KR100900618B1 - Surface measurement apparatus - Google Patents

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KR100900618B1
KR100900618B1 KR1020070060571A KR20070060571A KR100900618B1 KR 100900618 B1 KR100900618 B1 KR 100900618B1 KR 1020070060571 A KR1020070060571 A KR 1020070060571A KR 20070060571 A KR20070060571 A KR 20070060571A KR 100900618 B1 KR100900618 B1 KR 100900618B1
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Abstract

본 발명은 표면 측정 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시 형태는 레이저빔을 출사하는 광원과, 상기 레이저빔을 반사시키는 회전반사미러와, 상기 회전반사미러에 의해 반사된 레이저빔을 측정대상물에 주사하도록 상기 레이저빔 경로 상에 배치된 주사렌즈와, 상기 광원과 회전반사미러 사이의 상기 레이저빔 경로 상에 배치되며, 상기 측정대상물에서 반사 또는 산란 되어 상기 회전반사미러로 되돌아온 레이저빔 중 반사빔을 통과시키도록 구멍이 형성된 홀미러 및 상기 홀미러를 통과한 반사빔을 검출하기 위한 하나 이상의 반사빔 검출부를 포함하는 표면 측정 장치를 제공한다.The present invention relates to a surface measuring apparatus, and an embodiment of the present invention provides a light source for emitting a laser beam, a rotating reflecting mirror reflecting the laser beam, and a laser beam reflected by the rotating reflecting mirror to a measurement target. A scanning lens disposed on the laser beam path for scanning and a laser beam disposed on the laser beam path between the light source and the rotation reflecting mirror and reflected or scattered from the measurement object and returned to the rotation reflecting mirror The present invention provides a surface measuring apparatus including a hole mirror having a hole formed therein so as to pass through and at least one reflected beam detector for detecting a reflected beam passing through the hole mirror.

본 발명에 따르면 대면적을 초고속으로 측정할 수 있으면서도 정밀도가 향상되며, 나아가, 3차원 형상의 측정이 가능한 표면 측정 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a surface measuring apparatus capable of measuring a large area at an extremely high speed while improving accuracy, and further capable of measuring a three-dimensional shape.

표면 측정, 표면 검사, 빔 주사, 빔 스캔, 회전반사미러, 갈바노 미러, 폴리곤 미러, 홀미러, 천공미러 Surface Measurement, Surface Inspection, Beam Scanning, Beam Scanning, Mirror Reflector, Galvano Mirror, Polygon Mirror, Hole Mirror, Perforated Mirror

Description

표면 측정 장치{SURFACE MEASUREMENT APPARATUS}SURFACE MEASUREMENT APPARATUS

도 1은 종래 기술에 따른 표면 측정 장치를 설명하기 위한 개략도이다.1 is a schematic view for explaining a surface measuring apparatus according to the prior art.

도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 표면 측정 장치를 나타내는 개략도이다.2 is a schematic view showing a surface measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 표면 측정 장치를 나타내는 개략도이다.3 is a schematic view showing a surface measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 실시 형태에서 변형된 실시 형태에 따른 표면 측정 장치를 나타내는 개략도이다.4 is a schematic view showing a surface measuring apparatus according to an embodiment modified from the embodiment of FIG. 3.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

201,301,309: 빔스플리터 202,302: 홀미러201,301,309: beam splitter 202,302: hole mirror

203,303,310: 갈바노 미러 204,304: 주사렌즈203,303,310: Galvano mirror 204,304: Scanning lens

205,305: 웨이퍼 206: 반사빔 검출부205, 305: wafer 206: reflected beam detector

207: 산란빔 검출부 308: 집광렌즈207: scattering beam detection unit 308: condensing lens

403,410: 폴리곤 미러 311: 릴레이 렌즈군403,410 polygon mirror 311 relay lens group

L: 레이저빔 Lr: 반사빔L: laser beam Lr: reflected beam

Ls: 산란빔Ls: Scatter Beam

본 발명은 웨이퍼 표면의 이물 등을 측정하기 위한 표면 측정 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 빔 스캔 방식을 사용함으로써 측정속도 및 정밀도가 향상된 표면 측정 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface measuring apparatus for measuring foreign matters on the surface of a wafer, and more particularly, to a surface measuring apparatus having improved measurement speed and precision by using a beam scan method.

일반적으로 반도체 집적회로는 웨이퍼 상에 포토 리소그래피 공정 등에 따라서 회로를 형성하는 방식으로 제조된다. 이 경우, 웨이퍼 상에 다수의 동일한 집적회로가 배치되며, 그것들을 분리하여 개개의 집적 회로 칩이 제조된다.In general, semiconductor integrated circuits are manufactured by forming circuits on a wafer in accordance with photolithography processes or the like. In this case, a plurality of identical integrated circuits are arranged on the wafer, and the individual integrated circuit chips are manufactured by separating them.

이러한 반도체 집적회로에서 웨이퍼 상에 이물 등이 존재한다면, 이물 등이 존재하는 부분에 형성되는 회로 패턴에 결함이 생기기 쉬우며, 이에 따라, 해당 집적 회로의 사용이 불가능해지게 될 수 있다. 그 결과 한 장의 웨이퍼로부터 얻을 수 있는 집적회로의 수가 감소하고 수율 저하를 초래한다. If foreign matters or the like exist on the wafer in such a semiconductor integrated circuit, defects are likely to occur in the circuit pattern formed in the portion where the foreign matters and the like exist, and thus, the use of the integrated circuit may become impossible. As a result, the number of integrated circuits that can be obtained from a single wafer is reduced and yield is lowered.

반도체 집적회로 이외도 마이크로미터 크기의 이물이나 결함이 불량의 원인이 되는 첨단 소재는 디스플레이용 유리와 기판회로 소재 등을 예로 들 수 있다.In addition to semiconductor integrated circuits, advanced materials for which micrometer-sized foreign substances or defects cause defects include glass for display and substrate circuit materials.

따라서, 이러한 이물이나 결함을 측정 및 검사할 수 있는 장비가 요구된다. Therefore, there is a need for equipment capable of measuring and inspecting such foreign objects or defects.

일반적으로 웨이퍼 상의 이물이나 결함을 측정하는 방법으로는 웨이퍼 표면 에 레이저를 집광하고 그 집광 점으로부터 흩어지는 산란 빛을 수광하고 그 신호로부터 이물 등을 검출하는 방법이 사용되고 있다. In general, a method of measuring a foreign material or a defect on a wafer is used to focus a laser on the wafer surface, to receive scattered light scattered from the focusing point, and to detect a foreign material or the like from the signal.

도 1은 종래 기술에 따른 표면 측정 장치를 설명하기 위한 개략도이다.1 is a schematic view for explaining a surface measuring apparatus according to the prior art.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 표면 측정 장치(10)는 레이저빔(L)을 출사하는 광원, 웨이퍼 등의 측정대상물(11), 제1 및 제2 빔 검출부(12,13)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, the surface measuring apparatus 10 according to the related art includes a measurement object 11, such as a light source and a wafer that emit a laser beam L, and first and second beam detectors 12 and 13. It is configured by.

이 경우, 상기 제1 빔 검출부(12)는 상기 웨이퍼(11)로부터 산란됨 빔(Ls)를 검출한다. 즉, 상기 웨이퍼(11) 상의 집광 점으로부터의 산란 되는 빛을 렌즈를 이용하여 광전 변환기에 해당하는 제1 빔 검출부(12)에 수집되는 것이다. 산란 되는 빛을 수집한 상기 제1 빔 검출부는 레이저빔(L)이 이물 등에 의해 산란된 빔의 강도에 따르는 펄스모양의 신호를 출력하고, 그 신호출력의 크기에 따라서 이물 물체의 크기를 판단할 수 있다.In this case, the first beam detector 12 detects the scattered beam Ls from the wafer 11. That is, the light scattered from the light collecting point on the wafer 11 is collected by the first beam detector 12 corresponding to the photoelectric converter using a lens. The first beam detector which collects the scattered light outputs a pulse-shaped signal according to the intensity of the beam scattered by the laser beam L by the foreign material, and determines the size of the foreign object according to the magnitude of the signal output. Can be.

또한, 상기 제2 빔 검출부(13)는 상기 웨어퍼(11)에 의해 반사된 빔(Lr)을 검출한다.In addition, the second beam detector 13 detects the beam Lr reflected by the wafer 11.

이와 같이, 상기 표면 측정 장치(10)는 산란빔과 반사빔에 의한 신호를 모두 검출함으로써, 웨이퍼(11) 상의 이물의 존재 유무와 이물의 크기를 측정하고, 나아가 반사되는 빔의 각도를 측정하여 3차원 형상을 측정할 수 있다. As described above, the surface measuring apparatus 10 detects both signals by the scattering beam and the reflection beam, thereby measuring the presence or absence of foreign matter on the wafer 11 and the size of the foreign matter, and further measuring the angle of the reflected beam. Three-dimensional shape can be measured.

그러나, 일반적으로 상기 표면 측정 장치(10)는 제1 및 제2 빔 검출부(12,13) 등의 광학적인 구성 요소들은 고정되며 웨이퍼(11)가 배치된 스테이지(미도시)가 이송되는 방식이다. However, in general, the surface measuring apparatus 10 is a method in which optical components such as the first and second beam detectors 12 and 13 are fixed and a stage (not shown) on which the wafer 11 is disposed is transferred. .

이러한 스테이지 이송방식은 측정속도가 매우 느린 것이 단점으로 지적될 수 있으며, 나아가, 스테이지가 이동함에 따라 산란 및 반사되는 빔의 경로도 변화되므로 빔 검출부 역시 같은 방식으로 이동시켜야 하는 문제가 있다.This stage transfer method can be pointed out as a disadvantage that the measurement speed is very slow, and furthermore, because the path of the scattered and reflected beam changes as the stage moves, there is a problem that the beam detector must move in the same manner.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 빔 스캔 방식을 사용함으로써 대면적을 초고속으로 측정할 수 있으면서도 정밀도가 향상되며, 나아가, 3차원 형상의 측정이 가능한 표면 측정 장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to measure a large area at a high speed by using a beam scan method, while improving accuracy, and furthermore, a surface measuring apparatus capable of measuring a three-dimensional shape. To provide.

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 실시 형태는,In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention,

레이저빔을 출사하는 광원과, 상기 레이저빔을 반사시키는 회전반사미러와, 상기 회전반사미러에 의해 반사된 레이저빔을 측정대상물에 주사하도록 상기 레이저빔 경로 상에 배치된 주사렌즈와, 상기 광원과 회전반사미러 사이의 상기 레이저빔 경로 상에 배치되며, 상기 측정대상물에서 반사 또는 산란 되어 상기 회전반사미러로 되돌아온 레이저빔 중 반사빔을 통과시키도록 구멍이 형성된 홀미러 및 상기 홀미러를 통과한 반사빔을 검출하기 위한 하나 이상의 반사빔 검출부를 포함하는 표면 측정 장치를 제공한다.A light source for emitting a laser beam, a rotating reflection mirror for reflecting the laser beam, a scanning lens disposed on the laser beam path to scan the laser beam reflected by the rotating reflection mirror to a measurement object, and the light source; A hole mirror disposed on the laser beam path between the rotating reflection mirrors, and having a hole formed therein so as to pass the reflected beams of the laser beams reflected or scattered from the measurement object and returned to the rotating reflection mirrors; Provided is a surface measuring apparatus including one or more reflected beam detectors for detecting a beam.

바람직하게는 상기 레이저빔은 측정대상물의 측정 면에 대하여 수직 방향으로 입사되는 것일 수 있다.Preferably, the laser beam may be incident in a direction perpendicular to the measurement plane of the measurement object.

또한, 추가적으로 상기 광원과 홀미러 사이의 상기 레이저빔 경로 상에 배치된 빔스플리터를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a beam splitter disposed on the laser beam path between the light source and the hole mirror.

본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 상기 반사빔 검출부는 제1 및 제2 반사빔 검출부를 포함하며, 상기 홀미러를 통과한 반사빔을 분할하여 상기 제1 및 제2 반사빔 검출부에 각각 제공하는 빔스플리터를 더 포함할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the reflected beam detector includes first and second reflected beam detectors, and splits the reflected beam passing through the hole mirror and provides the beams to the first and second reflected beam detectors, respectively. It may further include a splitter.

이 경우, 상기 제1 반사빔 검출부는 위치신호 검출부이며, 상기 제2 반사빔 검출부는 반사광량 검출부일 수 있다.In this case, the first reflected beam detector may be a position signal detector, and the second reflected beam detector may be a reflected light amount detector.

또한, 바람직하게는 상기 빔스플리터의 빔 투과율은 50%인 것일 수 있다.In addition, preferably the beam transmittance of the beam splitter may be 50%.

한편, 측정대상물을 물리적으로 이동시키는 수단을 구비하지 않기 위해, 상기 회전반사미러를 제1 회전반사미러라 할 경우, 상기 제1 회전반사미러에서 반사된 레이저빔을 반사시키는 제2 회전반사미러를 더 포함할 수 있다.On the other hand, in order not to have a means for physically moving the measurement object, when the rotation reflecting mirror is a first rotating reflecting mirror, the second rotating reflecting mirror reflecting the laser beam reflected from the first rotating reflecting mirror It may further include.

이 경우, 상기 제1 및 제2 회전반사미러는 회전축의 방향이 서로 다른 것이 바람직하다. 또한, 더욱 바람직하게는, 상기 제1 및 제2 회전반사미러는 회전축의 방향이 서로 수직인 것이 측정대상물의 2차원 표면을 측정하는데 적합하다.In this case, it is preferable that the first and second rotation reflecting mirrors have different directions of rotation axes. Further, more preferably, the first and second rotational reflection mirrors are suitable for measuring the two-dimensional surface of the measurement object that the directions of the rotation axes are perpendicular to each other.

나아가, 상기 제1 및 제2 회전반사미러 사이의 상기 레이저빔 경로 상에 배치된 릴레이 렌즈군을 더 포함할 수 있다.Furthermore, the method may further include a relay lens group disposed on the laser beam path between the first and second rotational reflecting mirrors.

한편, 상기 회전반사미러는 갈바노 미러일 수 있다.Meanwhile, the rotation reflecting mirror may be a galvano mirror.

이와 달리, 본 발명의 다른 실시 형태에서는, 상기 회전반사미러는 폴리곤 미러일 수 있다.Alternatively, in another embodiment of the present invention, the rotating reflection mirror may be a polygon mirror.

바람직하게는, 상기 홀미러에 형성된 구멍의 크기는 상기 레이저빔의 사이즈보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 표면 측정 장치.Preferably, the size of the hole formed in the hole mirror is greater than or equal to the size of the laser beam surface measuring apparatus.

추가적으로, 회전반사미러가 하나만 포함된 경우에는 2차원 주사 효과를 나타내기 위해, 상면에 측정대상물이 배치되며 상기 레이저빔이 측정대상물에 주사되는 방향과 다른 방향으로 상기 측정대상물을 이동시키기 위한 스테이지를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, in the case where only one rotation reflecting mirror is included, a measuring object is disposed on the upper surface and a stage for moving the measuring object in a direction different from the direction in which the laser beam is scanned to the measuring object in order to exhibit a two-dimensional scanning effect. It is preferable to further include.

이 경우, 상기 스테이지의 이동방향은 상기 레이저빔이 측정대상물에 주사되는 방향과 수직인 것이 바람직하며, 이는 상술한 바와 같이, 2개의 회전반사미러의 회전축의 방향이 서로 수직인 것이 가장 바람직한 것과 같은 이치로 이해될 수 있다.In this case, the moving direction of the stage is preferably perpendicular to the direction in which the laser beam is scanned on the measurement object, as described above, as it is most preferable that the directions of the rotation axes of the two rotating reflecting mirrors are perpendicular to each other. It can be understood.

한편, 상기 홀미러는 상기 측정대상물에서 산란 되어 상기 회전반사미러로 되돌아온 레이저빔을 반사시킬 수 있다.The hole mirror may reflect the laser beam scattered from the measurement object and returned to the rotation reflection mirror.

또한, 상기 홀미러에서 반사된 상기 산란빔을 검출하기 위한 산란빔 검출부를 더 포함하는 것이 정밀한 표면 측정을 위해 바람직하다.In addition, it is preferable to further include a scattering beam detector for detecting the scattering beam reflected from the hole mirror for precise surface measurement.

나아가, 상기 홀미러와 산란빔 검출부 사이의 상기 산란빔 경로 상에 배치된 집광렌즈를 더 포함하는 것이 바람직하다.Furthermore, it is preferable to further include a condenser lens disposed on the scattering beam path between the hole mirror and the scattering beam detector.

마지막으로, 상기 주사렌즈는 에프쎄타 렌즈인 것이 바람직하다.Finally, the scanning lens is preferably an ftheta lens.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.

도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 표면 측정 장치를 나타내는 개략도이다.2 is a schematic view showing a surface measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시 형태에 따른 표면 측정 장치(20)는 레이저빔(L)을 출사하는 광원, 빔스플리터(201), 가운데 구멍이 형성된 홀미러(202), 갈바노 미러(203), 주사렌즈(204), 반사빔 검출부(206) 및 산란빔 검출부(207)를 구비하여 구성된다. 표면 측정의 대상이 되는 웨이퍼(205) 등의 측정대상물은 미도시된 스테이지 상에 배치되며, 상기 스테이지는 후술할 바와 같이 레이저빔(L)이 웨이퍼(205)에 주사되는 방향과 수직으로 이동될 수 있다.Referring to FIG. 2, the surface measuring apparatus 20 according to the present embodiment includes a light source for emitting a laser beam L, a beam splitter 201, a hole mirror 202 having a central hole, and a galvano mirror 203. And a scanning lens 204, a reflected beam detector 206, and a scattered beam detector 207. A measurement object such as a wafer 205 to be subjected to surface measurement is disposed on a stage not shown, and the stage may be moved perpendicularly to the direction in which the laser beam L is scanned onto the wafer 205, as will be described later. Can be.

이하, 상기 표면 측정 장치에 포함된 구성 요소들과 작동 원리를 상세히 설 명한다.Hereinafter, the components included in the surface measuring apparatus and the operating principle will be described in detail.

우선, 광원으로부터 출사된 레이저빔(L)은 빔스플리터(201)를 투과하여 홀미러(202)를 향해 진행한다. 이 경우, 본 실시 형태에서 웨이퍼(205) 표면 측정과는 무관하여 미도시하였으나, 상기 레이저빔(L) 중의 일부는 빔스플리터(201)에 의해 반사되어 표면 측정에 사용되지 않는다.First, the laser beam L emitted from the light source passes through the beam splitter 201 and travels toward the hole mirror 202. In this case, although not shown regardless of the surface measurement of the wafer 205 in this embodiment, some of the laser beams L are reflected by the beam splitter 201 and are not used for surface measurement.

상기 빔스플리터(201)는 후술할 바와 같이 웨이퍼(L)에서 반사되어 돌아온 레이저빔(Lr)을 반사시킴으로써 그 경로가 반사빔 검출부(206)를 향하도록 하는 기능을 하며, 레이저빔(L)과 이루는 각도나 코팅 정도에 따라 빔의 투과 정도가 달라진다.As described below, the beam splitter 201 reflects the laser beam Lr reflected from the wafer L to return the path to the reflected beam detector 206, and the laser beam L and The degree of transmission of the beam depends on the angle to be achieved and the degree of coating.

한편, 본 실시 형태에서 사용되는 레이저빔(L)은 표면 측정 용도로 기능할 수 있는 어떠한 레이저도 사용될 수 있으며, 예를 들면, YAG 레이저, 펨토초 레이저 등을 들 수 있다.On the other hand, the laser beam L used in the present embodiment may be used any laser capable of functioning for surface measurement, for example, YAG laser, femtosecond laser and the like.

상기 홀(hole)미러(202)는 가운데 구멍이 형성된 천공 미러로서 그 구멍을 통하여 빔스플리터(201)를 투과한 레이저빔(L)이나 웨이퍼(205)로부터 반사되어 돌아온 빔(Lr)을 통과시킨다. 또한, 홀미러(202)는 웨이퍼(205)에서 산란된 빔(Ls)은 극히 일부만을 통과시키고, 대부분을 반사시켜 상기 산란빔(Ls)이 산란빔 검출부(207)를 향한 경로로 진행하도록 한다. The hole mirror 202 is a perforated mirror having a central hole and passes the laser beam L transmitted through the beam splitter 201 or the beam Lr returned from the wafer 205 through the hole. . In addition, the hole mirror 202 passes only a small portion of the beam Ls scattered from the wafer 205 and reflects most of the scattered beam Ls so that the scattered beam Ls travels in a path toward the scattering beam detector 207. .

이 경우, 홀미러(202)의 구멍의 형태와 크기는 필요에 따라 적절히 조절될 수 있으며, 만약, 구멍의 크기가 커져서 산란빔(Ls)의 투과도는 어느 정도 늘어나더라도 표면 측정을 수행하는 데는 큰 지장이 없다. 이는 산란빔(Ls)의 강도가 반사빔(Lr)의 강도보다 훨씬 약하기 때문이다. In this case, the shape and size of the hole of the hole mirror 202 can be appropriately adjusted as necessary. If the size of the hole is large, the transmittance of the scattering beam Ls is large enough to perform the surface measurement even if it is somewhat increased. No problem This is because the intensity of the scattering beam Ls is much weaker than that of the reflective beam Lr.

다만, 반사빔(Lr)이 홀미러(202)에 의해 재차 반사되어 산란빔 검출부(207)에 신호로써 제공되는 경우, 원하는 표면 측정 결과를 얻지 못할 수 있으므로, 상기 홀미러(202)는 반사빔(Lr)은 모두 투과시키는 것이 바람직하다. 따라서, 본 실시 형태에서 상기 홀미러(202)에 형성된 구멍의 크기는 상기 레이저빔(L) 및 반사빔(Lr)의 사이즈보다 크거나 같다.However, when the reflected beam Lr is reflected by the hole mirror 202 again and provided as a signal to the scattering beam detector 207, a desired surface measurement result may not be obtained, and thus the hole mirror 202 may reflect the beam. It is preferable to transmit all Lr. Therefore, in the present embodiment, the size of the hole formed in the hole mirror 202 is greater than or equal to the size of the laser beam L and the reflection beam Lr.

한편, 본 실시 형태에서 상기 홀미러(202)는 일반적으로 사용될 수 있는 미러에 가운데 구멍을 형성한 것으로서 레이저빔(L)에 대하여 높은 반사율을 갖는다면 어떠한 형태나 구조도 채용될 수 있을 것이다. 또한, 구멍의 위치가 정 가운데 형성되어 있는 것이 일반적이겠으나, 본 실시 형태에서 요구되는 빔의 사이즈에 따른 선택적 반사 기능을 수행할 수 있다면 구멍의 위치가 가운데가 아닌 것도 무방할 것이다.On the other hand, in the present embodiment, the hole mirror 202 is formed in the center hole in the mirror that can be generally used as long as it has a high reflectance with respect to the laser beam (L) may be any shape or structure. In addition, although the position of the hole is generally formed in the center, if the selective reflection function according to the beam size required in the present embodiment can be performed, the position of the hole may not be the center.

이어서, 상기 홀미러(202)를 통과한 레이저빔(L)은 갈바노 미러(203)에 입사된다. 상기 갈바노 미러(203)는 회전부와 반사부로 구성되며, 홀미러(202)를 통과한 레이저빔(L)을 일 방향을 따라 직선으로 반사(주사)시키는 기능을 수행한다.Subsequently, the laser beam L passing through the hole mirror 202 is incident on the galvano mirror 203. The galvano mirror 203 includes a rotating part and a reflecting part, and performs a function of reflecting (scanning) the laser beam L passing through the hole mirror 202 in a straight line along one direction.

즉, 상기 갈바노 미러(203)는 모터 등이 될 수 있는 회전부에 의해 반사부가 회전축을 따라 회전되며, 이에 따라 상기 반사부에 입사된 상기 레이저빔(L)의 반 사 방향이 달라진다.That is, the galvano mirror 203 is rotated along the axis of rotation by a rotating part that can be a motor or the like, and thus the reflection direction of the laser beam L incident on the reflecting part is changed.

구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 반사부가 회전함에 따라, 레이저빔(L)은 반사 경로는 L1에서 L2, 다시 L2에서 L3로 변화된다. 이 경우, 상기 경로 변화는 연속적이므로, 상기 반사빔들(L1, L2, L3) 사이에는 도시되지 않은 무수히 많은 레이저빔이 존재한다. 따라서, 본 실시 형태에서 상기 갈바노 미러(203)에 의해 반사된 레이저빔의 거동과 관련하여 3개의 반사된 빔(L1, L2, L3)을 기준으로 설명하고 있으나, 이러한 거동은 도시되지 않은 무수히 많은 다른 빔들에 대해서도 적용될 수 있을 것이다.Specifically, as shown in FIG. 2, as the reflector rotates, the laser beam L changes its reflection path from L1 to L2 and again from L2 to L3. In this case, since the path change is continuous, there are countless laser beams not shown between the reflected beams L1, L2, and L3. Therefore, in the present embodiment, the three reflected beams L1, L2, and L3 are described with reference to the behavior of the laser beam reflected by the galvano mirror 203, but this behavior is not shown. It may be applied to many other beams.

한편, 본 실시 형태에서는 빔의 주사 수단으로서 갈바노 미러를 채용하였으나 빔의 주사 기능을 수행할 수 있다면, 실시 형태에 따라, 폴리곤 미러 등의 다른 구조의 회전반사미러가 채용될 수 있다. On the other hand, in the present embodiment, although the galvano mirror is employed as the beam scanning means, if the beam scanning function can be performed, a rotation reflecting mirror of another structure such as a polygon mirror may be employed according to the embodiment.

이후, 상기 갈바노 미러(203)에 의해 일 방향으로 반사된 레이저빔들(L1, L2, L3)은 주사렌즈(204)에 의해 빔 경로가 조정되어 웨이퍼(205)에 주사된다. 이 경우, 웨이퍼(205)의 표면에 레이저빔들(L1, L2, L3)은 실선으로 표시된 것과 같이 일 방향으로 주사된다.Subsequently, the laser beams L1, L2, and L3 reflected by the galvano mirror 203 in one direction are adjusted by the scanning lens 204 to be scanned on the wafer 205. In this case, the laser beams L1, L2, L3 are scanned in one direction on the surface of the wafer 205 as indicated by the solid line.

상기 주사렌즈(204)에 의해 주사용 레이저빔들(L1, L2, L3)은 웨이퍼(205)의 측정되는 면에 수직 방향으로 입사된다. 이와 같이 수직 방향으로 주사되는 구조를 가짐에 따라, 상기 웨이퍼(205)에 의해 반사 또는 산란된 빔은 레이저빔(L)이 진행되어온 경로를 되돌아갈 수 있다.The scanning laser beams L1, L2, L3 are incident by the scanning lens 204 in a direction perpendicular to the measured surface of the wafer 205. As the structure is scanned in the vertical direction as described above, the beam reflected or scattered by the wafer 205 may return to the path where the laser beam L has traveled.

상기 주사렌즈(204)는 레이저빔들(L1, L2, L3)을 수직으로 주사하기 위해 에프쎄타(F-theta) 렌즈를 사용하는 것이 바람직하다. 에프쎄타 렌즈(204)는 빔 주사 방향 및 입사각을 일정하게 유지하도록 하는 기능 등을 수행할 수 있으며, 이에 따라, 보다 정밀하게 웨이퍼(205)의 표면을 측정할 수 있다.The scanning lens 204 preferably uses an F-theta lens to vertically scan the laser beams L1, L2, and L3. The f-theta lens 204 may perform a function of maintaining the beam scanning direction and the angle of incidence constant, and thus, the surface of the wafer 205 may be measured more precisely.

상기 주사렌즈(204)를 거친 빔은 상기 웨이퍼(205)에 주사되며, 상기 웨이퍼(205) 표면의 형상에 따라 산란 또는 반사된다. 이렇게 산란 또는 반사된 빔(점선으로 도시)은 상술한 바와 같이, 웨이퍼(205)의 입사 시 경로를 되돌아 간다.The beam passing through the scanning lens 204 is scanned onto the wafer 205 and scattered or reflected depending on the shape of the surface of the wafer 205. This scattered or reflected beam (shown in dashed lines) returns the path upon incidence of the wafer 205 as described above.

우선, 반사빔(Lr)의 진행 경로를 설명하면, 웨이퍼(205)의 표면에서 반사된 빔들은 갈바노 미러(203)로 되돌아 가며, 레이저빔(L)이 갈바노 미러(203)에 의해 주사된 것과 반대 과정에 의해 다시 홀미러(202)를 향한다.First, describing the path of the reflection beam Lr, the beams reflected from the surface of the wafer 205 return to the galvano mirror 203, and the laser beam L is scanned by the galvano mirror 203. The mirror is directed back to the hole mirror 202 by the reverse process.

상술한 바와 같이, 홀미러(202)에 형성된 구멍의 크기는 반사빔(Lr)의 크기보다 크거나 같으므로, 상기 반사빔(Lr)은 홀미러(202)를 통과하며 처음 통과했던 빔스플리터(201)로 되돌아 온다. 상기 빔스플리터(201)에 되돌아온 반사빔(Lr)은 다시 빔스플리터(201)에 반사되어 반사빔 검출부(206)로 향한다. 이 경우, 반사빔(Lr) 중 일부는 빔스플리터(201)을 투과하여 진행하므로 반사빔 검출부(206)에 입사되지 않는다. 한편, 빔스플리터(201)의 빔 투과율 또는 반사율은 레이저빔(L)과 이루는 각도나 코팅된 정도 등에 따라 적절히 조절될 수 있는 사항이다.As described above, since the size of the hole formed in the hole mirror 202 is greater than or equal to the size of the reflection beam Lr, the reflection beam Lr passes through the hole mirror 202 and first passes through the beam splitter ( Return to 201). The reflected beam Lr returned to the beam splitter 201 is reflected back to the beam splitter 201 and directed to the reflected beam detector 206. In this case, part of the reflected beam Lr passes through the beam splitter 201 and thus does not enter the reflected beam detector 206. On the other hand, the beam transmittance or reflectance of the beam splitter 201 is a matter that can be appropriately adjusted according to the angle formed by the laser beam (L) or the degree of coating.

상기 반사빔(Lr)을 검출하는 반사빔 검출부(206)는 산란빔 검출부(207)와 같 이 광신호를 전기신호로 변환하여 이를 분석하는 기능을 수행한다. 종래 기술에서 설명한 바와 같이, 상기 반사빔 검출부(206)와 산란빔 검출부(207)의 신호를 함께 분석함으로써 정밀하게 웨이퍼(205)의 표면을 측정할 수 있으며, 이에 대한 보다 구체적인 내용은 도 3에서 설명하기로 한다.The reflected beam detector 206 for detecting the reflected beam Lr performs a function of converting an optical signal into an electrical signal and analyzing the same as the scattered beam detector 207. As described in the related art, the surface of the wafer 205 may be precisely measured by analyzing the signals of the reflected beam detector 206 and the scattered beam detector 207 together. Let's explain.

또한, 상술한 바와 같이, 검출용으로 사용될 반사빔(Lr)의 경로는 일정하게 유지될 수 있다. 따라서, 종래 기술과 같이 입사빔의 이동에 따라 반사빔 검출부(206)를 이동시킬 필요가 없다. 덧붙여, 도 3에 도시된 실시 형태에서 설명할 바와 같이, 검출용으로 사용될 반사빔의 경로가 일정하다면, 이를 분할함으로써 복수의 검출부를 통하여 다양한 신호를 분석할 수 있다. 복수의 검출부를 적절히 배치하는 경우, 더욱 정밀한 표면 상태의 측정이 가능하며, 나아가, 3차원의 입체적인 정보까지 얻어낼 수 있다.In addition, as described above, the path of the reflection beam Lr to be used for detection may be kept constant. Therefore, it is not necessary to move the reflected beam detector 206 in accordance with the movement of the incident beam as in the prior art. In addition, as will be described in the embodiment shown in FIG. 3, if the path of the reflected beam to be used for detection is constant, various signals can be analyzed through the plurality of detection units by dividing them. When a plurality of detection units are appropriately arranged, more accurate surface state can be measured, and three-dimensional three-dimensional information can be obtained.

다음으로, 웨이퍼(205)에서 산란된 빔의 진행 경로를 살펴보면, 산란빔들(Ls1, Ls2, Ls3)들은 상술한 반사빔의 경우와 같이, 갈바노 미러(203)를 거처 홀미러(202)로 되돌아 간다. 다만, 산란된 빔들(Ls1, Ls2, Ls3)은 각각 그에 대응되는 주사된 빔들(L1, L2, L3) 및 반사된 빔들에 비하여 큰 발산각을 갖는다. 즉, 상기 산란빔들(Ls1, Ls2, Ls3)은 웨이퍼(205) 표면에 존재하는 이물 등에 의해 경로의 변화 정도가 크게 될 수 있으므로, 넓게 퍼져서 진행한다. 또한, 웨이퍼(205)의 전체 표면적에 비하여 산란을 일으키는 이물 등의 비중은 매우 작기 때문에, 상기 산란빔들(Ls1, Ls2, Ls3)의 강도는 반사빔에 비하여 매우 작은 것이 일반적이다.Next, looking at the path of the scattered beams from the wafer 205, the scattered beams Ls1, Ls2, and Ls3 pass through the galvano mirror 203 through the hole mirror 202, as in the case of the reflective beam described above. Go back to However, the scattered beams Ls1, Ls2, and Ls3 each have a larger divergence angle than the scanned beams L1, L2, L3 and the reflected beams corresponding thereto. That is, since the scattering beams Ls1, Ls2, and Ls3 may have a large degree of change in path due to foreign matters on the surface of the wafer 205, the scattering beams Ls1, Ls2, and Ls3 may spread widely. In addition, since the specific gravity of the foreign matter and the like that scatters compared to the total surface area of the wafer 205 is very small, the intensity of the scattering beams (Ls1, Ls2, Ls3) is generally very small compared to the reflected beam.

이와 같은 발산각과 강도의 차이 외에는 홀미러(202)에 다시 도달하기 전까지의 산란빔(Ls)의 경로는 상술한 반사빔(Lr)의 경로와 같은 것으로 이해될 수 있다.Except for the difference in divergence angle and intensity, the path of the scattering beam Ls until it reaches the hole mirror 202 again may be understood to be the same as the path of the reflection beam Lr described above.

상기 홀미러(202)에 도달한 산란빔(Ls)은 홀미러(202)에 의해 반사되어 산란빔 검출부(207)에 입사된다. 산란빔(Ls)은 반사빔에 비하여 넓게 퍼져서 진행하기 때문에, 반사빔(Lr) 투과용으로 만들어 놓은 홀미러(202)의 구멍을 통과하는 것은 극히 일부가 된다. 또한, 산란빔(Ls) 자체의 강도도 반사빔(Lr)의 강도에 비하여 매우 작기 때문에, 산란빔(Ls) 중 일부가 홀미러(202)를 통과하여 반사빔(Lr)과 같이 반사빔 검출부(206)에 입사되는 경우에도 표면 측정에 큰 영향을 미치지 않는다.The scattering beam Ls reaching the hole mirror 202 is reflected by the hole mirror 202 and is incident to the scattering beam detector 207. Since the scattering beam Ls spreads out more broadly than the reflecting beam, it passes through the hole of the hole mirror 202 made for the reflection beam Lr transmission. In addition, since the intensity of the scattering beam Ls itself is very small compared to that of the reflective beam Lr, a part of the scattering beam Ls passes through the hole mirror 202 and is reflected like the reflective beam Lr. Incident at 206 also does not significantly affect surface measurement.

상기 홀미러(202)의 반사 면에서 반사된 산란빔(Ls)이 수광 되는 산란빔 검출부(207)는 상술한 반사빔 검출부(206) 마찬가지로 광신호를 전류신호로 변환하여 이를 해석함으로써 상기 웨이퍼(205)의 위치 등을 판단할 수 있으며, 나아가, 반사빔 검출부(206)의 출력을 보정하는 데에도 이용될 수 있다. The scattering beam detector 207, in which the scattering beam Ls reflected from the reflection surface of the hole mirror 202 is received, converts an optical signal into a current signal and analyzes the wafer as in the reflection beam detector 206 described above. The position of 205 can be determined, and can also be used to correct the output of the reflected beam detector 206.

즉, 상기 산란빔 검출부(207)는 웨이퍼(205)로부터 산란된 빔(Ls), 즉, 표면에 존재하는 이물 등에 의해 난반사된 잡음 신호(Ls)를 검출하기 위한 것이다. 웨이퍼(205) 표면에서 빔이 주사되는 과정에서 이물이나 흠집 등이 없는 경우에는 대부분의 빔은 산란 되지 않고 반사되어 반사빔 검출기(209)에 수광 되나, 이물 등이 존재하는 경우에는 순간적으로 산란빔(Ls)의 강도가 증가 되며, 이러한 신호와 반 사된 빔을 함께 분석하여 이물이 존재하는 위치나 이물의 크기 등을 알아낼 수 있다.That is, the scattering beam detector 207 is for detecting the noise signal Ls diffusely reflected by the beam Ls scattered from the wafer 205, that is, the foreign matter present on the surface. When there is no foreign matter or scratches in the process of scanning the beam on the wafer 205 surface, most of the beams are reflected without being scattered and received by the reflected beam detector 209, but when there is a foreign matter or the like, the scattering beam is instantaneously. The intensity of Ls is increased, and the signal and the reflected beam can be analyzed together to find out the location of the foreign material or the size of the foreign material.

다만, 상기 산란빔 검출부(207)는 본 발명에 있어서 필수적인 사항은 아니며, 표면 측정 성능이 저하되기는 하겠으나, 경우에 따라서는 반사빔(Lr) 만으로 웨이퍼의 표면 상태를 측정할 수도 있을 것이다.However, the scattering beam detection unit 207 is not essential in the present invention, and surface measurement performance may be degraded, but in some cases, the surface state of the wafer may be measured only by the reflection beam Lr.

한편, 상기 웨이퍼(205)는 이동이 가능한 스테이지(미도시) 상에 배치됨으로써, 2차원에 대하여 빔이 주사되는 효과를 볼 수 있다. 즉, 종래 기술에 따른 표면 측정 장치에서는, 레이저빔을 고정하고 웨이퍼를 좌우로 이동하는 방식이나, 본 실시 형태에 따른 표면 측정 장치는, 고정된 한 점(0차원)에 입사된 레이저빔(L)이 상기 갈바노 미러(203)에 의해 1차원으로 주사될 수 있으며, 나아가, 상기 웨이퍼(205)가 빔이 주사되는 방향과 다른 방향으로 이동함으로써, 보다 용이하게 2차원 빔 주사 효과를 볼 수 있는 것이다.On the other hand, the wafer 205 is disposed on a movable stage (not shown), it can be seen that the beam is scanned in two dimensions. That is, in the surface measuring apparatus according to the prior art, the method of fixing the laser beam and moving the wafer from side to side, but the surface measuring apparatus according to the present embodiment, the laser beam (L) incident at a fixed point (0 dimension) ) Can be scanned in one dimension by the galvano mirror 203, and furthermore, by moving the wafer 205 in a direction different from the direction in which the beam is scanned, the two-dimensional beam scanning effect can be more easily seen. It is.

이 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(205)는 레이저빔이 주사되는 방향에 수직으로 이동하는 것이 빔 주사 효율 측면에서 가장 바람직하나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 2차원의 빔 주사 효과를 보일 수 있는 다른 이동 방향이 선택될 수도 있다.In this case, as illustrated in FIG. 2, the wafer 205 is most preferably moved in a direction perpendicular to the direction in which the laser beam is scanned. However, the present invention is not limited thereto, and the two-dimensional beam is not limited thereto. Another direction of movement may be chosen that may have an injection effect.

이어, 도 3을 참조하여, 본 발명의 다른 실시 형태를 설명한다.Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3.

도 3은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 표면 측정 장치를 나타내는 개략도 이다.3 is a schematic view showing a surface measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.

본 실시 형태에 따른 표면 측정 장치(30)는 도 2의 경우와 달리 갈바노 미러가 2개인 구조로서, 레이저빔(L)을 출사하는 광원과 제1 및 제2 빔스플리터(301, 309), 가운데 구멍이 형성된 홀미러(302), 제1 및 제2 갈바노 미러(303, 310), 주사렌즈(304), 반사빔 검출부(306a, 306b), 산란빔 검출부(307), 릴레이 렌즈군(311) 및 집광렌즈(308)를 갖추어 구성된다.Unlike the case of FIG. 2, the surface measuring apparatus 30 according to the present exemplary embodiment has a structure having two galvano mirrors, a light source emitting the laser beam L, first and second beam splitters 301 and 309, Hall mirror 302, first and second galvano mirrors 303 and 310 having a central hole, scanning lens 304, reflected beam detectors 306a and 306b, scattered beam detector 307, relay lens group ( 311) and a condenser lens 308.

이 경우, 동일한 용어로 기재된 구성 요소는 도 2의 실시 형태의 경우와 동일한 요소로 이해될 수 있으므로, 추가된 제2 회전반사미러(310), 릴레이 렌즈군(311) 등에 대한 내용과 도 2와 달리 반사빔 신호를 2개로 나눠 검출하는 반사빔 검출부(306a, 306b)를 중심으로 설명하기로 한다.In this case, the components described in the same terms may be understood as the same elements as in the embodiment of FIG. In contrast, the description will be made based on the reflection beam detectors 306a and 306b for dividing the reflection beam signal into two.

우선, 본 실시 형태에 따른 표면 측정 장치(30)는 웨이퍼(305)를 이동하지않고 빔 주사 수단, 구체적으로는 갈바노 미러(303, 310)를 2개 배치함으로써 2차원 표면을 측정할 수 있다.First, the surface measuring apparatus 30 according to the present embodiment can measure a two-dimensional surface by arranging two beam scanning means, specifically, galvano mirrors 303 and 310, without moving the wafer 305. .

이를 구체적으로 설명하면, 우선, 광원에서 출사 되어 제1 빔스플리터(301)을 통과한 레이저빔(L)은 제1 갈바노 미러(303)에 의해 일 방향으로 반사(주사)된다. 도 3에서는 2차원으로 도시된 관계로 자세히 표현되지는 않았으나, 제1 갈바노 미러(303)에 의한 주사 방향은 웨이퍼(305)에 주사되는 방향(선으로 표시)에 수직 방향인 것으로 이해될 수 있다.In detail, first, the laser beam L emitted from the light source and passed through the first beam splitter 301 is reflected (scanned) in one direction by the first galvano mirror 303. Although not shown in detail in the relation shown in two dimensions in FIG. 3, it may be understood that the scanning direction by the first galvano mirror 303 is a direction perpendicular to the direction (indicated by a line) scanned on the wafer 305. have.

제1 갈바노 미러(303)를 거친 빔은 도 2에서와 마찬가지로, 제2 갈바노 미 러(310)의 회전에 의해 L1, L2, L3로 경로가 변화되어 주사된다. 이후, 주사렌즈(304)를 거쳐 웨이퍼(305)에 의해 반사되는 빔과 산란 되는 빔들(Ls1, Ls2, Ls3)의 경로는 도 2에서 설명한 것과 같은 방식을 취한다.As in FIG. 2, the beam passing through the first galvano mirror 303 is scanned by changing the path to L1, L2, and L3 by the rotation of the second galvano mirror 310. Thereafter, the paths of the beams reflected by the wafer 305 through the scanning lens 304 and the scattered beams Ls1, Ls2, and Ls3 take the same manner as described with reference to FIG. 2.

하나의 점으로 출사된 레이저빔(L)은 2개의 갈바노 미러(303, 310)를 거치면서 2차원으로 주사될 수 있는 것이다. 이를 위해, 상기 제1 및 제2 갈바노 미러(303, 310)의 회전축은 서로 다른 것이 바람직하며, 더욱 바람직한 경우는, 회전축이 서로 수직인 경우라 할 수 있다.The laser beam L emitted as one point may be scanned in two dimensions while passing through two galvano mirrors 303 and 310. To this end, the rotation axes of the first and second galvano mirrors 303 and 310 are preferably different from each other, and more preferably, the rotation axes are perpendicular to each other.

이와 같이, 본 실시 형태에 따른 표면 측정 장치(30)는 도 2의 실시 형태와 달리 2차원 빔 주사를 위해 웨이퍼(305)의 이동 수단을 이용할 필요가 없는 이점을 제공한다.As such, the surface measuring apparatus 30 according to the present embodiment provides an advantage that the moving means of the wafer 305 does not need to be used for the two-dimensional beam scanning, unlike the embodiment of FIG. 2.

추가적으로, 상기 제1 및 제2 갈바노 미러(303, 310) 사이에는 릴레이 렌즈군(311)이 배치된다. 상기 릴레이 렌즈군(311)은 레이저빔(L)의 초점 위치나 빔의 크기 등을 조절하기 위한 것으로 2개 또는 3개 이상의 렌즈를 적절히 배치함으로써 얻어질 수 있다.In addition, a relay lens group 311 is disposed between the first and second galvano mirrors 303 and 310. The relay lens group 311 is for adjusting the focus position of the laser beam L, the size of the beam, and the like, and can be obtained by appropriately disposing two or three or more lenses.

한편, 상기 산란빔(Ls)은 도 2의 실시 형태와 마찬가지로 홀미러(302)에 의해 반사되어 집광렌즈(308) 거쳐 산란빔 검출부(307)에 입사된다. 덧붙여, 본 실시 형태와 같이, 검출하고자 하는 산란 빔(Ls)을 집광하여 산란빔 검출부(207)에 제공하도록 상기 산란빔 검출부(207)와 웨이퍼(205) 사이에 집광렌즈(208)를 배치할 수 있다.The scattering beam Ls is reflected by the hole mirror 302 and is incident on the scattering beam detector 307 via the condenser lens 308 as in the embodiment of FIG. 2. In addition, as in the present embodiment, a condenser lens 208 is disposed between the scattered beam detector 207 and the wafer 205 so as to focus the scattered beam Ls to be detected and provide the scattered beam detector 207 to the scattered beam detector 207. Can be.

홀미러(302)를 통과한 반사빔(Lr)의 경우에는 상기 제1 빔스플리터(301)에 의해 반사되어 반사빔 검출부(306a, 306b) 측으로 향한다. 이 경우에도, 반사빔(Lr) 중 일부는 제1 빔스플리터(301)를 투과하여 검출용 신호로 사용되지 않는다.In the case of the reflected beam Lr passing through the hole mirror 302, it is reflected by the first beam splitter 301 and is directed toward the reflected beam detectors 306a and 306b. Even in this case, part of the reflected beam Lr passes through the first beam splitter 301 and is not used as a detection signal.

상기 제1 빔스플리터(301)에서 반사된 반사빔(Lr)은 제2 빔스플리터(309)에 의해 분할되어 각각 제1 및 제2 반사빔 검출부(306a, 306b)에 입사된다.The reflected beam Lr reflected by the first beam splitter 301 is divided by the second beam splitter 309 and incident on the first and second reflected beam detectors 306a and 306b, respectively.

여기서, 제1 및 제2 반사빔 검출부(306a, 306b)는 각각 위치신호 검출부(306a)와 반사광량 검출부(306b)이며, 그 반대가 되어도 무방하다.Here, the first and second reflected beam detectors 306a and 306b are the position signal detector 306a and the reflected light amount detector 306b, respectively, and vice versa.

이 경우, 상기 빔스플리터(309)의 광투과율은 50%일 수 있으며, 각각의 검출부의 필요한 빔의 강도에 따라 광투과율은 적절히 조절될 수 있다.In this case, the light transmittance of the beam splitter 309 may be 50%, and the light transmittance may be appropriately adjusted according to the required beam intensity of each detector.

상기 위치신호 검출부(PSD, 306a)를 이용하여 반사된 빔 각도의 변화를 측정할 수 있으며, 이러한 측정값을 토대로 삼각측정법으로써 3차원 형상의 측정이 가능하다. 이에 따라, 모폴로지(morphology) 변화에 따른 3차원 형상을 측정할 수 있다. 또한, 상기 반사광량 검출부(306b)는 도 2의 실시 형태에서 설명한 반사빔 검출부와 동일한 기능을 수행하는 것으로 이해될 수 있다.The change in the reflected beam angle may be measured using the position signal detector PSD (306a), and a three-dimensional shape may be measured by a triangulation method based on the measured values. Accordingly, the three-dimensional shape according to the change in morphology can be measured. In addition, it may be understood that the reflected light amount detector 306b performs the same function as the reflected beam detector described in the embodiment of FIG. 2.

한편, 본 실시 형태에서는 1개의 빔스플리터(309)와 2개의 반사빔 검출부(306a, 306b)를 배치한 것을 설명하였으나, 검출에 필요한 수에 따라 복수의 빔스플리터를 배치함으로써 더 많은 수의 빔으로 분할하여 이를 검출하도록 할 수 있 을 것이다.In the present embodiment, one beam splitter 309 and two reflection beam detectors 306a and 306b have been described. However, by arranging a plurality of beam splitters according to the number required for detection, a plurality of beam splitters are arranged. You might want to split it up to detect it.

마지막으로, 도 4는 도 3의 실시 형태에서 변형된 실시 형태에 따른 표면 측정 장치를 나타내는 개략도이다.Finally, FIG. 4 is a schematic diagram showing a surface measuring apparatus according to an embodiment modified from the embodiment of FIG. 3.

본 실시 형태에 따른 표면 측정 장치는 도 3의 실시 형태에서 갈바노 미러가 6면체로 이루어진 폴리곤 미러(403, 410)로 대체된 형태이다.In the embodiment of FIG. 3, the surface measuring apparatus according to the present embodiment is a form in which a galvano mirror is replaced with polygon mirrors 403 and 410 consisting of hexagonal bodies.

즉, 본 실시 형태에서는 빔 주사 수단으로서 폴리곤 미러(403, 410)를 사용하였다. 상기 표면 측정 장치는 도 3의 실시 형태와 마찬가지로 레이저빔(L)을 출사하는 광원과 제1 및 제2 빔스플리터(301, 309), 가운데 구멍이 형성된 홀미러(302), 주사렌즈(304), 반사빔 검출부(306a, 306b), 산란빔 검출부(307)를 포함하며, 제1 및 제2 갈바노 미러(303, 310) 대신 제1 및 제2 폴리곤 미러(403, 410)을 사용하였다.That is, in this embodiment, polygon mirrors 403 and 410 are used as the beam scanning means. As in the embodiment of FIG. 3, the surface measuring apparatus includes a light source for emitting the laser beam L, first and second beam splitters 301 and 309, a hole mirror 302 and a scanning lens 304 having a central hole. And the reflected beam detectors 306a and 306b and the scattered beam detector 307, and the first and second polygon mirrors 403 and 410 are used instead of the first and second galvano mirrors 303 and 310.

상기 표면 측정 장치를 구성하는 동일한 번호와 용어로 표시된 요소들은 그 배치 구조 및 기능이 이전에서 설명한 바와 같으며, 이하에서는 제1 및 제2 폴리곤 미러(403, 410)에 대하여 설명하기로 한다.Elements indicated by the same numerals and terms constituting the surface measuring apparatus have the same arrangement structure and function as previously described, and the first and second polygon mirrors 403 and 410 will be described below.

상기 폴리곤 미러(403, 410)는 이전 실시 형태에서 채용되었던 갈바노 미러와 유사하게 회전축을 기준으로 회전하도록 모터(미도시) 등과 연결되어 있으며, 이와 같이 회전함으로써 제1 빔스플리터(301)와 홀미러(302)를 통과하여 일정한 방향에서 입사된 레이저빔(L)을 일 방향으로 반사시킨다. 제1 폴리곤 미러(403)에 의해 일 방향으로 반사 또는 주사된 레이저빔은 릴레이 렌즈군(311)을 거쳐 제2 폴리 곤 미러(410)에 입사되며 제2 폴리곤 미러(410)의 회전에 따라 웨이퍼(305)에 2차원으로 주사될 수 있다. 이에 따라, 본 실시 형태의 경우, 도 3의 실시 형태와 같이 웨이퍼(305)를 이동시키는 이동 수단을 부가할 필요 없이 표면 상태의 측정이 가능하다.The polygon mirrors 403 and 410 are connected to a motor (not shown) and the like so as to rotate about a rotation axis, similar to the galvano mirrors employed in the previous embodiment. The laser beam L incident in a predetermined direction through the mirror 302 is reflected in one direction. The laser beam reflected or scanned in one direction by the first polygon mirror 403 is incident on the second polygon mirror 410 via the relay lens group 311, and the wafer is rotated according to the rotation of the second polygon mirror 410. 305 can be scanned in two dimensions. Accordingly, in the present embodiment, the surface state can be measured without adding a moving means for moving the wafer 305 as in the embodiment of FIG. 3.

다만, 폴리곤 미러(403, 410)가 6면체인 경우 외에도, 다른 실시 형태에서는 4면체 또는 다른 면의 수를 가진 다면체로 이루어진 폴리곤 미러를 채용할 수도 있다.However, in addition to the case where the polygon mirrors 403 and 410 are hexagonal, in another embodiment, a polygon mirror made of a tetrahedron or a polyhedron having a different number of surfaces may be employed.

본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims. Accordingly, various forms of substitution, modification, and alteration may be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims, which are also within the scope of the present invention. something to do.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 대면적을 초고속으로 측정할 수 있으면서도 정밀도가 향상되며, 나아가, 3차원 형상의 측정이 가능한 표면 측정 장치를 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to provide a surface measuring apparatus capable of measuring a large area at an extremely high speed while improving accuracy, and further capable of measuring a three-dimensional shape.

Claims (19)

레이저빔을 출사하는 광원;A light source for emitting a laser beam; 상기 레이저빔을 반사시키는 회전반사미러;A rotating reflection mirror reflecting the laser beam; 상기 회전반사미러에 의해 반사된 레이저빔을 측정대상물에 주사하도록 상기 레이저빔 경로 상에 배치된 주사렌즈;A scanning lens disposed on the laser beam path to scan the laser beam reflected by the rotating reflection mirror to a measurement object; 상기 광원과 회전반사미러 사이의 상기 레이저빔 경로 상에 배치되며, 상기 광원에서 출사된 레이저빔 및 상기 측정대상물에서 반사 또는 산란 되어 상기 회전반사미러로 되돌아온 레이저빔 중 반사빔을 통과시키도록 구멍이 형성된 홀미러; 및A hole is disposed on the laser beam path between the light source and the rotating reflection mirror, and a hole is formed to pass the reflected beam among the laser beam emitted from the light source and the laser beam reflected or scattered from the measurement object and returned to the rotating reflection mirror. Formed hole mirror; And 상기 홀미러를 통과한 반사빔을 검출하기 위한 하나 이상의 반사빔 검출부;At least one reflected beam detector for detecting a reflected beam passing through the hole mirror; 를 포함하는 표면 측정 장치.Surface measuring apparatus comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레이저빔은 측정대상물의 측정 면에 대하여 수직 방향으로 입사되는 것을 특징으로 하는 표면 측정 장치.And the laser beam is incident in a direction perpendicular to the measurement plane of the measurement object. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 광원과 홀미러 사이의 상기 레이저빔 경로 상에 배치된 빔스플리터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 측정 장치.And a beamsplitter disposed on the laser beam path between the light source and the hole mirror. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 반사빔 검출부는 제1 및 제2 반사빔 검출부를 포함하며,The reflected beam detector includes first and second reflected beam detectors, 상기 홀미러를 통과한 반사빔을 분할하여 상기 제1 및 제2 반사빔 검출부에 각각 제공하는 빔스플리터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 측정 장치.And a beam splitter which splits the reflected beam passing through the hole mirror and provides the split beams to the first and second reflected beam detectors, respectively. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제1 반사빔 검출부는 위치신호 검출부이며, 상기 제2 반사빔 검출부는 반사광량 검출부인 것을 특징으로 하는 표면 측정 장치.And the first reflected beam detector is a position signal detector, and the second reflected beam detector is a reflected light amount detector. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 빔스플리터의 빔 투과율은 50%인 것을 특징으로 하는 표면 측정 장치.And the beam transmittance of the beam splitter is 50%. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 회전반사미러를 제1 회전반사미러라 할 경우, 상기 제1 회전반사미러에서 반사된 레이저빔을 반사시키는 제2 회전반사미러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 측정 장치.When the rotation reflecting mirror is referred to as a first rotating reflecting mirror, the surface measuring apparatus further comprises a second rotating reflecting mirror reflecting the laser beam reflected from the first rotating reflecting mirror. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1 및 제2 회전반사미러는 회전축의 방향이 서로 다른 것을 특징으로 하는 표면 측정 장치.The first and the second reflecting mirror is a surface measuring device, characterized in that the direction of the rotation axis is different. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제1 및 제2 회전반사미러는 회전축의 방향이 서로 수직인 것을 특징으로 하는 표면 측정 장치.The first and the second reflecting mirror is a surface measuring device, characterized in that the direction of the rotation axis is perpendicular to each other. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1 및 제2 회전반사미러 사이의 상기 레이저빔 경로 상에 배치된 릴레이 렌즈군을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 측정 장치.And a relay lens group disposed on the laser beam path between the first and second rotational reflecting mirrors. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 회전반사미러는 갈바노 미러인 것을 특징으로 하는 표면 측정 장치.The rotating reflection mirror is a surface measuring device, characterized in that the galvano mirror. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 회전반사미러는 폴리곤 미러인 것을 특징으로 하는 표면 측정 장치.The rotating reflection mirror is a surface measuring device, characterized in that the polygon mirror. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 홀미러에 형성된 구멍의 크기는 상기 레이저빔의 사이즈보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 표면 측정 장치.The size of the hole formed in the hole mirror is greater than or equal to the size of the laser beam surface measuring apparatus. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상면에 측정대상물이 배치되며 상기 레이저빔이 측정대상물에 주사되는 방향과 다른 방향으로 상기 측정대상물을 이동시키기 위한 스테이지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 측정 장치.And a stage for disposing a measurement object on an upper surface and moving the measurement object in a direction different from a direction in which the laser beam is scanned onto the measurement object. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 스테이지의 이동방향은 상기 레이저빔이 측정대상물에 주사되는 방향과 수직인 것을 특징으로 하는 표면 측정 장치.The moving direction of the stage is a surface measuring apparatus, characterized in that the perpendicular to the direction in which the laser beam is scanned to the measurement object. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 홀미러는 상기 측정대상물에서 산란 되어 상기 회전반사미러로 되돌아온 레이저빔을 반사시키는 것을 특징으로 하는 표면 측정 장치.And the hole mirror reflects the laser beam scattered from the measurement object and returned to the rotating reflection mirror. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 홀미러에서 반사된 상기 산란빔을 검출하기 위한 산란빔 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 측정 장치.And a scattering beam detector for detecting the scattered beams reflected from the hole mirror. 제17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 홀미러와 산란빔 검출부 사이의 상기 산란빔 경로 상에 배치된 집광렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 측정 장치. And a condenser lens disposed on the scattering beam path between the hole mirror and the scattering beam detector. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 주사렌즈는 에프쎄타 렌즈인 것을 특징으로 하는 표면 측정 장치.And the scanning lens is an f-theta lens.
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