KR101321061B1 - 간섭신호의 위상차를 이용한 두께측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간섭신호를 이용한 두께측정방법에 관한 것으로서, 조사부에서 단일한 파장의 레이저 빔을 측정대상물에 조사하는 단계, 조사된 레이저 빔의 일부는 분광부를 통과하며 집속 되어 상기 측정대상물에 조사된 후 반사되고, 일부는 상기 분광부에서 반사된 후 미러에서 반사되는 단계, 상기 측정대상물에서 반사된 레이저 빔과 상기 미러에서 반사된 레이저 빔을 감지하여 경로 차에 의해서 발생된 간섭 신호를 측정하는 단계, 상기 조사부에서 단일한 파장의 레이저 빔을 작업대에 조사하는 단계, 조사된 레이저 빔의 일부는 분광부를 통과하며 집속 되어 상기 작업대에 조사된 후 반사되고, 일부는 상기 분광부에서 반사된 후 미러에서 반사되는 단계, 상기 작업대에서 반사된 레이저 빔과 상기 미러에서 반사된 레이저 빔을 감지하여 경로 차에 의해서 발생된 간섭 신호를 측정하는 단계, 상기 작업대 및 상기 측정대상물에 조사하여 측정된 간섭신호 각각의 최대값에 해당하는 위치를 기준으로 동일한 거리만큼 이격된 위치 구간을 선택하여 해당하는 간섭 신호를 선택하는 단계 및 상기 선택된 위치 구간에서 측정된 간섭신호의 중간값을 선택하여 중간값의 차이를 대비하여 간섭신호의 위상차를 산출하는 단계를 포함하는. 두께를 측정하는 방법이 개시된다.

Description

간섭신호의 위상차를 이용한 두께측정방법{Thickness Measuring Method Using Phase Difference of Interference Signal}

본 발명은 간섭신호를 이용한 두께측정방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 미세한 두께의 측정대상물에 레이저 빔을 조사하여 반사된 레이저 빔의 간섭신호 측정을 통해서 측정대상물의 두께를 측정하는 간섭신호의 위상차를 이용한 두께측정방법에 관한 것이다.

우리 생활에서 반도체를 이용한 제품이 많이 개발되며 이에 따라서 반도체 의 공정에 따른 기술들이 많이 개발되고 있다.

특히, 반도체의 공정에 있어서 사용되는 박막의 두께는 점점 더 얇아지고 있으며, 반도체 공정 및 그 밖의 응용공정 등에서 사용하는 박막의 두께측정에는 다양한 방법이 있다.

그 중에서 광학적 방법은 박막 표면에서 반사광과 하부의 계면으로부터의 반사광들에 의한 간섭현상 또는 광의 위상차를 이용하여 박막의 특성들을 결정하는 것이다. 따라서 이 방법을 이용하면 박막의 두께 및 조도는 물론 광학적 상수도 측정할 수 있다. 탐침을 이용한 기계적인 방법과 비교하여 광학적 측정 방법은 정확도 및 측정 속도가 우수하다.

특히, 박막이 투명하고 광 간섭성을 유지할 수 있다면 어떠한 종류의 시료라도 측정할 수 있으며, 다층 박막 구조라 하더라도 수학적인 계산에 의해 각각의 박막 두께를 측정할 수 있다. 측정 시료의 표면을 손상하지 않으면서 설치가 용이하고 빠른 측정속도로 극히 얇은 막에서부터 두꺼운 막까지의 측정에 용이한 광학적 측정법이 최근에는 주류를 이루고 있는 추세이다.

이는 반도체 생산 공정 기술의 발달에 따라 점점 초 박막화 되어가고 있으며 두께뿐만 아니라 굴절률이나 흡광계수, 반사도 등의 광학상수도 동시에 측정할 필요가 있고, 미세 패턴회로 측정하는 부위의 크기가 작아야 하며 생산에 적용할 수 있도록 전처리 공정 등에서 비파괴적으로 빠른 시간에 측정하려는 방향으로 가고 있는데 이런 요구에 부응할 수 있기 때문이다. 또한 photoregister 등 다양한 물질에 대한 박막 측정 요구도 높아지고 있으며 기판의 종류도 웨이퍼 뿐만 아니라 유리, 금속, 폴리머 등 다양하게 사용되고 있다. 특히 디스플레이 산업에서는 다양한 소재물질에 따른 측정 기술이 요구되고 있는 추세이다.

광학적 측정법으로는 현재 분광 반사 광도계 (spectral reflectrometer)와 엘립소미터(Ellipsometer)가 광범위하게 사용되며, 간섭계를 이용하여 측정하는 기술은 최근에 주목을 받고 있다.

반사광도계는 측정광이 시료의 표면에 수직으로 입사될 때 파장에 따라 박막으로부터 반사되는 빛의 강도를 측정하는 것이다.

엘립소미터는 반사광의 간섭을 해석하는 점에서는 유사하지만, 측정광의 편광상태와 입사각이 다르다.

간섭계를 이용한 방식은 레이저의 평행광을 분광기로 입사하여 상기 분광기에서 2개의 빛살로 나누어 거울에 반사시긴 광과 측정시료의 반사광을 받아 생기는 간섭현상과 빛의 강도를 측정하는 것이다.

이와 같은 방법들 중에서 간섭계를 이용하여 미세한 박막의 두께를 측정하는 방법 및 장치가 다양하게 개발되고 있다.

일반적인 레이저간섭계는 레이저 빔을 조사하는 조사부, 상기 조사부에서 조사된 레이저 빔의 일부를 반사시키고 나머지를 투과시키는 편광렌즈, 상기 편광렌즈를 투과한 레이저 빔이 조사되는 작업대, 상기 편광렌즈에서 반사된 레이저 빔을 다시 반사시키는 반사거울, 및 상기 작업대 및 상기 반사거울로부터 반사된 두 개의 레이저 빔을 감지하여 감지된 레이저 빔의 간섭 신호를 측정하는 측정센서로 구성된다.

그리고 상기 측정센서에서 측정된 간섭 신호를 통해서 상기 작업대에 안착된 측정대상물의 두께를 측정할 수 있다.

하지만, 종래에 개발된 레이저간섭계를 이용하여 미세한 박막의 두께를 측정하는 방법은 조사되는 레이저 빔의 파장에 따라서 분해능이 결정되고, 결정된 분해능에 따라서 미세한 단위의 두께를 측정하지 못하는 경우가 발생하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 종래에 사용되던 간섭신호의 위상차를 이용한 두께측정방법의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 측정대상물에 조사되는 레이저 빔이 반사되어 측정센서에서 간섭 신호가 측정될 때, 측정대상물의 유무에 따라서 측정된 간섭 신호들의 세기가 최대인 지점을 기준으로 동일한 거리만큼 이격된 구간의 중간값을 비교하여 두께를 측정하는 방법을 제공함에 있다.

상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 간섭신호의 위상차를 이용한 두께측정방법에 있어서, 조사부에서 단일한 파장의 레이저 빔을 측정대상물에 조사하는 단계, 조사된 레이저 빔의 일부는 분광부를 통과하며 집속 되어 상기 측정대상물에 조사된 후 반사되고, 일부는 상기 분광부에서 반사된 후 미러에서 반사되는 단계, 상기 측정대상물에서 반사된 레이저 빔과 상기 미러에서 반사된 레이저 빔을 감지하여 경로 차에 의해서 발생된 간섭 신호를 측정하는 단계, 상기 조사부에서 단일한 파장의 레이저 빔을 작업대에 조사하는 단계, 조사된 레이저 빔의 일부는 분광부를 통과하며 집속 되어 상기 작업대에 조사된 후 반사되고, 일부는 상기 분광부에서 반사된 후 미러에서 반사되는 단계, 상기 작업대에서 반사된 레이저 빔과 상기 미러에서 반사된 레이저 빔을 감지하여 경로 차에 의해서 발생된 간섭 신호를 측정하는 단계, 상기 작업대 및 상기 측정대상물에 조사하여 측정된 간섭신호 각각의 최대값에 해당하는 위치를 기준으로 동일한 거리만큼 이격된 위치 구간을 선택하여 해당하는 간섭 신호를 선택하는 단계 및 상기 선택된 위치 구간에서 측정된 간섭신호의 중간값을 선택하여 중간값의 차이를 대비하여 간섭신호의 위상차를 산출하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 선택된 위치 구간에 대응하는 상기 레이저 빔의 입사각 및 상기 측정대상물의 굴절률 값에 따른 기하학적 상관관계에 기초하여, 상기 측정된 간섭신호의 위상차에 해당하는 상기 측정대상물의 두께를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 선택된 위치 구간에서의 간섭신호를 대비하여 간섭신호의 위상차를 산출하는 단계는, 상기 선택된 위치 구간에서 측정된 간섭신호의 중간값을 선택하여 중간값의 차이를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 레이저간섭계에 있어서, 측정대상물의 유무에 따라 측정센서로부터 측정되는 간섭 신호들 각각의 최대값 지점을 측정하고, 각각의 최대지점에서 동일한 거리만큼 이격된 위치구간을 선택하여, 선택된 위치 구간에서 측정된 간섭 신호들을 비교한 후, 이를 이용하여 측정대상물의 두께를 측정함으로써, 측정대상물의 두께측정단위를 조사되는 레이저 빔의 반파장이 아닌 미세한 단위까지 조절이 가능한 효과가 있다.

둘째, 측정대상물에서 반사되어 측정된 간섭신호의 최대값 지점과 작업대에서 반사되어 측정된 간섭신호의 최대값 지점을 일치시키도록 조절함으로써, 최대값 지점으로부터 소정거리 이격 된 위치구간의 비교가 편리해질 뿐만 아니라 오차범위도 줄어드는 효과가 있다.

셋째, 측정대상물의 유무에 따라 측정된 간섭신호 중에서 선택된 위치 구간의 간섭 신호에 따른 위상차이를 비교할 때, 선택된 위치 구간의 간섭 신호들의 중간값을 측정하여 중간값을 서로 비교함으로써, 보다 신속하게 측정대상물의 두께측정 결과를 알 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저간섭계의 개략적인 구성을 나타낸 사시도;
도 2는 도 1의 레이저간섭계에서 레이저 빔의 조사에 의해 간섭 신호가 생기는 과정을 나타낸 도면;
도 3은 도 2의 집속렌즈에 의해 측정센서에서 측정되는 간섭신호의 발생과정을 미시적으로 나타낸 도면;
도 4는 도 3의 집속렌즈를 통과한 각각의 레이저에 따라 상기 측정센서에서 측정되는 레이저 빔에 간섭이 발생하는 것을 나타낸 도면;
도 5는 도 3의 집속렌즈를 통과한 레이저 빔이 측정대상물을 투과하여 반사되는 상태를 나타낸 도면;
도 6은 도 3의 측정대상물의 유무에 따라서 상기 측정센서에서 측정되는 간섭 신호를 나타낸 도면;
도 7은 도 6의 과정에 의해 측정대상물의 유무에 따라 측정된 간섭 신호를 나타낸 도면;
도 8은 도 6의 각각의 간섭 신호에 따라 선택된 위치 구간의 간섭 신호를 나타낸 도면; 및
도 9는 도 8의 선택된 위치 구간에서의 간섭신호의 중간값을 구하는 무게중심법에 대해서 나타낸 도면이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 간섭신호의 위상차를 이용한 두께측정방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정형태로 한정하려는 것이 아니라 본 실시예를 통해서 좀더 명확한 이해를 돕기 위함이다.

또한, 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 레이저간섭계의 개략적인 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저간섭계의 개략적인 구성을 나타낸 사시도이고 도 2는 도 1의 레이저간섭계에서 레이저 빔의 조사에 의해 간섭 신호가 생기는 과정을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 레이저간섭계는 크게 조사부(100), 분광부(200), 작업대(500), 집속렌즈(600), 미러(300) 및 측정센서(400)로 구성된다.

상기 조사부(100)는 레이저 빔을 조사하는 레이저다이오드(110) 및 지향렌즈(120)로 구성된다.

상기 레이저다이오드(110)는 전력을 인가받아 선택적으로 단일한 파장을 가지는 레이저 빔을 전방으로 조사하여 조사한다.

상기 지향렌즈(120)는 상기 전자총에 의해 조사되는 레이저 빔의 경로상에 배치되며, 조사되는 레이저 빔이 소정굵기를 가지고 동일한 방향으로 지향성을 가지도록 한다.

상기 분광부(200)는 상기 조사부(100)에서 조사되는 레이저 빔의 이동경로상에 구비되며 소정각도 경사지도록 배치된다. 그래서 상기 조사부(100)로부터 조사된 레이저 빔이 상기 분광부(200)에 닿으면, 레이저 빔의 일부는 상기 분광부(200)를 통과하여 진행방향을 따라 지속적으로 조사되며, 나머지 일부는 반사되어 측면으로 향하게 된다.

상기 작업대(500)는 상기 조사부(100)에서 조사되는 레이저 빔의 진행방향에 배치되며, 일면에 측정대상물(T)을 안착시켜 상기 조사부(100)로부터 조사되는 레이저 빔이 상기 측정대상물(T)에 조사되도록 구성된다. 여기서, 상기 작업대(500)의 일면은 조사되는 레이저 빔이 반사되도록 구성된다.

상기 집속렌즈(600)는, 상기 조사부(100)에서 조사되는 레이저 빔이 상기 분광부(200)를 투과하여 진행하는 방향에 배치되며, 상기 지향렌즈(120)를 통해 소정 굵기를 가지고 조사되는 레이저 빔을 상기 작업대(500) 또는 상기 측정대상물(T)에 초점이 맞도록 집속 시킨다.

상기 집속렌즈(600)를 통과하면서 조사되는 레이저 빔의 중심부와 중심부로부터 외측에 위치한 레이저 빔이 한 지점으로 집속 된다. 여기서, 상기 집속렌즈(600)는 상기 작업대(500) 또는 상기 측정대상물(T)과의 이격 된 거리에 따라서 레이저 빔의 집속 지점이 조절되도록 한다.

상기 집속렌즈(600)에 의해서 집속 되는 레이저 빔의 형태 및 이동경로에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.

상기 미러(300)는 상기 분광부(200)에서 반사되는 레이저 빔의 이동방향에 배치되며, 상기 조사부(100)에서 조사되는 레이저 빔의 일부가 상기 분광부(200)에 의해서 상기 미러(300)방향으로 반사되고 반사된 레이저 빔을 다시 상기 분광부(200) 방향으로 되돌아가도록 반사한다. 이는, 상기 미러(300)를 통해서 반사되는 레이저 빔이 상기 작업대(500) 또는 상기 측정대상물(T)에 조사된 후 반사되는 레이저 빔과 만나서 간섭을 일으킴으로써 상기 측정센서(400)에서 그 간섭 신호를 측정할 수 있도록 한다.

그리고 상기 미러(300)가 5-30도정도 각을 주어 틀어지도록 설계할 수 있으며, 이는 상기 측정센서(400)에서 감지되는 레이저 빔이 측정에 필요한 간섭 신호를 효과적으로 만들 수 있도록 한다. 상기 미러(300)가 경사각을 가지도록 함으로써 발생하는 효과는 도 6을 참조하여 후술한다.

상기 측정센서(400)는 상기 미러(300)에서 반사되는 레이저 빔이 상기 분광부(200)를 투과하여 진행하는 방향에 배치되며, 상기 미러(300)에서 반사된 레이저 빔과 상기 작업대(500) 또는 상기 측정대상물(T)에 조사된 후 반사되는 레이저 빔을 감지하여 두 레이저 빔의 간섭에 의해서 발생된 간섭 신호를 측정할 수 있다.

상기 측정센서(400)는 일반적으로 사용되는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)센서가 사용될 수 있다.

이와 같이 구성된 레이저간섭계를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 상기 측정대상물(T)의 두께를 측정할 수 있다.

다음으로, 도 2를 참조하여 상기 레이저간섭계에서 레이저 빔의 조사에 의해 이동하는 레이저 빔의 경로에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 레이저다이오드(110)에서 상기 작업대(500) 방향으로 레이저 빔을 조사한다. 조사된 레이저 빔은 경로상에 구비된 상기 분광부(200)를 경유하며, 조사된 레이저 빔의 일부는 상기 분광부(200)에서 상기 미러(300)방향으로 반사되고 나머지는 상기 분광부(200)를 투과하여 상기 작업대(500)로 향하게 된다.

이때, 상기 레이저다이오드(110)와 상기 분광부(200) 사이에 배치된 상기 지향렌즈(120)에 의해서 상기 레이저다이오드(110)에서 조사되는 레이저 빔이 소정굵기를 가지며 동일한 방향으로 평행하게 조사된다.

이와 같이, 상기 분광부(200)에 의해서 상기 레이저다이오드(110)에서 조사되는 레이저 빔의 일부는 상기 미러(300)방향으로 반사되고 다시 상기 미러(300)에서 반사되어 상기 분광부(200)를 투과한 후 상기 측정센서(400)로 향하게 된다.

이와 함께, 상기 레이저다이오드(110)에서 조사되는 레이저 빔 중에서 상기 미러(300)방향으로 반사되지 않고 상기 분광부(200)를 투과한 레이저 빔은 상기 작업대(500) 방향으로 향하게 된다. 상기 작업대(500)방향으로 향한 레이저 빔은 상기 작업대(500)에서 반사되어 다시 상기 분광부(200) 방향으로 이동한 후 상기 분광부(200)에서 상기 측정센서(400) 방향으로 반사된다.

이와 같이, 상기 미러(300)에서 반사된 레이저 빔과 상기 작업대(500)에서 반사된 레이저 빔은 상기 측정센서로 향하게 된다. 여기서, 각각의 레이저 빔은 서로 간섭을 일으키게 되며, 상기 측정센서(400)에서는 간섭이 일어난 레이저 빔을 감지하여 간섭 신호를 측정하게 된다.

즉, 상기 분광부(200)에 의해 분광되는 레이저 빔 각각의 이동경로에 따른 간섭을 이용하여 상기 측정센서(400)에서 측정되는 간섭 신호를 통해 상기 측정대상물(T)의 두께를 측정할 수 있다.

한편, 도면에 도시되지는 않았지만 상기 레이저간섭계와 상기 측정대상물(T)과의 거리를 조절할 수 있도록 별도의 승하강모듈(미도시)을 구비할 수 있다.

상기 레이저간섭계에서 조사되는 레이저 빔이 상기 측정대상물(T)에 조사될 때, 상기 집속렌즈(600)를 통과하며 집속 된다. 이때, 레이저 빔이 집속 되는 집속지점이 상기 측정대상물(T)의 상부나 하부가 되는 경우, 상기 측정센서(400)에서 측정되는 레이저 빔의 간섭 신호가 명확하게 나타나지 않을 수 있다.

그래서 상기 승하강모듈을 구비함으로써, 상기 레이저간섭계와 상기 측정대상물(T)과의 거리를 선택적으로 조절하여 조사되는 레이저 빔의 초점이 알맞도록 조절할 수 있다.

이때, 상기 레이저간섭계와 상기 측정대상물(T)과의 거리를 조절하는 방법은, 상기 측정대상물(T)이 상기 레이저간섭계의 연직방향을 따라 승하강이 되도록 할 수 있고 상기 레이저간섭계가 상기 측정대상물(T)의 상부에서 연직방향을 따라 승하강이 되도록 할 수 있다.

이어서, 도 3을 참조하여 상기 레이저간섭계에서 측정되는 간섭신호의 측정 방법에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 도 2의 측정센서(400)에서 측정되는 레이저 빔의 이동경로를 미시적으로 나타낸 도면이다.

상기 조사부(100)로부터 상기 지향렌즈(120)에 의해서 소정굵기를 가지며 조사되는 레이저 빔이 상기 분광부(200)를 경유하여 일부는 투과되고 일부는 상기 미러(300)방향으로 반사된다. 본 실시예에서 조사되는 레이저 빔은 실제로 연속적으로 이루어지지만 편의상 세 개의 영역으로 분리하여 설명한다.

상기 지향렌즈(120)를 통과한 레이저 빔은 중심축을 중심으로 우측방향 외측에서 조사되는 레이저 빔을 제 1레이저(L1), 중심축을 따라 조사되는 레이저 빔을 제 2레이저(L2) 및 중심축을 중심으로 좌측방향 외측에서 조사되는 레이저 빔을 제 3레이저(L3)로 명명한다.

먼저, 상기 제 1레이저(L1)는 상기 지향렌즈(120)를 통과하여 상기 작업대(500) 방향으로 조사된다. 여기서, 상기 제 1레이저(L1)는 조사되는 경로상에 구비된 상기 분광부(200)의 P1지점을 경유하게 되며, 조사되는 상기 제 1레이저(L1)의 일부가 반사되어 상기 미러(300)로 반사되고 상기 제 1레이저(L1)의 나머지는 상기 분광부(200)를 투과하여 조사된다.

그리고 상기 분광부(200)를 투과한 상기 제 1레이저(L1)는 상기 집속렌즈(600)에 의해서 집속 지점인 F지점으로 집속 된다. 이때, 상기 F지점은 상기 작업대(500)의 상면이 되며 조사되는 상기 제 1레이저(L1)는 상기 작업대(500)의 F지점에서 반사된다.

여기서, 상기 제 1레이저(L1)는 상기 F지점에 조사되는 각도가 상기 작업대(500)를 기준으로 수직방향이 아닌 소정각도 경사진 상태로 입사되기 때문에 반사의 법칙에 따라 입사되는 각도와 동일한 각도를 가지고 반대방향으로 반사된다.

상기 F지점에서 반사된 상기 제 1레이저(L1)는 다시 상기 분광부(200) 방향으로 조사되며 상기 분광부(200)의 P3지점에서 반사되어 상기 측정센서(400)로 조사된다.

한편, 상기 분광부(200)의 P1지점에서 반사된 상기 제 1레이저(L1)의 일부는 상기 미러(300)로 반사된다. 상기 미러(300)로 반사된 상기 제 1레이저(L1)는 다시 상기 미러(300)에서 반사되어 다시 상기 분광부(200)로 향하며 상기 분광부(200)의 P1지점을 투과하여 상기 측정센서(400)로 조사된다.

이와 같은 과정을 통해 상기 분광부(200)에서 분광된 각각의 상기 제 1레이저(L1)는 상기 측정센서(400) 측정된다.

여기서, 상기 분광부(200)는 상기 조사부(100)에서 조사되는 레이저 빔과 마찬가지로 연속적으로 구성되어 있지만, 본 발명의 명확한 설명을 위해서 세 곳의 지점(P1, P2, P3)으로 분리하여 나타내었다.

이어서, 상기 제 2레이저(L2)의 이동과정을 살펴보면, 상기 조사부(100)에서 조사되는 레이저 빔의 중심축에 위치하며 상기 분광부(200)의 P2지점에서 일부는 상기 미러(300)로 반사되고 나머지는 상기 분광부(200)의 P2지점을 투과하여 상기 작업대(500)로 조사된다.

상기 분광부(200)를 투과한 상기 제 2레이저(L2)는 상기 집속렌즈(600)를 거쳐 상기 작업대(500)의 집속 지점인 F지점으로 조사된다. 이때, 상기 제 2레이저(L2)는 조사되는 레이저 빔의 중심축에 위치하기 때문에 상기 집속렌즈(600)를 거쳐도 경로가 변하지 않고 상기 작업대(500)에 수직방향으로 조사된다.

상기 작업대(500)의 F지점에 수직으로 조사된 상기 제 2레이저(L2)는 조사된 경로와 동일하게 반사되며, 반사된 상기 제 2레이저(L2)는 상기 분광부(200)의 P2지점에서 반사되어 상기 측정센서(400)로 조사된다.

한편, 상기 분광부(200)의 P2지점에서 상기 미러(300)방향으로 반사된 상기 제 2레이저(L2)의 일부는 상기 미러(300)에서 다시 반사되어 상기 분광부(200)로 향하며 상기 분광부(200)의 P2지점을 투과하여 상기 측정센서(400)로 조사된다.

이와 같은 과정을 통해 상기 분광부(200)에서 분광된 각각의 상기 제 2레이저(L2)는 상기 측정센서(400) 측정된다. 즉, 상기 측정센서(400)는 상기 제 2레이저(L2)가 분광되어 상기 작업대(500)와 상기 미러(300)에서 반사된 후 다시 합쳐짐과 동시에 서로 간섭이 일어난 간섭 신호를 측정하게 된다.

그리고 상기 제 3레이저(L3)의 이동과정을 살펴보면, 상기 조사부(100)에서 조사되는 레이저 빔의 좌측방향 외측에서 조사되며 상기 분광부(200)의 P3지점에서 일부는 상기 미러(300)로 반사되고 나머지는 상기 분광부(200)의 P3지점을 투과하여 상기 작업대(500)로 조사된다.

상기 분광부(200)를 투과한 상기 제 3레이저(L3)는 상기 집속렌즈(600)에 의해서 상기 작업대(500)상에 위치한 집속 지점인 F지점으로 집속 된다. 이때, 상기 제 3레이저(L3)는 상기 집속렌즈(600)에 의해 집속 되는 과정을 통해서 굴절되어 상기 F지점에 조사된다. 상기 F지점은 상기 작업대(500)의 상면이며, 상기 제 3레이저(L3)는 상기 F지점에서 반사된다.

여기서, 상기 제 3레이저(L3)는 상기 F지점에 조사되는 각도가 상기 작업대(500)를 기준으로 숙직방향이 아닌 경사진 상태로 입사되기 때문에 반사의 법칙에 따라 입사되는 각도와 동일한 각도를 가지고 반대방향으로 반사된다.

상기 F지점에서 반사된 상기 제 3레이저(L3)는 다시 상기 분광부(200) 방향으로 조사되며, 상기 분광부(200)의 P1지점에서 반사되어 상기 측정센서(400)로 조사된다.

한편, 상기 분광부(200)의 P3지점에서 반사된 상기 제 3레이저(L3)의 일부는 상기 미러(300)로 반사된다. 상기 미러(300)로 반사된 상기 제 3레이저(L3)는 다시 상기 미러(300)에서 반사되어 다시 상기 분광부(200)로 향하며 상기 분광부(200)의 P3지점을 투과하여 상기 측정센서(400)로 조사된다.

이와 같이, 각각의 상기 제 1레이저(L1) 내지 상기 제 3레이저(L3)는 상기 분광부(200)에서 분리되어 상기 미러(300) 및 상기 작업대(500)에서 반사되어 상기 측정센서(400)에서 측정된다.

여기서, 상기 측정센서(400)를 세 지점으로 분리하여 측정되는 상기 제 1레이저(L1) 내지 제 3레이저(L3)를 살펴보면, 상기 측정센서(400)의 S1지점에서 측정되는 레이저 빔은 상기 제 1레이저(L1) 중에서 상기 분광부(200)의 P1지점에서 상기 미러(300)로 반사된 후 상기 미러(300)에서 반사되어 상기 분광부(200)의 P1지점을 투과한 상기 제 1레이저(L1)의 일부와 상기 제 3레이저(L3) 중에서 상기 분광부(200)의 P3지점을 투과하여 상기 작업대(500)에서 반사된 후 상기 분광부(200)의 P1지점에서 반사되는 상기 제 3레이저(L3)의 일부가 혼합되어 서로 간섭이 일어난 레이저 빔이 측정된다. 즉, 상기 측정센서(400)의 S1지점에서 측정되는 레이저 빔은 상기 측정센서(400)로 조사되기 전에 상기 P1지점을 경유한 레이저가 서로 간섭을 일으킨 간섭 신호가 측정된다.

이와 마찬가지로, 상기 측정센서(400)의 P3지점에서 측정되는 레이저 빔은 상기 제 1레이저(L1) 중에서 상기 분광부(200)의 P3지점에서 상기 미러(300)로 반사된 후 상기 미러(300)에서 반사되어 상기 분광부(200)의 P3지점을 투과한 상기 제 3레이저(L3)의 일부와 상기 제 1레이저(L1) 중에 상기 분광부(200)의 P1지점을 투과하여 상기 작업대(500)에서 반사된 후, 상기 분광부(200)의 P3지점에서 반사되는 상기 제 1레이저(L1)의 일부가 합쳐짐과 동시에 간섭이 일어난 레이저 빔이 측정된다.

또한, 상기 측정센서(400)의 P2지점에서 측정되는 레이저 빔은 상기 제 2레이저(L2)가 상기 분광부(200)의 P2지점에서 분리되어 각각 상기 미러(300) 및 상기 작업대(500)에서 반사된 후 다시 상기 분광부(200)의 P2지점을 투과하거나 반사되어 합쳐짐과 동시에 간접이 일어난 레이저 빔이 측정된다.

이와 같은 과정을 통해서 상기 측정센서(400)에서 레이저 빔의 간섭 신호가 측정된다.

이어서, 도 4를 참조하여 상기 집속렌즈(600)에 의해서 상기 제 1레이저(L1) 내지 상기 제 3레이저(L3) 각각의 경로 차에 따른 레이저 빔의 간섭에 대해서 설명하면 다음과 같다.

도 4는 도 3의 집속렌즈를 통과한 각각의 레이저에 따라 상기 측정센서에서 측정되는 레이저 빔에 간섭이 발생하는 것을 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 상기 집속렌즈(600)를 투과한 상기 제 1레이저(L1) 내지 상기 제 3레이저(L3)는 상기 작업대(500)의 상면에 위치한 집속 지점인 F지점으로 집속 된다.

상기 제 1레이저(L1)는 상기 F지점으로 집속 되기 위해 상기 집속렌즈(600)를 투과하여 좌측으로 굴절되며, 상기 제 3레이저(L3)는 상기 집속렌즈(600)를 투과하여 우측으로 굴절된다. 그리고 상기 제 2레이저(L2)는 레이저 빔의 중심축에 위치하기 때문에 굴절되지 않고 그대로 상기 F지점으로 조사된다.

도 4의 (a)와 같이, 상기 집속렌즈(600)를 통과한 상기 제 1레이저(L1) 내지 상기 제 3레이저(L3) 각각은 상기 작업대(500)의 F지점에 조사된 후 반사의 법칙에 의해 반사된다. 이때, 반사되는 상기 제 1레이저(L1) 및 상기 제 3레이저(L3)가 상기 집속렌즈(600)까지 도달하기 위해서 이동하는 경로가 상기 제 2레이저(L2)가 반사되어 상기 집속렌즈(600)까지 도달하는 경로보다 길어지게 된다.

상기 작업대(500)를 기준으로 연직 상부에 위치한 상기 집속렌즈(600)는 상기 작업대(500)와 평행하기 위치하기 때문에, 상기 작업대(500)에서 수직방향으로 반사되는 상기 제 2레이저(L2)보다 경사지도록 반사되는 상기 제 1레이저(L1) 및 상기 제 3레이저(L3)의 이동경로가 길어지게 되어 같은 상기 제 2레이저(L2)가 최단거리로 상기 집속렌즈(600)에 도달하는 동안 상기 제 1레이저(L1) 및 상기 제 3레이저(L3)는 상기 집속렌즈(600)에 도달하지 못하게 된다.

그래서 상기 제 1레이저(L1) 및 상기 제 3레이저(L3)는 상기 제 2레이저(L2)와 ?A만큼의 경로 차가 발생하게 된다.

이와 같은 이유에 의해서 도 4의 (b)와 같이 상기 측정센서(400)에 측정되는 상기 제 1레이저(L1) 내지 상기 제 3레이저(L3) 각각은 서로 다른 강도를 가지게 된다.

보다 상세하게, 상기 제 1레이저(L1) 내지 상기 제 3레이저(L3)의 동일한 위치에서의 파장을 연결하여 살펴보면 도시된 바와 같이 ?A의 경로 차를 보이며 굴곡진 형태로 나타나게 된다.

이와 같이, 서로 다른 경로 차를 가진 상기 제 1레이저(L1) 내지 상기 제 3레이저(L3) 각각은 상기 측정센서(400)에서 측정되기 전에 상기 미러(300)로부터 반사되는 상기 제 1레이저(L1) 내지 상기 제 3레이저(L3)와 간섭을 일으키고 이에 따라서 간섭이 일어난 레이저 빔이 상기 측정센서(400)에서 측정된다.

여기서, 상기 제 1레이저(L1) 내지 상기 제 3레이저(L3) 각각은 서로 다른 경로 차를 가지기 때문에, 상기 측정센서(400)에서는 보강간섭 및 상쇄간섭에 의해서 서로 강도가 다르고 간격이 일정하지 않은 형태의 간섭 신호가 측정된다.

이와 같이, 서로 세기가 균일하지 않은 형태의 간섭 신호가 측정됨으로써, 상기 제 2레이저(L2)가 측정된 지점이 어느 지점인지 명확하게 구분할 수 있으며, 상기 제 2레이저(L2)가 측정된 지점은 상기 측정대상물(T)의 유무에 상관없이 구분할 수 있기 때문에, 상기 제 2레이저(L2)가 측정된 지점을 기준으로 측정대상물(T)을 교체하면서 상기 측정센서(400)에서 측정되는 간섭 신호를 비교할 수 있다.

여기서, 상기 제 2레이저(L2)는 상기 작업대(500)로 조사되는 레이저 빔의 중심축에 위치하기 때문에 상기 측정대상물(T)의 유무에 상관없이 수직으로 입사되어 이동경로가 최단거리가 되며, 상기 제 2레이저(L2)의 간섭 신호가 측정된 지점이 레이저 빔 전체에서 측정된 간섭신호의 최대값이 될 수 있다.

다음으로, 도 5를 참조하여 상기 집속렌즈(600)를 통과한 레이저 빔이 상기 측정대상물(T)을 투과하여 반사되는 과정에 의해서 상기 측정대상물(T)의 두께를 측정하는 과정에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 도 3의 집속렌즈(600)를 통과한 레이저 빔이 측정대상물(T)을 투과하여 반사되는 상태를 나타낸 도면이다.

도시된 도면을 살펴보면, 상기 측정대상물(T)에 경사지도록 입사된 상기 제 1레이저(L1) 또는 제 3레이저(L3)가 상기 측정대상물(T)의 내부로 침투하면서 굴절이 일어나고 굴절에 의해서 발생되는 이동경로에 따라 상기 측정대상물(T)의 두께를 알 수 있다.

상기 측정대상물(T)의 법선을 기준으로 상기 제 1레이저(L1) 또는 상기 제 3레이저(L3)의 입사각은 α1이고 상기 측정대상물(T)의 내부에서 굴절되어 상기 작업대(500)의 상면에 입사되는 입사각은 α2 이다.

그리고 상기 측정대상물(T)의 굴절률은 n₂이고 상기 측정대상물(T) 외부 매질의 굴절률은 n₁이다. 또한, 상기 측정대상물(T)의 두께는 d로 나타낸다.

상기 제 1레이저(L1) 및 상기 제 3레이저(L3)의 입사각인 α1의 각도로 상기 측정대상물(T)에 조사될 때, 상기 측정대상물(T)에서 굴절되어 상기 측정대상물(T) 내부에서는 α2의 각도로 상기 작업대(500)의 바닥면에 조사된다. α2의 각도로 조사된 상기 제 1레이저(L1) 및 상기 제 3레이저(L3)는 반사의 법칙에 의해서 동일한 각도로 반사되며, 상기 측정대상물(T) 내부에서 반사된 상기 제 1레이저(L1) 및 상기 제 3레이저(L3)는 상기 측정대상물(T)의 외부로 나오면서 다시 굴절되어 진행한다.

하지만, 상기 측정대상물(T)이 존재하지 않는 경우, 상기 제 1레이저(L1) 및 상기 제 3레이저(L3)는 굴절하지 않고 α1의 각도로 입사된 후 상기 작업대(500)의 상면에서 다시 반사된다.

여기서, 상기 측정대상물(T)이 있는 상태에서 상기 제 1레이저(L1) 및 상기 제 3레이저(L3)가 상기 측정대상물(T) 내부에서 굴절되어 이동한 영역과, 상기 측정대상물(T)이 없는 상태에서 상기 제 1레이저(L1) 및 상기 제 3레이저(L3)가 이동한 영역의 이동한 경로는 ?L 만큼의 경로 차이가 발생한다.

이러한 ?L의 경로 차에 의해서 상기 측정센서(400)에서 측정되는 간섭신호의 위상차이가 발생하게 된다.

?L의 경로 차를 측정하게 되면 아래와 같은 수학식 1을 이용하여 상기 측정대상물(T)의 두께인 d를 산출할 수 있다.

이와 같은 수학식 1을 통해서 ?L을 이용하여 상기 측정대상물(T)의 두께를 측정할 수 있다.

다음으로, 도 6을 참조하여 상기 측정대상물(T)의 유무에 따라 상기 측정센서(400)에서 측정되는 레이저 빔의 간섭 신호에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 6은 도 3의 측정대상물(T)의 유무에 따라서 상기 측정센서(400)에서 측정되는 간섭 신호를 나타낸 도면이다.

먼저, 도 6의 (a)는 레이저간섭계에 있어서 상기 작업대에 상기 측정대상물을 구비하지 않고 레이저 빔을 조사한 경우, 상기 측정센서(400)에서 측정된 간섭 신호를 평행파 형태로 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 상기 작업대(500)에 조사되어 반사되는 레이저 빔(L11)과 상기 미러(300)에서 반사되는 레이저 빔(L21)이 서로 간섭을 일으키며, 상기 측정센서(400)에서 간섭이 일어난 레이저 빔의 간섭 신호를 측정한다.

여기서, 상기 미러(300)는 소정각도 경사지도록 구성되어 상기 측정센서(400)로 입사된다. 상기 미러(300)가 소정각도 경사지지 않은 경우, 상기 작업대(500)에서 반사되는 레이저 빔(L11)과 상기 미러(300)에서 반사되는 레이저 빔(L21)이 서로 평행하게 상기 측정센서(400)로 입사되어 간섭신호의 측정이 어렵기 때문에 상기 미러(300)가 소정각도 경사지도록 구성됨으로써, 상기 측정센서(400)에서 측정되는 간섭 신호가 균일하지 않은 형태로 측정된다.

이와 같이, 상기 미러(300)가 소정각도 경사지도록 구성되어 상기 미러(300)에서 반사되는 레이저 빔(L21)과 상기 작업대(500)에서 반사되는 레이저 빔(L11)이 서로 간섭을 일으키며, 간섭에 의해서 상기 측정센서(400)에서 균일하지 않은 이미지를 가진 간섭 신호를 측정한다.

이때, 상기 작업대(500)에서 반사되어 측정되는 레이저 빔 (L11)은 큰 경로 차가 없기 때문에 평행파 형태로 입사된다. 여기서, 실제로는 상기 집속렌즈(600)에 의해 집속 되기 때문에 미세한 경로 차가 발상하게 되지만, 측정결과에 큰 영향을 미치지는 않는다.

한편, 도 6의 (b)를 살펴보면 상기 측정대상물(T)이 있는 경우, 도 5를 참조하여 설명하였듯이 상기 조사부(100)로부터 조사되는 레이저 빔의 중심부와 외측에 위치한 영역이 서로 다른 경로 차를 가지기 때문에 상기 측정대상물(T)에서 반사되는 레이저 빔(L11)은 평행파 형태가 아닌 구면파 형태로 상기 측정센서(400)에 입사된다.

상기 측정센서(400)에서 상기 미러(300)로부터 반사되어 입사되는 레이저 빔(L21)과 상기 측정대상물(T)로부터 반사되어 입사되는 레이저 빔(L11)이 서로 간섭을 일으킨 간섭 신호가 측정된다.

여기서, 상기 미러(300)로부터 반사되어 입사되는 레이저 빔(L21)은 평행파 형태를 이루고 상기 측정대상물(T)로부터 반사되어 입사되는 레이저 빔(L11)은 구면파 형태를 이루어 서로 간섭을 일으킨다. 상기 측정대상물(T)에서 반사되는 레이저 빔(L11)이 구면파 형태가 되면 상기 미러(300)로부터 반사되는 레이저 빔(L21)과 간섭을 일으킬 때, 도 6의 (a)상태에서 측정된 간섭 신호와 다른 간섭 신호가 측정된다.

이를 통해서 상기 측정대상물(T)이 없는 상태에서의 간섭 신호와 상기 측정대상물(T)이 있는 상태에서의 간섭 신호가 서로 다른 형태가 된다. 이와 같이 상기 측정대상물(T)의 유무에 따른 간섭 신호를 비교하여 상기 측정대상물(T)의 두께를 측정하게 된다.

이어서, 도 7 및 도 8을 참조하여 상기 측정센서(400)를 통해서 ?L을 측정하는 과정에 대해서 설명하면 다음과 같다.

도 7은 도 6의 과정에 의해 측정대상물(T)의 유무에 따라 측정된 간섭 신호를 나타낸 도면이고 도 8은 도 6의 각각의 간섭 신호에 따른 선택된 위치 구간의 간섭 신호를 나타낸 도면이다.

먼저, 도 7을 살펴보면 상기 측정대상물(T)이 있는 경우와 없는 경우에 상기 측정센서(400)에서 측정된 간섭 신호를 나타낸 것으로서, 두 개의 이미지가 형태는 비슷하지만 미묘하게 틀린 것을 알 수 있다.

이는 상기 측정대상물(T)의 두께에 따른 레이저 빔의 경로 차이에 의해서 발생된 간섭 신호가 서로 다르기 때문이다.

그래서 두 개의 간섭 신호를 비교함으로써 ?L을 측정할 수 있고 이에 따라서 상기 수학식 1을 이용하여 상기 측정대상물(T)의 두께를 알 수 있다.

한편, 상술한 두 개의 간섭 신호를 통해서 ?L을 측정하는 방법을 도 8을 통해서 살펴보면 다음과 같다.

도 8의 (a)는 측정대상물(T)이 없는 경우 상기 측정센서(400)에서 측정된 간섭 신호고 도 8의 (b)는 측정대상물(T)이 있는 경우 상기 측정센서(400)에서 측정된 간섭 신호다.

도 8의 (a)를 이용하여 상기 제 2레이저(L2)가 측정된 지점인 간섭신호의 최대값을 기준으로 소정거리 떨어진 선택된 위치 구간의 간섭 신호를 측정한다. 이렇게 측정된 선택된 위치 구간의 간섭 신호를 무게중심법을 사용하여 그 중간값을 취하도록 한다. 중간값을 취하는 무게중심법은 도 9를 참조하여 후술하기로 한다.

그리고 도 8의 (b)를 이용하여 상기 제 2레이저(L2)가 측정된 지점인 간섭신호의 최대값을 기준으로 하여 도 8의 (a)와 같이 동일한 거리만큼 떨어진 선택된 위치 구간의 간섭 신호를 측정한다. 이렇게 측정된 선택된 위치 구간의 간섭 신호를 상술한 것과 같은 방식으로 무게중심법을 사용하여 그 중간값을 측정한다.

그래서 도 8의 (a)의 중간값과 도 8의 (b)의 중간값을 서로 비교하여 비교된 중간값의 차이를 측정함으로써 ?L을 측정할 수 있다.

이와 같은 방법을 통해서 측정된 ?L을 이용하여 수학식 1에 의해 상기 측정대상물(T)의 두께 d를 찾을 수 있다.

이와 같은 방법을 통해서 상기 측정대상물(T)의 두께를 측정하면 상기 측정대상물(T)의 표면이 균일하지 않는 경우에도 특정한 영역의 중간값을 취하여 그 두께를 측정할 수 있기 때문에 표면의 균일도에 영향을 받지 않을 뿐만 아니라, ?L의 크기 또한 반파장의 정수배가 분해능이 아닌 nm단위의 분해능을 가질 수 있다.

한편, 상기 측정대상물(T)의 유무 및 상기 측정대상물(T)의 두께나 종류에 따라서 에 따라서 상기 제 2레이저(L2)가 상기 측정센서(400)에서 측정되는 위치가 변경될 수 있다. 상기 제 2레이저(L2)가 상기 측정센서(400)에서 측정되는 위치가 변경되면 상기 측정센서(400)에서 측정된 간섭신호의 최대값이 변경되기 때문에 상기 측정대상물(T)의 두께를 측정하는 대 있어서 문제가 될 수 있다.

그래서 별도의 제어부(미도시)를 구비하여 상기 측정대상물(T)의 유무에 따라 상기 측정센서(400)에서 측정되는 각각의 간섭신호의 최대값을 일치시킬 수 있도록 할 수 있다.

이와 같은 방법을 통해 상기 측정대상물(T)의 두께를 측정하는 전체적인 과정에 대해서 설명하면, 먼저 상기 측정대상물(T)이 없는 상태에서의 간섭 신호를 측정한 후 측정된 간섭신호의 최대값 및 측정된 간섭신호의 최대값에서 소정거리 이격 된 선택된 위치 구간의 간섭 신호를 측정한다.

그리고 상기 작업대(500) 상면에 상기 측정대상물(T)을 안착시켜 레이저 빔을 조사한다. 상기 측정센서(400)에서 측정된 레이저 빔의 간섭 신호를 측정하여 측정된 간섭신호의 최대값과 상기 측정대상물(T)이 없는 상태에서의 선택된 위치 구간과 동일한 거리만큼 이격 된 선택된 위치 구간을 측정한다.

상기 측정대상물(T)이 없는 상태에서 선택된 위치 구간의 간섭 신호를 기준으로 상기 측정대상물(T)이 있는 상태에서 선택된 위치 구간의 간섭 신호를 비교하여 각각의 간섭 신호를 비교한다. 여기서, 각각의 선택된 위치 구간에서 측정된 간섭 신호는 무게중심법을 사용하여 중간값을 검출한 후 각각의 중간값을 비교한다.

다음으로, 도 9를 참조하여 무게중심법에 대해서 설명하면 다음과 같다.

도 9는 도 8의 선택된 위치 구간에서의 간섭신호의 중간값을 구하는 무게중심법에 대해서 나타낸 도면이다.

도시된 도면의 그래프를 살펴보면 x축은 상기 측정센서(400)에서 측정된 간섭 신호를 위치에 따라서 나타낸 것이고, y축은 각각의 위치에서 측정된 간섭신호의 세기를 나타낸 것이다.

도시된 그래프의 형태를 보면, 먼저 x축의 값에 따른 y축의 값은 각각 다르기 때문에, 수학식 2와 같이 측정된 각각의 위치에 따른 간섭신호 세기의 합을 구한 후, 측정된 각각의 위치의 합으로 나누어 중간값을 산출 수 있다.

수학식 2를 이용한 방법으로 상기 측정센서(400)에서 측정된 간섭신호의 최대값을 기준으로 선택된 위치 구간의 중간값을 산출할 수 있다. 여기서, 상기 측정대상물의 유무에 따라서 수학식 2를 통해 구한 중간값들을 서로 비교하여 그 차이인 ?L을 구할 수 있다.

즉, 도시된 그래프에서 무게중심법을 이용하여 중간값을 나타내면 상기 그래프에서 나타난 면적을 모두 합한 후, 그 합한 면적의 중간값을 구하여 그 중심이 되는 지점을 알아내는 것이다.

이와 같이 측정된 각각의 중간값을 비교하여 구한 ?L을 이용하여 상기 수학식 1에 따라 상기 측정대상물(T)의 두께를 산출한다.

이상과 같이 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명한 실시예 외에도 본 발명의 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그러므로 본 실시예는 특정형태로 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 주사부 110: 레이저다이오드
120: 지향렌즈 200: 분광부
300: 미러 400: 측정센서
500: 작업대 600: 집속렌즈
T: 측정대상물

Claims (3)

1. 간섭신호를 이용한 두께측정방법에 있어서,
   조사부에서 단일한 파장의 레이저 빔을 측정대상물에 조사하는 단계;
   조사된 레이저 빔의 일부는 분광부를 통과하며 집속 되어 상기 측정대상물에 조사된 후 반사되고, 일부는 상기 분광부에서 반사된 후 미러에서 반사되는 단계;
   상기 측정대상물에서 반사된 레이저 빔과 상기 미러에서 반사된 레이저 빔을 감지하여 경로 차에 의해서 발생된 간섭 신호를 측정하는 단계;
   상기 조사부에서 단일한 파장의 레이저 빔을 작업대에 조사하는 단계;
   조사된 레이저 빔의 일부는 분광부를 통과하며 집속 되어 상기 작업대에 조사된 후 반사되고, 일부는 상기 분광부에서 반사된 후 미러에서 반사되는 단계;
   상기 작업대에서 반사된 레이저 빔과 상기 미러에서 반사된 레이저 빔을 감지하여 경로 차에 의해서 발생된 간섭 신호를 측정하는 단계;
   상기 작업대 및 상기 측정대상물에 조사하여 측정된 간섭신호 각각의 최대값에 해당하는 위치를 기준으로 동일한 거리만큼 이격된 위치 구간을 선택하여 해당하는 간섭 신호를 선택하는 단계; 및
   상기 선택된 위치 구간에서 측정된 간섭신호의 중간값을 선택하여 중간값의 차이를 대비하여 간섭신호의 위상차를 산출하는 단계;
   를 포함하는 간섭신호의 위상차를 이용한 두께측정방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 선택된 위치 구간에 대응하는 상기 레이저 빔의 입사각 및 상기 측정대상물의 굴절률 값에 따른 기하학적 상관관계에 기초하여, 상기 측정된 간섭신호의 위상차에 해당하는 상기 측정대상물의 두께를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭신호의 위상차를 이용한 두께측정방법.
3. 제 1항에 있어서,
   선택된 위치 구간에서의 간섭신호를 대비하여 간섭신호의 위상차를 산출하는 단계는,
   상기 선택된 위치 구간에서 측정된 간섭신호의 중간값을 선택하여 중간값의 차이를 산출하는 것을 특징으로 하는 간섭신호의 위상차를 이용한 두께측정방법.
   

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