KR102235245B1 - Light Irradiation Apparatus for Particle Monitoring, and Particle Measuring Apparatus using the Same - Google Patents

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KR102235245B1 KR1020190126813A KR20190126813A KR102235245B1 KR 102235245 B1 KR102235245 B1 KR 102235245B1 KR 1020190126813 A KR1020190126813 A KR 1020190126813A KR 20190126813 A KR20190126813 A KR 20190126813A KR 102235245 B1 KR102235245 B1 KR 102235245B1
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문지훈
김종호
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Abstract

The present invention relates to a light emission apparatus for measuring contaminant particles, which emits laser light into an internal space of a chamber to measure contaminant particles in the chamber. According to the present invention, the light emission apparatus comprises: a light irradiation unit generating and emitting laser light; a reflective mirror changing a path of the emitted laser light toward a chamber; a focus lens focusing the laser light reflected from the reflective mirror to a predetermined position in the chamber; and actuator unit linearly moving the light emission unit within a certain range. Since the light emission unit moves linearly by a certain range, a portion where the light is focused in the chamber is eventually extended to a certain area, not one specific point. Accordingly, contaminant particles existing in an extended area range can be measured so that the contaminant particles can be accurately. Moreover, it is not required to newly set up an optical system such as the reflective mirror, the focus lens to focus light in the chamber, and the like, and thus so the light emission apparatus can be conveniently implemented at a low cost.

Description

오염 입자 측정용 광 조사 장치 및 이를 이용한 오염 입자 측정 장치{ Light Irradiation Apparatus for Particle Monitoring, and Particle Measuring Apparatus using the Same }Light irradiation apparatus for measuring contaminated particles, and apparatus for measuring contaminated particles using the same {Light Irradiation Apparatus for Particle Monitoring, and Particle Measuring Apparatus using the Same}

본 발명은 챔버 내의 오염 입자를 측정하기 위한 것으로서, 더욱 상세하게는 챔버 내의 고정된 한 지점뿐 아니라 확장된 영역을 대상으로 그곳에 존재하는 입자의 개수와 크기 등을 측정할 수 있도록 하는 오염 입자 측정용 광 조사 장치 및 이를 이용한 오염 입자 측정 장치에 관한 것이다.The present invention is for measuring contaminated particles in a chamber, and more particularly, for measuring contaminated particles that enables measurement of the number and size of particles present therein for an extended area as well as a fixed point in the chamber. It relates to a light irradiation device and a contaminant particle measuring device using the same.

일반적으로 반도체 공정이나 LCD 등 나노 수준의 고도 정밀 공정은 공정 챔버 내에서 이루어지고 있는데, 미세한 오염 입자들은 공정이 수행되는 챔버 내부의 청정도를 떨어뜨릴 뿐 아니라, 비슷한 크기의 선폭을 갖는 패턴 상에 달라붙어 패턴을 손상시킬 수 있다.In general, nano-level high-precision processes such as semiconductor processes and LCDs are carried out in process chambers, but fine contaminants not only degrade the cleanliness inside the chamber in which the process is performed, but also differ on patterns with similar sized line widths. It can stick and damage the pattern.

챔버 내부의 청정도 저하 및 패턴 손상은 반도체 공정의 수율을 심각하게 저하할 수 있기 때문에 엄격하게 제한된 조건에서 공정이 이루어지고 있으며, 플라즈마 공정 등에서 발생하는 입자들에 대한 감시가 필수적이다.Since deterioration of cleanliness and pattern damage inside the chamber can seriously degrade the yield of the semiconductor process, the process is carried out under strictly limited conditions, and it is essential to monitor particles generated in the plasma process and the like.

챔버 내에서 공정 중 발생하는 오염 입자를 광학적 장치를 이용하여 측정하는 기술이 개시된 바 있으며, 이를 이용하여 실시간으로 설비 내의 특정 챔버에 대한 입자 분포 상태가 측정될 수 있다.A technique for measuring contaminant particles generated during a process in a chamber using an optical device has been disclosed, and the particle distribution state for a specific chamber in a facility can be measured in real time using this.

구체적인 예로서, 대한민국 등록특허 10-1857950호는 플로우 채널(챔버 내의 일정 공간)로 유입된 입자에 광을 조사하고, 이때 발생되는 산란광과 소멸광의 강도를 이용하여 입자의 크기를 측정하는 장치를 개시하고 있다. 이 장치는 플랫 탑(Flat-top) 모듈을 이용하여 입사광을 r축 방향으로 균일하게 하여, 정확한 입자 크기 측정이 가능하게 한다.As a specific example, Korean Patent Registration No. 10-1857950 discloses a device that irradiates light to particles flowing into a flow channel (a certain space in a chamber), and measures the size of particles using the intensity of scattered light and extinction light generated at this time. I'm doing it. This device uses a flat-top module to make incident light uniform in the r-axis direction, enabling accurate particle size measurement.

그러나, 상기 등록특허 10-1857950호의 '고정확 실시간 미세 입자 크기 및 개수 측정 장치'는 입자의 크기를 더욱 정확하게 측정할 수 있도록 하지만, 레이저 광을 챔버 내의 한 지점에만 집속시킬 수 있으므로, 그 지점에 대해서만 오염 입자를 측정할 수 있다.However, the'high-accuracy real-time fine particle size and number measuring device' of the above Patent No. 10-1857950 allows the particle size to be more accurately measured, but since the laser light can be focused only at one point in the chamber, Only pollutant particles can be measured.

이러한 측정 범위의 제한은 챔버 내의 오염 입자 분포가 여러 조건에 따라 달라질 수 있다는 점을 고려할 때, 오염 입자 상태를 정확하게 측정하기 어렵게 하는 요인이 될 수 있다.This limitation of the measurement range may be a factor that makes it difficult to accurately measure the contaminant particle state, considering that the contaminant particle distribution in the chamber may vary depending on various conditions.

대한민국 등록특허 10-1857950호(공개일 2018.01.02)Korean Patent Registration No. 10-1857950 (published on January 2, 2018)

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 챔버 내의 고정된 한 지점이 아니라 확장된 영역을 대상으로 그 곳에 존재하는 오염 입자의 개수와 크기 등을 측정할 수 있도록 하는 오염 입자 측정용 광 조사 장치, 및 이를 이용한 오염 입자 측정 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention was conceived to solve the above problems, and contaminated particle measurement that enables measurement of the number and size of contaminated particles present there for an extended area instead of a fixed point in the chamber. It is an object of the present invention to provide a device for irradiation with light and a device for measuring contaminants using the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 오염 입자 측정용 광 조사 장치는, 챔버 내의 오염 입자 측정을 위해 상기 챔버의 내부 공간으로 레이저 광을 조사하는 장치로서, 레이저 광을 생성하여 조사하는 광 조사부; 상기 광 조사부에서 조사되는 레이저 광의 경로를 상기 챔버를 향하도록 바꾸어주는 반사 거울; 상기 반사 거울에서 반사된 레이저 광을 상기 챔버 내의 일정 위치로 집속하는 포커스 렌즈; 및 상기 광 조사부를 일정 범위 내에서 직선 이동시키는 액추에이터부를 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above object, the light irradiation apparatus for measuring contaminated particles according to the present invention is a device for irradiating laser light into the inner space of the chamber to measure contaminated particles in the chamber, and generates and irradiates laser light. Light irradiation unit; A reflective mirror that changes the path of the laser light irradiated by the light irradiation unit toward the chamber; A focus lens that focuses the laser light reflected by the reflection mirror to a predetermined position in the chamber; And an actuator unit for linearly moving the light irradiation unit within a predetermined range.

상기 광 조사부는, 레이저 광을 생성하는 광원부; 상기 광원부에서 생성된 광의 평행성을 증가시키는 콜리메이션 렌즈; 및 상기 콜리메이션 렌즈를 통과한 광을 균일한 강도를 갖는 균일광 형태로 변환하는 플랫 탑 모듈을 포함하여 이루어질 수 있다.The light irradiation unit may include a light source unit for generating laser light; A collimation lens for increasing parallelism of light generated by the light source unit; And a flat top module that converts the light passing through the collimation lens into a uniform light form having a uniform intensity.

본 발명에 따른 오염 입자 측정용 광 조사 장치는, 상기 광 조사부의 직선 이동에 따라, 상기 광 조사부가 조사하는 레이저 광이 상기 반사 거울의 중심을 기준으로 일정 범위만큼 직선 이동하도록 구성될 수 있다.The light irradiation apparatus for measuring contaminated particles according to the present invention may be configured to linearly move the laser light irradiated by the light irradiation unit by a predetermined range based on the center of the reflection mirror according to the linear movement of the light irradiation unit.

상기 레이저 광이 직선 이동하는 범위는, 상기 반사 거울의 중심으로부터 1.3mm 이상, 1.7mm 이하로 구성될 수 있다.The range in which the laser light moves linearly may be 1.3 mm or more and 1.7 mm or less from the center of the reflective mirror.

본 발명에 따른 오염 입자 측정 장치는, 상기 오염 입자 측정용 레이저 광 조사 장치; 및 상기 챔버 내에서 산란된 광과 소멸된 광 중 하나 이상을 측정하는 광 측정부를 포함하여 구성된다.Contaminated particle measuring apparatus according to the present invention, the laser light irradiation device for measuring the polluted particles; And a light measuring unit that measures at least one of light scattered and extinguished in the chamber.

본 발명에 따르면, 광 조사부가 일정 범위만큼 직선 이동하기 때문에 결국 챔버 내에서 광이 집속되는 부분이 하나의 특정 지점이 아니라 일정한 영역 범위로 확장된다.According to the present invention, since the light irradiation unit moves linearly within a certain range, the part in which the light is focused in the chamber is expanded to a certain area range instead of one specific point.

즉, 확장된 영역 범위에 존재하는 오염 입자들을 측정할 수 있게 되어 더욱 정확한 오염 입자 측정이 가능하다.That is, it is possible to measure the contaminant particles existing in the extended area range, and thus more accurate contaminant particle measurement is possible.

특히, 챔버 내에 광이 집속되도록 미리 설정된 반사 거울과 포커스 렌즈 등의 광학계를 새로 설정할 필요가 없어, 적은 비용으로 편리하게 구현할 수 있다.In particular, since there is no need to newly set up optical systems such as a reflective mirror and a focus lens that are previously set so that light is focused in the chamber, it can be conveniently implemented at a low cost.

도 1은 본 발명에 따른 오염 입자 측정용 광 조사 장치의 일 실시예,
도 2와 도 3은 광 조사부의 직선 이동에 따라 챔버 내부의 광 집속 지점이 달라지는 것을 설명하는 예,
도 4는 광 조사부에 관한 일 실시예,
도 5는 본 발명에 따른 오염 입자 측정 장치의 일 실시예,
도 6은 본 발명에 따른 오염 입자 측정 장치의 또 다른 실시예이다.1 is an embodiment of a light irradiation apparatus for measuring contaminated particles according to the present invention,
2 and 3 are examples illustrating that the light focusing point inside the chamber is changed according to the linear movement of the light irradiation unit,
4 is an embodiment of a light irradiation unit,
5 is an embodiment of a pollutant particle measuring apparatus according to the present invention,
6 is another embodiment of the contaminant particle measuring apparatus according to the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In the present invention, various transformations may be applied and various embodiments may be provided, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

도 1은 본 발명에 따른 오염 입자 측정용 광 조사 장치(100)의 일 실시예를 보인 것으로서, 챔버(20) 내의 오염 입자를 측정하기 위하여, 챔버(20)의 내부 공간으로 레이저 광을 집속한다.1 shows an embodiment of a light irradiation apparatus 100 for measuring contaminated particles according to the present invention. In order to measure contaminated particles in the chamber 20, laser light is focused into the inner space of the chamber 20. .

오염 입자 측정용 광 조사 장치(100)는 레이저 광(L)을 생성하여 조사(照射, Irradiation)하는 광 조사부(110), 반사 거울(120), 포커스 렌즈(130), 및 액추에이터부(140)를 포함하여 이루어질 수 있다.The light irradiation apparatus 100 for measuring contaminated particles is a light irradiation unit 110 that generates and irradiates laser light L, a reflective mirror 120, a focus lens 130, and an actuator unit 140 It can be made, including.

반사 거울(120)은 광 조사부(110)에서 조사되는 레이저 광(L)의 경로를 챔버(20)를 향하도록 바꾸어준다. 도 1에 도시된 실시예의 광 조사부(110)와 챔버(20)의 배치에서는 광 조사부(110)에서 조사되는 레이저 광(L)이 챔버(20)를 향하도록 경로를 바꾸기 위해 하나의 반사 거울(120)이 사용되지만, 광 조사부(110)와 챔버(20)의 배치 등에 따라 반사 거울(120)은 하나 이상 포함될 수 있다.The reflective mirror 120 changes the path of the laser light L irradiated by the light irradiation unit 110 toward the chamber 20. In the arrangement of the light irradiation unit 110 and the chamber 20 according to the embodiment shown in FIG. 1, one reflecting mirror ( 120) is used, but one or more reflective mirrors 120 may be included depending on the arrangement of the light irradiation unit 110 and the chamber 20.

즉, 챔버(20)의 위치가 레이저 광의 진행 방향과 일치하지 않을 경우, 광 조사부(110)와 챔버(20)의 사이에는 레이저 광의 경로를 바꿔주기 위한 적어도 하나 이상의 반사 거울을 포함할 수 있다. 반사 거울(120)은 다양하게 구성될 수 있지만, 이상적으로는 45도의 각도를 갖도록 회전된 형태일 수 있다.That is, when the position of the chamber 20 does not coincide with the direction of the laser light, at least one reflective mirror may be included between the light irradiation unit 110 and the chamber 20 to change the path of the laser light. The reflective mirror 120 may be configured in various ways, but ideally may be rotated to have an angle of 45 degrees.

포커스 렌즈(130)는 반사 거울(120)에서 반사된 레이저 광을 챔버 내의 특정 지점으로 집속시켜 준다.The focus lens 130 focuses the laser light reflected by the reflective mirror 120 to a specific point in the chamber.

그리고, 액추에이터부(140)는 광 조사부(110)를 일정 범위 내에서 직선 이동시킨다. 액추에이터부(140)는 광 조사부(110)를 직선 이동시키기 위하여 다양하게 구성될 수 있다.In addition, the actuator unit 140 linearly moves the light irradiation unit 110 within a predetermined range. The actuator unit 140 may be variously configured to linearly move the light irradiation unit 110.

하나의 예로서, 광 조사부(110)가 레일에 직선 이동 가능하게 결합되고, 리니어 액추에이터를 이용하여 광 조사부(110)를 레일 위로 이동시킬 수 있지만, 이러한 방식에 한정되는 것은 아니다.As an example, the light irradiation unit 110 is coupled to the rail so as to be linearly movable, and the light irradiation unit 110 may be moved on the rail by using a linear actuator, but is not limited to this method.

광 조사부(110)를 직선 이동시키는 이유는 광 조사부(110)에서 조사된 레이저 광(L)이 챔버(20) 내의 특정한 한 지점에만 집속되는 것이 아니라 확장된 일정 영역 범위에 걸쳐 집속될 수 있도록 하기 위한 것이다.The reason for linearly moving the light irradiation unit 110 is to allow the laser light L irradiated from the light irradiation unit 110 to be focused not only at a specific point within the chamber 20 but over an extended certain area range. For.

이때, 반사 거울(120)과 포커스 렌즈(130)와 같은 광학계는 레이저 광을 챔버(20) 내의 특정 위치에 조사하기 위하여 미리 고정되어 있다.In this case, optical systems such as the reflective mirror 120 and the focus lens 130 are fixed in advance to irradiate the laser light to a specific position in the chamber 20.

그러므로, 광 집속 특성을 유지하면서 오염 입자를 측정하기 위해서는, 광 조사부(110)의 이동 범위가 제한되어야 한다.Therefore, in order to measure contaminated particles while maintaining the light focusing characteristic, the moving range of the light irradiation unit 110 must be limited.

구체적으로, 액추에이터부(140)에 의한 광 조사부(110)의 직선 이동에 따라, 광 조사부(110)가 조사하는 레이저 광(L)이 반사 거울(120)의 중심을 기준으로 일정 범위만큼 직선 이동하도록 구성될 수 있다.Specifically, according to the linear movement of the light irradiation unit 110 by the actuator unit 140, the laser light L irradiated by the light irradiation unit 110 is linearly moved by a certain range based on the center of the reflection mirror 120 Can be configured to

도 2를 참조하자면, 광 조사부(110)가 기본 위치(Pc)에 있을 때, 광 조사부(110)에서 조사되는 레이저 광(Lc)은 반사 거울(120)의 중심을 향한다.Referring to FIG. 2, when the light irradiation unit 110 is in the basic position Pc, the laser light Lc irradiated from the light irradiation unit 110 is directed toward the center of the reflection mirror 120.

그러나, 광 조사부(110)가 기본 위치에서 양방향으로 이동하면, 광 조사부(110)에서 조사되는 레이저 광은 광 조사부(110)가 이동한 만큼 반사 거울(120)의 중심에서 벗어난 부분을 향하게 된다.However, when the light irradiation unit 110 moves in both directions from the basic position, the laser light irradiated by the light irradiation unit 110 is directed toward a portion off the center of the reflective mirror 120 as much as the light irradiation unit 110 has moved.

광 조사부(110)의 이동 가능 범위는 다양한 요인에 의해 결정될 수 있다. 하나의 예로서 광 조사부(110)의 이동 가능 범위는 반사 거울(120)의 크기에 따라 달라질 수 있다.The movable range of the light irradiation unit 110 may be determined by various factors. As an example, the movable range of the light irradiation unit 110 may vary according to the size of the reflective mirror 120.

구체적인 예로서, 광 조사부(110)에서 조사되는 레이저 광이 직선 이동하는 범위는, 반사 거울(120)의 중심으로부터 1.3mm 이상, 1.7mm 이하가 되도록 구성될 수 있다.As a specific example, the range in which the laser light irradiated by the light irradiation unit 110 moves linearly may be configured to be 1.3 mm or more and 1.7 mm or less from the center of the reflective mirror 120.

구체적인 예로서, 광 조사부(110)에서 조사되는 레이저 광이 직선 이동하는 범위는, 반사 거울(120)의 중심으로부터 0.5mm 이상 내지 3.0mm 이하, 또는 1.0mm 이상 내지 2.0mm 이하, 또는 1.3mm 이상 내지 1.7mm 이하가 되도록 구성될 수 있다.As a specific example, the range in which the laser light irradiated by the light irradiation unit 110 moves linearly is 0.5 mm or more to 3.0 mm or less, or 1.0 mm or more to 2.0 mm or less, or 1.3 mm or more from the center of the reflective mirror 120 To 1.7mm or less.

기본적으로 광 조사부(110)의 직선 이동은 양 단(P1, P2) 사이를 연속적으로 움직이도록 구성될 수 있다.Basically, the linear movement of the light irradiation unit 110 may be configured to continuously move between both ends P1 and P2.

그러나, 이러한 움직임에 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라서는 임의의 선택된 지점으로 움직이거나, 일정 간격(예: 0.2mm) 단위로 단속적으로 움직이도록 구성될 수도 있을 것이다.However, it is not limited to this movement, and if necessary, it may be configured to move to an arbitrary selected point or intermittently move at a predetermined interval (eg, 0.2mm).

이와 같이 광 조사부(110)가 직선 이동하여 레이저 광의 조사 위치가 변동하면, 챔버(20)의 내부에서 광이 집속되는 지점이 하나의 특정 지점으로 고정되는 것이 아니라 확장된 영역 범위가 될 수 있다.In this way, when the light irradiation unit 110 moves linearly and the irradiation position of the laser light changes, the point at which the light is focused inside the chamber 20 may not be fixed to one specific point, but may be an extended area range.

도시된 예에서, 광 조사부(110)의 기본 위치가 Pc이고, 두 위치(P1, P2)의 사이를 직선 이동 가능하다고 가정한다.In the illustrated example, it is assumed that the basic position of the light irradiation unit 110 is Pc, and that linear movement is possible between the two positions P1 and P2.

그러면, 광 조사부(110)가 Pc의 위치에 있을 때 레이저 광 Lc는 반사 거울(120)의 중심을 향하고, 포커스 렌즈(130)를 통과한 레이저 광은 챔버(20) 내의 일 지점 Ac에 집속된다.Then, when the light irradiation unit 110 is at the position of Pc, the laser light Lc is directed toward the center of the reflective mirror 120, and the laser light passing through the focus lens 130 is focused at a point Ac in the chamber 20. .

광 조사부(110)가 P1의 위치에 있을 때 레이저 광 L1은 반사 거울(120)의 중심보다 아래 부분을 향하고, 포커스 렌즈(130)를 통과한 레이저 광은 챔버(20) 내의 일 지점 A1에 집속된다. 또한, 광 조사부(110)가 P2의 위치에 있을 때 레이저 광 L2는 반사 거울(120)의 중심보다 윗부분을 향하고, 포커스 렌즈(130)를 통과한 레이저 광은 챔버(20) 내의 일 지점 A2에 집속된다.When the light irradiation unit 110 is at the position P1, the laser light L1 is directed toward a portion below the center of the reflective mirror 120, and the laser light passing through the focus lens 130 is focused at a point A1 in the chamber 20. do. In addition, when the light irradiation unit 110 is at the position P2, the laser light L2 is directed above the center of the reflective mirror 120, and the laser light passing through the focus lens 130 is at a point A2 in the chamber 20. It is focused.

도 3a는 종래 챔버(20)의 내부에서 광이 집속되는 영역을 보인 것이고, 도 3b는 본 발명에 따라 챔버(20)의 내부에서 광이 집속되는 영역을 보인 것이다.3A shows an area where light is focused inside the conventional chamber 20, and FIG. 3B shows an area where light is focused inside the chamber 20 according to the present invention.

도 2와 도 3에 나타난 바와 같이, 챔버(20)의 내부에서 레이저 광이 집속되는 영역이 확장됨을 알 수 있다. 즉, 광 조사부(110)는 두 지점 P1과 P2의 사이를 직선 이동할 수 있으므로, 결국 챔버(20)의 내부에서 레이저 광이 집속될 수 있는 부분은 확장된 일정 영역 범위(A1~A2)가 된다. 이에 따라 이 영역 범위 내에 존재하는 오염 입자를 측정할 수 있게 된다.As shown in FIGS. 2 and 3, it can be seen that the area in which the laser light is focused in the chamber 20 is expanded. That is, since the light irradiation unit 110 can move linearly between the two points P1 and P2, the portion in which the laser light can be focused in the interior of the chamber 20 becomes an extended certain area range (A1 to A2). . This makes it possible to measure the contaminant particles present within this range.

한편, 더욱 정확한 입자 크기 측정을 위해서는 r축 방향광의 강도를 균일하게 만들어줄 필요가 있다.On the other hand, in order to measure the particle size more accurately, it is necessary to make the intensity of the r-axis direction light uniform.

도 4는 광 조사부(110)에 관한 일 실시예를 보인 것으로서, 광 조사부(110)는 레이저 광을 생성하는 광원부(111), 콜리메이션 렌즈(113, Collimation lens), 및 플랫 탑(Flat-top) 모듈(115)을 포함하여 구성될 수 있다.4 shows an embodiment of the light irradiation unit 110, wherein the light irradiation unit 110 includes a light source unit 111 that generates laser light, a collimation lens 113, and a flat-top. ) It may be configured to include the module 115.

이때, 콜리메이션 렌즈(113)는 광원부(111)에서 생성된 광의 평행성을 증가시켜 광의 분산을 크게 줄이고, 높은 출력 밀도를 얻을 수 있도록 한다.In this case, the collimation lens 113 increases the parallelism of the light generated by the light source unit 111 to greatly reduce the dispersion of light and to obtain a high power density.

플랫 탑 모듈(115)은 콜리메이션 렌즈(113)를 통과한 광을 균일한 강도를 갖는 균일광 형태로 변환한다. 즉, 플랫 탑 모듈(115)은 광의 r축 방향으로 강도를 균일하게 만들어 줌으로서 정확한 크기 분포 측정이 가능하도록 한다. 여기서, r축 방향이란 광의 진행 방향에 수직한 방향(광의 진행 방향을 중심축으로 할 때 반지름 방향)을 말하며, 플랫 탑 모듈(115)을 사용하여 입사광을 집속시키면 r축 방향으로 강도가 균일한 집속광을 형성할 수 있다.The flat top module 115 converts the light that has passed through the collimation lens 113 into a form of uniform light having a uniform intensity. That is, the flat top module 115 makes the intensity uniform in the r-axis direction of light, thereby enabling accurate size distribution measurement. Here, the r-axis direction refers to a direction perpendicular to the light traveling direction (radial direction when the light traveling direction is the central axis), and when incident light is focused using the flat top module 115, the intensity is uniform in the r-axis direction. Can form focused light.

도 5와 도 6은 본 발명에 따른 오염 입자 측정 장치의 각 실시예를 보인 것으로서, 본 발명에 따른 오염 입자 측정 장치는 오염 입자 측정용 레이저 광 조사 장치(100), 및 챔버(20) 내에서 오염 입자에 의해 산란된 광 및 소멸된 광 중 하나 이상을 측정하는 광 측정부(210, 230)를 포함하여 이루어질 수 있다.5 and 6 show each embodiment of the pollutant particle measuring apparatus according to the present invention, the pollutant particle measuring apparatus according to the present invention is a laser light irradiation apparatus 100 for measuring polluted particles, and in the chamber 20 It may include light measuring units 210 and 230 for measuring at least one of light scattered by contaminant particles and light extinct.

산란광을 측정하는 실시예는 챔버(20)를 그대로 통과한 광을 소멸시키는 빔 덤프(Beam dump, 213)를 더 포함할 수 있다.An embodiment of measuring the scattered light may further include a beam dump 213 for extinguishing light that has passed through the chamber 20 as it is.

도시된 예와 같이, 산란광을 이용하는 'Dark Field'와 소멸광을 이용하는 'Light Field'에 따라 광 측정부(210, 230)가 위치하는 곳이 다르다.As shown in the illustrated example, locations where the light measuring units 210 and 230 are located are different according to a'Dark Field' using scattered light and a'Light Field' using extinction light.

도 5는 산란광을 이용하는 실시예를 보인 것으로서, 광 측정부(210)는 챔버(20) 내로 입사되는 광의 진행 방향과 일정 각도를 이룬 곳에 위치하고, 입사광에 비해 약한 산란광을 감지하기 위하여 감도 높은 디텍터를 사용하며, 직진성을 가진 입사광을 소멸시키기 위해 끝 단에 빔 덤프(213)가 설치될 수 있다.5 shows an embodiment using scattered light, in which the light measuring unit 210 is located at a location at a certain angle with the direction of travel of light incident into the chamber 20, and uses a detector with high sensitivity to detect the scattered light weaker than the incident light. It is used, and a beam dump 213 may be installed at the end in order to dissipate incident light having straightness.

도 6은 소멸광을 이용하는 실시예를 보인 것으로서, 광 측정부(230)는 챔버(20) 내로 입사되는 광의 진행 방향과 대향되도록 설치되고, 챔버(20) 내부를 통과하는 입사광을 수광하여, 챔버(20)를 통과하는 경로 내에서 유동하는 입자에 의한 소멸광의 강도를 측정한다. 소멸광을 이용하는 경우에는 고감도 감지기나 빔 덤프 등의 요소를 사용하지 않아도 된다.6 shows an embodiment using extinction light, in which the light measuring unit 230 is installed so as to face the traveling direction of light incident into the chamber 20, and receives the incident light passing through the chamber 20 to receive the Measure the intensity of the extinction light caused by the particles flowing in the path passing through (20). When using extinction light, elements such as high-sensitivity detectors or beam dumps are not required.

광 조사부(110)에서 조사된 레이저 광은 반사 거울(120)과 포커스 렌즈(130)를 거쳐 챔버(20) 내의 특정 지점에 집속되고, 그 지점에 존재하는 오염 입자에 의해 산란되거나 소멸된다.The laser light irradiated by the light irradiation unit 110 is focused at a specific point in the chamber 20 through the reflective mirror 120 and the focus lens 130, and is scattered or extinguished by contaminant particles present at the point.

산란되거나 소멸된 광은 광 측정부(210, 230)에 의해 측정되고, 측정된 값을 이용하여 오염 입자의 존재 여부와 크기 등을 측정할 수 있다.The scattered or extinguished light is measured by the light measuring units 210 and 230, and the presence and size of contaminant particles may be measured using the measured values.

오염 입자의 존재와 크기 등을 판단하는 구체적인 방법은 등록특허 10-1857950호에 개시된 기술 등 알려진 방식이나 새로 개발될 다양한 기술을 이용하여 구현될 수 있다.A specific method of determining the existence and size of contaminated particles may be implemented using a known method such as the technology disclosed in Patent Registration No. 10-1857950 or various newly developed technologies.

일반적으로 광원부(111)에서 발생된 광은 가우시안 형태로 분포되므로 집속에 의해 크기에 변화가 발생되어 입자의 정확한 측정이 어렵다. 그러나, 본 발명의 광 조사부(110)는 플랫 탑 모듈(115)을 이용하여 r 방향으로 균일한 광 강도를 갖는 레이저 광을 조사하므로, 오염 입자를 정확하게 측정할 수 있다.In general, since the light generated from the light source 111 is distributed in a Gaussian form, a change in size occurs due to focusing, and it is difficult to accurately measure the particles. However, since the light irradiation unit 110 of the present invention irradiates laser light having a uniform light intensity in the r direction using the flat top module 115, it is possible to accurately measure contaminated particles.

상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described in relation to specific preferred embodiments, but the present invention may be variously modified and changed within the scope of not departing from the technical features or field of the present invention provided by the following claims. It is obvious to one of ordinary skill in the art that it can be.

20: 챔버
100: 오염 입자 측정용 광 조사 장치
110: 광 조사부
111: 광원부
113: 콜리메이션 렌즈
115: 플랫 탑 모듈
120: 반사 거울
130: 포커스 렌즈
140: 액추에이터부
210, 230: 광 측정부
213: 빔 덤프20: chamber
100: light irradiation device for measuring contaminated particles
110: light irradiation unit
111: light source unit
113: collimation lens
115: flat top module
120: reflective mirror
130: focus lens
140: actuator part
210, 230: light measuring unit
213: Beam dump

Claims (6)

챔버 내의 오염 입자 측정을 위하여 상기 챔버의 내부 공간으로 레이저 광을 조사하는 장치로서,
레이저 광을 생성하여 조사하는 광 조사부;
상기 광 조사부에서 조사되는 레이저 광의 경로를 상기 챔버를 향하도록 바꾸어주는 반사 거울;
상기 반사 거울에서 반사된 레이저 광을 상기 챔버 내의 일정 위치로 집속하는 포커스 렌즈; 및
상기 광 조사부를 일정 범위 내에서 직선 이동시키는 액추에이터부를 포함하여 이루어지고,
상기 광 조사부의 직선 이동에 따라, 상기 광 조사부가 조사하는 레이저 광이 상기 반사 거울의 중심을 기준으로 일정 범위만큼 직선 이동하며,
상기 레이저 광이 직선 이동하는 범위는, 상기 반사 거울의 중심으로부터 0.5mm 이상 내지 3.0mm 이하, 1.0mm 이상 내지 2.0mm 이하, 및 1.3mm 이상 내지 1.7mm 이하 중 어느 하나의 범위로 구성되는, 오염 입자 측정용 광 조사 장치.A device for irradiating laser light into the interior space of the chamber to measure contaminated particles in the chamber,
A light irradiation unit for generating and irradiating laser light;
A reflective mirror that changes the path of the laser light irradiated by the light irradiation unit toward the chamber;
A focus lens that focuses the laser light reflected by the reflection mirror to a predetermined position in the chamber; And
It comprises an actuator unit for linearly moving the light irradiation unit within a certain range,
According to the linear movement of the light irradiation unit, the laser light irradiated by the light irradiation unit linearly moves by a certain range based on the center of the reflection mirror,
The range in which the laser light moves linearly is composed of any one of 0.5mm or more and 3.0mm or less, 1.0mm or more and 2.0mm or less, and 1.3mm or more and 1.7mm or less from the center of the reflective mirror. Light irradiation device for particle measurement. 제 1 항에 있어서,
상기 광 조사부는,
레이저 광을 생성하는 광원부;
상기 광원부에서 생성된 광의 평행성을 증가시키는 콜리메이션 렌즈; 및
상기 콜리메이션 렌즈를 통과한 광을 균일한 강도를 갖는 균일광 형태로 변환하는 플랫 탑 모듈을 포함하는, 오염 입자 측정용 광 조사 장치.The method of claim 1,
The light irradiation unit,
A light source unit that generates laser light;
A collimation lens for increasing parallelism of light generated by the light source unit; And
Light irradiation apparatus for measuring contaminated particles comprising a flat top module for converting the light passing through the collimation lens into a uniform light form having a uniform intensity. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 기재된 오염 입자 측정용 광 조사 장치; 및
상기 챔버 내에서 산란된 광과 소멸된 광 중 하나 이상을 측정하는 광 측정부를 포함하는 오염 입자 측정 장치.The light irradiation device for measuring contaminated particles according to claim 1; And
Contaminated particle measuring device comprising a light measuring unit for measuring at least one of the light scattered and extinguished in the chamber. 제 5 항에 있어서,
상기 챔버를 그대로 통과한 광을 소멸시키는 빔 덤프(Beam dump)를 더 포함하는, 오염 입자 측정 장치.The method of claim 5,
Further comprising a beam dump (Beam dump) for extinguishing the light passing through the chamber as it is, polluted particle measuring apparatus.
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