KR20170000936A - 분광 측정 장치의 측정 헤드 정렬 장치 - Google Patents

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Abstract

분광 측정 장치의 측정 헤드를 정렬하기 위한 장치가 개시된다. 상기 장치는, 분광 분석을 위해 시료 표면에 측정광을 조사하는 분광 측정 장치의 측정 헤드의 광축과 평행하게 상기 시료를 향해 정렬광을 조사하고 상기 시료로부터 반사된 반사광으로부터 상기 시료에 대한 상기 측정 헤드의 평행도를 측정하는 평행도 측정 유닛과, 상기 측정 헤드를 지지하며 상기 평행도 측정 유닛에 의해 측정된 상기 측정 헤드의 평행도에 따라 상기 측정 헤드의 평행도를 조절하는 정렬 유닛을 포함한다.

Description

분광 측정 장치의 측정 헤드 정렬 장치{Apparatus for aligning measuring head of spectroscope}
본 발명의 실시예들은 분광 측정 장치의 측정 헤드 정렬 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 분광 측정을 위하여 시료를 향해 측정광을 조사하고 상기 시료로부터 반사된 측정광을 분광기로 유도하는 측정 헤드의 정렬을 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치 또는 디스플레이 장치의 제조 공정에서 실리콘 웨이퍼 또는 유리 기판과 같은 대상 기판 상에 형성된 박막의 두께 측정에는 분광 측정 장치가 사용될 수 있다. 상기 분광 측정 장치는 상기 기판과 같은 시료 상으로 측정광을 조사하고 상기 시료로부터 반사된 측정광을 분광 분석하여 상기 시료 상의 박막에 대한 두께 측정을 수행할 수 있다.
일 예로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2002-0041260호에는 측정용 광원으로부터 발광된 광을 광학적 장치를 이용하여 박막시료에 입사시키고 박막시료로부터 반사된 간섭정보를 가진 광을 광섬유를 이용하여 수광하여 분광기에 유도한 후, 분광기에 의한 파장별 스펙트럼을 분석하여 박막두께를 산출하는 박막두께 측정장치가 개시되어 있다.
상기 광원으로부터 생성된 측정광은 광섬유 케이블을 통해 측정 헤드로 유도될 수 있으며, 상기 측정 헤드에 의해 상기 시료를 향해 조사될 수 있다. 이어서 상기 시료로부터 반사된 측정광은 상기 측정 헤드에 의해 그리고 광섬유 케이블을 통해 분광기로 유도될 수 있다. 이때, 상기 시료로 조사되는 측정광은 상기 시료에 수직으로 입사되는 것이 바람직하며, 상기 측정광의 입사각이 허용 범위를 벗어나는 경우 박막 두께 측정의 신뢰도가 크게 저하될 수 있다.
일반적으로, 상기 시료에 대한 측정 헤드의 정렬은 상기 시료로부터 반사된 측정광의 파장별 그래프를 획득하고 이를 기준 파형과 비교함으로써 수행될 수 있다. 그러나, 상기와 같은 비교 과정에서 상당한 시간이 소요되며 또한 작업자의 숙련도에 따라 정렬 정밀도가 결정되므로 박막 측정 공정의 신뢰도를 향상시키는데 한계가 있다.
본 발명의 실시예들은 분광 측정 장치의 측정 헤드 정렬을 보다 용이하게 할 수 있는 측정 장치 정렬 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 분광 측정 장치의 측정 헤드 정렬 장치는, 분광 분석을 위해 시료 표면에 측정광을 조사하는 분광 측정 장치의 측정 헤드의 광축과 평행하게 상기 시료를 향해 정렬광을 조사하고 상기 시료로부터 반사된 반사광으로부터 상기 시료에 대한 상기 측정 헤드의 평행도를 측정하는 평행도 측정 유닛과, 상기 측정 헤드를 지지하며 상기 평행도 측정 유닛에 의해 측정된 상기 측정 헤드의 평행도에 따라 상기 측정 헤드의 평행도를 조절하는 정렬 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 평행도 측정 유닛은, 상기 정렬광을 상기 광축에 대하여 수직하는 방향으로 조사하는 광원과, 상기 정렬광을 제1 정렬광과 제2 정렬광으로 분할하여 상기 제1 정렬광을 상기 시료를 향해 반사하고 상기 제2 정렬광을 투과시키는 빔 스플리터와, 상기 시료로부터 반사된 후 상기 빔 스플리터를 통해 투과된 제1 반사광으로부터 정렬 이미지를 획득하는 정렬 카메라를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 평행도 측정 유닛은, 상기 제2 정렬광을 상기 시료를 향해 반사하는 반사경을 더 포함할 수 있으며, 상기 시료로부터 반사된 제2 반사광은 상기 반사경과 상기 빔 스플리터를 통해 상기 정렬 카메라로 유도될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 평행도 측정 유닛은, 상기 정렬광을 상기 광축에 대하여 수직하는 방향으로 조사하는 광원과, 상기 측정 헤드의 일측에 배치되며, 상기 정렬광을 제1 정렬광과 제2 정렬광으로 분할하여 상기 제1 정렬광을 상기 시료를 향해 반사하고 상기 제2 정렬광을 투과시키는 빔 스플리터와, 상기 측정 헤드의 타측에 배치되며, 상기 제2 정렬광을 상기 시료를 향해 반사하는 반사경과, 상기 시료로부터 반사된 제1 반사광 및 제2 반사광을 이용하여 정렬 이미지를 획득하는 정렬 카메라를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 반사광은 상기 제1 정렬광에 의해 형성되며 상기 빔 스플리터를 투과하여 상기 정렬 카메라에 도달되며, 상기 제2 반사광은 상기 제2 정렬광에 의해 형성되며 상기 반사경과 상기 빔 스플리터에 의해 상기 정렬 카메라로 유도될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 평행도 측정 유닛은, 상기 정렬광을 상기 광축에 대하여 수직하는 방향으로 조사하는 광원과, 상기 광원의 광축 상에 배치된 제1 빔 스플리터와, 상기 측정 헤드의 일측에 배치된 제2 빔 스플리터와, 상기 측정 헤드의 타측에 배치된 반사경과, 상기 시료로부터 반사된 반사광들로부터 정렬 이미지를 획득하는 정렬 카메라를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 빔 스플리터를 투과한 정렬광은 상기 제2 빔 스플리터에 의해 제1 정렬광 및 제2 정렬광으로 분할되며, 상기 제1 정렬광은 상기 제2 빔 스플리터에 의해 상기 시료를 향해 유도되고 상기 시료로부터 반사된 제1 반사광은 상기 제2 빔 스플리터와 상기 제1 빔 스플리터에 의해 상기 정렬 카메라로 유도되고, 상기 제2 정렬광은 상기 반사경에 의해 상기 시료를 향해 유도되고 상기 시료로부터 반사된 제2 반사광은 상기 반사경과 상기 제2 빔 스플리터 및 상기 제1 빔 스플리터에 의해 상기 정렬 카메라로 유도될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 정렬 유닛은, 상기 측정 헤드를 지지하기 위한 서포트 부재와, 상기 서포트 부재의 각도를 조절하기 위한 각도 조절부를 포함할 수 있으며, 상기 평행도 측정 유닛은 상기 서포트 부재 또는 상기 측정 헤드에 장착될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 측정 헤드의 광축과 평행하게 시료를 향해 제1 정렬광 및 제2 정렬광을 조사한 후 상기 시료로부터 반사된 제1 반사광 및 제2 반사광으로부터 정렬 이미지를 획득할 수 있다. 특히, 상기 제1 및 제2 반사광들에 의해 상기 정렬 이미지에는 두 개의 스폿 이미지들이 생성될 수 있으며, 상기 두 개의 스폿 이미지들이 상기 정렬 이미지의 기 설정된 지점에서 중첩될 수 있도록 상기 측정 헤드의 각도를 조절함으로써 상기 시료에 대한 상기 측정 헤드의 정렬이 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이 정렬 이미지 상의 스폿 이미지들의 위치들에 기초하여 상기 측정 헤드의 정렬이 수행될 수 있으므로 종래 기술에 비하여 매우 용이하고 정밀하게 상기 측정 헤드의 정렬이 이루어질 수 있다. 또한, 상기 측정 헤드의 정렬에 소요되는 시간이 충분히 단축될 수 있으며 상기 측정 헤드를 이용한 분광 분석의 신뢰도가 크게 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 측정 장치의 측정 헤드 정렬 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 측정 헤드를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 평행도 측정 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 평행도 측정 유닛을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 5는 시료로부터 반사된 제1 및 제2 반사광들에 의해 획득된 정렬 이미지를 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 도 4에 도시된 평행도 측정 유닛의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 측정 장치의 측정 헤드 정렬 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 측정 장치의 측정 헤드 정렬 장치(100)는 반도체 장치 또는 디스플레이 장치의 제조 공정에서 기판으로서 사용되는 실리콘 웨이퍼 또는 유리 기판 상에 형성된 박막의 특성, 예를 들면, 박막 두께를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 상기 측정 헤드(10)는 상기 실리콘 웨이퍼 또는 유리 기판과 같은 시료(30)가 놓여지는 스테이지(40) 상부에 배치될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 측정 헤드를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 측정 헤드(100)는 광원(12)으로부터 제공되는 측정광을 상기 시료(30)를 향해 유도하고 상기 시료(30)로부터 반사된 측정광을 분광기(14)로 유도하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 광원(12)과 측정 헤드(10) 사이 그리고 상기 측정 헤드(10)와 분광기(14) 사이는 제1 및 제2 광섬유 케이블들(16, 18)에 의해 각각 연결될 수 있다.
일 예로서, 상기 측정 헤드(10) 내부에는 상기 측정광의 경로를 제공하기 위한 빔 스플리터(20)와 반사경(22)이 배치될 수 있다. 상기 제1 광섬유 케이블(16)을 통해 유도된 측정광은 상기 빔 스플리터(20)를 통해 투과될 수 있으며 이어서 상기 반사경(22)에 의해 상기 시료(30)를 향해 반사될 수 있다. 또한 상기 시료(30)로부터 반사된 측정광은 상기 반사경(22)에 의해 반사된 후 상기 빔 스플리터(20)에 의해 다시 반사되며 이어서 상기 제2 광섬유 케이블(18)을 통해 상기 분광기(14)로 유도될 수 있다.
이때, 상기 측정 헤드(10)의 광축은 상기 시료(30)와 수직인 것이 바람직하다. 즉 상기 반사경(22)에 의해 반사되어 상기 시료(30)를 향해 유도되는 측정광이 상기 시료(30)에 수직으로 입사되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 측정 헤드 정렬 장치(100)는 상기 측정 헤드(10)를 지지하며 상기 측정 헤드(10)의 정렬을 위한 정렬 유닛(110)을 포함할 수 있다.
상기 정렬 유닛(110)은 상기 측정 헤드(10)를 지지하기 위한 서포트 부재(112)와 상기 서포트 부재(112)의 각도를 조절하기 위한 각도 조절부(114)를 포함할 수 있다. 상기 각도 조절부(114)는 서로 수직하는 수평축들, 예를 들면, X축 및 Y축을 기준으로 상기 서포트 부재(112)의 각도를 조절할 수 있다. 일 예로서, 상기 각도 조절부(114)는 상기 X축을 기준으로 상기 서포트 부재(112)의 각도를 조절하기 위한 제1 각도 조절 볼트(116)와 상기 Y축 방향으로 상기 서포트 부재(112)의 각도를 조절하기 위한 제2 각도 조절 볼트(118; 도 3 참조)를 구비할 수 있다. 또한, 상기 각도 조절부(114) 내부에는 상기 제1 및 제2 각도 조절 볼트들(116, 118)과 결합되는 제1 및 제2 웜 기어들(미도시)이 구비될 수 있으며, 상기 서포트 부재(112)의 각도는 상기 제1 및 제2 웜 기어들의 회전에 의해 조절될 수 있다.
그러나, 상기 각도 조절부(114)의 구성은 다양하게 변경 가능하므로 상기와 같은 각도 조절부(114)의 구성에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다. 예를 들면, 도시된 바에 의하면 제1 및 제2 각도 조절 볼트들(116, 118)을 이용하고 있으나, 상기 제1 및 제2 각도 조절 볼트들(116, 118)은 모터 등을 포함하는 구동부에 의해 자동으로 조절될 수도 있다. 즉 후술되는 평행도 측정 유닛(120)의 측정값에 기초하여 상기 구동부는 상기 제1 및 제2 각도 조절 볼트들(116; 118)의 회전각을 조절할 수 있으며 이에 의해 상기 시료(30)에 대한 상기 측정 헤드(10)의 정렬이 이루어질 수도 있다.
도 3은 도 1에 도시된 평행도 측정 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이며, 도 4는 도 1에 도시된 평행도 측정 유닛을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상술한 바와 같이 시료(30)로 조사되는 측정광의 입사각이 상기 시료(30)에 대하여 수직인지를 확인하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 헤드 정렬 장치(100)는 상기 시료(30)에 대한 상기 측정 헤드(10)의 평행도를 측정하는 평행도 측정 유닛(120)을 포함할 수 있다.
상기 평행도 측정 유닛(120)은 상기 측정 헤드(10)와 상기 시료(30)가 서로 평행하게 배치되었는지를 확인할 수 있으며, 상기 측정 헤드(10)의 평행도에 따라 상기 정렬 유닛(110)을 동작시킴으로써 상기 시료(30)에 대한 상기 측정 헤드(10)의 정렬이 이루어질 수 있다. 즉, 상기 정렬 유닛(110)은 상기 평행도 측정 유닛(120)에 의해 측정된 상기 측정 헤드(10)의 평행도에 따라 상기 측정 헤드(10)의 평행도를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 평행도 측정 유닛(120)은 상기 측정 헤드(10)의 광축과 평행하게 상기 시료(30)를 향해 정렬광을 조사하고 상기 시료(30)로부터 반사된 반사광으로부터 상기 시료(30)에 대한 상기 측정 헤드(10)의 평행도를 측정할 수 있다.
예를 들면, 상기 평행도 측정 유닛(120)은, 상기 정렬광(121)을 상기 측정 헤드(10)의 광축에 대하여 수직하는 방향으로 조사하는 광원(130)과, 상기 정렬광(121)을 제1 정렬광(122)과 제2 정렬광(124)으로 분할하여 상기 제1 정렬광(122)을 상기 시료(30)를 향해 반사하고 상기 제2 정렬광(124)을 투과시키는 빔 스플리터(132)와, 상기 시료(30)로부터 반사된 후 상기 빔 스플리터(132)를 통해 투과된 제1 반사광(126)으로부터 정렬 이미지(150; 도 5 참조)를 획득하는 정렬 카메라(136)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 정렬광(122)은 상기 빔 스플리터(132)에 의해 반사된 후 상기 시료(30)를 향해 조사될 수 있으며, 상기 시료(30)로부터 반사된 제1 반사광(126)은 상기 빔 스플리터(132)를 통해 투과된 후 상기 정렬 카메라(136)로 유도될 수 있다.
특히, 상기 평행도 측정 유닛(120)은 상기 측정 헤드(10)의 평행도 측정에 대한 정밀도를 향상시키기 위하여 상기 빔 스플리터(132)를 통해 투과된 제2 정렬광(124)을 상기 시료(30)를 향해 반사하는 반사경(134)을 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 정렬광(124)의 조사에 의해 상기 시료(30)로부터 반사된 제2 반사광(128)은 상기 반사경(134)과 상기 빔 스플리터(132)를 통해 상기 정렬 카메라(136)로 유도될 수 있다. 즉, 상기 제2 반사광(128)은 상기 반사경(134)에 의해 반사된 후 상기 빔 스플리터(132)에 의해 다시 반사될 수 있으며 이어서 상기 정렬 카메라(136)로 유도될 수 있다.
도 5는 시료로부터 반사된 제1 및 제2 반사광들에 의해 획득된 정렬 이미지를 설명하기 위한 개략도이다.
도 5를 참조하면, 상기 시료(30)와 상기 측정 헤드(10)가 서로 평행하지 않은 경우 즉 상기 시료(30)에 대한 상기 제1 및 제2 정렬광들(122, 124)의 입사각이 수직이 아닌 경우 상기 정렬 카메라(136)에 의해 획득되는 정렬 이미지(150)에는 두 개의 스폿 이미지들(spot images; 152, 154)이 생성될 수 있다. 상기와 같이 두 개의 스폿 이미지들(152, 154)이 생성된 경우 작업자는 상기 두 개의 스폿 이미지들(152, 154)이 상기 정렬 이미지(150)의 기 설정된 지점, 예를 들면, 상기 정렬 이미지(150)의 중앙 지점에서 중첩될 수 있도록 상기 정렬 유닛(110)을 동작시킬 수 있으며 이에 의해 상기 시료(30)에 대한 상기 측정 헤드(10)의 정렬이 이루어질 수 있다.
다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 평행도 측정 유닛(120)은 상기 제1 및 제2 정렬광들(122, 124)이 상기 측정광과 평행하게 상기 시료(30)에 조사되도록 상기 서포트 부재(112)에 장착될 수 있다. 특히, 상기 측정 헤드(10)의 평행도 측정 정밀도를 향상시키기 위하여 상기 빔 스플리터(132)와 반사경(134)은 상기 측정 헤드(10)의 양측에 각각 배치될 수 있다. 즉, 상기 빔 스플리터(132)는 상기 측정 헤드(10)의 일측에 배치되고, 상기 반사경(134)은 상기 측정 헤드(10)의 일측에 대향하는 상기 측정 헤드(10)의 타측에 배치될 수 있다.
그러나, 상기와는 다르게, 상기 평행도 측정 유닛(120)은 상기 측정 헤드(10)에 직접 장착될 수도 있다.
한편, 상기 정렬광(121)을 제공하는 광원(130)으로는 발광 다이오드가 사용될 수 있으며 상기 발광 다이오드의 전방에는 상기 발광 다이오드로부터 생성된 정렬광(121)이 직진성을 갖도록 콜리메이터 렌즈(140)가 배치될 수 있다. 다른 예로서, 상기 측정 헤드(10)와 상기 평행도 측정 유닛(120)은 하나의 광원(12)을 공통으로 사용할 수도 있다. 이 경우 상기 제1 광섬유 케이블(16)이 상기 평행도 측정 유닛(120)에 연결될 수도 있다. 예를 들면, 상기 제1 광섬유 케이블(16)의 단부에는 제1 커넥터가 구비될 수 있고, 상기 측정 헤드(10)와 상기 평행도 측정 유닛(120)에는 상기 제1 커넥터와 대응하는 제2 커넥터가 각각 구비될 수 있으며, 상기 제1 광섬유 케이블(16)은 필요에 따라 상기 측정 헤드(10) 또는 평행도 측정 유닛(120)에 선택적으로 연결될 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 반사광들(126, 128)은 집광 렌즈(142)를 통해 상기 정렬 카메라(136)로 유도될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 측정 헤드(10)의 광축과 평행하게 시료(30)를 향해 제1 정렬광(122) 및 제2 정렬광(124)을 조사한 후 상기 시료(30)로부터 반사된 제1 반사광(126) 및 제2 반사광(128)으로부터 정렬 이미지(150)를 획득할 수 있다. 특히, 상기 제1 및 제2 반사광들(126, 128)에 의해 상기 정렬 이미지(150)에는 두 개의 스폿 이미지들(152, 154)이 생성될 수 있으며, 상기 두 개의 스폿 이미지들(152, 154)이 상기 정렬 이미지(150)의 기 설정된 지점에서 중첩될 수 있도록 상기 측정 헤드(10)의 각도를 조절함으로써 상기 시료(30)에 대한 상기 측정 헤드(10)의 정렬이 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이 정렬 이미지(150) 상의 스폿 이미지들(152, 154)의 위치들에 기초하여 상기 측정 헤드(10)의 정렬이 수행될 수 있으므로 종래 기술에 비하여 매우 용이하고 정밀하게 상기 측정 헤드(10)의 정렬이 이루어질 수 있다. 또한, 상기 측정 헤드(10)의 정렬에 소요되는 시간이 충분히 단축될 수 있으며 상기 측정 헤드(10)를 이용한 분광 분석의 신뢰도가 크게 향상될 수 있다.
도 6은 도 4에 도시된 평행도 측정 유닛의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 6을 참조하면, 평행도 측정 유닛(220)은 상기 측정 헤드(10)의 광축에 대하여 수직하는 방향으로 조사하는 광원(230)과, 상기 광원(230)의 광축 상에 배치되는 제1 빔 스플리터(232), 제2 빔 스플리터(234) 및 반사경(236), 그리고 상기 시료(30)로부터 반사된 광으로부터 정렬 이미지를 획득하기 위한 정렬 카메라(238)를 포함할 수 있다.
상기 광원(230)으로부터 조사된 정렬광(221)의 일부는 상기 제1 빔 스플리터(232)를 투과할 수 있으며, 이어서 상기 제2 빔 스플리터(234)에 의해 제1 정렬광(222)과 제2 정렬광(224)으로 분할될 수 있다.
상기 제2 빔 스플리터(234)에 의해 반사된 제1 정렬광(222)은 상기 시료(30)를 향해 조사될 수 있으며, 상기 제1 정렬광(222)의 조사에 의해 상기 시료(30)로부터 반사된 제1 반사광(226)은 상기 제2 빔 스플리터(234)에 의해 반사되고 이어서 상기 제1 빔 스플리터(232)에 의해 재차 반사된 후 상기 정렬 카메라(238)에 도달될 수 있다.
상기 제2 빔 스플리터(234)를 통해 투과된 제2 정렬광(224)은 상기 반사경(236)에 의해 반사되어 상기 시료(30)를 향해 조사될 수 있으며, 상기 제2 정렬광(224)에 의해 상기 시료(30)로부터 반사된 제2 반사광(228)은 상기 반사경(236)에 의해 반사된 후 상기 제2 빔 스플리터(234)를 통해 투과할 수 있으며 상기 제1 빔 스플리터(232)에 의해 반사된 후 상기 정렬 카메라(238)에 도달될 수 있다.
한편, 미설명 부호 240 및 242는 각각 콜리메이터 렌즈와 집광 렌즈를 나타낸다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 측정 헤드 30 : 시료
40 : 스테이지 100 : 측정 헤드 정렬 장치
110 : 정렬 유닛 112 : 서포트 부재
114 : 각도 조절부 120 : 평행도 측정 유닛
121 : 정렬광 122 : 제1 정렬광
124 : 제2 정렬광 126 : 제1 반사광
128 : 제2 반사광 130 : 광원
132 : 빔 스플리터 134 : 반사경
136 : 정렬 카메라 150 : 정렬 이미지
152, 154 : 스폿 이미지

Claims (6)

  1. 분광 분석을 위해 시료 표면에 측정광을 조사하는 분광 측정 장치의 측정 헤드의 광축과 평행하게 상기 시료를 향해 정렬광을 조사하고 상기 시료로부터 반사된 반사광으로부터 상기 시료에 대한 상기 측정 헤드의 평행도를 측정하는 평행도 측정 유닛; 및
    상기 측정 헤드를 지지하며 상기 평행도 측정 유닛에 의해 측정된 상기 측정 헤드의 평행도에 따라 상기 측정 헤드의 평행도를 조절하는 정렬 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 분광 측정 장치의 측정 헤드 정렬 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 평행도 측정 유닛은,
    상기 정렬광을 상기 광축에 대하여 수직하는 방향으로 조사하는 광원;
    상기 정렬광을 제1 정렬광과 제2 정렬광으로 분할하여 상기 제1 정렬광을 상기 시료를 향해 반사하고 상기 제2 정렬광을 투과시키는 빔 스플리터; 및
    상기 시료로부터 반사된 후 상기 빔 스플리터를 통해 투과된 제1 반사광으로부터 정렬 이미지를 획득하는 정렬 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 분광 측정 장치의 측정 헤드 정렬 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 평행도 측정 유닛은,
    상기 제2 정렬광을 상기 시료를 향해 반사하는 반사경을 더 포함하며,
    상기 시료로부터 반사된 제2 반사광은 상기 반사경과 상기 빔 스플리터를 통해 상기 정렬 카메라로 유도되는 것을 특징으로 하는 분광 측정 장치의 측정 헤드 정렬 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 평행도 측정 유닛은,
    상기 정렬광을 상기 광축에 대하여 수직하는 방향으로 조사하는 광원;
    상기 측정 헤드의 일측에 배치되며, 상기 정렬광을 제1 정렬광과 제2 정렬광으로 분할하여 상기 제1 정렬광을 상기 시료를 향해 반사하고 상기 제2 정렬광을 투과시키는 빔 스플리터;
    상기 측정 헤드의 타측에 배치되며, 상기 제2 정렬광을 상기 시료를 향해 반사하는 반사경; 및
    상기 시료로부터 반사된 제1 반사광 및 제2 반사광을 이용하여 정렬 이미지를 획득하는 정렬 카메라를 포함하되,
    상기 제1 반사광은 상기 제1 정렬광에 의해 형성되며 상기 빔 스플리터를 투과하여 상기 정렬 카메라에 도달되며, 상기 제2 반사광은 상기 제2 정렬광에 의해 형성되며 상기 반사경과 상기 빔 스플리터에 의해 상기 정렬 카메라로 유도되는 것을 특징으로 하는 분광 측정 장치의 측정 헤드 정렬 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 평행도 측정 유닛은,
    상기 정렬광을 상기 광축에 대하여 수직하는 방향으로 조사하는 광원;
    상기 광원의 광축 상에 배치된 제1 빔 스플리터;
    상기 측정 헤드의 일측에 배치된 제2 빔 스플리터;
    상기 측정 헤드의 타측에 배치된 반사경; 및
    상기 시료로부터 반사된 반사광들로부터 정렬 이미지를 획득하는 정렬 카메라를 포함하되,
    상기 제1 빔 스플리터를 투과한 정렬광은 상기 제2 빔 스플리터에 의해 제1 정렬광 및 제2 정렬광으로 분할되며,
    상기 제1 정렬광은 상기 제2 빔 스플리터에 의해 상기 시료를 향해 유도되고 상기 시료로부터 반사된 제1 반사광은 상기 제2 빔 스플리터와 상기 제1 빔 스플리터에 의해 상기 정렬 카메라로 유도되고,
    상기 제2 정렬광은 상기 반사경에 의해 상기 시료를 향해 유도되고 상기 시료로부터 반사된 제2 반사광은 상기 반사경과 상기 제2 빔 스플리터 및 상기 제1 빔 스플리터에 의해 상기 정렬 카메라로 유도되는 것을 특징으로 하는 분광 측정 장치의 측정 헤드 정렬 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 정렬 유닛은,
    상기 측정 헤드를 지지하기 위한 서포트 부재; 및
    상기 서포트 부재의 각도를 조절하기 위한 각도 조절부를 포함하며,
    상기 평행도 측정 유닛은 상기 서포트 부재 또는 상기 측정 헤드에 장착되는 것을 특징으로 하는 분광 측정 장치의 측정 헤드 정렬 장치.
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