atom probe specimens from multiple angles

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100192097B1 (ko) * 1994-11-28 1999-06-15 모리시따 요오이 찌 원자간력현미경
US20050174578A1 (en) * 2004-02-10 2005-08-11 Jay Wei High efficiency low coherence interferometry
KR100906508B1 (ko) * 2008-06-12 2009-07-07 (주)펨트론 디지털 홀로그래피를 이용한 3d 측정장치

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9316490B2 (en) * 2010-02-05 2016-04-19 Applejack 199 L.P. Method and system for measuring patterned substrates
KR20130039005A (ko) * 2011-10-11 2013-04-19 (주)미래컴퍼니 3차원 형상 및 두께 측정 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100192097B1 (ko) * 1994-11-28 1999-06-15 모리시따 요오이 찌 원자간력현미경
US20050174578A1 (en) * 2004-02-10 2005-08-11 Jay Wei High efficiency low coherence interferometry
KR100906508B1 (ko) * 2008-06-12 2009-07-07 (주)펨트론 디지털 홀로그래피를 이용한 3d 측정장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017135732A1 (ko) 2017-08-10
KR20170093327A (ko) 2017-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8064066B2 (en) Method and apparatus for measuring displacement of a sample to be inspected using an interference light
US7323684B2 (en) Scanning probe microscope and specimen observation method and semiconductor device manufacturing method using said scanning probe microscope
US7586084B2 (en) Optical fiber probe, optical detection device, and optical detection method
CN101231239A (zh) 一种变入射角度光谱椭偏成像测量的***和方法
US8209767B1 (en) Near field detection for optical metrology
CN101586947A (zh) 基于谐振梁扫描的差动共焦瞄准触发式显微测量方法与装置
JP3073268B2 (ja) 微小変位検出方法
US11193882B2 (en) Ellipsometer and inspection device for semiconductor device
KR101791669B1 (ko) 듀얼 채널 산란형 근접장 주사광학 현미경
JP4553240B2 (ja) 光検出装置、及び光検出方法
KR100951110B1 (ko) 라인스캔방식 고분해능 편광측정장치
JP7471938B2 (ja) エリプソメータ及び半導体装置の検査装置
JP4555925B2 (ja) 立体形状測定装置
JPH0954099A (ja) 走査型プローブ顕微鏡
TWI818438B (zh) 分光測定裝置
KR101493836B1 (ko) 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
JP2735053B2 (ja) 有機薄膜配向検査方法及び検査装置
JP3184914B2 (ja) 表面形状測定方法および表面形状測定器
JP4936541B2 (ja) 原子間力顕微鏡
JP2000338118A (ja) 走査型近接場顕微鏡
JPH02245605A (ja) 三次元形状測定装置
JPH10326740A (ja) 位置検出装置及びそれを用いた加工機
JPH09184709A (ja) 顕微鏡及びその焦点設定方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant