特開 2024-153551 マイクロスポット反射率計

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024153551

(43)【公開日】2024-10-29

(54)【発明の名称】マイクロスポット反射率計

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/55 20140101AFI20241022BHJP

【ＦＩ】

G01N21/55

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024028013

(22)【出願日】2024-02-28

(31)【優先権主張番号】18/301,486

(32)【優先日】2023-04-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】500520743

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ガンサー， ブライアン

(72)【発明者】

【氏名】ウェグナー， ジェームズ タデウス

(72)【発明者】

【氏名】マーフィー， ジェフリー トーマス

【テーマコード（参考）】

2G059

【Ｆターム（参考）】

2G059AA02

2G059DD13

2G059EE02

2G059EE11

2G059GG01

2G059GG03

2G059HH01

2G059JJ13

2G059JJ14

2G059JJ19

(57)【要約】      （修正有）

【課題】試料を試験するように構成された反射率計。
【解決手段】反射率計は、試料ホルダ上に配置された試料に光ビームを発する光源を含む。反射率計は、光ビームを試料上の縮小されたスポットサイズに光ビームを集束させる。反射率計は、試料から下流にある検出器を使用して、試料内の構造／欠陥を見るように構成されている。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料を試験するように構成された反射率計であって、
複数の光源（２０）であって、各光源（２０）は、異なる波長において光路（７０）に沿って光ビームを発するように構成されている、複数の光源（２０）と、
前記光路（７０）に沿って前記試料を配置するように構成された試料ホルダ（５０）と、
前記光源（２０）と前記試料ホルダ（５０）との間で前記光路（７０）内に配置され、前記光源（２０）から前記試料（１００）に向けて前記光ビームを反射するように構成された鏡システム（３９）と、
前記試料から反射された前記光ビームを受け取るために、前記試料ホルダ（５０）から下流に配置された検出器（８０）と、を備え、
前記鏡システム（３９）は、
第１の鏡（４３）、及び
前記第１の鏡（４３）から下流の第２の鏡（４４）を備え、
前記第１の鏡（４３）は、前記複数の光源（２０）に対して調整可能なように構成され、各光源（２０）について、前記第１の鏡（４３）は、第１の角度位置と第２の角度位置との間で移動するように構成され、前記第１の角度位置は、第１の偏光状態で第１の偏光路を形成し、前記第２の角度位置は、異なる第２の偏光状態で異なる第２の偏光路を形成し、
前記第２の鏡（４４）は、前記第１の偏光路と前記第２の偏光路との各々に沿って前記光ビームを受け取り、前記第２の鏡（４５）から下流の共通経路に沿って前記光ビームを導くように調整可能に構成されている、反射率計。

【請求項2】

前記第１の偏光路に沿って配置された第１のペリスコープであって、前記第１の偏光状態で前記光ビームを提供するように構成された第１のペリスコープと、
前記第２の偏光路に沿って配置された第２のペリスコープであって、前記第２の偏光状態で前記光ビームを提供するように構成された第２のペリスコープと、を更に備える、請求項１に記載の反射率計。

【請求項3】

前記光ビームの偏光を前記第１の偏光状態に変更するように構成された前記第１のペリスコープと、
前記光ビームの前記偏光を前記第２の偏光状態に変更するように構成された前記第２のペリスコープと、を更に備える、請求項２に記載の反射率計。

【請求項4】

前記複数の光源は、第１の波長で前記光ビームを発する第１のレーザー、及び異なる第２の波長で前記光ビームを発する第２のレーザーを含む、請求項１に記載の反射率計。

【請求項5】

前記第１の鏡（４３）への前記光路が前記複数の光源（２０）の各々について異なるように、前記複数の光源（２０）の各々は特有の位置を有する、請求項１に記載の反射率計。

【請求項6】

前記鏡システム（３９）は、
前記第２の鏡（４４）から前記光ビームを受け取る拡大鏡（３１）、
前記拡大鏡（３１）から前記光ビームを受け取るコリメートミラー（３２）、及び
前記コリメートミラー（３２）から前記光ビームを受け取り、前記光ビームを前記試料ホルダ（５０）に集束させる軸外放物面鏡（３３）を備える、請求項１に記載の反射率計。

【請求項7】

前記鏡システム（３０）は、前記試料ホルダ（５０）上に配置された前記試料（１００）上のスポットサイズに前記光ビームを百マイクロメートル未満に集束させるように構成されている、請求項１に記載の反射率計。

【請求項8】

前記試料（１００）からスポットを撮像するために、前記試料ホルダ（５０）から下流に配置されたカメラ（６３）、及び
前記カメラ（６３）から信号を受信し、前記信号に基づいて前記試料ホルダ（５０）を調整するように構成された制御ユニット（９０）を更に備える、請求項１に記載の反射率計。

【請求項9】

前記試料ホルダ（５０）は、前記試料（１００）を配置するために、六自由度内で調整可能である、請求項８に記載の反射率計。

【請求項10】

試料を試験するように構成された反射率計であって、
光路（７０）に沿って光ビームを発する光源（２０）と、
前記光路（７０）に沿って前記光源（２０）から下流に配置された検出器（８０）と、
前記光路（７０）に沿って前記試料を配置するように構成され試料ホルダ（５０）であって、前記光源（２０）と前記検出器（８０）との間で前記光路（７０）に沿って配置された試料ホルダ（５０）と、
前記光源（２０）と前記試料ホルダ（５０）との間で前記光路（７０）に沿って配置された第１の光学素子（３０）と、
前記試料ホルダ（５０）と前記検出器（８０）との間で前記光路（７０）に沿って配置された第２の光学素子（６０）と、を備え、
前記第１の光学素子（３０）のうちの１つは、軸外放物面鏡（３３）を含み、
前記光源（２０）は、前記光路（７０）の第１のセクションに沿って前記光ビームを発し、前記軸外放物面鏡（３３）は、前記光路（７０）の第２のセクションに沿って前記光ビームを導き、前記第１のセクションと前記第２のセクションとは、垂直である、反射率計。

【請求項11】

前記第１の光学素子（３０）は、前記軸外放物面鏡（３３）の光軸（３４）に平行に前記軸外放物面鏡（３３）に前記光ビームを導くように構成されたコリメートミラー（３２）を更に含む、請求項１０に記載の反射率計。

【請求項12】

前記軸外放物面鏡（３３）は、前記試料ホルダ（５０）の中心に整列した焦点軸（３５）を有する、請求項１１に記載の反射率計。

【請求項13】

前記軸外放物面鏡（３３）は、前記試料ホルダ（５０）の表面上に焦点（３６）を有する、請求項１２に記載の反射率計。

【請求項14】

前記光源（２０）と前記試料ホルダ（５０）との間の前記光路（７０）には、レンズがない、請求項１０に記載の反射率計。

【請求項15】

前記試料（１００）からスポットを撮像するために、前記試料ホルダ（５０）から下流に配置されたカメラ（６３）、及び
前記カメラ（６３）から信号を受信し、前記信号に基づいて前記試料ホルダ（５０）を調整するように構成された制御ユニット（９０）を更に備える、請求項１０に記載の反射率計。

【請求項16】

試料の反射率を測定する方法であって、
光源（２０）から光ビームを投射すること、
その後、コリメートミラー（３２）から前記光ビームを軸外放物面鏡（３３）に反射すること、
その後、前記軸外放物面鏡（３３）から前記光ビームを試料ホルダ（５０）に取り付けられた前記試料上の百マイクロメートル未満のスポットサイズに集束させること、及び
その後、前記試料から前記光ビームを１以上の下流の光学素子（６０）を通して検出器（８０）に反射することを含む、方法。

【請求項17】

前記コリメートミラー（３２）から前記光ビームを前記軸外放物面鏡（３３）の光軸（３４）に平行に反射することを更に含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記光源（２０）から前記光ビームを投射することは、
複数の異なるレーザーのうちの１つから前記光ビームを投射することと、
前記複数の異なるレーザーの各々について、前記光ビームに第１の偏光を提供するために第１の偏光光学素子（４５）に前記光ビームを導く第１の角度位置と、前記光ビームに第２の偏光を提供するために第２の偏光光学素子（４６）に前記光ビームを導く第２の角度位置と、のうちの一方に第１の鏡（４３）を調整することと、を含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項19】

第２の鏡（４４）を第１の位置と第２の位置とのうちの一方に調整することであって、前記第１の位置では前記第１の偏光光学素子（４５）から前記光ビームを受け取り、前記第２の位置では前記第２の偏光光学素子（４６）から前記光ビームを受け取る、第２の鏡（４４）を第１の位置と第２の位置とのうちの一方に調整することと、
前記第１の位置と前記第２の位置の両方において前記第２の鏡（４４）から前記光ビームを単一の光路に沿って下流に導くことと、を更に含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記複数の異なるレーザーのうちの１つから前記光ビームを投射することは、第１の波長で第１のレーザーからと第２の波長で第２のレーザーからとのうちの一方で前記光ビームを投射することを含む、請求項１６に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001] 本開示は、広くは、試料を試験する分野に関し、特に、光を試料及び検出器に導くように構成された光学素子を有する反射率計に関する。

【背景技術】

【0002】

[0002] 正反射率とは、鏡などの表面からの光の反射を指し、入射方向からの光が出射方向に反射される。したがって、正反射率は、光学装置を使用して測定され得る光の挙動である。材料の正反射率の測定は、試料材料の組成や他の化学的、熱的、又は光学的特性を特定する１つの方法である。

【0003】

[0003] 正反射率の測定には、幾つかの用途がある。例えば、この技法を使用して、他の種類の反射率測定の参照基準を規定したり、光学測定装置の較正用の参照基準を規定したりする。別の一実施例では、この技法が、光学コーティング産業において使用される。すなわち、例えば、鏡の光学効率を高めるためにコーティング（例えば、鏡）を開発する。更に別の一実施例では、正反射率の正確な絶対測定を使用して、光学コーティングの単一層の厚さ又は屈折率を測定することができる。

【0004】

[0004] 正反射率測定装置は、正確な測定のために構成要素と試料との位置合わせを行うことが困難である。更に、正反射率測定装置は、光ビームを試料や検出器に集束させることが困難である。例えば、光ビームは、光ビームの長さに沿って分散する傾向がある。絶対正反射率を測定するための改善された技法が望まれる。例えば、反射率測定を改善するために、構成要素と試料との位置合わせ機構や技法を有する装置が望まれる。光路と試料上のスポットサイズとを絞った装置が望まれる。

【発明の概要】

【0005】

[0005] 一態様は、試料を試験するように構成された反射率計を対象とする。反射率計は、複数の光源を備え、各光源は、異なる波長において光路に沿って光ビームを発するように構成されている。試料ホルダが、光路に沿って試料を配置するように構成されている。鏡システムが、光源と試料ホルダとの間で光路内に配置され、光源から試料に向けて光ビームを反射するように構成されている。検出器が、試料から反射された光ビームを受け取るために、試料ホルダから下流に配置されている。鏡システムは、第１の鏡と第１の鏡から下流の第２の鏡を備える。第１の鏡は、複数の光源に対して調整可能なように構成されている。各光源について、第１の鏡は、第１の角度位置と第２の角度位置との間で移動するように構成されている。第１の角度位置は、第１の偏光状態で第１の偏光路を形成し、第２の角度位置は、異なる第２の偏光状態で異なる第２の偏光路を形成する。第２の鏡は、第１の偏光路と第２の偏光路との各々に沿って光ビームを受け取り、第２の鏡から下流の共通経路に沿って光ビームを導くように調整可能に構成されている。

【0006】

[0006] 別の一態様では、第１のペリスコープが、第１の偏光路に沿って配置されている。第１のペリスコープは、第１の偏光状態で光ビームを提供するように構成されている。第２のペリスコープが、第２の偏光路に沿って配置されている。第２のペリスコープは、第２の偏光状態で光ビームを提供するように構成されている。

【0007】

[0007] 別の一態様では、第１のペリスコープが、光ビームの偏光を第１の偏光状態に変更するように構成され、第２のペリスコープが、光ビームの偏光を第２の偏光状態に変更するように構成されている。

【0008】

[0008] 別の一態様では、複数の光源が、第１の波長で光ビームを発する第１のレーザー、及び異なる第２の波長で光ビームを発する第２のレーザーを含む。

【0009】

[0009] 別の一態様では、第１の鏡への光路が複数の光源の各々について異なるように、複数の光源の各々は特有の位置を有する。

【0010】

[0010] 別の一態様では、鏡システムが、第２の鏡から光ビームを受け取る拡大鏡、拡大鏡から光ビームを受け取るコリメートミラー、及び、コリメートミラーから光ビームを受け取り、光ビームを試料ホルダに集束させる軸外放物面鏡を備える。

【0011】

[0011] 別の一態様では、鏡システムが、試料ホルダ上に配置された試料上のスポットサイズに光ビームを百マイクロメートル未満に集束させるように構成されている。

【0012】

[0012] 別の一態様では、カメラが、試料からスポットを撮像するために、試料ホルダから下流に配置され、制御ユニットが、カメラから信号を受信し、信号に基づいて試料ホルダを調整するように構成されている。

【0013】

[0013] 別の一態様では、試料ホルダが、試料を配置するために、六自由度内で調整可能である。

【0014】

[0014] 一態様は、試料を試験するように構成された反射率計を対象とする。反射率計は、光路に沿って光ビームを発する光源を備える。検出器が、光路に沿って光源から下流に配置される。試料ホルダが、光路に沿って試料を配置するように構成されている。試料ホルダは、光源と検出器との間で光路に沿って配置されている。第１の光学素子が、光源と試料ホルダとの間で光路に沿って配置されている。第２の光学素子が、試料ホルダと検出器との間で光路に沿って配置されている。第１の光学素子のうちの１つは、軸外放物面鏡を含む。光源は、光路の第１のセクションに沿って光ビームを発し、軸外放物面鏡は、光路の第２のセクションに沿って光ビームを導く。第１のセクションと第２のセクションとは、垂直である。

【0015】

[0015] 別の一態様では、第１の光学素子が、軸外放物面鏡の光軸に平行に軸外放物面鏡に光ビームを導くように構成されたコリメートミラーを含む。

【0016】

[0016] 別の一態様では、軸外放物面鏡が、試料ホルダの中心に整列した焦点軸を有する。

【0017】

[0017] 別の一態様では、軸外放物面鏡が、試料ホルダの表面上に焦点を有する。

【0018】

[0018] 別の一態様では、光源と試料ホルダとの間の光路にはレンズがない。

【0019】

[0019] 別の一態様では、カメラが、試料からのスポットを撮像するために、試料ホルダから下流に配置され、制御ユニットが、カメラから信号を受信し、信号に基づいて試料ホルダを調整するように構成されている。

【0020】

[0020] 一態様は、試料の反射率を測定する方法を対象とする。該方法は、光源から光ビームを投射すること、その後、コリメートミラーから光ビームを軸外放物面鏡に反射すること、その後、軸外放物面鏡から光ビームを試料ホルダに取り付けられた試料上の百マイクロメートル未満のスポットサイズに集束させること、及び、その後、試料から光ビームを１以上の下流の光学素子を通して検出器に反射することを含む。

【0021】

[0021] 別の一態様では、該方法が、コリメートミラーから光ビームを軸外放物面鏡の光軸に平行に反射することを更に含む。

【0022】

[0022] 別の一態様では、光源から光ビームを鏡に向けて投射することが、複数の異なるレーザーのうちの１つから光ビームを投射することと、複数の異なるレーザーの各々について、光ビームに第１の偏光を提供するために第１の偏光光学素子に光ビームを導く第１の角度位置と、光ビームに第２の偏光を提供するために第２の偏光光学素子に光ビームを導く第２の角度位置と、のうちの一方に第１の鏡を調整することとを含む。

【0023】

[0023] 別の一態様では、該方法が、第２の鏡を第１の位置と第２の位置とのうちの一方に調整することであって、第１の位置では第１の偏光光学素子から光ビームを受け取り、第２の位置では第２の偏光光学素子から光ビームを受け取る、第２の鏡を第１の位置と第２の位置とのうちの一方に調整することと、第１の位置と第２の位置の両方において第２の鏡から光ビームを単一の光路に沿って下流に導くこととを更に含む。

【0024】

[0024] 別の一態様では、複数の異なるレーザーのうちの１つから光ビームを投射することが、第１の波長で第１のレーザーからと第２の波長で第２のレーザーからとのうちの一方で光ビームを投射することを含む。

【0025】

[0025] 上述の特徴、機能、及び利点は、様々な態様において単独で実現することができ、又は、更に別の複数の態様において組み合わせることができるが、これらの詳細は、以下の説明及び添付図面を参照することによって確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】[0026] 反射率計の概略図である。

【図2】[0027] 反射率計の概略図である。

【図3】[0028] 反射率計内の光路の一部分の概略図である。

【図4】[0029] 反射率計内の光路の一部分の概略図である。

【図5】[0030] 試料を支持する試料ホルダの斜視図である。

【図6】[0031] 反射率計の概略図である。

【図7】[0032] 反射率計内の光路の一部分の概略図である。

【図8】[0033] 制御ユニットの概略図である。

【図9】[0034] 試料の反射率を測定する方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0027】

[0035] 本出願は、試料を試験するように構成された反射率計を対象とする。反射率計は、試料ホルダ上に配置された試料に光ビームを発する光源を含む。反射率計は、試料上の縮小されたスポットサイズに光ビームを集束させる。反射率計は、試料から下流にある検出器を使用して、試料内の構造／欠陥を見るように構成されている。

【0028】

[0036] 図１は、試料１００を試験するように構成された反射率計１５の概略図を示す。反射率計１５は、光路に沿って光ビーム７０を発する光源２０を含む。試料ホルダ５０は、光路に沿って試料１００を配置する。下流に配置された検出器８０は、試料１００から反射率を受け取る。１以上の光学素子３０は、試料１００から上流の光路に沿って配置されている。１以上の第２の光学素子６０は、試料１００から下流の光路に沿って配置されている。

【0029】

[0037] 反射率計１５は、光ビーム７０を試料１００の上に集束させるように構成されている。幾つかの実施例では、反射率計１５が、試料１００上に光ビームを百マイクロメートル（１００μm）未満のスポットサイズに集束させる。

【0030】

[0038] 光源２０は、光ビームを発するように構成されている。光源２０は、様々な波長の範囲内の光を発するように構成され得る。幾つかの実施例では、光源２０が、６．５μm～１５５０nmの範囲内の光ビームを出力するレーザーである。幾つかの実施例では、光源２０が、７μm～１２μmの間の範囲内の光ビームを発するように調整可能な量子カスケードレーザー（QCL）である。幾つかの実施例では、光源が固定波長レーザーである。光源２０は、様々なレーザー、発光ダイオード、広帯域源、電球、及び自然太陽光を含むが、これらに限定されない様々な他の構成を含み得る。

【0031】

[0039] 上流の光学素子３０は、光源２０と試料ホルダ５０との間で試料１００から上流に配置されている。下流の光学素子６０は、試料ホルダ５０と検出器８０との間で試料１００から下流に配置されている。光学素子３０、６０は、光ビーム７０を成形し導くための鏡やレンズを含む様々な異なる素子を含み得る。

【0032】

[0040] 図２は、光源２０、上流の光学素子３０、試料１００を保持するための試料ホルダ５０、下流の光学素子６０、及び検出器８０を含む、反射率計１５の一実施例を示す。この実施例では、上流の光学素子３０が、光を試料１００に向けて導く反射部材を含む鏡システム３９を含む。反射部材は、光ビーム７０が光学素子３０を通過することなしに、光ビーム７０を反射する。幾つかの実施例では、鏡システム３９がレンズを欠いている。

【0033】

[0041] 図２で示されているように、鏡システム３９は、光源２０から発された光ビーム７０を反射する拡大鏡３１を含む。拡大鏡３１は、光ビーム７０が第１の鏡３１から第２の鏡３２に導かれるときに、光ビーム７０の光線を光ビーム７０の光軸から外向きに離れるように傾斜させる。

【0034】

[0042] 幾つかの実施例では、第２の鏡３２が、コリメートミラーである。コリメートミラーは、光ビーム７０の光線が光路に沿って第３の鏡３３に向かって移動するときに、光ビーム７０の光線をより整列したものにする。幾つかの実施例では、第２の鏡３２が、第２の鏡３２と第３の鏡３３との間で、反射した光線を光ビーム７０の光軸に平行にさせる。

【0035】

[0043] 第３の鏡３３は、第２の鏡３２から下流に配置され、第２の鏡３２から反射された光ビーム７０を受け取る。幾つかの実施例では、第３の鏡３３が、軸外放物面（OAP）鏡である。図３で示されているように、OAP鏡３３は、光軸３４と焦点軸３５とを有する。焦点軸３５は、OAP鏡３３の中心Ｃと試料ホルダ５０における焦点３６との間を通る。

【0036】

[0044] 幾つかの実施例では、OAP鏡３３の表面が、親放物面のセクションである。OAP鏡３３の光軸３４は、親放物面の光軸に平行であり、親放物面の光軸からオフセットされている。OAP鏡３３の焦点３６は、親放物面の光軸上に配置されている。

【0037】

[0045] 使用中、第２の鏡３２からコリメートされた光は、OAP鏡３３の光軸３４に平行に導かれる。この平行配置により、OAP鏡３３は、光を反射し、光軸３４からオフセットされた焦点３６において集束させる。幾つかの実施例では、焦点軸３５が、光軸３４に垂直である。幾つかの実施例では、焦点３６が、試料ホルダ５０の表面から外側に配置されている。試料１００は、試料ホルダ５０の表面上に取り付けられ、OAP鏡３３の焦点３６に配置されている。他の複数の実施例では、焦点３６が、試料ホルダ５０の表面上に配置されている。様々な実施例では、OAP鏡３３の集束が、試料１００の面において１００μm未満のスポットサイズをもたらす。

【0038】

[0046] 図４は、光源２０と試料ホルダ５０における試料１００との間の光路の概略断面図を示す。光路は、光源２０と第１の鏡３１との間の光軸３７を含む、第１のセクション７５ａを含む。第２のセクション７５ｂは、第１の鏡３１と第２の鏡３２との間で延在する。第３のセクション７５ｃは、第２の鏡３２と第３の鏡３３との間で延在する光軸３４を含む。第４のセクション７５ｄは、第３の鏡３３と試料１００との間で延在する焦点軸３５を含む。幾つかの実施例では、第１のセクション７５ａの光軸３７と第３のセクション７５ｃの光軸３４とが平行である。幾つかの実施例では、焦点軸３５が、光軸３７に垂直である。幾つかの実施例では、焦点軸３５が、光軸３４に垂直である。

【0039】

[0047] 図２で示されているように、OAP鏡３３は、検出器８０から離れるように光を導く。この構成により、反射率計１５の全体的なサイズをより小さくすることができる。一実施例では、光源２０とカメラ６３との間の距離Ｑが２００mmである。

【0040】

[0048] 試料ホルダ５０は、試料１００を支持するように構成されている。試料ホルダ５０は、試験中に試料１００が配置されるプラットフォーム５１を含む。幾つかの実施例では、プラットフォーム５１が、試料１００を固定するための機械的ファスナなどの取り付け部材を含むが、これらに限定されるものではない。試料ホルダ５０は、焦点スポットを操作し位置合わせするために、プラットフォーム５１を移動させるように調整可能である。幾つかの実施例では、試料ホルダ５０が、焦点スポットの位置合わせのための調整を行うために移動の六自由度を提供する。

【0041】

[0049] 図５は、試料１００を配置するための試料ホルダ５０を示す。試料ホルダ５０は、試料１００を配置するためのプラットフォーム５１を含む。ベース５２から上方に延在する脚部５３がプラットフォーム５１を支持する。脚部５３は、プラットフォーム５１を操作し配置するために調整可能である。幾つかの実施例では、脚部５３が、プラットフォーム５１の、したがって、取り付けられた試料１００の移動の六自由度を提供するために調整可能である。１以上のモータ５４が、脚部５３を調整することを行う。

【0042】

[0050] 図２で示されているように、カメラ６３及び鏡６２が、試料１００の位置合わせを行う。鏡６２は、光路内の第１の位置と光路外の第２の位置との間で移動可能なフリップミラーである。位置合わせのために、鏡６２は、光路の中に反転されて、カメラ６３に光を導く。カメラ６３は、普通であれば光路から離れるように配置されているはずである。試料１００が位置合わせされたときに、鏡６２は、邪魔にならないように反転されて、光が検出器８０によって検出されることを可能にする。カメラ６３は、試料の位置合わせと試料１００への光の集束とを検出する。制御ユニット９０が、カメラ６３から信号を受信し、ピントと試料ホルダ５０に対する必要な変更とを検出する。幾つかの実施例では、焦点を合わせることが、制御ユニット９０を介した完全に自動化されたプロセスである。他の複数の実施例では、システムの１以上の態様が、手作業で操作される（例えば、試料ホルダ５０の調整）。

【0043】

[0051] 下流の光学素子６０は、集光レンズ６１を含む。集光レンズ６１は、光ビームを検出器８０に向けて集束させる。検出器８０は、試料１００からの光を捕捉する。検出器８０は、様々な異なる光学素子を含み得る。検出器８０は、光源２０に応じて、様々な異なる種類の光を検出するように構成され得る。更に、検出器８０は、垂直偏光、水平偏光、右手（RH）偏光、及び／又は左手（LH）偏光を含むが、これらに限定されない様々な異なる偏光で光を検出することができる。図２で示されているような幾つかの実施例では、検出器８０が、結像レンズを有する積分球８１を採用する。他の複数の実施例では、検出器８０が、積分球８１を含まない。

【0044】

[0052] 図２で示されているような幾つかの実施例では、反射率計１５が、単一の光源２０を含む。図６で示されているような他の複数の実施例では、反射率計１５が、２つ以上の光源２０ａ～２０ｎを含む。異なる光源２０ａ～２０ｎは、異なる波長又は波長範囲の光を発する。一実施例では、反射率計１５が、４つの光源２０を含む。各光源２０は、異なる波長又は波長範囲の光を発する。特定の一実施例では、光源２０が、６．５μm～１３．３μmの間の波長の範囲内の光を発する第１の光源２０ａ、３．５２μm～５．１１μmの波長の範囲内の光を発する第２の光源２０ｂ、１５５０nmの波長の光を発する第３の光源２０ｃ、及び１０６４nmの波長の光を発する第４の光源２０ｄを含む。幾つかの実施例では、光源のうちの１以上が、波長を０．０１μm単位で調整可能である。

【0045】

[0053] 図６で示されているように、偏光制御エリア４０が、光源２０から下流に配置され、光の偏光を選択的に制御することを行う。偏光制御エリア４０は、偏光を制御するための１以上の光学素子４１を含む。

【0046】

[0054] 図７は、一対の光源２０ａ、２０ｂ及び一対の鏡４３、４４を含む一実施例を示す。幾つかの実施例では、鏡４３、４４が、各々、ガルバノミラーである。他の複数の実施例では、一方又は両方の鏡４３、４４が、異なる種類の鏡である。第１の鏡４３は、光源２０ａ、２０ｂのいずれかから光を受け取るために、異なる角度位置の間で移動するように調整可能である。第１の鏡４３は、光を第１の光学素子４５又は第２の光学素子４６のいずれかに導く。幾つかの実施例では、異なる光学素子４５、４６が、異なる偏光を提供する。ある特定の実施例では、光学素子４５が、Ｓ偏光を提供し、光学素子４６が、Ｐ偏光を提供する。一実施例では、光学素子４５、４６が、光を反射するために１以上のプリズム、レンズ、又は鏡を使用するペリスコープである。

【0047】

[0055] 第２の鏡４４が、光を第１の鏡３１へ下流に導くように構成されている。第２の鏡４４は、光学素子４５から光を受け取り、それを第１の鏡３１に導く第１の位置と、光学素子４６から光を受け取り、それを第１の鏡３１に導く第２の位置と、の間に配置可能である。第２の鏡４４は、両方の光が同じ光路を移動して第１の鏡３１へ到達するように、それらの光路を再結合するように機能する。偏光が異なる一実施例では、両方のＳ及びＰ偏光状態が、同じ光路を移動して第１の鏡３１へ到達するように、第２の鏡４４が、それらの光路を再結合する。

【0048】

[0056] 幾つかの実施例では、反射率計１５がコンピュータ制御される。図８で示されているように、反射率計１５は、動作を監視する制御ユニット９０を含む。制御ユニット９０は、メモリ回路９２内に記憶されたプログラム命令９３に従って動作する処理回路９１を含む。処理回路９１は、１以上の回路、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、ハードウェア、又はそれらの組み合わせを含む。処理回路９１は、必要とされる機能を提供するための様々な量のコンピューティング能力を含み得る。

【0049】

[0057] メモリ回路９２は、本明細書で説明される技法のうちの１以上を実装するように処理回路９１を構成する、コンピュータプログラム製品などのプログラム命令９３を記憶した非一過性のコンピュータ可読記憶媒体を含む。メモリ回路９２は、例えば、リードオンリーメモリやフラッシュメモリなどの様々なメモリデバイスを含み得る。メモリ回路９２は、図８で示されているような別個の構成要素であり得るか、又は処理回路９１に組み込まれ得る。代替的に、処理回路９１は、例えば、処理回路９１が専用でありプログラム不可能である少なくとも幾つかの実施形態に従って、メモリ回路９２を省略し得る。

【0050】

[0058] インターフェース回路９４は、反射率計１５の構成要素のうちの１以上から信号を送信及び／又は受信することを行う。構成要素には、光学素子３０、６０、試料ホルダ５０を調整するためのモータ５４、カメラ６３、及び検出器８０のうちの１以上の配置を調整するモータを含まれるが、これらに限定されるものではない。インターフェース回路９４は、構成要素との間の一方向通信又は双方向通信を提供し得る。

【0051】

[0059] 通信回路９５は、制御ユニット９０と遠隔ノード（例えば、オペレータ装置、サーバ、データベース）との間の通信を提供する。通信回路９５は、１以上の遠隔ノードとの間のデータの送受信を行う。

【0052】

[0060] ユーザインターフェース９６は、ユーザが動作中に反射率計１５の１以上の態様を制御できるようにする。ユーザインターフェース９６は、非限定的に、キーパッド、タッチパッド、ローラーボール、及びジョイスティックなどの、１以上の入力デバイス９８を含む。ユーザインターフェース９６はまた、試験に関する情報を表示し及び／又はオペレータが処理回路９１にコマンドを入力するための１以上のディスプレイ９７も含む。

【0053】

[0061] 幾つかの実施例では、制御ユニット９０が反射率計１５の全動作を制御する。更に又は代替的に、構成要素のうちの１以上は、ユーザによって制御され得る。一実施例では、ユーザが、ディスプレイ９７に表示された出力に従って試料ホルダ５０調整することができる。別の一実施例では、ユーザが、試験中に使用される光源２０の種類を制御するためのコマンドを入力する。

【0054】

[0062] 図９は、試料１００の反射率を測定する方法を示す。光ビームは、光源２０から投射される（ブロック１１０）。光ビームは、コリメートミラー３２から軸外放物面鏡３３に反射される（ブロック１１２）。光ビームは、軸外放物面鏡３３から、試料ホルダ５０に取り付けられた試料１００上の百マイクロメートル未満のスポットサイズに集束する（ブロック１１４）。該方法は、試料から光ビームを１以上の下流の光学素子６０を通して検出器８０に反射することを含む（ブロック１１６）。

【0055】

[0063] 本発明は、本発明の本質的な特性から逸脱しない限り、本明細書で具体的に説明された方法とは異なる他の方法で実施することが可能である。本実施形態は、あらゆる点で例示的であり、限定的ではないとみなされるべきであり、添付の特許請求の範囲の意味及び均等性の範囲内にある全ての変更は、そこに含まれることが意図される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【外国語明細書】