KR19990009190A - 분광식 두께측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학부에 질소블럭과 진공라인을 설치하여 광학부의 파티클 오염을 방지하도록 한 분광식 두께측정장치에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 기어들의 회전에 의한 파티클로부터 광학부 오염을 방지하여 두께측정을 안정시키도록 한 분광식 두께측정장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 분광식 두께측정장치는 파장카운터기어와, 파장기어 및 파장바벨기어를 갖는 기어부; 상기 파장카운터기어와, 파장기어 및 파장바벨기어의 회전에 따라 발생하는 파티클을 불어내는 질소블럭; 그리고 상기 질소블럭에 의해 불리어지는 파티클을 흡수하는 진공라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

분광식 두께측정장치

본 발명은 분광식 박막두께측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광학부에 질소블럭과 진공라인을 설치하여 광학부의 파티클 오염을 방지하도록 한 분광식 두께측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 널리 알려진 바와 같이, 반도체제조공정에서 사용하고 있는 박막은 수십Å에서 수십μm까지의 매우 얇은 두께를 갖기 때문에 일상생활에서 접하기 어려운 특수한 광학구조를 지닌 장비들을 사용하여 측정해야 한다.

또한 간접적인 방식으로 X선 이나 이차전자 또는 커패시터 등을 이용하여 측정할 수 있다. 물론 이러한 방식은 사용하기가 불편하고 그 정확도가 다소 떨어진다는 단점이 있다.

현재 반도체제조라인이나 유사한 공정을 가지고 있는 공장에서 사용하고 있는 박막두께측정장치들중 하나인 분광방식의 박막두께측정장치, 예를 들어 Nanometries사의 나노스펙(모델명: AFT-2XX)은 여러 파장에 걸친 광을 웨이퍼에 입사시켜 반사되는 각각의 파장의 간섭을 이용한 장치로서 주로 500Å 이상의 두꺼운 박막을 측정하는데 사용되어 왔다. 이러한 장치는 빔스폿사이즈(beam spot size)가 매우 작고 사용하기 쉬우며 반사도를 함께 측정할 수 있다는 장점이 있는 반면에 일반적으로 열층의 두께를 동시 측정한다든지 광학상수들의 동시 측정에는 약간의 제한을 받는다. 이와 같은 나노스펙을 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 분광식 두께측정장치의 헤드부를 나타낸 개략도이다.

도시된 바와 같이, 광원용 램프(1)에서 발산된 광이 필터(2)와 대물렌즈(3)를 거쳐 시료(4)로 조사되고, 상기 광이 시료(1)의 표면에서 반사되어 광학부(40)를 거쳐 분광계 헤드로 들어가서 회절격자(50)에 의해 방향전환되어 증폭부(60)를 거쳐 광증배관(70)으로 전달된다. 컴퓨터(80)가 광증배관(70)에서 증폭된 신호를 기준신호에 준하여 시료(1) 상의 박막두께를 측정한다.

이와 같이 종래의 두께측정장치에서는 램프(10)의 광이 시료(1)의 표면에서 반사되어 광학부(40)로 진입하기 위해 반드시 광경로부(vertical illuminator)(도시 안됨)를 통과하여야 하는데, 상기 광경로부는 상기 파장기어(도시 안됨)와 파장카운터기어(도시 안됨)와 파장바벨기어(도시 안됨)에 이웃하여 위치하고 있다.

여기서, 파장기어는 시료(1)에서 반사되는 램프(10)의 파장을 400-800nm까지 스캐닝하고, 파장바벨기어는 파장카운터와 파장기어 사이에 연결되고, 파장카운터는 파장의 현재 상태를 아날로그 패널에 수치로 표시한다.

그런데, 시료(1)의 박막두께를 측정하기 위해서는 파장기어가 400-800nm까지 계속 회전하고, 또한 현재의 파장상태를 파장카운터에 표시하기 위해 파장카운터기어가 파장바벨기어와 함께 회전하고 있다.

상기 파장기어와 파장카운터기어 및 파장바벨기어가 동시에 회전하므로 이 기어들의 마모에 따른 파티클이 광학부내에서 발생하고 직경이 약 1mm인 광경로부를 차단한다. 상기 파티클오염으로 인하여 시료의 박막두께측정치 에러가 다발하고 두께측정치가 불안정한 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 기어들의 회전에 의한 파티클로부터 광학부 오염을 방지하여 두께측정을 안정시키도록 한 분광식 두께측정장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 분광식 두께측정장치의 헤드부를 나타낸 개략도.

도 2는 본 발명에 의한 분광식 두께측정장치의 헤드부를 나타낸 개략도.

도면의주요부분에대한부호의설명

1: 시료 10: 램프 20: 필터 30: 대물렌즈 40: 광학부 41: 질소블럭 43: 진공라인 50: 회절격자 60: 증폭부 70: 광증배관 80: 컴퓨터

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 분광식 두께측정장치는

파장카운터기어와, 파장기어 및 파장바벨기어를 갖는 기어부;

상기 파장카운터기어와, 파장기어 및 파장바벨기어의 회전에 따라 발생하는 파티클을 불어내는 질소블럭; 그리고

상기 파티클을 흡수하는 진공라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 분광식 두께측정장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 종래의 부분과 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여한다.

도 2는 본 발명에 의한 분광식 두께측정장치의 헤드부를 나타낸 개략도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 박막두께측정장치는 질소블럭(41)이 파장카운터기어(도시 안됨)와 파장기어(도시 안됨) 및 파장바벨기어(도시 안됨)가 위치하는 부위에 설치되어 파티클을 진공라인(43)으로 불어내고 진공라인(43)이 상기 파티클을 흡수하는 것을 제외하면 도 1의 구조와 동일한 구조로 이루어져 있다.

이와 같이 구성되는 두께측정장치에서는 광학부(40)의 파장카운터기어와 파장기어, 파장바벨기어가 함께 회전함에 따라 파티클이 자연적으로 발생하는데 상기 파티클이 발생할 때마다 질소블럭(41)이 상기 파티클을 진공라인(43)으로 불어낸다. 그리고 진공라인(43)이 상기 파티클을 흡수한다. 그래서, 상기 파티클이 발생하는 즉시 질소블럭(41)과 진공라인(43)에 의해 제거되므로 광경로부가 파티클에 의해 차단되는 경우가 발생하지 못한다.

따라서, 본 발명은 광학부의 파티클 오염을 방지하여 시료의 박막두께의 측정치를 안정화시킬 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 분광식 두께측정장치는 광학부 내의 기어들 근처에 질소블럭과 진공라인을 설치하여 상기 기어들의 마모에 따라 발생하는 파티클을 제거한다.

따라서, 본 발명은 광학부의 파티클 오염을 방지하여 시료의 박막두께측정치의 재현성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 두께측정장치의 정기적인 정비시 광학부의 세정을 생략할 수 있다.

한편, 본 발명은 도시된 도면과 상세한 설명에 기술된 내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상과 관점을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 형태의 변형도 가능함은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.

Claims (1)

1. 시료의 박막두께를 측정하기 위해 회전하는 파장기어;

   현재 파장상태를 파장카운터에 표시하기 위해 회전하는 파장카운터기어 및 파장바벨기어;

   상기 파장카운터기어와, 파장기어 및 파장바벨기어의 회전에 따라 발생하는 파티클을 불어내는 질소블럭; 그리고

   상기 질소블럭에 의해 불리어지는 파티클을 흡수하는 진공라인을 포함하는 분광식 두께측정장치.