KR101520453B1 - 플라즈마용 광학 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마용 광학 장치을 제공한다. 이 장치는 플라즈마 발생 장치의 윈도우를 통하여 대상 영역에서 방출되는 광방출 스펙스럼(optical emission spectrum)을 수광하는 수광 렌즈, 수광 렌즈와 상기 윈도우 사이에 배치되어 아웃 포커스(out focus)된 광을 차단하는 제1 구경 조리개(aperture stop), 수광 렌즈와 수광 렌즈의 결상 영역 사이에 배치되어 인 포커스 광을 차단하는 제2 구경 조리개, 및 수광 렌즈의 결상 영역에 배치되고 대상 영역의 촛점 심도를 제한하는 핀 홀(pin hole)을 포함한다.
핀홀, OES, 플라즈마, 공간분포, 공간 분해능

Description

플라즈마용 광학 장치{OPTICAL APPARATUS FOR PLASMA}
본 발명은 광학 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로, 플라즈마 방출광의 공간 분해능을 가진 광학 장치에 관한 것이다.
반도체, 평면 표시소자, 태양 전지 등의 식각 공정이나 증착 공정 등에 플라즈마 공정이 사용되고 있다. 플라즈마 공정은 웨이퍼 또는 기판의 화학 반응에 반응성이 강한 라디칼 등의 화학종들을 제공하거나 운동 에너지를 가진 이온들을 제공할 수 있다. 상기 화학종들 및/또는 상기 이온들에 의하여 식각이나 증착 공정이 수행될 수 있다. 이 경우, 소정 공정 특성은 이온들 및/또는 화학종의 밀도 평균값 및 분포에 의존할 수 있다.
　　　화학종들의 밀도 평균값을 측정하는 방법으로는 플라즈마에서 방출하는 방출 스펙트럼(emission spectrum)을 분석하여 각 화학종 별 밀도가 구해질 수 있다. 간접적 방법으로, 화학종들의 공간 분포를 측정하기 위하여 랑뮈어 프로브(Langmuir probe)는 일반적으로 사용된다. 랑뮈어 프로브는 전극으로 동작하는 탐침을 포함하고, 탐침은 진공 용기(chamber) 내로 삽입된다. 이에 따라, 플라즈마 공정 진행 중에는 사용이 불가하다.
이 밖에도 전극을 사용하는 측정장비들이 있다. 이들의 전극으로 작용하는 센서의 일부분이 챔버 내로 삽입된다. 전극을 사용하는 측정장비들은 모두 플라즈마의 전기적 특성 변화를 측정한다. 따라서, 전극을 사용하는 측정장비들은 각 화학종의 밀도가 아닌 플라즈마의 전기적 특성을 통하여 간접적으로 전체 화학종들의 밀도의 평균값만 측정할 수 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는 공간 분해능을 가지는 플라즈마용 광학 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마용 광학 장치는 플라즈마 발생 장치의 윈도우를 통하여 대상 영역에서 방출되는 광방출 스펙스럼(optical emission spectrum)을 수광하는 수광 렌즈, 상기 수광 렌즈와 상기 윈도우 사이에 배치되어 아웃 포커스(out focus)된 광을 차단하는 제1 구경 조리개(aperture stop), 상기 수광 렌즈와 상기 수광 렌즈의 결상 영역 사이에 배치되어 인 포커스 광을 차단하는 제2 구경 조리개, 및 상기 수광 렌즈의 결상 영역에 배치되고 상기 대상 영역의 촛점 심도를 제한하는 핀 홀(pin hole)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 핀 홀과 상기 수광 렌즈 사이의 거리는 변경될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 구경 조리개와 상기 수광 렌즈 사이의 거리는 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 핀 홀의 후단에 배치된 비축광원 제거부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 비축광원 제거부는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 및 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이에 배치된 구경 조리개 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 비축 광원 제거부를 통과한 광을 입력받아 소정의 위치로 광을 전달하는 광전달부,상기 광전달부의 출력광을 입력받는 파장에 따른 광의 강도를 측정하는 분광부, 및 상기 분광부의 출력 신호를 제공받아 상기 분광부의 출력 신호를 처리하는 제어부 중에서 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 구경 조리개와 상기 핀 홀 사이에 배치되어 상기 수광 렌즈를 통과한 광의 경로를 변경하여 정렬 여부를 제공하는 정렬부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 정렬부는 상기 제2 구경 조리개를 통과한 광의 경로를 변경하고 이동 가능한 미러, 상기 미러에서 반사된 광의 위치를 확인하는 레티클, 상기 레디클을 통과한 광을 집광하는 정렬 렌즈, 및 상기 정렬 렌즈를 통과한 광을 입력 받는 감지부 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 수광 렌즈, 상기 제1 구경조리개(aperture stop), 제2 구경 조리개, 및 상기 핀 홀이 장착된 프레임을 더 포함하되, 상기 수광 렌즈와 상기 플라즈마 발생 장치의 거리는 변경될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 수광 렌즈, 상기 제1 구경 조리개가 장착된 렌즈 이동부를 더 포함하되, 상기 렌즈 이동부는 상기 수광 렌즈와 상기 핀 홀 사이의 거리를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 장치는 플라즈마의 광방출 스펙트럼에서 공간 분해능을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 구성요소들의 크기는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
플라즈마 발생 장치에서 원하는 공정 특성을 얻기 위해서는 플라즈마의 밀도 및/또는 라디칼의 밀도를 알 필요가 있다. 상기 라디칼 밀도는 공간적 평균값뿐만 아니라 공간적 분포를 측정할 필요가 있다. 반도체 소자의 최소 선폭이 감소함에 따라, 웨이퍼 내의 공정 분포는 더 미세하게 제어될 필요가 있다. 웨이퍼의 대구경화 및 플라즈마 발생 장치의 대형화는 공정 균일도를 더 요구한다.
　　　공정 진행을 하지 않는 경우, 플라즈마 균일도는 플라즈마 설비 내로 탐침을 삽입하여 전기적 특성을 측정할 수 있다. 이러한 방법은 플라즈마 설비 개발시 많이 사용된다. 그러나, 공정이 진행 중에도 플라즈마 설비 내의 플라즈마 균일도 및 라디칼의 균일도의 측정이 필요하다. 공정 진행 중에는 상기 탐침의 삽입은 상기 플라즈마 설비 내의 화학 반응에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 상기 화학 반응에 영향을 주는 변수의 도입 없이, 짧은 시간에 진행되는 공정을 충분히 대변할 수 있는 실시간 분석이 요구된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 장치는 플라즈마에서 광방출 스펙트럼(optical emission sprectrum) 중에서 공간 분해능을 가지고 특정 영역의 신호만을 추출할 수 있다. 이에 따라, 실시간으로 플라즈마 균일도 및 화학종들의 균일도가 측정될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 장치를 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 광학 장치의 공간 분해능은 촛점 심도에 의존할 수 있다. 상기 수광 렌즈(light collection lens,110)와 대상(object)의 사이의 대상 거리(S, object distance)는 촛점 거리(focal length)보다 클 수 있다. 상기 대상(object)이 결상(image)되는 위치와 상기 수광 렌즈 사이의 거리는 결상 거리(V, image distace)일 수 있다. 상기 대상에서 출발한 광선(ray,14)은 상기 결상 거리(V)에서 광축을 통과할 수 있다. 촛점 심도(depth of focus: DOF)는 촛점이 맞았다고 판단할 수 있는 상면(image plane)의 앞뒤 거리를 의미할 수 있다. DOF를 결정하는 혼란원(circle of confusion)이 설정될 수 있다. 상기 혼란원의 직경은 c일 수 있다. 상기 혼란원에 대응하는 상기 결상 거리(V)의 앞뒤에 존재하는 DOF 범위에 해당하는 지점들의 거리는 전방 결상 거리(VF), 후방 결상 거리(VN)일 수 있다. 상기 VF, VN은 상기 수광 렌즈(110)를 기준으로 정해질 수 있다. 상기 VF, VN에 대응하는 대상 거리들은 각각 전방 대상 거리(DF) 및 후방 대상 거리(DN)일 수 있다. 상기 DF,DN은 상기 수광 렌즈(110)로부터의 거리로 정해질 수 있다. 상기 DF와 상기 DN 사이의 거리는 DOF일 수 있다. 상기 전방 대상 거리(DF)에서 출발한 광선(12)은 상기 전방 결상 거리(VF)를 지날 수 있다. 상기 후방 대상 거리(DN)에서 출발광 광선(16)은 상기 후방 결상 거리(VN)를 지날 수 있다.
상기 수광 렌즈(110)는 촛점 거리(f) 및 f 수(f number, N)을 가지고, 다음과 같은 기하학적 조건을 만족할 수 있다. 상기 혼란원의 직경은 c일 수 있다. 상기 수광 렌즈(110)의 직경은 d일 수 있다.
Figure 112009008122657-pat00001
수학식 1은 다음과 같이 표시될 수 있다.
Figure 112009008122657-pat00002
Figure 112009008122657-pat00003
수학식2는 수학식1을 변환하여 구할 수 있다. 상기 전방 대상 거리(DF) 및 후방 대상 거리(DN)는 수학식 3의 렌즈 공식에 대입되어 다음과 같이 표시될 수 있다.
Figure 112009008122657-pat00004
상기 촛점 심도(DOF)는 DF와 DN의 차이로 다음과 같이 표시될 수 있다.
Figure 112009008122657-pat00005
상기 촛점 심도(DOF)는 상기 수광 렌즈(110)의 물리적 특성들(f,d) 및 대상 거리(S)에 의존할 수 있다. 상기 대상 거리(S)는 수학식 3을 통하여 촛점 거리(f)와 결상 거리(V)로 표시될 수 있다. 결국, 상기 촛점 심도(DOF)는 상기 수광 렌즈(110)의 물리적 특성, 상기 결상 거리(V), 및 혼란원의 지름(c)에 의존할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 장치를 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 광학 장치는 공간 분해능(spatial resolution)의 향상을 위해 제1 구경 조리개(112), 제2 구경 조리개(114), 핀 홀(116),및 수광 렌즈(110)를 포함할 수 있다. 상기 제1 구경 조리개(112)와 상기 제2 구경 조리개(114) 사이에 상기 수광 렌즈(110)가 배치될 수 있다.
상기 수광 렌즈(110)는 점 광원으로부터 방출된 에너지의 일부만을 모으는 제한된 성능을 가질 수 있다. 따라서 상기 수광 렌즈(110)의 직경(d)은 상기 광학 장치로 들어가서 상(image)을 만드는 광선의 양을 결정할 수 있다. 상에 도달하는 광선의 양을 결정하는 소자는 구경 조리개 (Aperture stop)일 수 있다. 상기 구경 조리개는 상기 수광 렌즈(110)의 테두리 또는 별도의 소자일 수 있다. 상기 구경 조리개는 비축 광원에서 상기 수광 렌즈에 입사하는 주변광선(marginal ray)의 강도(intensity)를 감소시킬 수 있다. 상기 구경 조리개는 대상면(object plane) 이외의 광원의 영향을 감소시킬 수 있다.
상기 핀 홀(pin hole,116)은 결상될 수 있는 물체의 크기 및/또는 각도를 제 한하는 소자일 수 있다. 상기 핀홀(116)의 직경은 d3일 수 있다. 상기 핀홀의 직경(d3)은 도 1에서 설명한 혼란원의 직경(c)과 일치할 수 있다. 상기 핀 홀(116)은 필드 스탑(Field stop)의 역할을 수행할 수 있다. 상기 구경 조리개는 전방 거리에 있는 물체로부터 공액 상점에(conjugate image point)도달하는 광선 수를 제어할 수 있고, 상기 핀홀(116)은 상기 핀홀에 유입되는 광선 자체를 차단하는 역할을 할 수 있다.
상기 제1 구경 조리개(112) 및 상기 제2 구경 조리개(114)는 비축 광원에서 들어오는 주변 광선을 차단할 수 있다. 상기 제1 구경 조리개(112)는 상기 대상 거리(S)보다 먼 거리에 있는 아웃 포커스(out focus) 광원의 광선의 일부를 차단할 수 있다. 또한, 상기 제2 구경 조리개(114)는 상기 대상 거리(S)보다 가까운 거리에 있는 인 포커스(in focus) 광원의 광선의 일부를 차단할 수 있다. 또한, 상기 핀 홀(116)은 디포커싱(defocusing)되어 입사하는 광선을 차단하여, 상기 대상 영역(object area) 외에서 출발한 광선(ray)의 영향을 약화시킬 수 있다. 상기 디포커싱 여부는 결상(image)의 크기로 판단될 수 있다.
상기 광학 장치의 축방향 공간 분해능은 도 1에서 설명한 바와 같이 DOF에 의존할 수 있다. 또한, 상기 대상 평면에 위치한 측정되는 광원의 크기(y0)는 상기 광학 장치의 배율(M)에 의존할 수 있다. 즉, 상기 배율(M)은 상기 대상 평면에 위치한 광원의 크기(y0)와 상기 핀홀의 직경(d3)의 비율에 의하여 정해질 수 있다. 또한, 상기 배율(M)은 상기 수광 렌즈(110)의 촛점 거리(f)와 결상 거리(V)의 함수로 정해질 수 있다.
도 3는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 장치를 설명하는 도면이다.
도 3를 참조하면, 플라즈마용 광학 장치는 플라즈마 발생 장치(200)의 윈도우(201)를 통하여 대상 영역에서 방출되는 광 방출 스펙스럼(optical emission spectrum)을 수광하는 수광 렌즈(110), 상기 수광 렌즈(110)와 상기 윈도우(112) 사이에 배치되어 아웃 포커스(out focus)된 광을 차단하는 제1 구경 조리개(112), 상기 수광 렌즈(110)와 상기 수광 렌즈(110)의 결상 영역 사이에 배치되어 인 포커스 광을 차단하는 제2 구경 조리개(114), 및 상기 수광 렌즈(110)의 결상 영역에 배치되고 상기 대상 영역의 촛점 심도를 제한하는 핀 홀(116)을 포함한다. 상기 핀홀(116)과 상기 수광 렌즈(110) 사이의 결상 거리는 변경될 수 있다.
상기 플라즈마 발생 장치(200)는 챔버(203), 에너지 인가 수단(202)을 포함할 수 있다. 상기 에너지 인가 수단(202)은 DC, AC, RF, 또는 초고주파(micro wave) 플라즈마(208)를 발생시킬 수 있다. 상기 플라즈마 발생 장치(200)는 기판 홀더(206), 및 상기 기판 홀더(206)에 배치된 기판(204)을 포함할 수 있다. 상기 기판 홀더(206)는 다른 에너지 인가 수단을 포함할 수 있다. 상기 기판(204)은 반도체 기판, 금속 기판, 및 유리 기판 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 플라즈마 발생 장치(200)는 적어도 하나의 윈도우(201)를 포함할 수 있다. 상기 플라즈마 발생 장치는 기판 처리에 한하지 않고 섬유, 유기물 처리에도 사용될 수 있다.
상기 윈도우(201)는 적외선, 자외선, 또는 가시 광선 대역을 투과시킬 수 있다. 상기 윈도우(201)는 유리, 또는 쿼츠일 수 있다. 상기 윈도우(201)는 광을 투 과할 수 있는 한 다른 물질로 대체될 수 있다. 상기 윈도우(201)는 상기 챔버(203)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 윈도우(201)는 상기 챔버(203)의 측면에 배치되는 것에 한하지 않고, 상기 챔버(203)의 상부면, 또는 상기 챔버(203)의 배기부에도 배치될 수 있다. 상기 윈도우(203)는 무반사 코딩될 수 있고, 또한, 상기 윈도우(203)는 파장에 따라 투과율이 일정할 수 있다.
상기 수광 렌즈(110)는 소정 파장 대역에서 촛점 거리가 일정한 아크마틱 렌즈(achromatic lens)일 수 있다. 상기 제1 구경 조리개(112) 및 상기 제2 구경 조리개(114)의 내부 반경은 조절될 수 있다. 상기 제1 구경 조리개(112)와 상기 수광 렌즈(110) 사이의 거리는 고정될 수 있다.
상기 수광 렌즈(110)는 광원으로부터 방출되는 광을 상기 광학 장치로 입사시키는 역할을 수행할 수 있다. 상기 광학 장치의 DOF는 상기 수광 렌즈의 초점 거리과 직경에 의존할 수 있다. 상기 제1 구경 조리개(112)는 아웃 포커스(out focus)된 위치에서 입사되는 광선을 제한할 수 있다. 상기 제2 구경 조리개(114)는 상기 제1 구경 조리개(112)와 유사하게 인포커스(in focus)된 위치에서 방출하는 광선을 제한할 수 있다.
상기 핀홀(116)은 디포커스(defocus)되어 상기 핀홀(116)에 입사하는 광선을 차단하여, 결상될 수 있는 물체의 크기 및/또는 각도를 제한할 수 있다. 상기 핀 홀(116)의 크기는 도 1에서 설명한 설계 기준에 따라 형성될 수 있다. 상기 핀 홀의 크기는 수십 um 미터가 바람직할 수 있다.
상기 핀 홀(116)의 후단에 비축광원 제거부(120)가 배치될 수 있다. 상기 비 축광원 제거부(120)는 제1 렌즈(122), 제2 렌즈(124), 및 상기 제1 렌즈(122)와 상기 제2 렌즈(124) 사이에 배치된 구경 조리개(126)를 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈(122)의 촛점은 상기 핀홀(116)의 위치에 일치할 수 있다. 상기 제1 렌즈(122)는 평행광을 출력할 수 있다. 상기 제2 렌즈(124)는 평행광을 입력받아 상기 제2 렌즈(124)의 촛점에 광을 집중시킬 수 있다. 상기 구경 조리개(126)는 비축(off axis) 광원에서 상기 핀홀(116)을 통과한 광을 제거할 수 있다. 상기 비축광원 제거부(120)는 상기 핀홀을 통과한 광을 광전달부(130)로 집광하여 전달하는 기능을 수행할 있다.
상기 비축 광원 제거부(120)의 후단에는 광 전달부(130)가 배치될 수 있다. 상기 광 전달부(130)는 분광부(140)와 상기 비축 광원 제거부(120)에 배치되어 상기 비축광원 제거부(120)의 출력광을 상기 분광부(140)에 제공할 수 있다. 상기 광 전달부(130)는 광 파이퍼(optical fiber)일 수 있다. 상기 광 파이버는 멀드 모드(multi mode) 파이버일 수 있다.
상기 광 전달부(130)의 출력광은 상기 분광부(140)에 제공될 수 있다. 상기 분광부(140)는 입력광을 파장에 따라 분광하고, 파장에 따라 광의 강도를 측정할 수 있다. 상기 광의 강도의 측정은 광 센서에 의하여 수행될 수 있다. 상기 광 센서는 광 센서 어레이를 포함할 수 있다. 이에 따라, 파장에 따른 광의 강도를 동시에 측정할 수 있다. 상기 광 센서는 CCD(charge coupled device), PM(photo multiplier) 튜브, CIS(CMOS image sensor), Photo-diode 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제어부(160)는 상기 분광부(140)의 출력 신호를 제공받아 상기 분광부(160)의 출력 신호를 처리할 수 있다. 상기 제어부(160)는 컴퓨터일 수 있다. 상기 제어부(160)와 상기 분광부(140)는 통신 수단에 의하여 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다.
정렬부(150)는 상기 제2 구경 조리개(116)와 상기 핀 홀(116) 사이에 배치되어 상기 수광 렌즈(110)를 통과한 광의 경로를 변경할 수 있다. 상기 정렬부(150)는 상기 수광 렌즈(110)를 통과한 광이 상기 핀홀(116)에 정렬되었는지 여부를 확인할 수 있다. 상기 정렬부(150)는 상기 대상 영역을 확인할 수 있다. 상기 정렬부(150)는 상기 제2 구경 조리개(114)를 통과한 광의 경로를 변경하는 미러(152), 상기 미러(152)에서 반사된 광의 위치를 확인하는 레티클(154), 상기 레디클(154)을 통과한 광을 집광하는 정렬 렌즈(156), 및 상기 정렬 렌즈(156)를 통과한 광을 검출하는 감지부(158)를 포함할 수 있다.
상기 미러(152)는 상기 수광 렌즈(110)의 광축(optical axis)에 수직하게 이동할 수 있다. 상기 미러(152)는 광축에 대하여 45도 기울어져 상기 수광 렌즈(110)의 출력광의 광 경로를 90도 변경시킬 수 있다.
상기 레티클(154)은 투과율이 양호한 물질로 형성될 수 있다. 상기 레티클(154)은 상기 대상 영역과 광축과의 관계를 나타내는 방사형의 선을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 레티클(154)에 집속된 상의 크기 및 위치에 따라, 상기 수광 렌즈(110)와 상기 핀홀(116)의 정렬 여부를 판단할 수 있다. 상기 레티클(154)을 통과한 광은 상기 정렬 렌즈(156)를 통하여 촛점에 모일 수 있다. 상기 정렬 렌즈(156)의 촛점에 상기 감지부(158)가 배치될 수 있다. 상기 감지부(158)는 2차원으로 배치된 광 센서를 포함할 수 있다. 상기 감지부(158)의 출력 신호는 상기 제어부(160)에 제공되어 실시간으로 모니터링될 수 있다.
상기 수광 렌즈(110), 상기 제1 구경 조리개(112), 제2 구경 조리개(114), 및 상기 핀 홀(116)은 프레임(180)에 장착될 수 있다. 상기 프레임(180)은 이동 수단을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 프레임(180)은 상기 수광 렌즈(110)와 상기 원도우(201) 사이에 거리를 조절할 수 있다. 또는, 상기 수광 렌즈(110)와 상기 플라즈마 발생 장치(200)의 거리는 변경될 수 있다. 이에 따라, 상기 광학 장치의 대상 거리가 변하여, 공간적인 광의 강도 분포를 측정할 수 있다.
렌즈 이동부(170)는 상기 프레임(180)에 장착될 수 있다. 상기 프레임(180)과 상기 윈도우(201) 사이의 거리는 고정될 수 있다. 상기 렌즈 이동부(170)에 상기 수광 렌즈(110), 및 상기 제1 구경 조리개(112)가 장착될 수 있다. 상기 렌즈 이동부(170)는 상기 프레임(180)과 상기 수광 렌즈(110) 사이의 거리를 조절할 수 있다. 또는 상기 렌즈 이동부(170)는 상기 수광 렌즈(110)와 상기 핀홀(116) 사이의 거리를 조절할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학 장치는 상기 플라즈마의 방출광의 공간 분포를 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 장치를 설명하는 도면이다.
도 3는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 장치를 설명하는 도면이다.

Claims (12)

  1. 플라즈마에서 방출되는 광방출 스펙스럼(optical emission spectrum)을 수광하는 수광 렌즈;
    상기 수광 렌즈와 상기 플라즈마 사이에 배치되어 아웃 포커스(out focus)된 광을 차단하는 제1 구경 조리개(aperture stop);
    상기 수광 렌즈와 상기 수광 렌즈의 결상 영역 사이에 배치되어 인 포커스(in focus)된 광을 차단하는 제2 구경 조리개; 및
    상기 수광 렌즈의 결상 영역에 배치되고 촛점 심도를 제한하는 핀 홀(pin hole)을:
    포함하는 광학 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 핀 홀의 후단에 배치된 비축광원 제거부를 더 포함하는 광학 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 비축광원 제거부는:
    제1 렌즈;
    제2 렌즈; 및
    상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이에 배치된 구경 조리개를 포함하는 광학 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 비축 광원 제거부를 통과한 광을 입력받아 소정의 위치로 광을 전달하는 광전달부;
    상기 광전달부의 출력광을 입력받는 파장에 따른 광의 강도를 측정하는 분광부; 및
    상기 분광부의 출력 신호를 제공받아 상기 분광부의 출력 신호를 처리하는 제어부를;
    더 포함하는 광학 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 구경 조리개와 상기 핀 홀 사이에 배치되어 상기 수광 렌즈를 통과한 광의 경로를 변경하여 정렬 여부를 확인하는 정렬부를 더 포함하는 광학 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 정렬부는:
    상기 제2 구경 조리개를 통과한 광의 경로를 변경하고 이동 가능한 미러;
    상기 미러에서 반사된 광의 위치를 확인하는 레티클;
    상기 레티클을 통과한 광을 집광하는 정렬 렌즈; 및
    상기 정렬 렌즈를 통과한 광을 입력 받는 감지부를;
    포함하는 광학 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 수광 렌즈, 상기 제1 구경 조리개(aperture stop), 상기 제2 구경 조리개, 및 상기 핀 홀이 장착된 프레임을 더 포함하되,
    상기 프레임은 상기 수광 렌즈와 상기 플라즈마의 거리를 변경하는 광학 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 수광 렌즈, 상기 제1 구경 조리개가 장착된 렌즈 이동부를 더 포함하고,
    상기 렌즈 이동부는 상기 수광 렌즈와 상기 핀 홀 사이의 거리를 조절하는 광학 장치.
  11. 수광 렌즈;
    챔버와 에너지 인가 수단과 윈도우를 포함하며, 상기 수광 렌즈는 상기 윈도우를 통하여 대상 영역으로부터 방출되는 광방출 스펙트럼을 수광하는 플라즈마 발생기;
    상기 수광 렌즈와 상기 윈도우 사이에 제공되어 아웃 포커스된 광을 차단하는 제1 구경 조리개;
    상기 수광 렌즈와 상기 수광 렌즈의 결상 영역 사이에 제공되어 인 포커스된 광을 차단하는 제2 구경 조리개;
    상기 수광 렌즈의 결상 영역에 제공되어 상기 대상 영역의 촛점심도를 제한하는 핀 홀;
    상기 핀 홀의 후단에 제공된 비축광원 제거부;
    상기 비축광원 제거부의 후단에 제공되고, 상기 핀 홀을 통과하여 상기 비축광원 제거부에서 집광된 광을 전달받는 광전달부;
    상기 광전달부로부터 전달받은 출력광의 강도를 파장에 따라 측정하는 분광부;
    상기 분광부의 출력 신호를 제공받아 상기 출력 신호를 처리하는 제어부;
    상기 제2 구경 조리개와 상기 핀 홀 사이에 제공되어 상기 수광 렌즈를 통과한 광의 경로를 변경시키는 정렬부;
    상기 수광 렌즈, 상기 제1 구경 조리개, 상기 제2 구경 조리개, 및 상기 핀 홀이 장착된 이동 가능한 프레임; 및
    상기 프레임에 설비된 렌즈 이동부를;
    포함하는 광학 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 비축광원 제거부는:
    제1 렌즈;
    제2 렌즈; 및
    상기 제1 및 제2 렌즈들 사이에 제공된 구경 조리개를 포함하고,
    상기 제1 렌즈의 초점은 상기 핀 홀의 위치와 일치하고, 상기 제1 렌즈는 평행광을 출력하고, 상기 제2 렌즈는 상기 평행광을 입력받아 상기 제2 렌즈의 초점에 상기 입력받은 광을 집중시키고, 상기 비축광원 제거부의 구경 조리개는 비축광원에서 상기 핀 홀을 통과한 광을 제거하는 광학 장치.
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