KR101388424B1 - Apparatus for measuring a thickness using digital light processing and method using the same - Google Patents

Apparatus for measuring a thickness using digital light processing and method using the same Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치 및 방법 관한 것이며, 본 발명의 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치 및 방법은 광을 방출하는 광원, 광원으로부터 방출된 광을 반사시키거나 또는 측정대상물에 의하여 반사된 광을 투과시키는 광분할기, 광분할기에 의해 반사된 광을 상기 측정대상물에 집속시키는 렌즈부, 상기 광분할기로부터 투과된 광을 제공받으며, 동시에 상기 측정대상물의 복수개의 위치에서의 두께 측정이 가능하도록 상기 측정대상물의 서로 다른 측정영역으로부터 반사된 광을 서로 다른 광경로를 따라 반사시키는 반사형 광경로 변환부;, 반사형 광경로 변환부로부터 반사되는 광을 분석하여 상기 측정대상물의 두께정보를 획득하는 분광기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 광의 반사를 이용함으로써 광의 손실을 최소화시킬 수 있으며 할 수 있으며 복수개의 측정 영역의 두께를 동시에 측정할 수 있는 [디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치 및 방법이 제공된다.
The present invention relates to a thickness measuring apparatus and method using a digital optical technology, the thickness measuring apparatus and method using a digital optical technology of the present invention by a light source for emitting light, reflecting light emitted from the light source or by a measurement object A light splitter for transmitting the reflected light, a lens unit for focusing the light reflected by the light splitter to the measurement object, the light transmitted from the light splitter is provided, and at the same time the thickness measurement at a plurality of locations of the measurement object A reflection type optical path converting unit for reflecting light reflected from different measuring areas of the measurement object along different optical paths, and analyzing the light reflected from the reflective type optical path converting unit to determine thickness information of the measuring object Characterized in that it comprises a spectrometer to obtain.
Accordingly, the present invention provides a thickness measuring apparatus and method using a digital optical technology capable of minimizing the loss of light by using the reflection of light and capable of simultaneously measuring the thicknesses of a plurality of measurement areas.

Description

디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치 및 방법{APPARATUS FOR MEASURING A THICKNESS USING DIGITAL LIGHT PROCESSING AND METHOD USING THE SAME}Thickness measuring device and method using digital optical technology {APPARATUS FOR MEASURING A THICKNESS USING DIGITAL LIGHT PROCESSING AND METHOD USING THE SAME}

본 발명은 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광분할기로부터 투과된 광을 반사형 광경로 변환부를 통해 반사시켜 광 손실을 최소화하고, 반사각을 조절하여 여러 지점의 두께를 동시에 측정할 수 있는 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thickness measuring apparatus and method using digital optical technology, and more particularly, to reflect light transmitted from the optical splitter through the reflective optical path conversion unit to minimize the light loss, and to adjust the reflection angle of the various points The present invention relates to a thickness measuring apparatus and method using digital optical technology capable of simultaneously measuring thickness.

반도체 공정 및 FPD 공정에서 품질을 결정하는 여러 요인 가운데 박막층의 두께의 제어가 차지하는 비중이 크기 때문에 이를 공정 중에서 직접 모니터링하는 것이 필수적이라고 할 수 있다. '박막층' 이란 기저층 즉, 기판의 표면에 형성시킨 매우 미세한 두께를 가지는 층으로서 일반적으로 두께가 수 ㎚ ~ 수 ㎛ 의 범위를 말한다. 이들 박막층을 특정한 용도로 응용하기 위해서는 박막층의 두께, 조성, 조도 및 기타 물리적, 광학적인 특성을 알 필요가 있다,.It is essential to monitor the thickness of the thin film layer directly in the process, because the control of the thickness of the thin film layer is important among the various factors that determine the quality in the semiconductor process and the FPD process. The term 'thin film layer' refers to a base layer, that is, a layer having a very fine thickness formed on the surface of a substrate, and generally has a thickness ranging from several nm to several μm. In order to apply these thin films to specific applications, it is necessary to know the thickness, composition, roughness and other physical and optical properties of the thin films.

특히, 최근에는 반도체 소자의 집적도를 높이기 위해 기판 위에 초박막층을 다층으로 형성하는 것이 일반적인 추세이다. 이러한 고집적 반도체 소자를 개발하기 위해서는 특성에 커다란 영향을 주는 인자인 박막층의 두께를 포함한 막의 물성을 정확하게 제어해야 한다.In particular, in recent years, in order to increase the degree of integration of semiconductor devices, it is a general trend to form ultra-thin layers on a substrate in multiple layers. In order to develop such a highly integrated semiconductor device, it is necessary to precisely control the physical properties of the film including the thickness of the thin film layer, which is a factor that greatly affects the characteristics.

종래의 두께 측정 장치는 광분할기로부터 투과된 광이 광을 투과시키는 엘시디를 투과한 후에 분광기로 입사시키는 구성을 갖는다..A conventional thickness measuring apparatus has a configuration in which light transmitted from a light splitter passes through an LCD for transmitting light and then enters into a spectrometer.

이러한 종래 발명은 광이 엘시디를 투과함으로써 손실이 발생하게 되어 측정대상물의 두께에 대한 정확한 정보를 획득하지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.This conventional invention may cause a problem that the loss is generated by the light transmitted through the LCD to not obtain accurate information about the thickness of the measurement object.

또한, 측정대상물의 일부에 대한 두께 정보를 획득하고자 할 경우에도 측정대상물 전체에 대하여 두께를 조사해야 하며, 하나의 측정대상물이 각각의 측정 영역마다 박막구조가 상이하다면 복수 회의 측정이 요구되어 측정 시간이 늘어날 수 있는 문제점이 발생한다.In addition, in order to obtain thickness information on a part of the measurement object, the thickness of the entire measurement object should be investigated. If one measurement object has a different thin film structure in each measurement area, a plurality of measurements are required. This may cause a problem.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광의 반사를 이용함으로써 광의 손실을 최소화시킬 수 있는 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the conventional problems, and to provide a thickness measuring apparatus and method using a digital optical technology that can minimize the loss of light by using the reflection of light.

또한, 반사형 광경로 변환부를 제어하여 서로 다른 복수개의 측정 영역으로부터 입사되는 광을 서로 다른 분광기로 입사하게 함으로써 동시에 복수개의 측정 영역의 두께를 측정할 수 있는 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치 및 방법을 제공함에 있다.In addition, the thickness measuring apparatus and method using a digital optical technology that can measure the thickness of the plurality of measurement areas at the same time by controlling the reflective optical path conversion unit to enter the light incident from the plurality of different measurement areas with different spectroscopy. In providing.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 광을 방출하는 광원, 광원으로부터 방출된 광을 반사시키거나 또는 측정대상물에 의하여 반사된 광을 투과시키는 광분할기, 광분할기에 의해 반사된 광을 상기 측정대상물에 집속시키는 렌즈부, 상기 광분할기로부터 투과된 광을 제공받으며, 동시에 상기 측정대상물의 복수개의 위치에서의 두께 측정이 가능하도록 상기 측정대상물의 서로 다른 측정영역으로부터 반사된 광을 서로 다른 광경로를 따라 반사시키는 반사형 광경로 변환부, 반사형 광경로 변환부로부터 반사되는 광을 분석하여 상기 측정대상물의 두께정보를 획득하는 분광기를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치에 의해 달성된다.The object of the present invention is to provide a light source for emitting light, a light splitter for reflecting light emitted from the light source, or a light splitter for transmitting the light reflected by the measurement object, and the light reflected by the light splitter to the measurement object. A lens unit for condensing is provided with light transmitted from the light splitter and simultaneously reflects light reflected from different measurement areas of the measurement object along different optical paths to enable thickness measurement at a plurality of positions of the measurement object. It is achieved by a thickness measuring apparatus using a digital optical technology, characterized in that it comprises a reflecting optical path converting unit for reflecting, a spectrometer for obtaining the thickness information of the measurement object by analyzing the light reflected from the reflective optical path converting unit do.

여기서, 분광기는 복수개로 마련되며, 반사형 광경로 변환부는 측정대상물의 서로 다른 복수개의 측정 영역으로부터 반사되는 광을 각각의 분광기로 반사시키는 것 바람직하다.Here, a plurality of spectroscopes are provided, and the reflective optical path converting unit preferably reflects the light reflected from a plurality of different measurement regions of the measurement object to each spectroscope.

또한, 광분할기로부터 투과된 광을 기준으로 측정대상물의 영상을 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.The display apparatus may further include a display unit configured to display an image of the measurement object based on the light transmitted from the light splitter.

여기서, 표시부는 반사형 광경로 변환부로부터 반사된 광을 입력받아 상기 측정대상물의 영상을 표시하는 것이 바람직하다.Here, the display unit receives the light reflected from the reflective optical path converting unit and displays the image of the measurement object.

또한, 광분할기와 반사형 광경로 변환부 사이의 광 경로 상에 배치되어 광분할기로부터 투과된 광을 반사시키거나 투과시키는 보조 광분할기를 더 포함하며, 표시부는 보조 광분할기로부터 투과된 광을 입력받아 측정 대상물의 영상을 표시할 수 있다.The display apparatus may further include an auxiliary light splitter disposed on an optical path between the light splitter and the reflective optical path converter to reflect or transmit light transmitted from the light splitter, and the display unit may input light transmitted from the auxiliary splitter. The image of the measurement object can be displayed.

여기서, 반사형 광경로 변환부로부터 분광기로 반사되는 광 이외의 광을 흡수하여 제거하는 광 흡수부를 더 포함할 수 있다.The light absorbing unit may further include a light absorbing unit for absorbing and removing light other than the light reflected by the spectroscope from the reflective optical path converting unit.

또한, 제 3항에 기재된 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치를 이용하며, 측정대상물의 이미지를 저장하는 이미지 저장단계, 이미지 저장단계에서 저장된 이미지와 상기 표시부에 표시되는 영상을 비교하여 측정 영역이 표시부에 표시되는지 여부를 판단하는 매칭단계, 서로 다른 복수개의 측정 영역으로부터 반사되는 광이 각각 복수개의 분광기로 반사되도록 반사형 광경로 변환부의 반사각을 조절하는 반사각 조절단계, 분광기에서 획득한 광을 기초로 상기 측정대상물의 두께를 측정하는 두께 측정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법에 의하여 달성된다.In addition, by using the thickness measuring apparatus using the digital optical technology according to claim 3, the image storage step of storing the image of the measurement object, the image stored in the image storage step is compared with the image displayed on the display unit to measure the display area A matching step of determining whether it is displayed on the light source, a reflecting angle adjusting step of adjusting a reflection angle of the reflective optical path conversion unit so that light reflected from a plurality of different measurement areas is reflected by a plurality of spectroscopes, and based on the light obtained by the spectroscope It is achieved by a thickness measuring method comprising a thickness measuring step of measuring the thickness of the measurement object.

또한, 매칭단계는 측정 영역이 표시부에 전부 표시될 때까지 반복 수행되며,측정 영역의 일부만이 표시부에 표시되는 경우 표시부에 표시되는 영상에 측정 영역이 전부 표시되도록 측정대상물을 이동시킨 후 매칭단계를 재수행하는 센터링 단계와 측정 영역이 표시부에 표시되지 않는 경우 측정대상물을 나선방향을 표시부에 측정 영역이 일부 또는 전부 표시될 때까지 이동시킨 후 매칭단계를 재수행하는 측정영역 서치단계를 포함할 수 있다.In addition, the matching step is repeated until all the measurement areas are displayed on the display unit. If only a part of the measurement area is displayed on the display unit, the matching step is performed after moving the measurement object so that all the measurement areas are displayed on the image displayed on the display unit. If the centering step and the measurement area to be re-executed are not displayed on the display unit, the measurement object search step may be performed by moving the measurement object in a spiral direction until some or all of the measurement area is displayed on the display unit, and then performing the matching step again.

여기서, 두께 측정 단계는 분광기로부터 획득한 광의 스펙트럼으로부터 광의 반사도를 측정하는 반사도 측정단계와 측정된 반사도와 이론적 모델링으로 마련된 반사도를 비교하여 가장 유사한 모델링을 검색하는 반사도 비교단계와 반사도 비교단계에서 검색된 모델링에 해당하는 두께값을 출력하는 두께 출력 단계를 포함할 수 있다.Here, the thickness measurement step is a reflection measurement step for measuring the reflectance of the light from the spectrum of light obtained from the spectrometer and the reflectance comparison step for searching the most similar modeling by comparing the measured reflectivity and the reflectance prepared by theoretical modeling modeling searched in the reflectance comparison step It may include a thickness output step for outputting a thickness value corresponding to.

본 발명에 따르면, 광의 반사를 이용함으로써 광의 손실을 최소화하여 측정 효율을 향상시킬 수 있는 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치 및 방법이 제공된다.According to the present invention, there is provided a thickness measuring apparatus and method using digital optical technology that can minimize the loss of light by using the reflection of light to improve the measurement efficiency.

또한, 반사형 광경로 변환부의 극소 거울을 제어하여 서로 다른 측정 영역에서 반사되는 광을 각각의 분광기로 입사시킴으로써 측정 영역들의 박막구조가 상이하더라도 측정 영역들의 두께를 동시에 측정할 수 있다.In addition, by controlling the micromirror of the reflective optical path conversion unit, the light reflected from the different measurement areas is incident to each spectrometer so that the thicknesses of the measurement areas may be simultaneously measured even if the thin film structures of the measurement areas are different.

또한, 표시부를 통해 두께 측정 장치로부터 측정되는 측정대상물의 영상을 시각적으로 확인할 수 있다.In addition, the display unit may visually confirm an image of the measurement object measured from the thickness measuring device.

또한, 광흡수부를 통해 반사형 광경로 변환부로부터 분광기로 반사되는 광 이외의 광을 흡수하여 제거할 수 있다.In addition, the light absorbing unit may absorb and remove light other than the light reflected by the spectrophotometer from the reflective optical path converter.

또한, 측정 범위 내에 측정 영역이 전부 존재하지 않는 경우, 자동적으로 측정 영역이 전부 포함되도록 렌즈부 또는 측정대상물의 위치를 변경하여 측정 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, when all the measurement regions do not exist in the measurement range, the measurement efficiency may be improved by automatically changing the position of the lens unit or the measurement object to include all the measurement regions.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치를 개략적으로 도시한 개념도이고,
도 2는 도 1의 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치에서 반사형 광경로 변환부의 반사각을 변경하는 모습을 개략적으로 도시한 개념도이고,
도 3은 도 1의 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치에서 반사형 광경로 변환부의 일부 영역의 반사각을 변경하여 박막구조가 상이한 2개의 측정 영역에서의 반사도를 측정하는 모습을 개략적으로 도시한 도면으로서, (a)는 디지털 마이크로 미러에서 광이 동시에 3개의 장치로 반사되는 모습을 개략적으로 도시한 개념도이고, (b)는 측정대상물의 모습을 개략적으로 도시한 평면도이고, (c)는 제1 측정영역과 제2 측정영역의 박막구조를 개략적으로 도시한 단면도이고, (d)는 디지털 마이크로 미러에서 각 영역마다 반사도를 달리 제어하는 모습을 개략적으로 도시만 저면도이고, (e)는 박막구조가 상이한 2 영역을 동시에 측정한 후의 반사도 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치를 개략적으로 도시한 개념도이고,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 방법를 개략적으로 도시한 순서도이고,
도 6은 도 5의 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 방법에서 매칭 단계를 개략적으로 도시한 순서도이고,
도 7은 도 6의 측정영역 서치단계에서 측정 영역을 서치하는 방향을 개략적으로 도시한 개념도이다.
1 is a conceptual diagram schematically showing a thickness measuring apparatus using a digital optical technology according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a conceptual diagram schematically illustrating a state in which a reflection angle of a reflective optical path conversion unit is changed in a thickness measuring apparatus using the digital optical technology of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a method of measuring reflectivity in two measurement regions having different thin film structures by changing a reflection angle of a portion of a reflective optical path converter in the thickness measuring apparatus using the digital optical technology of FIG. 1. , (a) is a conceptual diagram schematically showing the reflection of light from the digital micromirror to three devices at the same time, (b) is a plan view schematically showing the appearance of the measurement object, (c) is a first measurement The cross-sectional view schematically showing the thin film structure of the region and the second measurement region, (d) is a bottom view schematically showing the different control of the reflectivity for each region in the digital micromirror, (e) is a thin film structure It is a graph showing a reflectance curve after measuring two different areas simultaneously.
4 is a conceptual diagram schematically showing a thickness measuring apparatus using a digital optical technology according to a second embodiment of the present invention,
5 is a flowchart schematically showing a thickness measuring method using digital optical technology according to the first embodiment of the present invention.
6 is a flowchart schematically showing a matching step in the thickness measurement method using the digital optical technology of FIG.
FIG. 7 is a conceptual diagram schematically illustrating a direction in which a measurement area is searched in the measurement area search step of FIG. 6.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.Prior to the description, components having the same configuration are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment. In other embodiments, configurations different from those of the first embodiment will be described do.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치 및 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a thickness measuring apparatus and method using digital optical technology according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram schematically showing a thickness measuring apparatus using a digital optical technology according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치는 광원(110)과 광분할기(120)와 렌즈부(130)와 반사형 광경로 변환부(140)와 분광기(150)와 표시부(160)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the thickness measuring apparatus using the digital optical technology according to the first embodiment of the present invention includes a light source 110, a light splitter 120, a lens unit 130, and a reflective optical path converter 140. And a spectrometer 150 and a display unit 160.

상기 광원(110)은 측정대상물(105)의 두께를 측정하기 위한 광을 방출하는 것으로서, 할로겐 램프를 포함한 다양한 소스의 램프가 사용될 수 있다. 또한 백색광원으로 구비될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.The light source 110 emits light for measuring the thickness of the measurement object 105, and lamps of various sources including halogen lamps may be used. It may also be provided as a white light source, but is not limited thereto.

상기 광분할기(120)는 광원(110)으로부터 입사되는 광을 반사시켜 후술할 렌즈부(130)로 입사되도록 하거나, 측정대상물(105)로부터 반사되는 광을 투과시킴으로써 후술할 반사형 광경로 변환부(140)로 입사되도록 광 경로를 안내한다. The light splitter 120 reflects light incident from the light source 110 to be incident to the lens unit 130 to be described later, or transmits light reflected from the measurement object 105 to be described later. Guide the light path to be incident on 140.

상기 렌즈부(130)는 광분할기(120)로부터 반사된 광을 측정대상물(105)에 집속시킨다. 렌즈부(130)의 구체적 구성은 주지한 기술이므로 여기서 자세한 설명은 생략한다.The lens unit 130 focuses the light reflected from the light splitter 120 to the measurement object 105. Since the detailed configuration of the lens unit 130 is a well-known technique, a detailed description thereof will be omitted.

상기 반사형 광경로 변환부(140)는 측정대상물(105)의 두께 정보를 가진 광인 광분활기(120)로부터 투과된 광을 반사시켜 후술할 분광기(150) 또는 표시부(160)로 입사되도록 광 경로를 안내한다. 반사형 광경로 변환부(140)에서 반사가 일어나는 표면은 각각 개별적으로 제어가능한 극소의 거울로 구비되어 광의 반사각을 조절가능하다. 본 발명의 제1실시예(100)에 따르면 반사형 광경로 변환부(140)는 디지털 마이크로미러 소자(Digital Micromirror Device: DMD)로 마련되나 이에 제한되는 것은 아니며, 광을 개별적인 영역마다 다른 각도를 갖도록 반사시킬 수 있는 모든 장치가 여기에 포함될 수 있다.The reflective optical path converting unit 140 reflects the light transmitted from the optical splitter 120 which is light having the thickness information of the measurement object 105 to be incident on the spectrometer 150 or the display unit 160 which will be described later. To guide. Surfaces where reflection occurs in the reflective optical path conversion unit 140 are each provided as a micro mirror that can be individually controlled to adjust the reflection angle of the light. According to the first exemplary embodiment 100 of the present invention, the reflective optical path converting unit 140 is provided as a digital micromirror device (DMD), but is not limited thereto. Any device that can be reflected to have can be included here.

도 2는 도 1의 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치에서 반사형 광경로 변환부의 반사각을 변경하는 모습을 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 3은 도 1의 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치에서 반사형 광경로 변환부의 일부 영역의 반사각을 변경하여 박막구조가 상이한 2개의 측정 영역에서의 반사도를 측정하는 모습을 개략적으로 도시한 도면으로 (a)는 디지털 마이크로 미러에서 광이 동시에 3개의 장치로 반사되는 모습을 개략적으로 도시한 개념도이고, (b)는 측정대상물의 모습을 개략적으로 도시한 평면도이고, (c)는 제1 측정영역과 제2 측정영역의 박막구조를 개략적으로 도시한 단면도이고, (d)는 디지털 마이크로 미러에서 각 영역마다 반사도를 달리 제어하는 모습을 개략적으로 도시만 저면도이고, (e)는 박막구조가 상이한 2 영역을 동시에 측정한 후의 반사도 곡선을 나타낸 그래프이다. FIG. 2 is a conceptual view schematically illustrating a state in which a reflection angle of the reflective optical path converter is changed in the thickness measuring apparatus using the digital optical technique of FIG. 1, and FIG. 3 is a reflection in the thickness measuring apparatus using the digital optical technique of FIG. 1. Figure 2 is a schematic view showing the measurement of reflectivity in two measurement areas with different thin film structures by changing the reflection angles of some areas of the fluorescence path converter. (A) In the digital micromirror, light is simultaneously reflected to three devices. (B) is a plan view schematically showing the appearance of the measurement object, (c) is a cross-sectional view schematically showing the thin film structure of the first measurement region and the second measurement region, (d) is a bottom view schematically showing how the reflectivity is controlled differently in each area in the digital micromirror, and (e) is a two-field image having different thin film structures. It is a graph showing a reflectance curve measured after the same time.

다시 설명하면, 반사형 광경로 변환부(140)의 거울의 반사각이 전부 동일하도록 조절할 수도 있으며, 또한 반사형 광경로 변환부(140)의 거울마다 서로 다른 반사각을 갖도록 조절할 수 있다. 특히, 서로 다른 반사각을 갖도록 조절함으로써 측정대상물(105) 상에 측정하고자 하는 서로 다른 복수개의 영역이 존재하더라도 해당 영역에 대응하는 반사형 광경로 변환부(140)의 거울을 조절하여 각각의 분광기(150)로 입사시킬 수 있게 된다. 이로 인해, 측정대상물(105) 상에 존재하는 서로 다른 복수개의 영역마다 박막구조가 상이하더라도 각각의 영역에서 반사되는 광을 별개의 분광기(150)로 분석하게 됨으로써 동시에 측정가능하게 되는 것이다.In other words, the reflection angles of the mirrors of the reflective optical path conversion unit 140 may be adjusted to be the same, and the mirrors of the reflective optical path conversion unit 140 may be adjusted to have different reflection angles. In particular, by adjusting them to have different reflection angles, even if there are a plurality of different areas to be measured on the measurement object 105, the spectrometers may be adjusted by adjusting the mirrors of the reflective light path conversion unit 140 corresponding to the corresponding areas. 150 can be incident. Therefore, even though the thin film structure is different in a plurality of different regions existing on the measurement object 105, the light reflected from each region is analyzed by a separate spectrometer 150, thereby making it possible to measure simultaneously.

상기 분광기(150)는 측정대상물(105)로부터 반사되는 광의 스펙트럼을 검출하는 장치이다. 본 발명의 제1실시예(100)에 따르면 제1 분광기(151)와 제2 분광기(152)를 포함하나 이에 제한되는 것은 아니며 사용자의 필요에 따라 3개 이상의 구성도 가능하다.The spectrometer 150 is a device for detecting the spectrum of light reflected from the measurement object 105. According to the first embodiment 100 of the present invention, the first spectroscope 151 and the second spectroscope 152 include but are not limited thereto, and three or more configurations may be possible according to a user's needs.

도 3 (a)를 참조하면, 제1 분광기(151)는 광이 반사형 광경로 변환부(140)로부터 100°의 반사각을 이루며 반사되는 광 경로상에 배치되며, 제2 분광기(152)는 광이 반사형 광경로 변환부(140)로부터 80°의 반사각을 이루며 반사되는 광 경로상에 배치된다. 다만, 이러한 각도에 제한되는 것은 아니며, 각각의 분광기(150)가 반사형 광경로 변환부(140)로부터 서로 다른 반사각을 이루는 광 경로 상에 배치되면 충분하다.Referring to FIG. 3A, the first spectrometer 151 is disposed on an optical path where light is reflected at a reflection angle of 100 ° from the reflective optical path converter 140, and the second spectroscope 152 is Light is disposed on an optical path that is reflected at an angle of reflection of 80 ° from the reflective optical path converter 140. However, the present invention is not limited to this angle, and it is sufficient that each spectrometer 150 is disposed on an optical path that forms a different reflection angle from the reflective optical path converter 140.

예를 들어, 도면 3 (b)와 같이 측정대상물(105) 상에 존재하는 제1 측정영역(106)과 제2 측정영역(107)을 동시에 측정한다면, 도면 3 (d)와 같이, 제1 측정영역(106)에 대응되는 반사형 광경로 변환부(140) 상의 제1 반사부(141)는 100°의 반사각을 이루도록 제어하며, 제2 측정영역(107)에 대응되는 제2 반사부(142)는 80 °의 반사각을 이루도록 제어하여, 제1 측정영역(106) 및 제1 반사부(141)로부터 반사되는 광은 제1 분광기(151)로 입사되고, 제2 측정영역(107) 및 제2 반사부(142)로부터 반사되는 광은 제2 분광기(152)로 입사된다. 이로 인해, 도 3 (c)와 같이, 제1 측정영역(106)과 제2 측정영역(107)의 박막구조가 상이하다 하더라도, 도 3 (e)와 같이 제1 분광기(151) 및 제2 분광기(152)에서 광의 스펙트럼을 동시에 측정할 수 있기 때문에 동시에 2 영역에서의 두께를 측정할 수 있게 된다.For example, if the first measurement region 106 and the second measurement region 107 that exist on the measurement object 105 as shown in Figure 3 (b) are simultaneously measured, as shown in Figure 3 (d), the first The first reflecting unit 141 on the reflective optical path converting unit 140 corresponding to the measuring region 106 is controlled to achieve a reflection angle of 100 ° and the second reflecting unit corresponding to the second measuring region 107 ( 142 is controlled to achieve a reflection angle of 80 ° so that the light reflected from the first measurement region 106 and the first reflector 141 is incident on the first spectrometer 151, and the second measurement region 107 and Light reflected from the second reflector 142 is incident on the second spectrometer 152. Therefore, even if the thin film structures of the first measurement region 106 and the second measurement region 107 are different as shown in FIG. 3 (c), the first spectroscope 151 and the second spectrometer as shown in FIG. 3 (e). Since the spectrometer 152 can measure the spectrum of light at the same time, it becomes possible to measure the thickness in two areas at the same time.

상기 표시부(160)는 측정대상물(105)에 대한 형상을 촬영하여 외부로 영상을 제공하는 장치이다. 표시부(160)에 의해 촬영되는 영역은 본 발명의 제1실시예(100)에서 두께를 측정하려는 측정 영역과 동일하며, 후술할 매칭단계(S120)에서 표시부(160)에 촬영되는 영역과 측정대상물(105)의 저장된 이미지를 비교하여 측정 영역이 본 발명의 제1실시예(100)의 측정 범위 내에 포함되는지 여부를 판단할 수 있게 된다. The display unit 160 is a device for photographing the shape of the measurement object 105 to provide an image to the outside. The area photographed by the display unit 160 is the same as the measurement area to measure the thickness in the first embodiment 100 of the present invention, and the area photographed by the display unit 160 and the measurement object in the matching step S120 which will be described later. By comparing the stored images of 105, it is possible to determine whether the measurement area is within the measurement range of the first embodiment 100 of the present invention.

광원(110)으로부터 방출되는 광의 광 경로를 기준으로 본 발명의 제1실시예(100)의 배치를 자세히 설명하면, 광은 광원(110)으로부터 방출되어 광분할기(120)에 의해 반사되어 렌즈부(130)를 통과한다. 렌즈부(130)를 통과한 광은 측정대상물(105)에 입사한 후에 반사되어 광분할기(120)를 투과한다. 광분할기(120)로부터 투과된 광은 반사형 광경로 변환부(140)에 입사한 후 반사되어 분광기(150) 또는 표시부(160)로 입사된다.Referring to the arrangement of the first embodiment 100 of the present invention in detail with respect to the light path of the light emitted from the light source 110, the light is emitted from the light source 110 and reflected by the light splitter 120 to provide a lens unit. Pass 130. The light passing through the lens unit 130 is incident on the measurement object 105 and then reflected to pass through the light splitter 120. The light transmitted from the light splitter 120 is incident on the reflective optical path converter 140 and then reflected and incident on the spectrometer 150 or the display 160.

한편, 광분할기(120)와 반사형 광경로 변환부(140) 사이에는 집광 렌즈가 마련되어 광분할기(120)로부터 투과된 광을 집속시켜 반사형 광경로 변환부(140) 측으로 입사시킬 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.Meanwhile, a condenser lens may be provided between the optical splitter 120 and the reflective optical path converter 140 to focus light transmitted from the optical splitter 120 and to enter the reflective optical path converter 140. It is not limited.

또한, 반사형 광경로 변환부(140)와 분광기(150) 사이에는 광 경로를 안내하는 광 파이버 또는 각각의 분광기(150)로 입사되는 광을 집속시키는 집속 렌즈가 마련될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
In addition, an optical fiber for guiding the optical path or a focusing lens for focusing the light incident to each spectrometer 150 may be provided between the reflective optical path converter 140 and the spectroscope 150, but the present disclosure is not limited thereto. no.

지금부터는 상술한 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치의 제1실시예의 작동방법(S100)에 대하여 설명한다.The operation method S100 of the first embodiment of the thickness measurement apparatus using the above-described digital optical technology will now be described.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 방법를 개략적으로 도시한 순서도이고, 도 6은 도 5의 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 방법에서 매칭 단계를 개략적으로 도시한 순서도이고, 도 7은 도 6의 측정영역 서치단계에서 측정 영역을 서치하는 방향을 개략적으로 도시한 개념도이다. 5 is a flowchart schematically showing a thickness measurement method using a digital optical technology according to a first embodiment of the present invention, Figure 6 is a flow chart schematically showing a matching step in the thickness measurement method using a digital optical technology of FIG. 7 is a conceptual diagram schematically illustrating a direction in which the measurement area is searched in the measurement area search step of FIG. 6.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 방법(S100)는 이미지 저장단계(S110)와 매칭단계(S120)와 반사각 조절단계(S130)와 두께 측정 단계(S140)를 포함하며, 이들 과정을 수행함으로써 측정대상물(105)의 두께를 측정할 수 있게 된다.Referring to FIG. 5, the thickness measuring method S100 using the digital optical technology according to the first exemplary embodiment of the present invention may include an image storing step S110, a matching step S120, a reflection angle adjusting step S130, and a thickness measuring step. It includes (S140), it is possible to measure the thickness of the measurement object 105 by performing these processes.

상기 이미지 저장단계(S110)는 측정 영역을 인식하기 위하여 두께 측정을 하기 이전에 측정대상물(105)의 이미지를 저장하는 단계이다. 즉, 측정대상물(105)에서 측정 영역을 포함하는 영역을 광학계로 촬영하여 획득한 이미지 자체를 표준 모델로 저장시켜 놓고, 후술할 매칭단계(S120)에서 활용하게 된다.The image storing step (S110) is a step of storing an image of the measurement object 105 before the thickness measurement to recognize the measurement area. That is, the image itself obtained by capturing the area including the measurement area in the measurement object 105 with the optical system is stored as a standard model, and used in the matching step S120 to be described later.

상기 매칭단계(S120)는 이미지 저장단계(S110)에서 저장된 표준 모델과 표시부(160) 상으로 촬영되는 영상을 비교하여 측정 영역이 본 발명의 제1실시예(100)의 측정 범위 내에 포함되는지 여부를 판단하는 단계이다.The matching step S120 compares the standard model stored in the image storing step S110 with the image photographed on the display unit 160 to determine whether the measurement area is within the measurement range of the first embodiment 100 of the present invention. Determining the steps.

도 6을 참조하면, 매칭단계(S120)는 측정 영역이 표시부(160)에 전부 표시될 때까지 반복 수행되는 것이 바람직하며, 표시부(160)에 측정 영역이 일부만 표시되거나 또는 전혀 표시되지 않는 경우에는 센터링 단계(S121) 또는 측정영역 서치단계(S122)를 수행한다.Referring to FIG. 6, it is preferable that the matching step S120 is repeatedly performed until all the measurement areas are displayed on the display unit 160. In the case where only a part of the measurement area is displayed or no display is performed on the display unit 160. The centering step (S121) or the measurement area search step (S122) is performed.

상기 센터링 단계(S121)는 측정 영역의 일부만이 표시부(160)에 표시되는 경우에 수행되며, 측정 영역이 표시부(160)에 전부 표시되도록 측정대상물(105) 또는 렌즈부(130)의 위치를 이동시키는 단계이다.The centering step (S121) is performed when only a part of the measurement area is displayed on the display unit 160, and the position of the measurement object 105 or the lens unit 130 is moved so that all of the measurement area is displayed on the display unit 160. This is the step.

본 발명의 제1실시예(100)에 따르면, 센터링 단계(S121)는 이미지 저장단계(S110)에서 저장된 표준 모델과 표시부(160)에 표시되는 영상을 비교하여, 현재 측정되는 위치를 계산하고, 계산된 위치값을 이용하여 측정 영역과의 위치 차를 계산하여 측정대상물(105) 또는 렌즈부(130)을 이동시키게 된다. According to the first exemplary embodiment 100 of the present invention, the centering step S121 compares the standard model stored in the image storing step S110 with the image displayed on the display unit 160, and calculates the current measured position. The position difference with the measurement area is calculated using the calculated position value to move the measurement object 105 or the lens unit 130.

도 7을 참조하면, 상기 측정영역 서치단계(S122)는 측정 영역이 표시부(160)에 전혀 표시되지 않는 경우에 수행되며, 이미지 저장단계(S110)에서 저장된 표준 모델을 활용하기 어렵기 때문에 본 과정을 수행하게 된다. Referring to FIG. 7, the measurement area search step S122 is performed when the measurement area is not displayed on the display unit 160 at all, and since the standard model stored in the image storage step S110 is difficult to use, this process is performed. Will be performed.

측정영역 서치단계(S122)는 표시부에 표시되는 영역으로부터 가장 근접한 지역을 나선방향을 따라 측정대상물(105) 또는 렌즈부(130)의 위치를 이동시키며 측정영역을 서치하는 단계이다. 본 발명의 제1실시예(100)에 따르면, 표시부(160)에 측정 영역이 표시되지 않으면 반시계방향을 따라 측정대상물(105) 또는 렌즈부(130)를 이동시키며 영상을 촬영한다. The measurement area search step (S122) is a step of searching for the measurement area by moving the position of the measurement object 105 or the lens unit 130 along the spiral in the region nearest to the area displayed on the display unit. According to the first exemplary embodiment 100 of the present invention, when the measurement region is not displayed on the display unit 160, the measurement object 105 or the lens unit 130 is moved in the counterclockwise direction to take an image.

여기서, 측정 영역의 전부 또는 일부가 표시부(160)에 표시되는 경우까지 반복수행하며, 전부 표시되는 경우에는 반사각 조절단계(S130)을 수행하며 일부 표시되는 경우에는 센터링 단계(S121)를 수행하게 된다.In this case, all or part of the measurement area is repeatedly performed until the display unit 160 is displayed. If all of the measurement areas are displayed, the reflection angle adjustment step S130 is performed, and when the display area is partially displayed, the centering step S121 is performed. .

한편, 측정 영역이 2 영역 이상인 경우에도 상술한 매칭단계(S120)를 동일하게 수행하게 된다. 복수개의 측정 영역이 측정 범위 내에 모두 포함될 수 있다면, 복수개의 측정영역이 측정 범위 내에 모두 포함될 때까지 매칭단계(S120)를 수행하게 되며, 복수개의 측정 영역이 측정 범위 내에 모두 포함될 수 없다면 측정영역마다 개별적으로 매칭단계(S120)를 수행하게 된다. Meanwhile, even when the measurement area is two or more areas, the matching step S120 described above is performed in the same manner. If the plurality of measurement areas can be included in the measurement range, the matching step (S120) is performed until the plurality of measurement areas are all included in the measurement range, and if the plurality of measurement areas cannot be included in all the measurement range for each measurement area The matching step S120 is performed individually.

도 2를 참조하면, 상기 반사각 조절단계(S130)는 측정 영역으로부터 반사되는 광이 분광기(150)로 반사되도록 반사형 광경로 변환부(140)의 반사각을 조절하게 된다. 즉, 반사형 광경로 변환부(140)의 반사각을 100°로 조절하면 제1 분광기(151)로 광이 입사되고, 반사각을 80°로 조절하면 제2 분광기(152)로 광이 입사된다.Referring to FIG. 2, in the reflection angle adjusting step S130, the reflection angle of the reflection type optical path converter 140 is adjusted to reflect the light reflected from the measurement area to the spectrometer 150. That is, when the reflection angle of the reflective optical path conversion unit 140 is adjusted to 100 °, light is incident on the first spectrometer 151, and when the reflection angle is adjusted to 80 °, light is incident on the second spectrometer 152.

또한, 도 3을 참조하면 측정 영역이 2 영역이고 동시에 2개의 분광기(150)로 광을 입사시키는 경우도 마찬가지이다. 상술한 것처럼 반사형 광경로 변환부(140)의 반사면은 무수히 많은 극소 거울을 포함하며, 각각의 거울을 개별적으로 제어가 가능하다. 이를 이용하면, 제1 반사부(141)의 반사각을 100°로 조절하고 제2 반사부(142)의 반사각을 80°로 조절하면 제1 측정영역(106)으로부터 반사되는 광은 제1 분광기(151)로 입사되고, 제2 측정영역(107)으로부터 반사되는 광은 제2 분광기(152)로 입사되는 것이다. 물론, 측정 영역이 2 영역인 경우뿐만 아니라 3개 이상인 경우에도, 분광기(150)를 더 추가하고 반사형 광경로 변환부(140) 일부의 반사각을 제1 반사면(141) 및 제2 반사면의 반사각과 상이한 반사각을 갖도록 형성하여 동시에 두께 측정이 가능하다.In addition, referring to FIG. 3, the same applies to the case where the measurement area is two areas and light is incident on the two spectrometers 150 at the same time. As described above, the reflective surface of the reflective optical path converting unit 140 includes a myriad of small mirrors, and each mirror can be individually controlled. Using this, when the reflection angle of the first reflecting unit 141 is adjusted to 100 ° and the reflection angle of the second reflecting unit 142 is adjusted to 80 °, the light reflected from the first measuring region 106 is first spectrometer ( Light incident to the 151 and reflected from the second measurement region 107 is incident to the second spectrometer 152. Of course, even in the case where the measurement area is two areas as well as three or more areas, the spectrometer 150 is further added, and the reflection angles of a part of the reflective optical path conversion unit 140 are changed to the first reflection surface 141 and the second reflection surface. It is formed to have a different reflection angle and the reflection angle of the thickness can be measured at the same time.

상기 두께 측정 단계(S140)는 분광기(150)로 입사된 광의 스펙트럼을 조사하여 광의 반사도를 측정하고 이를 기초로 측정대상물(105)의 두께를 측정하는 단계이다. 본 발명의 제1실시예(S100)에 따르면 두께 측정 단계(S140)는 반사도 측정단계(S141)와 반사도 비교단계(S142)와 두께 출력 단계(S143)을 포함한다. 다만 두께 측정 단계(S140)가 상술한 단계들로 제한되는 것은 아니다.The thickness measuring step (S140) is a step of measuring the reflectance of light by irradiating the spectrum of light incident on the spectroscope 150 and measuring the thickness of the measurement object 105 based on this. According to the first embodiment S100 of the present invention, the thickness measuring step S140 includes a reflectance measuring step S141, a reflectance comparison step S142, and a thickness output step S143. However, the thickness measuring step S140 is not limited to the above-described steps.

상기 반사도 측정단계(S141)는 분광기로 입사된 광의 스펙트럼을 분석하여 광의 파장별 광량 데이터를 이용하여 측정 영역의 반사도를 계산하게 된다. The reflectivity measuring step (S141) is to analyze the spectrum of the light incident on the spectrometer to calculate the reflectivity of the measurement area using the light amount data for each wavelength of light.

상기 반사도 비교단계(S142)는 반사도 측정단계(S141)에서 획득한 측정 영역의 반사도를 이론적 모델링으로 획득한 반사도와 비교하여 동일하거나 또는 동일한 모델링이 없는 경우 가장 유사한 반사도를 갖는 모델링을 검색하는 단계이다. The reflectivity comparison step (S142) is a step of searching for a model having the most similar reflectivity when comparing the reflectivity of the measurement area obtained in the reflectivity measurement step (S141) with the reflectivity obtained by theoretical modeling. .

상기 두게 출력 단계(S143)는 반사도 비교단계(S142)에서 검색된 모델링에 해당하는 두께 값을 출력하는 단계이다.The thick output step S143 is a step of outputting a thickness value corresponding to the modeling searched in the reflectance comparison step S142.

본 발명의 제1실시예에 따른 두께 측정 방법(S100)은 측정 범위 내에 측정 영역이 포함되도록 매칭단계(S120)를 수행하여, 두께 측정의 정확도를 향상시키며 특히 이를 자동화하는 경우에는 그 효과가 더욱 향상될 수 있을 것이다. In the thickness measurement method S100 according to the first embodiment of the present invention, the matching step S120 is performed to include the measurement area within the measurement range, thereby improving the accuracy of the thickness measurement. Could be improved.

또한, 반사형 광경로 변환부(140)에 포함된 극소 거울 전부의 반사각을 조절하거나 일부의 반사각만을 조절할 수도 있으며, 특히 일부의 반사각만을 조절하는 경우 복수개의 측정 영역의 두께를 동시에 측정할 수 있으므로 측정 시간을 단축시킬 수 있을 것이다.
In addition, the reflection angle of all the micromirrors included in the reflective optical path conversion unit 140 may be adjusted or only some of the reflection angles may be adjusted. In particular, when only some of the reflection angles are adjusted, the thicknesses of the plurality of measurement areas may be simultaneously measured. Measurement time can be shortened.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치 및 방법에 대하여 설명한다. Next, a thickness measuring apparatus and method using a digital optical technology according to a second embodiment of the present invention will be described.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.4 is a conceptual diagram schematically illustrating a thickness measurement apparatus using digital optical technology according to a second embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치(200)는 광원(110)과 광분할기(120)와 렌즈부(130)와 반사형 광경로 변환부(Digital Micromirror Device, 이하 "반사형 광경로 변환부")(140)와 분광기(150)와 표시부(160)와 보조 광분할기(225)와 광흡수부(270)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the thickness measuring apparatus 200 using the digital optical technology according to the second exemplary embodiment of the present invention includes a light source 110, a light splitter 120, a lens unit 130, and a reflective optical path converter. (Digital Micromirror Device, hereinafter referred to as “reflective optical path converting unit”) 140, a spectroscope 150, a display unit 160, an auxiliary light splitter 225, and a light absorbing unit 270.

상기 보조 광분할기(225)는 광분할기(120)와 반사형 광경로 변환부(140) 사이의 광 경로 상에 배치되어 광분할기(120)로부터 투과된 광을 표시부(160) 측으로 반사시키거나, 반사형 광경로 변환부(140) 측으로 투과시키게 된다.The auxiliary splitter 225 is disposed on an optical path between the splitter 120 and the reflective optical path converting unit 140 to reflect the light transmitted from the splitter 120 to the display unit 160. It is transmitted to the reflective optical path conversion unit 140 side.

즉, 제1실시예와는 달리, 보조 광분할기(225)를 배치하여 반사형 광경로 변환부(140)에서 반사되는 광을 표시부(160)로 입사시키는 것이 아니라 보조 광분할기(225)를 통해 광분할기(120)에서 투과된 광을 표시부(160) 측으로 반사시키게 되는 것이다.That is, unlike the first embodiment, the auxiliary light splitter 225 is disposed so that the light reflected by the reflective optical path converter 140 is not incident on the display unit 160, but through the auxiliary light splitter 225. The light transmitted from the light splitter 120 is reflected to the display unit 160.

상기 표시부(160)는 제1실시예(100)에서의 표시부(160)와 동일한 구성으로 마련되나, 위치가 제1실시예(100)처럼 반사형 광경로 변환부(140)에서 반사되는 광이 입사되는 위치에 배치되는 것이 아니라 보조 광분할기(225)에서 반사되는 광이 입사되는 위치에 배치된다. 이러한 배치를 함으로써, 표시부(160)는 반사형 광경로 변환부(140)의 반사각에 영향을 받지 않고 항상 측정 범위에 대한 영상을 표시하게 된다.The display unit 160 is provided in the same configuration as that of the display unit 160 in the first embodiment 100, but the position of the light reflected by the reflective optical path converting unit 140 as in the first embodiment 100 is Rather than being disposed at the incident position, the light reflected by the auxiliary light splitter 225 is disposed at the incident position. By such arrangement, the display unit 160 always displays an image of the measurement range without being affected by the reflection angle of the reflective optical path conversion unit 140.

상기 광흡수부(270)는 반사형 광경로 변환부(140)로부터 분광기(150)로 반사되는 광을 제외한 광을 흡수하여 제거하는 장치이다. 이는 반사형 광경로 변환부(140)가 제1 반사부(141) 및 제2 반사부(142)를 형성하여 동시에 제1 분광기(151) 또는 제2 분광기(152)로 제1 측정영역(106) 또는 제2 측정영역(107)에서 반사되는 광을 반사시키는 경우, 반사형 광경로 변환부(140)의 제1 반사부(141) 또는 제2 반사부(142) 이외의 면에서 반사되는 광이 광흡수부로 반사되어 광을 제거시키게 된다. The light absorbing part 270 is a device that absorbs and removes light except the light reflected from the reflective optical path converter 140 to the spectrometer 150. This is because the reflective optical path converting unit 140 forms the first reflecting unit 141 and the second reflecting unit 142 and simultaneously the first measuring region 106 with the first spectroscope 151 or the second spectroscope 152. ) Or when the light reflected from the second measurement area 107 is reflected, the light reflected from a surface other than the first reflecting unit 141 or the second reflecting unit 142 of the reflective optical path changing unit 140. The light is reflected by the light absorbing part to remove the light.

상술한 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치의 제2실시예의 작동방법(S200)은 제1실시예의 작동방법(S100)과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다. 즉, 제2실시예(200)는 반사형 광경로 변환부(140)로 입사되기 이전의 광으로부터 측정대상물(105)의 위치를 변경하였으며, 측정 영역 이외에서 반사되는 광을 흡수하여 제거하는 광흡수부(270)를 추가한 것으로 각 구성의 배치만이 상이할 뿐, 제1실시예(100)와 동일한 기능을 수행하며, 측정대상물(105)의 두께를 측정하는 방법은 동일하다.
Since the operating method (S200) of the second embodiment of the thickness measuring apparatus using the digital optical technology described above is the same as the operating method (S100) of the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted. That is, in the second embodiment 200, the position of the measurement object 105 is changed from the light before being incident to the reflective optical path converter 140, and the light absorbs and removes the light reflected outside the measurement area. With the addition of the absorbing portion 270, only the arrangement of each component is different, performs the same function as the first embodiment 100, and the method of measuring the thickness of the measurement object 105 is the same.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

100: 두께 측정 장치 110: 광원
120: 광분할기 130: 렌즈부
140: 반사형 광경로 변환부 150: 분광기
160: 표시부 200: 두께 측정 장치
225: 보조 광분할기 270: 광흡수부
S100: 두께 측정 방법 S110: 이미지 저장단계
S120: 매칭단계 S121: 센터링 단계
S122: 측정영역 서치단계 S130: 반사각 조절단계
S140: 두께 측정 단계 S141: 반사도 측정단계
S142: 반사도 비교단계 S143: 두께 출력 단계
100: thickness measuring device 110: light source
120: light splitter 130: lens unit
140: reflective optical path conversion unit 150: spectrometer
160: display unit 200: thickness measuring device
225: auxiliary light splitter 270: light absorption unit
S100: Thickness Measurement Method S110: Image Storage Step
S120: matching step S121: centering step
S122: search area search step S130: reflection angle adjustment step
S140: thickness measurement step S141: reflectivity measurement step
S142: reflectivity comparison step S143: thickness output step

Claims (9)

광을 방출하는 광원;
상기 광원으로부터 방출된 광을 반사시키거나 또는 측정대상물에 의하여 반사된 광을 투과시키는 광분할기;
상기 광분할기에 의해 반사된 광을 상기 측정대상물에 집속시키는 렌즈부;
상기 광분할기로부터 투과된 광을 제공받으며, 동시에 상기 측정대상물의 복수개의 위치에서의 두께 측정이 가능하도록 상기 측정대상물의 서로 다른 측정영역으로부터 반사된 광을 서로 다른 광경로를 따라 반사시키는 반사형 광경로 변환부;
상기 반사형 광경로 변환부로부터 반사되는 광을 분석하여 상기 측정대상물의 두께정보를 획득하는 분광기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치.
A light source for emitting light;
A light splitter that reflects light emitted from the light source or transmits light reflected by the measurement object;
A lens unit that focuses the light reflected by the optical splitter to the measurement object;
A reflection type that receives the light transmitted from the light splitter and reflects the light reflected from different measurement areas of the measurement object along different optical paths so as to measure thickness at a plurality of positions of the measurement object. Conversion unit;
And a spectrometer for analyzing the light reflected from the reflective optical path converting unit and obtaining thickness information of the measurement target.
제 1항에 있어서,
상기 분광기는 복수개로 마련되며,
상기 반사형 광경로 변환부는 상기 측정대상물의 서로 다른 복수개의 측정 영역으로부터 반사되는 광을 각각의 분광기로 반사시키는 것을 특징으로 하는 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치.
The method of claim 1,
The spectrometer is provided in plurality,
And the reflective optical path converting unit reflects the light reflected from the plurality of different measurement areas of the measurement object to each spectrometer.
제 2항에 있어서,
상기 광분할기로부터 투과된 광을 기준으로 상기 측정대상물의 영상을 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치.
3. The method of claim 2,
And a display unit for displaying an image of the measurement object based on the light transmitted from the light splitter.
제 3항에 있어서,
상기 표시부는 상기 반사형 광경로 변환부로부터 반사된 광을 입력받아 상기 측정대상물의 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치.
The method of claim 3,
And the display unit receives the light reflected from the reflective optical path converting unit and displays an image of the measurement object.
제 3항에 있어서,
상기 광분할기와 상기 반사형 광경로 변환부 사이의 광 경로 상에 배치되어 상기 광분할기로부터 투과된 광을 반사시키거나 투과시키는 보조 광분할기를 더 포함하며,
상기 표시부는 보조 광분할기로부터 투과된 광을 입력받아 상기 측정 대상물의 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치.
The method of claim 3,
An auxiliary light splitter disposed on an optical path between the light splitter and the reflective optical path converter to reflect or transmit light transmitted from the light splitter,
And the display unit receives the light transmitted from the auxiliary light splitter and displays an image of the measurement target.
제 4항에 있어서,
상기 반사형 광경로 변환부로부터 상기 분광기로 반사되는 광 이외의 광을 흡수하여 제거하는 광 흡수부를 더 포함하는 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치.
5. The method of claim 4,
And a light absorbing unit for absorbing and removing light other than the light reflected by the spectroscope from the reflective optical path converting unit.
제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 기재된 디지털 광학 기술을 이용한 두께 측정 장치를 이용하며,
상기 측정대상물의 이미지를 저장하는 이미지 저장단계;
상기 이미지 저장단계에서 저장된 이미지와 상기 표시부에 표시되는 영상을 비교하여 상기 측정대상물에서 측정 영역이 상기 표시부에 표시되는지 여부를 판단하는 매칭단계;
상기 서로 다른 복수개의 측정 영역으로부터 반사되는 광이 각각 상기 복수개의 분광기로 반사되도록 상기 반사형 광경로 변환부의 반사각을 조절하는 반사각 조절단계;
상기 분광기에서 획득한 광을 기초로 상기 측정대상물의 두께를 측정하는 두께 측정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
Using the thickness measuring apparatus using the digital optical technique of any one of Claims 3-6,
An image storing step of storing an image of the measurement object;
A matching step of comparing the image stored in the image storing step with an image displayed on the display unit to determine whether a measurement area is displayed on the display unit in the measurement object;
A reflection angle adjustment step of adjusting a reflection angle of the reflection type optical path conversion unit so that the light reflected from the plurality of different measurement regions is respectively reflected by the plurality of spectroscopes;
And a thickness measurement step of measuring the thickness of the measurement object based on the light obtained by the spectrometer.
제 7항에 있어서,
상기 매칭단계는 상기 측정 영역이 상기 표시부에 전부 표시될 때까지 반복 수행되며,
상기 측정 영역의 일부만이 상기 표시부에 표시되는 경우 상기 표시부에 표시되는 영상에 상기 측정 영역이 전부 표시되도록 상기 측정대상물 또는 상기 렌즈부를 이동시킨 후 매칭단계를 재수행하는 센터링 단계; 상기 측정 영역이 상기 표시부에 표시되지 않는 경우 상기 측정대상물 또는 상기 렌즈부를 나선방향을 따라 상기 표시부에 상기 측정 영역이 일부 또는 전부 표시될 때까지 이동시킨 후 매칭단계를 재수행하는 측정영역 서치단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
8. The method of claim 7,
The matching step is repeated until all the measurement areas are displayed on the display unit.
A centering step of repeating the matching step after moving the measurement object or the lens unit such that the entire measurement area is displayed on the image displayed on the display unit when only a part of the measurement area is displayed on the display unit; If the measurement area is not displayed on the display unit, a measurement area search step of moving the measurement object or the lens unit along the spiral direction until the display unit partially or completely displays the measurement area and then performing a matching step again; Thickness measurement method comprising the.
제 7항에 있어서,
상기 두께 측정 단계는 상기 분광기로부터 획득한 광의 스펙트럼으로부터 광의 반사도를 측정하는 반사도 측정단계; 상기 측정된 반사도와 이론적 모델링으로 마련된 반사도를 비교하여 가장 유사한 모델링을 검색하는 반사도 비교단계; 상기 반사도 비교단계에서 검색된 모델링에 해당하는 두께값을 출력하는 두께 출력 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.








8. The method of claim 7,
The thickness measuring step may include: a reflectance measuring step of measuring reflectance of light from a spectrum of light obtained from the spectrometer; A reflectance comparison step of searching for the most similar modeling by comparing the measured reflectivity with reflectances prepared by theoretical modeling; And a thickness output step of outputting a thickness value corresponding to the modeling searched in the reflectance comparison step.








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