KR20090087664A - 두께 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 두께 측정장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 두께 측정장치는 광원으로부터 조사된 광 또는 측정대상물에 의해 반사되는 광을 반사시키거나 투과시키는 제1광분할기; 상기 측정대상물에 광을 집속시키며, 상기 측정대상물에 의해 반사되는 광과 광경로차가 나는 기준광을 생성하기 위한 제1렌즈부; 상기 측정대상물에 광을 집속시키기 위한 제2렌즈부; 상기 제1렌즈부와 대응하여 광경로를 형성하고, 상기 측정대상물에 의해 반사되는 광과 상기 기준광에 의해 발생하는 간섭신호를 검출하는 간섭광 검출기; 상기 제2렌즈부와 대응하여 상기 간섭광 검출기에 의해 형성되는 광경로와는 다른 광경로를 형성하고, 상기 측정대상물에 의해 반사되는 광을 분광하여 분광된 광의 세기와 파장을 검출하는 분광 검출기; 및 상기 간섭광 검출기 또는 상기 분광 검출기 중 어느 한 측으로 광을 선택적으로 전송하기 위한 광경로변환부;를 포함하며, 상기 제1렌즈부와 상기 제2렌즈부는 광경로 상에서 위치교환되는 것을 특징으로 한다.

Description

두께 측정장치 {Apparatus for measuring thickness}
본 발명은 두께 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간섭광 검출기와, 분광 검출기와, 간섭광 검출기 또는 분광 검출기 중 어느 한 측으로 광을 선택적으로 전송하기 위한 광경로변환부를 구비함으로써, 다양한 재질 또는 다양한 두께를 가지는 박막의 두께를 정확하게 측정할 수 있는 두께 측정장치에 관한 것이다.
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 수십 Å ~ 수 ㎛의 범위를 말한다. 이들 박막층을 특정한 용도로 응용하기 위해서는 박막층의 두께, 조성, 조도 및 기타 물리적, 광학적인 특성을 알 필요가 있다. 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.
반도체 공정 및 그 밖의 응용공정 등에서 사용하는 박막층의 두께를 측정하는 데에는 여러 가지 방식이 있지만 간섭계를 이용한 방법과 분광광도계를 이용한 방법이 가장 일반적이다.
그러나, 간섭계를 이용한 방법은 측정대상물이 불투명 재질인 경우 대부분 측정이 가능하나, 투명한 재질인 경우 측정 가능한 경우가 제한적이다. 즉, 기저층 위에 적층된 투명한 박막층이 충분한 두께를 가진 경우에는 공기층-박막층 경계면에 의해 반사된 광에 의해 생성되는 간섭신호와 박막층-기저층 경계면에 의해 반사된 광에 의해 생성되는 간섭신호가 구분 가능하여 두께 측정이 가능하다. 그러나, 기저층 위에 적층된 투명한 박막층이 충분한 두께를 가지지 못한 경우 예컨대 1 마이크론 이하의 두께를 가진 경우에는 양 간섭신호가 중첩되어 박막층의 두께 측정이 불가능하다.
또한, 분광광도계를 이용한 방법은 측정대상물에서 특정 포인트에서의 두께만을 측정할 수 있을 뿐, 측정대상물 표면 전체의 이차원 또는 삼차원 형상을 얻을 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 간섭광 검출기와, 분광 검출기와, 간섭광 검출기 또는 분광 검출기 중 어느 한 측으로 광을 선택적으로 전송하기 위한 광경로변환부를 구비함으로써, 마이크로 이하 단위의 두께를 가지는 투명한 박막층의 두께를 정확하게 측정할 수도 있고, 측정하고자 하는 박막층 부위의 두께형상(thickness profile)도 측정할 수 있는 두께 측정장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 두께 측정장치는, 광원으로부터 조사된 광 또는 측정대상물에 의해 반사되는 광을 반사시키거나 투과시키는 제1광분할기; 상기 측정대상물에 광을 집속시키며, 상기 측정대상물에 의해 반사되는 광과 광경로차가 나는 기준광을 생성하기 위한 제1렌즈부; 상기 측정대상물에 광을 집속시키기 위한 제2렌즈부; 상기 제1렌즈부와 대응하여 광경로를 형성하고, 상기 측정대상물에 의해 반사되는 광과 상기 기준광에 의해 발생하는 간섭신호를 검출하는 간섭광 검출기; 상기 제2렌즈부와 대응하여 상기 간섭광 검출기에 의해 형성되는 광경로와는 다른 광경로를 형성하고, 상기 측정대상물에 의해 반사되는 광을 분광하여 분광된 광의 세기와 파장을 검출하는 분광 검출기; 및 상기 간섭광 검출기 또는 상기 분광 검출기 중 어느 한 측으로 광을 선택적으로 전송하기 위한 광경로변환부;를 포함하며, 상기 제1렌즈부와 상기 제2렌즈부는 광경로 상에서 위 치교환되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 두께 측정장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 광경로변환부는, 상기 간섭광 검출기 및 상기 분광 검출기 중 어느 한 측으로 광을 반사하는 반사미러와, 상기 반사미러를 광경로에 위치시키거나 광경로로부터 이탈시키기 위해 상기 반사미러를 이동시키는 미러구동부를 포함한다.
본 발명에 따른 두께 측정장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 제1렌즈부와 상기 제2렌즈부 중 어느 하나를 광경로에 선택적으로 위치하게 하는 렌즈구동부와, 상기 미러구동부와 상기 렌즈구동부를 연동시켜 제어하는 제어부를 더 포함한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 두께 측정장치는, 광원으로부터 조사된 광 또는 측정대상물에 의해 반사되는 광을 반사시키거나 투과시키는 제1광분할기; 상기 측정대상물에 광을 집속시키며, 상기 측정대상물에 의해 반사되는 광과 광경로가 다른 기준광을 생성하기 위한 제1렌즈부; 상기 측정대상물에 광을 집속시키기 위한 제2렌즈부; 상기 제1렌즈부와 대응하여 광경로를 형성하고, 상기 측정대상물에 의해 반사되는 광과 상기 기준광에 의해 발생하는 간섭신호를 검출하는 간섭광 검출기; 상기 제2렌즈부와 대응하여 상기 간섭광 검출기에 의해 형성되는 광경로와는 다른 광경로를 형성하고, 상기 측정대상물에 의해 반사되는 광을 분광하여 분광된 광의 세기와 파장을 검출하는 분광 검출기; 및 상기 간섭광 검출기와 상기 분광 검출기 측으로 광을 분배하여 전송하기 위한 제3광분할기;를 포함하며, 상기 제1렌즈부와 상기 제2렌즈부는 광경로 상에서 위치교환되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 두께 측정장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 제1렌즈부와 상기 제2렌즈부 중 어느 하나를 광경로에 선택적으로 위치하게 하는 렌즈구동부를 더 포함한다.
본 발명에 따른 두께 측정장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 광경로변환부와 상기 분광 검출기 사이의 광경로에 배치되는 핀홀(pinhole) 및 집광렌즈 중 적어도 하나를 더 포함한다.
본 발명에 따른 두께 측정장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 제1렌즈부는, 상기 측정대상물에 광을 집속시키기 위한 제1집광렌즈와, 상기 제1집광렌즈로부터 입사되는 광을 반사시키거나 투과시키는 제2광분할기와, 상기 제2광분할기로부터 입사되는 광을 다시 상기 제2광분할기로 반사하는 기준미러를 포함한다.
본 발명에 따르면, 마이크로 이하 단위의 두께를 가지는 투명한 박막층의 두께를 측정할 때는 분광 검출기를 이용하고, 측정하고자 하는 박막층 부위의 두께형상(thickness profile)도 측정할 때는 간섭광 검출기를 이용함으로써, 단일 장치의 효용성을 높이고 추가적인 장치를 구매하는 데 소요되는 비용을 절감할 수 있는 두께 측정장치가 제공된다.
또한, 제1렌즈부와 제2렌즈부 중 어느 하나를 광경로에 선택적으로 위치하게 하는 렌즈구동부를 더 포함함으로써, 제1렌즈부와 제2렌즈부의 위치교환을 자동으로 수행할 수 있는 두께 측정장치가 제공된다.
또한, 미러구동부와 렌즈구동부를 연동시켜 제어하는 제어부를 더 포함함으 로써, 렌즈구동부를 구동시키기 위한 별도의 신호를 인가하지 않고 미러구동부의 구동신호에 의해 렌즈구동부가 구동되는 두께 측정장치가 제공된다.
이하, 본 발명에 따른 두께 측정장치의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 두께 측정장치에 있어서, 광이 간섭광 검출기로 입사되는 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 두께 측정장치에 있어서, 광이 분광 검출기로 입사되는 상태를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 두께 측정장치(100)는 분광 검출기와 간섭광 검출기를 함께 구비하는 장치로서, 제1광분할기(110)와, 제1렌즈부(120)와, 제2렌즈부(130)와, 간섭광 검출기(170)와, 분광 검출기(180)와, 광경로변환부(160)와, 렌즈구동부(150)와, 제어부(140)를 포함한다.
상기 두께 측정장치(100)는 백색광원(101)을 구비하며, 백색광원(101)으로는 할로겐 램프 등을 포함한 다양한 소스의 램프가 사용될 수 있다. 백색광원(101)으로부터 입사된 광을 스펙트럼 특성을 바꾸지 않고 단지 휘도만을 줄이기 위하여 회색 필터(ND filter, Neutral Density filter)(102)가 마련된다. 상기 두께 측정장치(100)는 회색 필터(102)를 통과한 광을 집중시키기 위한 집광렌즈(103)를 구비하며, 집광렌즈(103)를 통과한 광은 그 광을 평행광을 만들어 주기 위한 콜리메이터(104)(collimator)를 통과한다.
상기 제1광분할기(110)는 콜리메이터(104)를 통과한 광(51)을 반사시키거나 투과시킨다. 제1광분할기(110)에 의해 반사된 광(53)은 제1렌즈부(120) 또는 제2렌즈부(130) 측으로 입사된다. 본 실시예의 제1광분할기(110)는 반사율과 투과율이 50:50인 것을 이용한다.
상기 제1렌즈부(120)는 측정대상물(10)에 광을 집속시키며, 측정대상물(10)에 의해 반사되는 광과 광경로차가 나는 기준광을 생성하기 위한 것으로서, 제1집광렌즈(121)와, 제2광분할기(122)와, 기준미러(123)를 포함한다.
상기 제1집광렌즈(121)는 측정대상물(10)에 광을 집속시키기 위한 것으로서, 제1광분할기(110)로부터 입사된 광은 제1집광렌즈(121)를 통과하여 후술할 제2광분할기(122) 측으로 진행한다.
상기 제2광분할기(122)는 제1집광렌즈(121)를 통과한 광을 반사시키거나 투과시킨다. 제2광분할기(122)에 의해 반사된 광(57)은 기준미러(123)로 조사된다. 제2광분할기(122)를 투과한 광(55)은 측정대상물(10)에 집속되고 측정대상물(10)에 의해 다시 반사된다. 본 실시예의 제2광분할기(112)는 반사율과 투과율이 50:50인 것을 이용한다.
상기 기준미러(123)는 측정대상물(10)에 의해 반사되는 광과 광경로차가 나는 기준광을 생성하기 위한 것으로서, 제1집광렌즈(121)와 제2광분할기(122) 사이에 배치된다. 기준미러(123)는 제2광분할기(122)로부터 입사되는 광(57)을 다시 제2광분할기(122) 측으로 반사시킨다.
상기 제2렌즈부(130)는, 측정대상물(10)에 광을 집속시키기 위한 것으로서, 제2집광렌즈(131)를 포함한다. 상기 제2집광렌즈(131)는 제1광분할기(110)로부터 입사된 광(63)을 측정대상물(10) 측으로 진행시킨다.
상기 간섭광 검출기(170)는, 제1렌즈부(120)와 대응하여 광경로(A)를 형성하고, 측정대상물(10)에 의해 반사되는 광과 기준광에 의해 발생하는 간섭신호를 검출한다. 제1렌즈부(120)를 통과한 간섭광(59)은 제1광분할기(110)를 거쳐 간섭광 검출기(170)로 입사한다. 일반적으로 간섭광 검출기(170)로는 측정하고자 하는 영역에 적합한 화소 개수를 가지는 CCD(charge coupled device) 카메라가 이용된다. 간섭광 검출기(170)의 전방에는 제1광분할기(110)로부터 입사되는 간섭광(59)을 집속시키기 위한 집광렌즈(171)가 배치된다.
상기 분광 검출기(180)는, 제2렌즈부(130)와 대응하여 간섭광 검출기(170)에 의해 형성되는 광경로(A)와는 다른 광경로(B)를 형성하고, 측정대상물(10)에 의해 반사되는 광을 분광하여 분광된 광의 세기와 파장을 검출한다. 도 2를 참조하면, 제2렌즈부(130)를 통과한 반사광(69)은 제1광분할기(110)를 거쳐 반사미러(161)에 의해 반사되어 경로가 꺾여 분광 검출기(180)로 입사한다. 본 실시예에서는, 분광 검출기(180)로서 광의 분산장치인 회절발(Diffraction Grating)과 광다이오드어레이(Photo Diode Array)를 사용한 다색화 장치(Polychromator)를 이용한다. 이러한 다색화 장치를 이용하면 자외선부터 가시광선 영역(200~1000㎚)의 전 파장의 데이터를 빠르게 얻을 수 있을 뿐만 아니라 각 파장에서 다른 양상을 보이는 다성분을 동시에 측정하여 정량할 수 있다. 후술할 광경로변환부(160)와 분광 검출기(180) 사이의 광경로에는 분광 검출기(180)로 유도되는 광의 집속을 보다 용이하게 하기 위해 핀홀(181)과 집광렌즈(182)가 배치된다.
상기 광경로변환부(160)는, 간섭광 검출기(170) 및 분광 검출기(180) 중 어느 한 측으로 광을 선택적으로 전송하기 위한 것으로서, 반사미러(161)와, 미러구동부(162)를 포함한다. 상기 반사미러(161)는 입사되는 광의 경로를 90도 정도 꺾어서 반사시키는 미러로서, 99% 이상의 반사율을 가진다. 상기 미러구동부(162)는 반사미러(161)를 광경로에 위치시키거나 광경로로부터 이탈시키기 위해 반사미러(161)를 이동시키는 것으로서, 본 실시예에서는 공압 실린더를 이용한다.
상기 렌즈구동부(150)는, 제1렌즈부(120)와 제2렌즈부(130)를 광경로 상에서 위치교환시키기 위한 것으로서, 구동모터(151)와, 구동기어(152)와, 종동기어(153)를 포함한다. 상기 구동기어(152)는 회전구동력을 발생하는 구동모터(151)에 동축적으로 결합된다. 상기 종동기어(153)는 제1렌즈부(120)와 제2렌즈부(130)가 설치된 지지부재(154)에 결합되며, 구동기어(152)에 맞물려 설치된다. 구동모터(151)의 회전구동력은 구동기어(152)를 통해 종동기어(153) 측으로 전달된다.
상기 제어부(140)는, 미러구동부(162)와 렌즈구동부(150)를 연동시켜 제어하기 위한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 실린더의 로드가 후퇴하여 반사미러(161)가 광경로로부터 이탈된 위치에 있는 경우, 미러구동부(162)에 설치된 센서의 신호가 제어부(140)로 입력되고, 제어부(140)는 제1렌즈부(120)가 광경로에 위치하도록 렌즈구동부(150)에 신호를 인가한다. 반대로, 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더의 로드가 전진하여 반사미러(161)가 광경로 상에 위치한 경우, 미러구동부(162)에 설치된 센서의 신호가 제어부(140)로 입력되고, 제어부(140)는 제2렌즈부(130)가 광경로 상에 위치하도록 렌즈구동부(150)에 신호를 인가한다.
또한, 상기 두께 측정장치(100)는 측정점을 측정대상물(10)과 교차하는 방향 즉, 광축 방향으로 미소 간격 이동하면서 간섭신호를 획득하기 위한 구동부(190)를 포함한다. 제1렌즈부(120) 및 제2렌즈부(130)는 구동부(190)에 장착되어서, 구동부(190)의 작동으로 인해 제1렌즈부(120) 또는 제2렌즈부(130)의 광축 방향으로의 이동이 가능해진다. 여기서, 측정대상물(10)에 입사되는 수직한 광축 방향을 도 1의 z축으로 정의한다. 이와 같이, 제1렌즈부(120) 또는 제2렌즈부(130)를 z축 방향을 따라 측정점 상하로 수십 nm 간격으로 이동하면서 간섭광 검출기(170) 또는 분광 검출기(180)를 통해 강한 간섭신호가 검출되는 위치를 찾게 된다.
이하, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 두께 측정장치(100)의 작동원리에 대하여, 도 1 및 도 2를 참조하면서 개략적으로 설명하기로 한다.
우선, 간섭계 원리를 이용하여 박막층(12)의 두께를 측정하고자 하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 실린더의 로드를 후퇴시켜 반사미러(161)를 광경로로부터 이탈되게 위치시키고, 제1렌즈부(120)가 광경로 상에 위치하도록 한다.
광원(101)으로부터 출사되어 콜리메이터(104)를 통과한 광(51)은 제1광분할기(110)에 의해 반사광(53)과 투과광으로 분할되고, 반사광(53)은 제1렌즈부(120) 측으로 입사된다. 반사광(53)은 제1집광렌즈(121)를 통과하고, 제1집광렌즈(121)로부터 제2광분할기(122)로 입사되는 광은 제2광분할기(122)에 의해 다시 반사광(57)과 투과광(55)으로 분할된다. 투과광(55)은 측정광으로서 측정대상물(10) 측으로 조사되고, 반사광(57)은 기준광으로서 기준미러(123)에 조사된다. 기준미러(123)로부터 반사된 기준광(57)은 다시 제2광분할기(122)에 의해 반사되어 제1광 분할기(110) 측으로 진행하고, 박막층(12)과 기저층(11)의 경계면에서 반사된 측정광(55)은 제2광분할기(122)를 투과하여 제1광분할기(110) 측으로 진행한다. 기준광(57)과 측정광(55)이 모아져서 간섭광(59)을 형성하게 되고, 간섭광(59)은 집광렌즈(171)를 통과하여 간섭광 검출기(170)로 입사된다.
한편, 분광광도계 원리를 이용하여 박막층(12)의 두께를 측정하고자 하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더의 로드를 전진시켜 반사미러(161)를 광경로 상에 위치시키고, 제2렌즈부(130)가 광경로에 위치하도록 한다.
광원(101)으로부터 출사되어 콜리메이터(104)를 통과한 광(61)은 제1광분할기(110)에 의해 반사광(63)과 투과광으로 분할되고, 반사광(63)은 제2렌즈부(130) 측으로 입사된다. 반사광(63)은 제2집광렌즈(131)를 통과하여 측정대상물(10)에 조사된다. 이 때, 측정대상물(10)에 조사된 광(65)은 공기층(30)-박막층(12)의 경계면 및 박막층(12)-기저층(11)의 경계면에서 각각 반사되어 제1광분할기(110) 측으로 진행한다. 공기층(30)-박막층(12)의 경계면에서 반사된 광과 박막층(12)-기저층(11)의 경계면에서 반사된 광이 모아져서 간섭광(69)을 형성하게 되고, 간섭광(69)은 반사미러(161)에 의해 반사되어 핀홀(181), 집광렌즈(182)를 통과하여 분광 검출기(180)로 입사된다.
상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 두께 측정장치는, 단일 장치에 간섭광 검출기와 분광 검출기가 함께 구비되어, 마이크로 이하 단위의 두께를 가지는 투명한 박막층의 두께를 측정할 때는 분광 검출기를 이용하고, 측정하고자 하는 박막층 부위의 두께형상(thickness profile)을 측정할 때는 간섭광 검출기를 이용 함으로써, 단일 장치의 효용성을 높이고 추가적인 장치를 구매하는 데 소요되는 비용을 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 두께 측정장치는 제1렌즈부와 제2렌즈부 중 어느 하나를 광경로에 선택적으로 위치하게 하는 렌즈구동부를 더 포함함으로써, 제1렌즈부와 제2렌즈부의 위치교환을 자동으로 수행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 두께 측정장치는 미러구동부와 렌즈구동부를 연동시켜 제어하는 제어부를 더 포함함으로써, 렌즈구동부를 구동시키기 위한 별도의 신호를 인가하지 않고 미러구동부의 구동신호에 의해 렌즈구동부가 구동되는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 두께 측정장치를 도시한 도면이다. 도 3에 있어서, 도 1 및 도 2에 도시된 부재들과 동일한 부재번호에 의해 지칭되는 부재들은 동일한 구성 및 기능을 가지는 것으로서, 그들 각각에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 실시예의 두께 측정장치(200)는 도 1의 광경로변환부(160) 대신 제3광분할기(210)를 포함한다.
상기 제3광분할기(210)는 입사되는 광을 간섭광 검출기(170)와 분광 검출기(180) 측으로 분배하여 전송하기 위한 것이다. 도 1에 도시된 실시예에서는 측정대상물(10)에 의해 반사된 광이 제1광분할기(110)를 통과한 후 반사미러(161)의 위치에 따라 간섭광 검출기(170)로 입사되거나 분광 검출기(180)로 입사되지만, 본 실시예의 두께 측정장치(200)에서는 측정대상물(10)에 의해 반사된 광이 제1광분할 기(110)를 통과한 후 제3광분할기(210)에 의해 분배되어 간섭광 검출기(170) 및 분광 검출기(180)에 동시에 입사된다.
이러한 상태에서 제1렌즈부(120) 및 제2렌즈부(130)를 위치교환하면서 간섭계 기능 또는 분광광도계 기능 중 원하는 기능을 선택하여 박막층(12)의 두께를 측정할 수 있다. 본 실시예의 제어부(140)는 도 1에 도시된 실시예와는 달리 렌즈구동부(150)를 제어하기 위한 것이다. 제어부(140)로부터 출력된 신호는 제1렌즈부(120) 또는 제2렌즈부(130)가 광경로에 위치하도록 렌즈구동부(150)에 입력된다.
상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 두께 측정장치는, 간섭광 검출기 또는 분광 검출기 중 어느 한 측으로 광을 선택적으로 전송하기 위한 광경로변환부가 필요 없기 때문에, 장치를 간단하게 구성할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에 있어서, 제1렌즈부와 제2렌즈부의 위치교환을 위한 렌즈구동부가 도시되어 있으나, 렌즈구동부를 설치하지 않고 작업자가 수동으로 제1렌즈부와 제2렌즈부를 위치교환할 수도 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 두께 측정장치에 있어서, 광이 간섭광 검출기로 입사되는 상태를 도시한 도면이고,
도 2는 도 1의 두께 측정장치에 있어서, 광이 분광 검출기로 입사되는 상태를 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 두께 측정장치를 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 측정대상물 11 : 기저층
12 : 박막층 101 : 광원
110 : 제1광분할기 120 : 제1렌즈부
130 : 제2렌즈부 140 : 제어부
150 : 렌즈구동부 160 : 광경로변환부
170 : 간섭광 검출기 180 : 분광 검출기

Claims (7)

  1. 광원으로부터 조사된 광 또는 측정대상물에 의해 반사되는 광을 반사시키거나 투과시키는 제1광분할기;
    상기 측정대상물에 광을 집속시키며, 상기 측정대상물에 의해 반사되는 광과 광경로차가 나는 기준광을 생성하기 위한 제1렌즈부;
    상기 측정대상물에 광을 집속시키기 위한 제2렌즈부;
    상기 제1렌즈부와 대응하여 광경로를 형성하고, 상기 측정대상물에 의해 반사되는 광과 상기 기준광에 의해 발생하는 간섭신호를 검출하는 간섭광 검출기;
    상기 제2렌즈부와 대응하여 상기 간섭광 검출기에 의해 형성되는 광경로와는 다른 광경로를 형성하고, 상기 측정대상물에 의해 반사되는 광을 분광하여 분광된 광의 세기와 파장을 검출하는 분광 검출기; 및
    상기 간섭광 검출기 또는 상기 분광 검출기 중 어느 한 측으로 광을 선택적으로 전송하기 위한 광경로변환부;를 포함하며,
    상기 제1렌즈부와 상기 제2렌즈부는 광경로 상에서 위치교환되는 것을 특징으로 하는 두께 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광경로변환부는,
    상기 간섭광 검출기 및 상기 분광 검출기 중 어느 한 측으로 광을 반사하는 반사미러와, 상기 반사미러를 광경로에 위치시키거나 광경로로부터 이탈시키기 위해 상기 반사미러를 이동시키는 미러구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 두께 측정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1렌즈부와 상기 제2렌즈부 중 어느 하나를 광경로에 선택적으로 위치하게 하는 렌즈구동부와, 상기 미러구동부와 상기 렌즈구동부를 연동시켜 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 두께 측정장치.
  4. 광원으로부터 조사된 광 또는 측정대상물에 의해 반사되는 광을 반사시키거나 투과시키는 제1광분할기;
    상기 측정대상물에 광을 집속시키며, 상기 측정대상물에 의해 반사되는 광과 광경로가 다른 기준광을 생성하기 위한 제1렌즈부;
    상기 측정대상물에 광을 집속시키기 위한 제2렌즈부;
    상기 제1렌즈부와 대응하여 광경로를 형성하고, 상기 측정대상물에 의해 반사되는 광과 상기 기준광에 의해 발생하는 간섭신호를 검출하는 간섭광 검출기;
    상기 제2렌즈부와 대응하여 상기 간섭광 검출기에 의해 형성되는 광경로와는 다른 광경로를 형성하고, 상기 측정대상물에 의해 반사되는 광을 분광하여 분광된 광의 세기와 파장을 검출하는 분광 검출기; 및
    상기 간섭광 검출기와 상기 분광 검출기 측으로 광을 분배하여 전송하기 위 한 제3광분할기;를 포함하며,
    상기 제1렌즈부와 상기 제2렌즈부는 광경로 상에서 위치교환되는 것을 특징으로 하는 두께 측정장치.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제1렌즈부와 상기 제2렌즈부 중 어느 하나를 광경로에 선택적으로 위치하게 하는 렌즈구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 두께 측정장치.
  6. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 광경로변환부와 상기 분광 검출기 사이의 광경로에 배치되는 핀홀(pinhole) 및 집광렌즈 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 두께 측정장치.
  7. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제1렌즈부는,
    상기 측정대상물에 광을 집속시키기 위한 제1집광렌즈와, 상기 제1집광렌즈로부터 입사되는 광을 반사시키거나 투과시키는 제2광분할기와, 상기 제2광분할기로부터 입사되는 광을 다시 상기 제2광분할기로 반사하는 기준미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 두께 측정장치.
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