KR101051072B1 - 실시간 투과율 측정시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투과율 측정 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 측정 대상물이 놓이는 지지대 상부에 광 경로를 따라 배치되는 상부광학계와 상기 지지대 하부에 배치되어 투과 조명을 지지대 상부로 전달하는 하부광학계를 포함하되, 상기 상부광학계 또는 하부광학계에서 전달되는 광 정보를 입수하여 투과율을 측정하는 투과율 측정부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 포토마스크의 레이저 리페어 시스템을 이용한 리페어 공정 중에 실시간으로 투과율을 측정할 수 있는 장비를 제공하여 리페어의 신뢰성 및 재현성을 향상시킴과 동시에 공정시간을 대폭 단축할 수 있으며 비용절감의 효과를 극대화하는 효과가 있다.

포토마스크, 하프톤 마스크, 투과율측정

Description

실시간 투과율 측정시스템{Real-time transmissivity measurement system}

본 발명은 포토마스크 리페어 공정에서 결함부위를 리페어하는 장비에 투과율 측정기능을 강화한 기술에 관한 것으로, 리페어 공정 중에 실시간으로 투과율을 측정하여 공정시간을 단축할 수 있고, 신뢰성과 재현성을 강화할 수 있는 기술에 관한 것이다.

포토마스크 또는 이 중 하프톤 마스크를 형성하는 공정은 반도체, LCD 공정의 단순화라는 장점과 더불어 마스크 제조의 추가공정을 요하게 되어 마스크 제조 시의 추가공정으로 인한 공정의 증가를 가져오는 단점을 수반하고 있다.

즉, 마스크 제조상 결함이나 핀 홀(Pin Hole) 등의 결함이 존재 시, 이를 수리하여 사용하게 되는 데, 반투과부에 형성된 결함을 리페어하는 경우, 적정한 투과율을 조정하여 인접 비결함부위의 반투과부와 동등한 수준의 빛을 통과하게 하여 최종 잔막의 두께를 균일하게 유지해야 한다.

즉, 하프톤 마스크의 반투과층에 핀홀 등의 결점이 발생하면, 반투과부를 통과하는 광의 투과량이 달라지게 되며, 광의 투과량이 달라지면 포토마스크를 사용하여 포토레지스트나 유기 절연막 제조 시에, 위치별 노광 에너지가 달라지므로, 위치별 잔막 두께가 요철을 형성하여 균일한 잔막 두께를 얻기가 어려워진다. 이렇게 단차가 형성되게 되면, 드라이 에칭, 에싱 등의 후 공정에서 원치 않는 부위를 오픈시켜 불량을 발생하게 되는바, 반투과부에 대한 결함부분에 대한 리페어가 요청되게 된다.

이러한 리페어 처리를 위해서 인접 반투과부의 투과율과 동등한 수준을 맞추기 위해, 종래에는 레이저를 이용한 반투과부의 리페어는 적용하지 못하였으며, 불량부를 제거하고, 반투과부의 국소부분을 e-beam 방식을 이용하여 미세 바이너리 (binary pattern)을 증착해 미세 패턴의 회절 현상을 이용하는 방법이 수행되어 왔다.

특히, 결함부위에 레이저 증착을 통하여 리페어를 수행하는 기존의 레이저 증착(laser deposition) 및 잽핑(zapping)을 이용한 리페어 공정의 경우, 리페어 대상이 바이너리 패턴(binary pattern)으로 투과율 100% 투과 또는 0% 차폐를 구현하는 기술임에 따라, 공정에서의 관심은 증착용 박막(Deposition Thin Flim)과 잽핑(zapping)영역의 품질과 사이즈에 집중되어 왔다.

그러나 마스크가 대형화됨에 따라 e-beam 방식은 진공 챔버를 반드시 필요로 하기 때문에 공정에 적용이 불가능하게 되었으며, 기존에는 레이저 리페어 방식을 통하여 하프톤 리페어를 실시하지 못하였으나, 당사가 출원한 특허출원 제 10-2008-0128310호에 기재된 기술로 하프톤 리페어 기술로 하프톤 박막을 형성하여 리페어를 실시할 수 있다. 그러나 레이저 증착에 의해 리페어를 수행한 후에도, 결함부위를 리페어한 영역에 대한 투과율을 기존 부위의 투과율과 일치시키기 위해서 투과율을 측정하여야 하며, 이 경우 투과율측정 장비를 독립적으로 운영하여 연속공정이 어려우며, 장비 수용 공간 및 설비투자가 필요하여 비용의 증가를 가져오게 되며, 공정시간도 매우 길어지는 단점이 발생하게 되었다.

도 1은 웨이퍼 및 금속 시편의 파장대별 반사율 또는 투과율을 측정하는 종래의 측정 장치(10)로, 측정샘플(20)을 측정기판 위에 장착하고 광원을 투과하여 수광 소자를 이용하여 이를 감지하고, 분광기(30)에서 분광함으로써 컴퓨터(40)에서 투과율을 계산하는 방식으로 작용하였다.

그러나 이러한 기존의 독립적인 투과율 측정 장비는 측정 영역의 사이즈(size)가 수광 소자의 사이즈와 직결되어 일반적으로 7~10Φ 수준으로 미세영역 투과율 측정 장비의 경우, 이를 위한 독자적인 광학계가 필요하게 되는 번거로움이 발생하며, 이로 인해 장비 단가의 상승으로 이어져 전체적인 제조비용을 상승시키는 요인으로 작용하게 되었다.

또, 다른 방법으로는 상기와 같이 측정한 투과율의 데이터를 이용하여 투과율 측정 부위의 이미지와 비교하여 투과율을 계산하는 방법이 있으나, 이는 측정값의 신뢰성이 확보되지 않는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 포토마스크의 레이저 리페어 시스템을 이용한 리페어 공정 중에 실시간으로 투과율을 측정할 수 있는 장비를 제공하여 리페어의 신뢰성 및 재현성을 향상시킴과 동시에 공정시간을 대폭 단축할 수 있으며 비용절감의 효과를 극대화할 수 있는 실시간 투과율 측정 장비를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 별도의 광학계를 추가적으로 구성하지 않고, 리페어 시스템의 광학계를 그대로 이용할 수 있도록 함으로써, 기존의 투과율 측정 장비의 독립적인 설치로 인한 비용 상승과 작업의 지연, 별도 장비의 부설로 인한 별개의 면적이 소요되는 비경제성을 일소할 수 있으며, 다양한 광학계를 구비하는 측정 장비에 적용이 가능한 범용성을 제공할 수 있는 투과율 측정 장비를 제공하는 데에도 그 목적이 있다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 제시되는 구성으로서, 본 발명에 따른 실시간 투과율 측정 장치는 측정 대상물이 놓이는 지지대에 광 경로를 따라 배치되는 상부광학계와 상기 지지대 하부에 배치되어 투과조명을 지지대 상부로 전달하는 하부광학계를 포함하되, 상기 상부광학계 또는 하부광학계에서 전달되는 광 정보를 입수하여 투과율을 측정하는 투과율 측정부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

특히, 상술한 본 발명에 따른 실시간 투과율 측정 장치의 상기 상부광학계는, 상기 지지대의 상부에 광 경로를 따라 이격 배치되는 제1 튜브렌즈와 제1 대물렌즈를 포함하여 구성되며, 상기 제1대물렌즈와 제1튜브렌즈 사이에 반사조명을 조사하는 반사 조명부를 구비하며, 별개의 하부 광학계를 구성함에 상기 하부광학계는, 상기 지지대의 하부에 투과 조명을 조사하는 투과 조명부와, 투과 조명의 광 경로를 따라 이격 배치되는 제2대물렌즈와 제2 튜브렌즈를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상술한 상기 투과 조명부의 투과 조명과 상기 반사 조명부의 반사 조명은 그 파장이 상이한 것을 특징으로 한다.

또한, 상술한 하부광학계를 구성함에 있어서, 상기 하부광학계는 상기 투과 조명부와 상기 제2튜브렌즈 사이에 투과 조명의 사이즈(size)를 축소하기 위한 광 형상조절부(slit or mask)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 투과 조명부는 투과 조명의 사이즈를 조절할 수 있도록 투과 조명이 이동할 수 있는 구조로 형성하며, 상기 제2대물렌즈도 상하 위치 조정이 가능하도록 이동부를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 투과율 측정부는 상기 하부광학계에 투과 조명을 입수하여 분광하는 투과율 측정용 분광기가 적어도 1 이상 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 투과율 측정부를 배치하되, 상기 투과율 측정부는 상기 지지대와 대물렌즈 사이의 제1위치에 배치시키거나, 상기 튜브렌즈를 통과하는 투과조명을 입수하도록 제2위치에 배치시킬 수 있도록 한다.

나아가 상기 투과율 측정부를 구성함에 있어서, 상기 투과율 측정부는 상기 투과 조명을 입수하는 시준렌즈(collimator lens)와 상기 시준렌즈에 이격 배치되는 필터, 상기 투과조명을 최종적으로 입수하여 분광기로 전달하는 수광 소자를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 상술한 것처럼 상부광학계와 하부광학계로 이루어지는 구성 외에 별도의 실시예로서 다음과 같은 구성으로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 실시간 투과율 측정장치는 측정대상물이 놓이는 지지대의 상부에 광 경로를 따라 배치되는 상부광학계가 배치되며, 상기 지지대의 하부에는 투과 조명이 배치되고, 상기 상부광학계에서 입사되는 슬릿조명 또는 상기 투과조명의 광 정보를 입수하여 투과율을 측정하는 투과율 측정부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하여 구성될 수 있다.

이러한 경우, 상기 상부광학계는, 상기 지지대의 상부에 광 경로를 따라 배치되는 제3대물렌즈와 제3튜브렌즈를 포함하여 구성되며, 상기 제3대물렌즈와 제3튜브렌즈 사이에 반사조명을 투사하는 반사조명부를 구비하고, 상기 튜브렌즈의 상부에는 슬릿조명을 투사하는 슬릿조명부를 구비하도록 형성하며, 상기 슬릿조명부는 측정부위의 사이즈(size)를 결정하도록 광의 사이즈를 조절하는 광형상조절부를 더 포함하도록 형성함이 바람직하다.

특히, 상술한 상기 투과율 측정부는 상기 슬릿조명부의 광 또는 반사 조명부의 광을 입수하여 분광하는 분광기가 적어도 1 이상 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 투과율 측정부는 상기 지지대와 상기 투과조명 사이의 제3위치에 배치되어, 측정 대상물을 투과한 슬릿조명 광을 분광할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 상기 투과율 측정부는 상기 튜브렌즈의 투과하는 투과조명을 입수하도록 제4위치에 배치될 수도 있다.

상기 투과율 측정부는, 상기 투과조명을 입수하는 시준렌즈(collimator lens)와 상기 시준렌즈에 이격 배치되는 필터, 상기 투과조명을 최종적으로 입수하여 분광기로 전달하는 수광 소자를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 제2 실시예에서의 투과율 측정 장치는 상기 슬릿 조명과 상기 투과 조명은 그 파장이 상이하도록 함이 바람직하다.

본 발명에 따른 상술한 구조로 형성되는 투과율 측정 시스템은 독립적으로 투과율 측정 장비로 형성하여 다양한 투과율 측정이 필요한 장비에 적용할 수 있으며, 특히 하프톤의 결함영역을 레이저로 리페어하는 리페어 장비에 결합하여 실시간으로 리페어 영역의 투과율을 측정하거나, 별개로 리페어 후에 투과율을 측정하는 통합시스템으로 구성하여 적용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 포토마스크의 레이저 리페어 시스템을 이용한 리페어 공정 중에 실시간으로 신뢰할 수 있는 투과율을 측정할 수 있는 장비를 제공하여 리페어의 신뢰성 및 재현성을 향상시킴과 동시에 공정시간을 대폭 단축할 수 있으며 비용절감의 효과를 극대화하는 효과가 있다.

특히, 별도의 광학계를 추가적으로 구성하지 않고, 리페어 시스템의 광학계 를 그대로 이용할 수 있도록 함으로써, 기존의 투과율 측정 장비의 독립적인 설치로 인한 비용 상승과 작업의 지연, 별도 장비의 부설로 인한 별개의 면적이 소요되는 비경제성을 일소할 수 있는 효과도 있다.

또한, 본 발명은 하프톤 마스크뿐만 아니라 다양한 광학계를 구비하는 측정 장비에 적용이 가능한 범용성을 구비하고 있으며, 투과율뿐만 아니라 반사율, Thin film Thickness 측정을 수행할 수 있으며, 투과율의 측정 정도가 0.5um 이하의 미세영역의 측정도 가능하며 측정영역 간 이동이 쉽고 정밀한 우수성도 함께 구현될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 기존 양산 시스템의 경우, 포토 마스크 리페어 장비와 별도로 투과율 측정 장비가 구성되어 있기 때문에, 리페어 위치의 투과율을 확인하기 위해서는 리페어 후에 투과율 측정 장비 쪽으로 이송해야 하는 번거러움이 있었으나, 이 발명의 고안으로 인하여 이송 도중에 발생하는 시간에 대한 생산성 감소 부분과 이송 도중 발생하는 파티클의 발생과 투입(Particle Adding)에 의한 문제점을 개선함과 동시에 실시간으로 투과율을 측정하기 때문에, 손상된 패턴의 한 번의 리페어 이후에 바로 다시 박막을 증착하여 기존 스퍼터링한 박막과의 투과율 조정이 가능하며, 이로 인해 품질 부분에서 고객의 신뢰성 및 재현성 확보가 가능하며, 이에 따라 기존에 투과율 측정 장비가 양산에서 필요로 하지 않게 되며, 생산 수율의 향상에 기여할 수 있다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 구성 및 작용 을 설명하기로 한다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 도 2a는 본 발명에 따른 바람직한 일실시예로서의 투과율 측정 시스템의 구성 블럭도이며, 도 2b는 본 발명에 따른 투과율 측정 시스템의 구성을 도시한 개념도이다.(도 2b에 제시된, 점선 박스에 형성되는 레이저를 조사하는 부분은 본 발명에 따른 시스템이 포토마스크(또는, 하프톤 마스크)의 레이저 증착 리페어 장치에 구비된 경우를 상정한 것이다. 본 발명에 따른 독립적인 투과율 측정 시스템에서는 도시된 레이저 조사부분이 생략될 수 있다.)

본 발명에 따른 실시간 투과율측정시스템은 측정대상물이 놓이는 지지대(100) 상부에 광 경로를 따라 배치되는 상부광학계(200)와, 상기 지지대 하부에 배치되어 투과조명을 지지대 상부로 전달하는 하부광학계(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 아울러 본 발명은 상기 상부광학계 또는 하부광학계에서 전달되는 광 정보를 입수하여 투과율을 측정하는 적어도 1 이상의 위치에 투과율 측정부(400)를 더 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 지지대(100)의 상부에는 측정대상물이 놓이게 되며, 상기 측정대상물은 투과율이나 반사율을 측정하기 위한 포토마스크, 하프톤 마스크가 배치될 수 있으며, 이 외에도 다양한 종류의 투과율 측정대상물을 배치할 수 있음은 자명하다.

상기 상부광학계(200)는 본 발명에 따른 실시간 측정시스템에서 입사되는 광 경로를 확보하고 관찰하기 위한 시스템으로 형성되며, 구체적으로는 상기 지지대(100)의 상부에 이격 형성되는 대물렌즈(210)과 상기 대물렌즈(210)의 상부에 이 격 형성되는 튜브렌즈(220)를 구비하며, 상기 대물렌즈와 튜브렌즈 사이에서 반사조명을 발출하는 반사조명부(230), 그리고 레이저 오토 포커스(Laser Auto Focus; 240)이 더 구비될 수 있다. 투과율이나 리페어 상태, 또는 반사율을 확인할 수 있는 CCD부(250)가 본 발명에 구비됨이 바람직하다.

상기 하부광학계(300)는 본 발명에 따른 실시간 측정시스템에서 측정대상이 놓인 측정 지지대의 하부에서 투과조명을 조사하는 것으로, 상기 지지대(100)의 하부에 투과조명을 조사하는 투과조명부(310)와, 상기 투과조명의 광 경로를 따라 이격 배치되는 제2대물렌즈(330)와 제2 튜브렌즈(320)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 투과조명부(310)와 상기 제2튜브렌즈(320) 사이에 투과조명의 사이즈(size)를 축소하기 위한 광 형상 조절부(340)를 더 포함하여 구성됨이 바람직하며, 상기 광 형상 조절부(340)는 슬릿(slit) 또는 마스크(mask)를 구비하여 형성할 수 있다.

상기 투과조명부(310)는 투과조명의 사이즈를 축소하기 위해, 투과조명 자체를 좌/우로 조정할 수 있으며, 상기 광 형상 조절부(340) 역시 투과조명부에서 투사된 조명을 슬릿이나 마스크를 이용해 조명 사이즈를 조절할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 투과율 측정부(300)는 상술한 투과율 측정시스템에서 적어도 1 이상 구비될 수 있다. 즉 도 2b에 된 것처럼, 지지대(100)와 제1 대물렌즈(210) 사이(제1위치)에 배치되거나, 튜브렌즈를 투과하는 투과조명을 입수하도록 튜브렌즈 상측(제2위치)에 형성될 수 있다. 물론 상술한 제1위치 및 제2위치의 2곳에 배치하는 것도 가능하다.

상기 투과율 측정부(300)는 기본적으로 하부광학계의 투과조명부에서 조사되는 투과조명을 입수하는 시준렌즈(collimator lens; 410)와 필터(420), 입수된 투과조명을 분광기(440)로 전달하는 수광 소자(430)로 구성됨이 바람직하다. 이 경우 상기 필터는 Cut-off 필터를 사용하여 서로 다른 파장의 조명을 사용하는 경우 발생할 수 있는 파장의 입사를 필터링 할 수 있게 함이 바람직하다.

이러한 구성은 상술한 제1위치 또는 제2위치에 배치되는 투과율 측정부도 동일하다. 분광기(440)로 입수된 조명은 분광 되어 컨트롤유닛(PC)에서 분광정보를 분석하여 투과율을 도출하게 된다. 아울러 본 발명에서의 상부 및 하부광학계에서는 광경로를 유지하기 위한 빔 스플리터(미도시)가 다수 구비됨은 도면에 도시됨과 같다.

상술한 본 발명에 따른 바람직한 일실시예의 작용을 하프톤 마스크의 레이저 증착 리페어 후 투과율 측정하는 과정을 통해 간략히 설명하면 다음과 같다. 이 경우 도 2b에 도시된 레이저 조사부(laser)가 상부광학계 상부에 형성되는 구조로 형성된다.

측정대상물을 지지대(100)에 올리고, 하부광학계(300)의 투과조명부(310)에서 투과조명을 제2튜브렌즈(320)와 제2대물렌즈(330)를 거쳐서 측정영역에 조사하게 되면, 하부광학계에서 투과되는 투과광을 제1위치의 투과율 측정부에서 입수하여 투과율을 측정하게 된다. 물론 제2위치에 투과율 측정부가 존재하는 경우에는 투과율 측정이 제2위치에서 이루어질 수 있다.

아울러 하프톤 마스크의 결함부위의 리페어 공정을 수행하는 경우에 실시간으로 공정의 진행상황과 투과율을 측정하기 위해서, 반사 조명부(230)에서 반사조명을 도출하여 지지대 위의 작업 상황을 관측할 수 있으며, 나아가 이는 CCD(250)을 통해 관찰이 가능하며, 이와 공시에 실시간으로 하부광학계의 투과조명을 통해 투과율을 측정하는 것도 가능하다. 이 경우에는 낙사조명과 투과조명을 다르게 구성함으로써, 측정의 정확도를 높일 수 있다. 물론 투과율 측정을 하지 않는 경우에는 투과조명으로도 가공 상태를 관찰하는 것도 가능하다.

즉, 본 발명에 따른 실시간 투과율측정 시스템의 투과율 측정은 투과율 측정 이외의 동작(이를 테면, 포토마스크(‘하프톤 마스크’를 포함한다.) 결함부위의 리페어 동작)이 진행되는 동안에 실시간으로 측정하여 결과를 표시가 가능하며, 나아가 별개의 작업으로 투과율 측정 동작만을 별도로 실시할 수도 있다.

이하에서는 도 3a 및 도 3b를 참조하여, 본 발명에 따른 다른 실시예를 설명하기로 한다. 도 3a는 본 발명의 제2실시예에 따른 구성의 블럭도를, 도 3b는 본 발명의 제2실시예에 따른 개념도를 도시하였다. 기본적인 상부광학계와 지지대의 구성은 제1실시예와 동일한바, 동일한 부분은 동일한 식별부호를 형성하였다.(여기에 점선 박스에 형성되는 레이저를 조사하는 부분은 본 발명에 따른 시스템이 포토마스크(‘하프톤 마스크’를 포함한다.)의 레이저 증착 리페어 장치에 구비된 경우를 상정한 것이다. 본 발명에 따른 독립적인 투과율 측정 시스템에서는 도시된 레이저 조사부분이 생략될 수 있다.)

본 발명에 따른 제2실시예로서는 하부광학계를 형성하지 않고, 상부광학계에 슬릿조명을 형성하고 지지대(100)의 하부에서 측정대상을 투과한 슬릿조명을 분석하여 투과율을 측정할 수 있는 구조로 형성하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로는 제2실시예에서는 하부광학계 없이 상부광학계와 지지대 아래의 투과조명부(300)로 구성된다. 상기 상부광학계(200)는, 상기 지지대(100)의 상부에 광경로를 따라 배치되는 제3대물렌즈(210)와 제3튜브렌즈(220)를 포함하여 구성되며, 상기 제3대물렌즈와 제3튜브렌즈 사이에 반사조명을 투사하는 반사 조명부(230)를 구비하고, 상기 튜브렌즈(220)의 상부에는 슬릿조명을 투사하는 슬릿 조명부(260)를 구비한다. 상기 슬릿 조명부(260)에서 도출된 슬릿 조명은 이격되어 배치되며, 측정부위의 사이즈(size)를 결정하도록 광의 사이즈를 조절하는 광 형상 조절부(270)가 배치된다.

또한, 상기 지지대(100)의 하부에는 투과 조명부(310)가 배치되며, 상기 투과 조명에서 도출된 투과조명은 지지대의 상부로 입사하게 되며, 투과율 검출 부위를 투과하게 된다.

아울러, 상기 제3튜브렌즈와 제3대물렌즈 사이에는 반사 조명부(230)와 레이저 오토 포커스(240)이 구비될 수 있다.

또한, 본 제2 실시예에서는 투과율 측정부(400)는 상기 슬릿조명에서 발출된 광이 지지대 하부로 투과되고, 이를 수광 소자를 통해 입수하여 분광할 수 있도록, 지지대의 하부에 배치(제3위치)되거나, 상기 제3튜브렌즈의 상부에 배치될 수 있거나, 동시에 2개가 배치되는 것도 가능하다.

상술한 제2실시예에서의 실시간 투과율 측정시스템의 기작은 다음과 같다.

우선, 슬릿 조명부(260)에서 도출된 빛이 광 형상 조절부(270)를 통해 조절되어, 제3튜브렌즈와 제3대물렌즈를 거쳐, 측정대상체를 투과하며 지지대(100)의 하부를 지나게 되면, 측정대상체의 측정이 필요한 해당 영역만 조명이 투과하여 수광되게된다. 이렇게 수광된 슬릿조명 광은 제3위치의 투과율 측정부(400)에 입사하게 되고, 투과율 측정부는 시준렌즈(410)와 필터(420)을 거쳐 수광소자(430)에 의해 분광기(440)로 전달되어 분광되고, 그 정보로 컨트롤유닛(PC)에서 분석하여 투과율을 도출하게 된다.

물론, 제4위치에 투과율측정부가 배치되는 경우에는 지지대(100) 하부의 투과조명부(310)에서 도출된 투과조명이 지지대와 제3대물렌즈와 제3튜브렌즈를 거쳐 제4위치에 도달하거나, 반사조명(230)에서 도출되는 반사광을 수광하여 반사율과 투과율을 측정할 수 있게 된다. 이 경우에도 투과조명의 광과 반사조명, 슬릿조명의 광의 파장을 다르게 형성함이 바람직하다.

본 발명에 따른 실시간 투과율 측정시스템은 포토마스크, 하프톤마스크 등의 투과율측정이나 박막의 두께를 측정하는 장비, 아울러 반사율 측정 장비가 필요한 다양한 장비에 적용이 가능하다.

이하에서는, 본 발명에 따른 실시간 투과율 측정시스템의 바람직한 일 적용례의 예시를 위하여 하프톤 마스크의 결함부위를 레이저 증착하여 리페어한 부위의 투과율측정을 실시간으로 구현할 수 있는 장비에의 적용례를 설명한다.

도 4a에 제시된 것은 챔버 내에 하프톤 마스크의 하프톤 영역에 결함이 생긴 경우, 결함부 영역을 레이저 이온 증착을 통해 리페어하는 장비를 개략적으로 도시한 것이다. 즉 본 발명에 따른 투과율 측정 시스템은 포토마스크(또는, 하프톤 마스크)의 결함영역을 레이저로 이온 증착하여 리페어하는 장비에 결합되어, 리페어 작업과 동시에 또는 별개로 대상 포토 마스크(‘하프톤 마스크’를 포함한다.)의 결함영역의 투과율을 측정할 수 있도록 형성될 수 있다.

즉, 지지대(100)의 상부에 가스 반응 챔버(600)을 형성하고, 외부에서 주입되는 증착용 원료물질을 공급하는 공급라인(a, b, c)을 통해 챔버내부로 원료물질을 공급하고, 공급된 원료물질을 레이저(laser)를 통해 증착(R)한다. 이 경우 챔버의 상부에는 광학계(500)를 통해 레이저를 조사하고, 공정을 관찰할 수 있게 된다.

도 4b를 참조해 상기 광학계(500)의 구성을 보다 구체적으로 설명하면, 상기 광학계(500)는 레이저를 이용한 리페어를 수행하도록 형성된 것으로, 기본적으로는 레이저(laser)가 챔버(c) 내부의 리페어 대상물에 증착 공정을 통해 증착을 수행하고, 이러한 공정을 수행하는 것을 관찰할 수 있는 CCD 카메라(530)가 배치된다.

레이저를 조사하는 레이저 헤드 부위의 하부로 레이저의 조사경로에 다수의 빔스플리터(S)가 존재하며, 레이저의 형상조절부(510; silt mask), 튜브렌즈(540), 대물렌즈(550), 광학창이 구비된 챔버(C), 기판(560), 그리고 오토포커스(520; Auto focus), CCD 카메라부(530)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 기본 구성에 본 발명에 따른 하부광학계(300)이 형성되는 경우를 고려하면, 하부에서 투사되는 투사조명이 상부 지지대로 도출되고, 이를 상술한 본 발명에 따른 투과율 측정부(400)에서 투과율을 실시간으로 측정이 가능하게 된다. 물론 투과율 측정부는 도시된 것처럼 제1위치 또는 제2위치에 형성이 가능하다.

또한, 본 발명의 실시간 투과율 측정 시스템은 하프톤 리페어 장비뿐만 아니라, 다른 투과율 측정이 필요한 장비에도 적용이 가능하며, 투과율, 반사율, 박막의 두께 측정을 수행할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 따른 실시간 투과율 측정시스템에서는 투과율의 측정 정도가 0.5㎛ 이하의 미세영역의 측정이 가능하게 되어, 측정 영역 간 이동이 쉽고 정밀한 측정이 가능하게 된다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 종래의 투과율 측정 장비의 구성도이다.

도 2a는 본 발명에 따른 바람직한 일실시예로서의 투과율 측정시스템의 구성블럭도이며, 도 2b는 본 발명에 따른 투과율 측정 시스템의 구성을 도시한 개념도이다.

도 3a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 구성의 블럭도를, 도 3b는 본 발명의 제2실시예에 따른 개념도를 도시하였다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 시스템의 적용 예를 도시한 것이다.

Claims (20)

1. 측정대상물이 놓이는 지지대 상부에 광경로를 따라 배치되는 상부광학계;

   상기 지지대의 하부에 투과조명을 투사하는 투과조명부와, 투과조명의 광 경로를 따라 이격 배치되는 제2대물렌즈와 제2 튜브렌즈를 포함하여 배치되며, 투과조명을 지지대 상부로 전달하는 하부광학계;를 포함하되,

   상기 상부광학계 또는 하부광학계에서 전달되는 광정보를 입수하여 투과율을 측정하는 투과율측정부; 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실시간 투과율측정 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 상부광학계는,

   상기 지지대의 상부에 광 경로를 따라 이격 배치되는 제1 대물렌즈와 제1 튜브렌즈를 포함하여 구성되며,

   상기 제1대물렌즈와 제1튜브렌즈 사이에 반사조명을 조사하는 반사 조명부를 구비하는 것을 특징으로 하는 실시간 투과율 측정 시스템.
3. 삭제
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 투과조명부의 투과조명과 상기 반사조명부의 반사조명은 그 파장이 상이한 것을 특징으로 하는 실시간 투과율측정 시스템.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 하부광학계는

   상기 투과조명부와 상기 제2튜브렌즈 사이에 투과조명의 사이즈(size)를 축소하기 위한 광 형상 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 투과율측정 시스템.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 투과 조명부는 투과조명의 사이즈를 조절할 수 있도록 투과조명이 이동할 수 있는 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 실시간 투과율측정 시스템.
7. 청구항 4에 있어서,

   상기 제2대물렌즈는 상하 위치조정이 가능하도록 이동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 실시간 투과율측정 시스템.
8. 청구항 4에 있어서,

   상기 투과율 측정부는

   상기 하부광학계에 투과조명을 입수하여 분광하는 분광기(spectrometer)가 적어도 1 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 실시간 투과율측정 시스템.
9. 청구항 4에 있어서,

   상기 투과율 측정부는 상기 지지대와 대물렌즈 사이의 제1위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 실시간 투과율측정 시스템.
10. 청구항 4에 있어서,

    상기 투과율 측정부는 상기 제2튜브렌즈를 통과하는 투과조명을 입수하도록 제2위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 실시간 투과율측정 시스템.
11. 청구항 4에 있어서,

    상기 투과율 측정부는

    상기 투과조명을 입수하는 시준렌즈(collimator lens)와 상기 시준렌즈에 이격 배치되는 필터,

    상기 투과조명을 최종적으로 입수하여 분광기로 전달하는 수광 소자를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실시간 투과율측정 시스템.
12. 측정대상물이 놓이는 지지대의 상부에 광 경로를 따라 배치되는 상부광학계가 배치되되,

    상기 상부광학계는, 상기 지지대의 상부에 광 경로를 따라 배치되는 제3대물렌즈와 제3튜브렌즈; 상기 제3대물렌즈와 제3튜브렌즈사이에 반사조명을 투사하는 반사 조명부;상기 튜브렌즈의 상부에는 슬릿조명을 투사하는 슬릿 조명부를 포함하여 구성되며,

    상기 지지대의 하부에는 투과조명이 배치되고,

    상기 상부광학계에서 입사되는 슬릿조명 또는 상기 투과조명의 광 정보를 입수하여 투과율을 측정하는 투과율측정부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실시간 투과율측정 시스템.
13. 삭제
14. 청구항 12에 있어서,

    상기 슬릿 조명부는 측정부위의 사이즈(size)를 결정하도록 광의 사이즈를 조절하는 광 형상조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 투과율측정 시스템.
15. 청구항 14에 있어서,

    상기 투과율 측정부는 상기 슬릿조명부의 광 또는 반사조명부의 광을 입수하여 분광하는 분광기가 적어도 1 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 실시간 투과율측정 시스템.
16. 청구항 15에 있어서,

    상기 투과율 측정부는 상기 지지대와 상기 투과조명 사이의 제3위치에 배치되어,

    측정 대상물을 투과한 슬릿조명 광을 분광하는 것을 특징으로 하는 실시간 투과율측정 시스템.
17. 청구항 15에 있어서,

    상기 투과율 측정부는 상기 튜브렌즈의 투과하는 투과조명을 입수하도록 제4위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 실시간 투과율측정 시스템.
18. 청구항 16 또는 17에 있어서,

    상기 투과율 측정부는 상기 투과조명을 입수하는 시준렌즈(collimator lens)와 상기 시준렌즈에 이격 배치되는 필터,

    상기 투과조명을 최종적으로 입수하여 분광기로 전달하는 수광 소자를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실시간 투과율측정 시스템.
19. 청구항 18에 있어서,

    상기 슬릿조명과 상기 투과조명은 그 파장이 상이한 것을 특징으로 하는 실시간 투과율측정 시스템.
20. 청구항 1 또는 청구항 12의 투과율 측정시스템을 구비하여, 포토 마스크상에 발생한 결함부위를 레이저로 증착하여 리페어하는 작업과 동시 또는 별개로 투과율측정이 가능하도록 하는 포토 마스크의 레이저 리페어장비.

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