KR101093576B1 - 파장가변 레이저광 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정장치 및 측정방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 파장가변 레이저광 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정장치는, 특정한 파장의 레이저광을 발진하며 파장 가변이 가능한 레이저광 발진수단; 상기 레이저광 발진수단이 발진한 다수파장의 레이저광을 반사되어 들어오는 레이저광과 분할하여 선택적으로 보내는 광 분할기; 상기 광 분할기에서 통과된 레이저광을 집광하여 반도체 기판에 조사되게 하고, 상기 반도체 기판에 조사된 광에 의해 발생된 열복사광을 집광하여 상기 광 분할기로 집광된 광을 통과시키는 제1 집광수단; 상기 제1 집광수단에서 집광되어 통과되고 광 분할기에서 반사된 열복사광을 집광하는 제2 집광수단; 상기 제2 집광수단이 집광한 상기 열복사광의 신호로부터, 특정한 파장의 열복사광의 신호를 검출하는 광 검출수단; 및 파장가변이 가능한 상기 레이저광 발진수단이 2개의 특정한 파장의 레이저광을 각각 발진하도록 상기 레이저광 발진수단의 온도를 제어하고, 파장 가변이 가능한 상기 레이저광 발진수단이 발진한 2개의 특정한 파장의 레이저광에 대하여 상기 광 검출수단이 검출한 열복사광의 신호를 이용하여 상기 반도체 기판의 온도를 연산하는 온도연산수단;을 포함한다.

Description

파장가변 레이저광 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정장치 및 측정방법{Device and method for measuring multiplex wavelength radiation temperature using wavelength variable laser ray oscillation means}
본 발명은 레이저광을 발진하여 비접촉식으로 반도체 기판의 복사온도를 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
현대의 산업공정에서 온도는 압력, 유량과 함께 가장 빈번히 측정되는 역학적인 변수이다. 최근에는 산업공정의 자동화가 가속되면서 공정은 동적이면서도 비접촉적인 측정을 요구하게 되었다. 종래의 온도측정방식의 경우에는 열전대나 산업용 저항온도계로 대표되는 접촉식 온도계가 모든 공정에서 사용되었으나, 접촉식을 고집할 수 없는 공정들이 늘어나면서 최근에 들어서는 비접촉 원격측정이 가능한 복사 온도계의 수요가 폭발적으로 증가하고 있다.
최근에는 20년간 복사온도계의 검출기로 사용되는 적외선 센서들의 성능이 향상되고 가격이 저렴해지면서 온도측정영역이 확대되고, 한편으로는 측정의 신뢰도가 높아지면서 이런 산업계의 요구에 부응할 수 있게 된 것은 다행한 일이다. 국내의 경우에는, 이제까지 거의 철강이나 유리산업에 국한되어 사용되던 자동화 공정용 복사온도계를 폴리에틸렌을 비롯한 유기필름의 생산공정에까지 도입하려는 적극적인 시도가 이루어지고 있는 것은 온도측정영역은 물론 측정파장대역이 다양한 복사온도계가 개발되고 있다는 증거이다.
이런 긍정적인 측면의 이면에는 이 온도계의 이름이 시사하는 것처럼 복사율에 의한 불확도 문제는 상존하고 있었던 것이 현실이다. 이러한 복사율에 의한 온도 측정의 불확도 문제를 해결하기 위한 노력들은 복사온도계의 개발시점부터 계속되어오고 있다. 복사율에 무관한 측정기술의 개발과 복사율 측정이라는 양 끝단으로부터 해결의 실마리를 찾으려는 노력이 시작되었고, 경우에 따라서는 두 기술을 용합한 여러 가지 기술들이 시도되었다. 그 결과 상황에 맞는 적당한 기술들이 개발되어 성공적으로 활용되고 있는 것은 다행한 일이다. 그러나, 어떤 특별한 상황을 상정하고 개발된 기술들은 복사율의 근본적인 문제를 해결하기에는 그 역량이 부족한 응급처방에 불가한 것들이다.
한편, 크립톤과 아르곤 이온 레이저를 시편에 조사하고 발생된 복사율을 측정하여 시편의 온도를 측정하는 레이저 이용기술이 개발된 바 있다.
본 발명은 1대의 레이저광 발진수단에서 레이저광을 조사하여 반도체 기판에서 발생되는 열복사광을 검출하는 방식을 통하여 반도체 기판의 복사온도를 정확히 측정하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 레이저광 발진수단이 다이오드 레이저나 엘이디일 경우, 1대의 레이저광 발진수단의 접합부 온도를 변경시킴으로써 레이저광 발진수단의 파장을 가변시킨 후 반도체 기판에 조사하여 반사율과 측정대상물의 복사율을 유도하고 반도체 기판에서 발생하는 열복사광을 검출하는 방식을 통하여 1대의 레이저광 발진수단을 이용하여 2대의 레이저광 발진수단으로 측정하는 것과 같은 효과를 갖는 반도체 기판의 복사온도를 정확히 측정하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면은, 특정한 파장의 레이저광을 발진하며 파장 가변이 가능한 레이저광 발진수단; 상기 레이저광 발진수단이 발진한 다수파장의 레이저광을 반사되어 들어오는 레이저광과 분할하여 선택적으로 보내는 광 분할기; 상기 광 분할기에서 통과된 레이저광을 집광하여 반도체 기판에 조사되게 하고, 상기 반도체 기판에 조사된 광에 의해 발생된 열복사광을 집광하여 상기 광 분할기로 집광된 광을 통과시키는 제1 집광수단; 상기 제1 집광수단에서 집광되어 통과되고 광 분할기에서 반사된 열복사광을 집광하는 제2 집광수단; 상기 제2 집광수단이 집광한 상기 열복사광의 신호로부터, 특정한 파장의 열복사광의 신호를 검출하는 광 검출수단; 및 파장가변이 가능한 상기 레이저광 발진수단이 2개의 특정한 파장의 레이저광을 각각 발진하도록 상기 레이저광 발진수단의 온도를 제어하고, 파장 가변이 가능한 상기 레이저광 발진수단이 발진한 2개의 특정한 파장의 레이저광에 대하여 상기 광 검출수단이 검출한 열복사광의 신호를 이용하여 상기 반도체 기판의 온도를 연산하는 온도연산수단;을 포함하는 파장가변 레이저광 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 레이저광 발진수단은 다이오드 레이저 또는 엘이디를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장가변 레이저광 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 레이저광 발진수단은 펠티어 소자로 둘러싸인 것을 특징으로 하는 파장가변 레이저광 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 레이저광 발진수단은 940~960nm(바람직하게는, 950nm) 또는 640~660nm(바람직하게는, 650nm) 파장의 레이저광을 발진하는 것을 특징으로 하는 파장가변 레이저 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 집광수단 및 제2 집광수단은 집광렌즈인 것을 특징으로 하는 파장가변 레이저 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 반도체 기판에서 산란된 레이저광이 상기 광 검출수단으로 들어가는 것을 차단하는 광 차단수단을 더 포함하는 파장가변 레이저 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정장치을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은, 온도연산수단에서 레이저광 발진수단이 2개의 특정한 파장의 레이저광을 각각 발진하도록하며 파장 가변이 가능한 상기 레이저광 발진수단의 온도를 제어하는 단계; 상기 레이저광 발진수단에서 특정한 파장의 레이저광을 발진하는 단계; 광 분할기에서 상기 레이저광 발진수단이 발진한 다수 파장의 레이저광을 반사되어 들어오는 레이저광과 분할하여 선택적으로 보내는 단계; 제1 집광수단에서 상기 광 분할기가 선택적으로 보낸 레이저광을 집광하여 반도체 기판에 조사되게 하고, 상기 반도체 기판에 조사된 광에 의해 발생된 열복사광을 집광하여 상기 광 분할기로 집광된 광을 통과시키는 단계; 제2 집광수단에서 상기 제1 집광수단에서 집광되어 통과되고 광 분할기에서 반사된 상기 열복사광을 집광하는 단계; 광 검출수단에서 상기 제2 집광수단이 집광한 상기 열복사광의 신호로부터, 특정한 파장의 열복사광의 신호를 검출하는 단계; 및 온도연산수단에서 파장 가변이 가능한 상기 레이저광 발진수단이 발진한 2개의 특정한 파장의 레이저광에 대하여 상기 광 검출수단이 검출한 열복사광의 신호를 이용하여 상기 반도체 기판의 온도를 연산하는 단계;를 포함하는 파장가변 레이저광 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 1대의 레이저광 발진수단에서 레이저광을 조사하여 반도체 기판에서 발생되는 열복사광을 동시에 검출하는 방식을 통하여 반도체 기판의 복사온도를 정확히 측정할 수 있게 한다.
도 1은 본 발명에 따른 파장가변 레이저광 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 레이저광 발진수단의 온도에 대한 레이저광의 파장 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 레이저광 발진수단의 온도에 대한 레이저광의 파장을 측정한 그래프의 일 예이다.
도 4는 본 발명에 따른 파장가변 레이저광 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정방법의 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명에 따른 파장가변 레이저광 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정장치의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 파장가변 레이저광 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정장치는, 레이저광 발진수단(100), 광 분할기(beam splitter, 200), 제1 집광수단(300), 제2 집광수단(400), 광 차단수단(500), 광 검출수단 (600), 온도연산수단(700)을 포함할 수 있다.
레이저광 발진수단(100)은 레이저 다이오드(laser diode)나 엘이디(Light Emitting Diode, LED)와 같은 반도체 레이저 소자(150)를 구비하여, 특정한 파장의 레이저광을 발진한다. 레이저광 발진수단(100)에서 발진되는 레이저광은 940~960nm(바람직하게는, 950nm) 또는 640~660nm(바람직하게는, 650nm)의 파장을 갖는다. 레이저광 발진수단(100)은 펠티어 소자(150)로 둘러싸여 있도록 하여, 레이저광 발진수단(100)에서 발생하는 열을 식히도록 할 수 있다. 종래에는 2대의 레이저광 발진수단(100)을 사용하여 온도연산시 정확성이 떨어졌으며 각각의 레이저광 발진수단(100)의 오차를 보정하여야 했으나, 본 발명에서는 1대의 레이저광 발진수단(100)을 사용하므로 온도연산시 보다 정확하고, 각각의 레이저광 발진수단(100)의 오차를 보정할 필요가 없다.
광 분할기(200)는 레이저광 발진수단(100)이 발진한 레이저광을 통과시킨다. 광 분할기(200)는 하나의 광선을 2개로 나누어 각각을 다른 방향으로 보내는 데 사용하거나 2개의 광선을 합쳐 다른 방향으로 보내는 데 사용하는 장치인데, 본 발명에서는 광 분할기(200)를 통과한 레이저광과 광 분할기(200)에서 반사된 레이저광이 모두 사용되었다. 즉, 제1 집광수단(300)로 들어오는 레이저광은 광 분할기(200)를 통과한 레이저광이고, 제2 집광수단(400)로 들어오는 레이저광은 광 분할기(200)에서 반사된 레이저광이다.
제1 집광수단(300)은 광 분할기(200)가 통과시킨 레이저광을 집광하여 반도체 기판(50)에 조사되게 하고, 반도체 기판(50)에서 발생된 열복사광을 수집하여 광 분할기(200)에 반사시킨다. 이때, 제1 집광수단(300)에 의해 집광된 레이저광을 반도체 기판(50)에 조사하여 복사율을 계산하고, 특정한 온도를 갖는 반도체 기판(50)에서는 열복사에너지를 갖는 열복사광이 발생한다. 이러한 열복사광은 제1 집광수단(300)으로 수집된다. 제1 집광수단(300)은 바람직하게는 렌즈로 형성될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 집광렌즈로 형성될 수 있다.
제2 집광수단(400)은 광 분할기(200)가 반사시킨 열복사광을 집광한다. 제2 집광수단(400)은 제1 집광수단(300)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 제1 집광수단(300)과 제2 집광수단(400)은 모두 들어오는 광을 한 곳으로 모아주는 역할을 한다.
광 검출수단(600)은 제2 집광수단(400)이 집광한 열복사광의 신호로부터, 특정한 파장의 열복사광의 신호를 검출한다. 광 검출수단(600)은 포토 다이오드를 포함한다.
온도연산수단(700)은 레이저광 발진수단(100)이 2개의 특정한 파장의 레이저광을 각각 발진하도록 레이저광 발진수단(100)의 온도를 제어하고, 레이저광 발진수단(100)이 발진한 2개의 특정한 파장의 레이저광에 대하여 광 검출수단(600)이 검출한 열복사광의 신호를 이용하여 반도체 기판(50)의 온도를 연산한다.
구체적으로 설명하면, 온도연산수단(700)은 광 검출수단(600)으로부터 2개의 특정한 파장의 레이저광으로 인한 열복사광의 신호를 수신하여 열복사광의 신호에 대응하는 온도를 연산한다. 바람직하게는, 온도연산수단(700)은 특정 알고리즘을 이용하여 열복사광의 신호에 매핑되는 온도를 연산한다. 온도연산시에는 다음의 수학식 1 내지 수학식 6을 이용하여 반도체 기판(50)의 온도를 연산할 수 있다.
파장이 λl인 레이저광의 세기를 변조하여 조사할 때, 발생하는 온도변조에 의한 파장 λt에서 검출되는 광 검출기의 광전류 세기(
Figure 112010039889721-pat00001
)는 하기의 수학식 1과 같이 표현된다.
Figure 112010039889721-pat00002
여기서, Cl은 반도체 기판(50)에 레이저광을 조사하는 제1 집광수단(300)과 반도체 기판(50) 사이의 레이저광 투과율이고, Pl은 레이저광 출력, Rt는 광 검출수단의 감응도(responsivity), △λt는 광 검출수단(600)의 파장 선폭, Lo(l,T)는 흑체의 분광복사 휘도(spectral radiance), ε은 반도체 기판(50)의 복사율, Ω는 제1 집광수단(300)이 바라보는 입체각이다. 아래 첨자 l은 레이저광의 파장에 해당하는 양이고, t는 복사에너지의 파장에 해당하는 양이다. Gl(t)는 반도체 기판(50)의 열적 응답과 레이저광 세기의 공간분포의 포갬(convolution)으로 표현되는 함수이며, 파장이 다른 2개의 레이저광의 여기로 발생하는 함수들의 비는 수학식 2와 같이 일정하다(constant).
Figure 112010039889721-pat00003
반 무한공간을 점유하는 불투명 시편에 대해서는, 수학식 3이 적용된다.
Figure 112010039889721-pat00004
여기서, K는 열전도도이고, ω는 레이저의 변조 주파수이고, D는 반도체 기판(50)의 열확산도(thermal diffusivity)이다. 따라서, 본 발명에 따른 온도측정장치는 어떤 제한적인 조건을 만족할 경우, 반도체 기판(50)의 열확산도를 측정할 수 있는 장치로 변형이 가능하다는 것을 짐작할 수 있다.
2개의 파장이 다른 레이저광과 이 파장과 같은 대역을 사용하는 이색 복사온도계를 사용하여, 여기 파장과 측정파장 대역을 다르게 하여 얻어지는 2개의 열 여기 신호의 비는 수학식 3을 사용하면 다음의 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112010039889721-pat00005
어떤 온도에서 비례상수를 결정하면, 다른 온도에서 열역학적 온도측정이 가능하게 된다. 분광복사 휘도에 대하여 플랑크(Planck)의 분포함수를 빈(Wien)의 분포 함수로 가정하면, 수학식 5와 같다.
Figure 112010039889721-pat00006
그리고, 신호의 비로 표현되는 온도매개 g(T)는 수학식 6을 만족한다.
Figure 112010039889721-pat00007
광 차단수단(500)은 반도체 기판(50)에서 산란된 레이저광이 광 검출수단(600)으로 들어가는 것을 차단하기 위해 추가적으로 설치될 수 있다. 레이저광 발진수단(100)에서 발진되는 여기 레이저 중 하나의 여기 레이저가 반도체 기판(50)에 조사될 때, 반도체 기판(50)의 표면에서 산란된 레이저광으로 인해 광 검출수단(600)이 포화될 수 있다.
이와 같은 포화현상이 생기는 것을 방지하기 위해 광 검출수단(600)의 전단에 광 차단수단(500)을 설치하는 것이 바람직하다. 이와 같은 이유는, 하나의 여기 레이저의 동작시 반도체 기판(50)의 표면으로부터 레이저광이 산란되어 광 검출수단(600)으로 입사되어 포화상태가 되면 광 검출수단(600)이 파손될 우려가 있기 때문이다. 따라서, 이를 방지하기 위하여, 광 검출수단(600)의 전단에 각각 광 차단수단(500)이 설치되는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명에 따른 레이저광 발진수단의 온도에 대한 레이저광의 파장 그래프이다. 도 2를 참조하면, 레이저광 발진수단의 온도가 증가함에 따라 레이저광의 파장도 증가함을 알 수 있다. 즉, 레이저광 발진수단의 온도와 레이저광의 파장은 일차함수 형태의 관계를 갖는데, 레이저광 발진수단의 특정한 온도에서 레이저광의 파장을 알 수 있으므로, 원하는 레이저광의 파장으로 레이저광을 발진시키기 위해서 제어하여야 할 레이저광 발진수단의 온도를 알 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 레이저광 발진수단의 온도에 대한 레이저광의 파장을 측정한 그래프의 일 예이다. 도 3을 참조하면, 레이저광 발진수단의 온도가 20, 30, 40, 50, 60, 70(℃)일 경우의 레이저광의 파장을 나타내고 있다. 이때, 측정값을 점으로 찍어 직선으로 연결해보면, 다음의 수학식 7과 같다.
Figure 112010039889721-pat00008
여기서,
Figure 112010039889721-pat00009
(nm)는 레이저광의 파장, T(℃)는 레이저광 발진수단의 온도이다. 만약, 히트싱크(heat sink)의 온도가 50℃이고 레이저 구동전류가 1.2A일 때 레이저광의 파장이 레이저광의 파장이 951.9nm인 경우(많은 실험을 통하여 테이블화한 표를 통하여 알 수 있으나 ), 수학식 7을 통하여 레이저광 발진수단의 온도는 55.9℃임을 알 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 파장가변 레이저광 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정방법의 흐름도이다. 도 4를 도 1과 함께 살펴보기로 한다.
먼저, 온도연산수단(700)에서 레이저광 발진수단(100)이 2개의 특정한 파장의 레이저광을 각각 발진하도록 레이저광 발진수단(100)의 온도를 제어한다(S100). 종래에는 2대의 레이저광 발진수단(100)을 사용하여 온도연산시 정확성이 떨어졌으며 각각의 레이저광 발진수단(100)의 오차를 보정하여야 했으나, 본 발명에서는 1대의 레이저광 발진수단(100)을 사용하므로 온도연산시 보다 정확하고, 각각의 레이저광 발진수단(100)의 오차를 보정할 필요가 없다.
S100 단계 이후, 레이저광 발진수단(100)에서 특정한 파장의 레이저광을 발진한다(S200). 레이저광 발진수단(100)에서 발진되는 레이저광은 940~960nm(바람직하게는, 950nm) 또는 640~660nm(바람직하게는, 650nm)의 파장을 갖도록 할 수 있다.
S200 단계 이후, 광 분할기(200)에서 레이저광 발진수단(100)이 발진한 레이저광을 통과시킨다(S300). 광 분할기(200)는 하나의 광선을 2개로 나누어 각각을 다른 방향으로 보내는 데 사용하거나 2개의 광선을 합쳐 다른 방향으로 보내는 데 사용하는 장치인데, 광 분할기(200)를 통과한 레이저광은 제1 집광수단(300)으로 들어오는 레이저광이다.
S300 단계 이후, 제1 집광수단(300)에서 광 분할기(200)가 통과시킨 레이저광을 집광하여 반도체 기판(50)에 조사되게 한다(S400). 제1 집광수단(300)에 의해 집광된 레이저광이 반도체 기판(50)에 조사될 때, 반도체 기판(50)에는 열복사에너지를 갖는 열복사광이 발생한다. 이러한 열복사광은 제1 집광수단(300)으로 수집된다.
S400 단계 이후, 반도체 기판(50)에서 발생된 열복사광을 수집하여 광 분할기(200)에 반사시킨다(S500).
S500 단계 이후, 제2 집광수단(400)에서 광 분할기(100)가 반사시킨 열복사광을 집광한다(S600). S200 단계의 경우와는 달리, 제2 집광렌즈(400)로 들어오는 레이저광은 광 분할기(200)에서 반사된 레이저광이다.
S600 단계 이후, 광 검출수단(600)에서 제2 집광수단(400)이 집광한 열복사광의 신호로부터, 특정한 파장의 열복사광의 신호를 검출한다(S700).
S700 단계 이후, 온도연산수단(700)에서 레이저광 발진수단(100)이 발진한 2개의 특정한 파장의 레이저광에 대하여 광 검출수단(600)이 검출한 열복사광의 신호를 이용하여 반도체 기판(50)의 온도를 연산한다(S800). 구체적으로 설명하면, 온도연산수단(700)은 광 검출수단(600)으로부터 2개의 특정한 파장의 레이저광으로 인한 열복사광의 신호를 수신하여 열복사광의 신호에 대응하는 온도를 연산한다. 바람직하게는, 온도연산수단(700)은 특정 알고리즘을 이용하여 열복사광의 신호에 매핑되는 온도를 연산한다. 온도연산시에는 반도체 기판(50)의 온도를 연산할 수 있는데, 수학식 1 내지 수학식 6을 통하여 살펴본 바와 같다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
50 : 반도체 기판 100 : 레이저광 발진수단
150 : 펠티어 소자 200 : 광 분할기
300 : 제1 집광수단 400 : 제2 집광수단
500 : 광 차단수단 600 : 광 검출수단
700 : 온도연산수단

Claims (7)

  1. 특정한 파장의 레이저광을 발진하며 파장 가변이 가능한 레이저광 발진수단;
    상기 레이저광 발진수단이 발진한 다수파장의 레이저광을 반사되어 들어오는 레이저광과 분할하여 선택적으로 보내는 광 분할기;
    상기 광 분할기에서 통과된 레이저광을 집광하여 반도체 기판에 조사되게 하고, 상기 반도체 기판에 조사된 광에 의해 발생된 열복사광을 집광하여 상기 광 분할기로 집광된 광을 통과시키는 제1 집광수단;
    상기 제1 집광수단에서 집광되어 통과되고 광 분할기에서 반사된 열복사광을 집광하는 제2 집광수단;
    상기 제2 집광수단이 집광한 상기 열복사광의 신호로부터, 특정한 파장의 열복사광의 신호를 검출하는 광 검출수단; 및
    파장가변이 가능한 상기 레이저광 발진수단이 2개의 특정한 파장의 레이저광을 각각 발진하도록 상기 레이저광 발진수단의 온도를 제어하고, 파장 가변이 가능한 상기 레이저광 발진수단이 발진한 2개의 특정한 파장의 레이저광에 대하여 상기 광 검출수단이 검출한 열복사광의 신호를 이용하여 상기 반도체 기판의 온도를 연산하는 온도연산수단;
    을 포함하는 파장가변 레이저광 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이저광 발진수단은 다이오드 레이저 또는 엘이디를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장가변 레이저광 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 레이저광 발진수단은 펠티어 소자로 둘러싸인 것을 특징으로 하는 파장가변 레이저광 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 레이저광 발진수단은 940~960nm 또는 640~660nm 파장의 레이저광을 발진하는 것을 특징으로 하는 파장가변 레이저 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 집광수단 및 제2 집광수단은 집광렌즈인 것을 특징으로 하는 파장가변 레이저 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 기판에서 산란된 레이저광이 상기 광 검출수단으로 들어가는 것을 차단하는 광 차단수단을 더 포함하는 파장가변 레이저 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정장치.
  7. 온도연산수단에서 레이저광 발진수단이 2개의 특정한 파장의 레이저광을 각각 발진하도록하며 파장 가변이 가능한 상기 레이저광 발진수단의 온도를 제어하는 단계;
    상기 레이저광 발진수단에서 특정한 파장의 레이저광을 발진하는 단계;
    광 분할기에서 상기 레이저광 발진수단이 발진한 다수 파장의 레이저광을 반사되어 들어오는 레이저광과 분할하여 선택적으로 보내는 단계;
    제1 집광수단에서 상기 광 분할기가 선택적으로 보낸 레이저광을 집광하여 반도체 기판에 조사되게 하고, 상기 반도체 기판에 조사된 광에 의해 발생된 열복사광을 집광하여 상기 광 분할기로 집광된 광을 통과시키는 단계;
    제2 집광수단에서 상기 제1 집광수단에서 집광되어 통과되고 광 분할기에서 반사된 상기 열복사광을 집광하는 단계;
    광 검출수단에서 상기 제2 집광수단이 집광한 상기 열복사광의 신호로부터, 특정한 파장의 열복사광의 신호를 검출하는 단계; 및
    온도연산수단에서 파장 가변이 가능한 상기 레이저광 발진수단이 발진한 2개의 특정한 파장의 레이저광에 대하여 상기 광 검출수단이 검출한 열복사광의 신호를 이용하여 상기 반도체 기판의 온도를 연산하는 단계;
    를 포함하는 파장가변 레이저광 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정방법.
KR1020100058882A 2010-06-22 2010-06-22 파장가변 레이저광 발진수단을 이용한 다중파장 복사온도 측정장치 및 측정방법 KR101093576B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5612538A (en) 1995-01-17 1997-03-18 The Regents Of The University Of California Faraday imaging at high temperatures
US5796107A (en) 1995-08-01 1998-08-18 Dornier Gmbh Infrared modulator
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