KR20200053385A - Spectrometric optical system, and semiconductor inspection apparatus comprising the same - Google Patents

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KR20200053385A KR1020180158376A KR20180158376A KR20200053385A KR 20200053385 A KR20200053385 A KR 20200053385A KR 1020180158376 A KR1020180158376 A KR 1020180158376A KR 20180158376 A KR20180158376 A KR 20180158376A KR 20200053385 A KR20200053385 A KR 20200053385A
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Abstract

The present invention provides a spectrometric optical system, a spectrometric measurement system and a semiconductor inspection method which can reduce costs by making a wide view, a high spatial decomposition capability and a wavelength decomposition capability compatible. The spectrometric optical system comprises: a slit having a through hole with a predetermined shape; a first spherical mirror to which light having penetrated through the slit is incident; a second spherical mirror to which light reflected from the first spherical mirror is incident; a dispersion element to which light reflected from the second spherical mirror is incident; and an image sensor detecting light dispersed for each wavelength by the dispersion element, wherein the center of curvature of the first spherical mirror and the center of curvature of the second spherical mirror are parallel with an optical axis, the light reflected from the second spherical mirror is parallel on at least a position of an aperture, and the dispersion element is disposed on the position of the aperture of the light reflected from the second spherical mirror.

Description

분광 광학계 및 그 분광 광학계를 포함한 반도체 검사 장치{Spectrometric optical system, and semiconductor inspection apparatus comprising the same} Spectrometric optical system, and semiconductor inspection apparatus comprising the same}

본 발명의 기술적 사상은, 검사 장치에 관한 것으로, 특히 분광 광학계, 및 그 분광 광학계를 포함한 반도체 검사 장치에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to an inspection device, and more particularly, to a spectroscopic optical system and a semiconductor inspection device including the spectroscopic optical system.

반도체의 제조 과정에서, 제조된 반도체의 표면에 광을 조사하여 해당 반도체의 표면으로부터 반사된 반사광을 토대로 검사를 하는 반도체 검사 장치들이 알려져 있다. 이러한 반도체 검사 장치들의 하나로서, 광원으로부터 출사된 광을 분광하여 단색광을 반도체의 표면에 조사하는 검사 장치가 알려져 있다. 그러나 상기 반도체 검사 장치에서는, 반도체의 표면에 조사하는 광의 파장을 바꾸고자 경우에는 파장 전환을 위한 시간이 필요하다는 문제가 있다. 그리고 반도체 검사에 대한 높은 스루풋(high throughtput)의 요구가 높아짐에 따라, 반도체의 표면에 다색광을 조사하고, 반사광을 분광 광학계를 이용하여 분광하는 반도체 검사 장치가 개발되고 있다.2. Description of the Related Art In semiconductor manufacturing processes, semiconductor inspection devices are known that irradiate light on a surface of a manufactured semiconductor and perform inspection based on reflected light reflected from the surface of the semiconductor. As one of such semiconductor inspection apparatuses, an inspection apparatus for spectralizing light emitted from a light source and irradiating monochromatic light to the surface of a semiconductor is known. However, in the semiconductor inspection apparatus, in order to change the wavelength of light irradiated on the surface of the semiconductor, there is a problem that it takes time for the wavelength conversion. In addition, as the demand for high throughtput for semiconductor inspection increases, a semiconductor inspection device for irradiating polychromatic light on the surface of the semiconductor and spectralizing the reflected light using a spectroscopic optical system has been developed.

본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는, 넓은 시야와 높은 공간 분해 능력, 및 파장 분해 능력을 양립시킴으로써, 비용을 감소할 수 있는 분광 광학계, 및 그 분광 광학계를 포함한 반도체 검사 장치를 제공하는 데에 있다.The problem to be solved by the technical spirit of the present invention is to provide a spectroscopic optical system capable of reducing costs by making a wide field of view, high spatial resolution, and wavelength resolution compatible, and a semiconductor inspection device including the spectroscopic optical system. Is in

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 소정 형태의 관통공을 가진 슬릿; 상기 슬릿을 투과한 광이 입사되는 제1 구면경; 상기 제1 구면경으로부터 반사된 광이 입사되는 제2 구면경; 상기 제2 구면경으로부터 반사된 광이 입사되는 분산 소자; 및 상기 분산 소자에 의해 파장마다 분산된 광을 검출하는 이미지 센서;를 포함하고, 상기 제1 구면경의 곡률 중심과 상기 제2 구면경의 곡률 중심은 광축과 평행하며, 상기 제2 구면경으로부터 반사된 상기 광은 적어도 조리개 위치에서 평행하며, 상기 분산 소자는 상기 제2 구면경으로부터 반사된 상기 광의 상기 조리개 위치에 배치된, 분광 광학계를 제공한다.In order to solve the above problems, the technical idea of the present invention, a slit having a through hole in a predetermined form; A first spherical mirror through which light passing through the slit is incident; A second spherical mirror through which light reflected from the first spherical mirror is incident; A dispersion element to which light reflected from the second spherical mirror is incident; And an image sensor that detects light dispersed at each wavelength by the dispersion element, wherein the center of curvature of the first spherical mirror and the center of curvature of the second spherical mirror are parallel to the optical axis and are reflected from the second spherical mirror. The light is at least parallel at the aperture position, and the dispersing element provides a spectroscopic optical system disposed at the aperture position of the light reflected from the second spherical mirror.

또한, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 라인 형태의 관통공을 가진 슬릿; 제1 구면경, 제2 구면경 및 분산 소자를 구비한 분광 장치; 및 상기 분광 장치에 의해 파장마다 분산된 광을 검출하는 이미지 센서;를 포함하고, 상기 제1 구면경의 곡률 중심과 상기 제2 구면경의 곡률 중심은 광축과 평행하며, 상기 제2 구면경으로부터 반사된 상기 광은 적어도 조리개 위치에서 평행하며, 상기 분산 소자는 상기 조리개 위치에 배치된, 분광 광학계를 제공한다.In addition, the technical idea of the present invention, in order to solve the above problem, a slit having a through hole in the form of a line; A spectroscopic device having a first spherical mirror, a second spherical mirror, and a dispersion element; And an image sensor that detects light dispersed for each wavelength by the spectrometer, wherein the center of curvature of the first spherical mirror and the center of curvature of the second spherical mirror are parallel to the optical axis, and are reflected from the second spherical mirror. The light is at least parallel at the aperture position, and the dispersing element provides a spectroscopic optical system disposed at the aperture position.

더 나아가, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 다색광을 계측 대상물로 조사하고 상기 계측 대상물로부터 반사된 상기 다색광을 출사시키는 조사부; 및 상기 조사부로부터 출사된 상기 다색광이 입사되는 분광 광학계를 포함하고, 상기 분광 광학계는, 라인 형태의 관통공을 가진 슬릿, 제1 구면경, 제2 구면경 및 분산 소자를 구비한 분광 장치, 및 상기 분광 장치에 의해 파장마다 분산된 광을 검출하는 이미지 센서;를 포함하며, 상기 제1 구면경의 곡률 중심과 상기 제2 구면경의 곡률 중심은 광축과 평행하며, 상기 제2 구면경으로부터 반사된 상기 다색광은 적어도 조리개 위치에서 평행하며, 상기 분산 소자는 상기 조리개 위치에 배치되며, 상기 분광 광학계를 통해 획득한 상기 다색광의 스펙트럼에 기초하여 상기 계측 대상물의 표면 구조를 검사하는, 반도체 검사 장치를 제공한다.Further, the technical idea of the present invention, in order to solve the above problems, an irradiation unit for irradiating multi-color light with a measurement object and emitting the multi-color light reflected from the measurement object; And a spectroscopic optical system from which the multicolor light emitted from the irradiation unit is incident, the spectroscopic optical system comprising: a slit having a line-shaped through hole, a first spherical mirror, a second spherical mirror and a dispersion element, and the An image sensor that detects light dispersed for each wavelength by a spectroscopic device; including, the center of curvature of the first spherical mirror and the center of curvature of the second spherical mirror are parallel to the optical axis, and the multicolor light reflected from the second spherical mirror Is parallel to at least the aperture position, the dispersing element is disposed at the aperture position, and provides a semiconductor inspection device for inspecting the surface structure of the measurement object based on the spectrum of the multicolor light obtained through the spectrophotometer.

본 발명의 기술적 사상에 의한 분광 광학계 및 반도체 검사 장치는 반도체 웨이퍼 상에 다색광이 조사되는 조사 영역이 복수의 점 또는 라인을 포함한 넓은 시야라 해도, 제1 구면경과 제2 구면경에 의해 비점수차를 적절히 보정함으로써, 높은 공간 분해 능력 및 파장 분해 능력을 얻을 수 있다. In the spectroscopic optical system and the semiconductor inspection apparatus according to the technical concept of the present invention, even if the irradiation area in which multicolor light is irradiated on a semiconductor wafer is a wide field of view including a plurality of points or lines, astigmatism is caused by the first spherical mirror and the second spherical mirror. By appropriately correcting, high spatial resolution and wavelength resolution can be obtained.

또한, 본 발명의 기술적 사상에 의한 분광 광학계 및 반도체 검사 장치는, 구면 형상을 가진 회절격자를 제조할 필요가 없으므로 설비 비용을 줄일 수 있으며, 또한, 넓은 시야와 높은 공간 분해 능력 및 파장 분해 능력을 양립시킬 수 있으므로, 설비 비용을 더욱 줄일 수 있다.In addition, the spectroscopic optical system and the semiconductor inspection apparatus according to the technical idea of the present invention can reduce the equipment cost since it is not necessary to manufacture a diffraction grating having a spherical shape, and also has a wide field of view, high spatial resolution, and wavelength resolution. Compatible, the equipment cost can be further reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 검사 장치를 개략적으로 보여주는 구조도이다.
도 2는 도 1의 반도체 검사 장치에서, 분광 광학계 부분을 보여주는 구조도이다.
도 3은 도 1의 반도체 검사 장치에서, 분광 광학계(100)의 제1 구면경 및 제2 구면경에 이용되는 유전체 다층막에 대한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 검사 장치에서, 분광 광학계 부분을 보여주는 구조도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 검사 장치에서, 분광 광학계 부분을 보여주는 구조도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 검사 장치에서, 분광 광학계 부분을 보여주는 구조도이다.1 is a structural diagram schematically showing a semiconductor inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a structural diagram showing a portion of the spectroscopic optical system in the semiconductor inspection apparatus of FIG. 1.
3 is a cross-sectional view of a dielectric multilayer film used in the first spherical mirror and the second spherical mirror of the spectroscopic optical system 100 in the semiconductor inspection apparatus of FIG. 1.
4 is a structural diagram showing a portion of a spectroscopic optical system in a semiconductor inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a structural diagram showing a portion of a spectroscopic optical system in a semiconductor inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a structural diagram showing a portion of a spectroscopic optical system in a semiconductor inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions are omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 검사 장치를 개략적으로 보여주는 구조도다.1 is a structural diagram schematically showing a semiconductor inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 반도체 검사 장치(300)는 분광 계측 시스템으로서 반도체 검사 장치일 수 있다. 본 실시예의 반도체 검사 장치(300)는, 예를 들면, 다색광을 계측 대상물인 반도체 웨이퍼(W)의 표면에 조사하여 반도체 웨이퍼(W)로부터 반사된 해당 다색광의 스펙트럼에 기초하여, 반도체 웨이퍼(W)의 표면상에 형성된 구조의 치수 오차를 확인하는 반도체 검사 방법에 이용될 수 있다.Referring to FIG. 1, the semiconductor inspection device 300 of this embodiment may be a semiconductor inspection device as a spectroscopic measurement system. The semiconductor inspection apparatus 300 of the present embodiment, for example, irradiates multi-colored light onto the surface of the semiconductor wafer W as a measurement object, and based on the spectrum of the multi-colored light reflected from the semiconductor wafer W, the semiconductor wafer ( W) can be used in semiconductor inspection methods to check the dimensional error of the structure formed on the surface.

본 실시예의 반도체 검사 장치(300)는 분광 광학계(100, spectrometric optical system), 및 조사부(200)를 포함할 수 있다. 또한, 반도체 검사 장치(300)는, 도시하지 않았지만, CPU(Central Processing Unit), 기억부 등을 더 포함할 수 있다. 상기 CPU는 상기 기억부에 저장된 프로그램을 실행함으로써, 반도체 검사 장치(300)의 각 구성부가 제어될 수 있다. 예를 들면, 상기 CPU가 상기 기억부에 저장된 프로그램을 실행함으로써, 반도체 검사 장치(300)가 반도체 웨이퍼(W)로부터 반사된 다색광의 스펙트럼에 기초하여, 반도체 웨이퍼(W)의 표면상에 형성된 구조의 치수 오차를 확인하는 처리가 실행되도록 할 수 있다. 즉, 상기 CPU가 상기 기억부에 저장된 프로그램을 실행함으로써, 반도체 검사 장치(300)는 반도체 웨이퍼(W)에 대한 반도체 검사를 실행할 수 있다.The semiconductor inspection apparatus 300 of the present embodiment may include a spectrometric optical system (100) and an irradiation unit 200. Further, the semiconductor inspection device 300, although not shown, may further include a central processing unit (CPU), a storage unit, and the like. Each component of the semiconductor inspection device 300 can be controlled by executing the program stored in the storage unit of the CPU. For example, the structure in which the semiconductor inspection apparatus 300 is formed on the surface of the semiconductor wafer W based on the spectrum of the multicolor light reflected from the semiconductor wafer W by the CPU executing the program stored in the storage unit The process of checking the dimensional error of can be performed. That is, when the CPU executes the program stored in the storage unit, the semiconductor inspection device 300 can perform semiconductor inspection on the semiconductor wafer W.

조사부(200)는, 반도체 웨이퍼(W)의 표면에 다색광을 조사하여 반도체 웨이퍼(W)로부터 반사된 다색광을 분광 광학계(100)의 슬릿(101)에 입사시킬 수 있다. 조사부(200)는, 광대역 광원(201), 파이버(202), 제1 편광판(203), 콘덴서 렌즈(204), 미러(205), 하프 프리즘(206), 개구 조리개(207), 대물렌즈(208), 결상 렌즈(209), 및 제2 편광판(210)을 포함할 수 있다.The irradiator 200 may irradiate multicolored light on the surface of the semiconductor wafer W and cause the multicolored light reflected from the semiconductor wafer W to enter the slit 101 of the spectroscopic optical system 100. The irradiation unit 200 includes a broadband light source 201, a fiber 202, a first polarizing plate 203, a condenser lens 204, a mirror 205, a half prism 206, an aperture stop 207, and an objective lens ( 208), an imaging lens 209, and a second polarizing plate 210.

광대역 광원(201)은, 예를 들면, 파장이 다른 복수의 광을 포함한 다색광(L)을 생성하는 광원일 수 있다. 광대역 광원(201)은, 예를 들면, 연속 스펙트럼 광을 생성하는 할로겐 램프 광원이나 LED 광원으로 구현될 수 있다. 광원(201)의 출사구에는, 예를 들면, 파이버(202)의 일단이 접속될 수 있다. 광원(201)으로부터 생성된 다색광(L)은, 예를 들면, 파이버(202)를 통과하여 파이버(202)의 타단으로 출사될 수 있다. 예를 들면, 다색광(L)은 파이버(202)의 타단에서 발산광으로서 출사사될 수 있다. 또한, 다색광(L)은 파이버(202)의 타단에서 콜리메이터 등을 통해 평행광으로서 출사될 수도 있다.The broadband light source 201 may be, for example, a light source that generates multicolor light L including a plurality of lights having different wavelengths. The broadband light source 201 may be implemented as, for example, a halogen lamp light source or LED light source that generates continuous spectrum light. One end of the fiber 202 may be connected to the exit port of the light source 201, for example. The multicolor light L generated from the light source 201 may be emitted through the fiber 202 to the other end of the fiber 202, for example. For example, the multicolored light L may be emitted as light emitted from the other end of the fiber 202. Further, the multicolored light L may be emitted as parallel light through a collimator or the like at the other end of the fiber 202.

제1 편광판(203)은, 파이버(202)의 타단으로부터 출사된 다색광(L)을 편광시킬 수 있다. 콘덴서 렌즈(204)는 파이버(202)의 타단으로부터 출사된 다색광(L)을 집광할 수 있다. 구체적으로는, 콘덴서 렌즈(204)는 파이버(202)의 타단으로부터 출사된 발산광의 다색광(L)을 평행광으로 변환할 수 있다.The first polarizing plate 203 can polarize the multicolored light L emitted from the other end of the fiber 202. The condenser lens 204 can condense the multicolor light L emitted from the other end of the fiber 202. Specifically, the condenser lens 204 can convert the multicolored light L of the divergent light emitted from the other end of the fiber 202 into parallel light.

미러(205)는 콘덴서 렌즈(204)에 의해 평행광으로 변환된 다색광(L)을 하프 프리즘(206)을 향해 반사하도록 배치되어 있다.The mirror 205 is arranged to reflect the multicolored light L converted into parallel light by the condenser lens 204 toward the half prism 206.

하프 프리즘(206)은 미러(205)로부터 반사된 다색광(L)의 적어도 일부를 반사할 수 있다. 예를 들면, 하프 프리즘(206)은 미러(205)로부터 반사된 평행광의 다색광(L)의 적어도 일부를 대물렌즈(208)를 향하도록 반사할 수 있다.The half prism 206 may reflect at least a portion of the multicolor light L reflected from the mirror 205. For example, the half prism 206 may reflect at least a portion of the multi-color light L of the parallel light reflected from the mirror 205 toward the objective lens 208.

개구 조리개(207)는 대물렌즈(208)의 입사동(entrance pupil) 위치(조명동 위치), 또는 결상 렌즈(209)의 출사동(exit pupil) 위치(결상동 위치)의 어느 한쪽 또는 양쪽 모두에 배치될 수 있다. 본 실시예의 반도체 검사 장치(3000)에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 개구 조리개(207)는 대물렌즈(208)의 입사동 위치에 배치될 수 있다. 개구 조리개(207)는 하프 프리즘(206)으로부터 반사된 평행광의 다색광(L)의 광속 직경을 제한할 수 있다. 또한, 개구 조리개(207)는 동공 안의 특정 위치만의 광을 투과시키는 개구부를 가질 수 있다. 또한, 개구 조리개(207)는 DMD(Digital Micromirror Device), LCOS(Liquid Crystal on Silicon) 등의 공간 광 변조기로 구현될 수도 있다.The aperture stop 207 is either or both of the entrance pupil position (lighting pupil position) of the objective lens 208, or the exit pupil position (image pupil position) of the imaging lens 209. Can be placed on. In the semiconductor inspection apparatus 3000 of this embodiment, as shown in FIG. 1, the aperture stop 207 may be disposed at the incident pupil position of the objective lens 208. The aperture stop 207 may limit the light beam diameter of the multicolored light L of the parallel light reflected from the half prism 206. In addition, the aperture stop 207 may have an aperture through which light is transmitted only at a specific position in the pupil. In addition, the aperture stop 207 may be implemented as a spatial light modulator such as a Digital Micromirror Device (DMD) or Liquid Crystal on Silicon (LCOS).

대물렌즈(208)는 개구 조리개(207)를 투과한 다색광(L)을 반도체 웨이퍼(W)의 표면 상에 집광할 수 있다. 대물렌즈(208)는 반도체 웨이퍼(W)의 표면에 다색광(L)의 초점이 형성되도록 배치될 수 있다.The objective lens 208 may condense the multi-color light L transmitted through the aperture stop 207 on the surface of the semiconductor wafer W. The objective lens 208 may be arranged to form a focal point of the multicolor light L on the surface of the semiconductor wafer W.

반도체 웨이퍼(W)의 표면 상에 집광된 다색광(L)은 반도체 웨이퍼(W)의 표면에 의해 반사될 수 있다. 또한, 반도체 웨이퍼(W)의 표면에 의해 반사된 다색광(L)은 대물렌즈(208)에 입사될 수 있다.The multicolored light L condensed on the surface of the semiconductor wafer W may be reflected by the surface of the semiconductor wafer W. Also, the multicolor light L reflected by the surface of the semiconductor wafer W may be incident on the objective lens 208.

대물렌즈(208)는 반도체 웨이퍼(W)의 표면으로부터 반사된 다색광(L)을 평행광으로 변환시킬 수 있다. 또한, 대물렌즈(208)는 평행광으로 변환된 다색광(L)을 하프 프리즘(206)을 향해 출사시킬 수 있다.The objective lens 208 may convert the multicolored light L reflected from the surface of the semiconductor wafer W into parallel light. Further, the objective lens 208 may emit the multi-color light L converted to parallel light toward the half prism 206.

개구 조리개(207)는 대물렌즈(208)로부터 출사된 평행광의 다색광(L)의 광속 직경을 제한할 수 있다. 또한, 개구 조리개(207)를 투과한 다색광(L)은 하프 프리즘(206)에 입사될 수 있다.The aperture stop 207 may limit the luminous flux diameter of the multicolored light L of the parallel light emitted from the objective lens 208. Further, the multi-color light L transmitted through the aperture stop 207 may be incident on the half prism 206.

하프 프리즘(206)은 개구 조리개(207)를 투과한 다색광(L)을 투과시켜 결상 렌즈(209)를 향해 출사시킬 수 있다. 하프 프리즘(206)의 반사와 투과를 통해 광을 분리하여 출사하는 기능에 기인하여 하프 프리즘(206)은 빔 스플리터라고 불리기도 한다.The half prism 206 transmits the multi-color light L transmitted through the aperture stop 207 to be emitted toward the imaging lens 209. Due to the function of separating and emitting light through reflection and transmission of the half prism 206, the half prism 206 is also called a beam splitter.

결상 렌즈(209)는, 개구 조리개(207)를 투과한 다색광(L)을 분광 광학계(100)의 슬릿(101)의 관통공 위치에 집광할 수 있다. 결상 렌즈(209)는 분광 광학계(100)의 슬릿(101)의 관통공 위치에 다색광(L)의 초점이 형성되도록 배치될 수 있다.The imaging lens 209 can converge the multi-color light L transmitted through the aperture stop 207 at the position of the through hole of the slit 101 of the spectroscopic optical system 100. The imaging lens 209 may be disposed such that a focal point of the multicolor light L is formed at a position of a through hole of the slit 101 of the spectroscopic optical system 100.

제2 편광판(210)은 결상 렌즈(209)로부터 출사된 다색광(L)을 편광시킬 수 있다.The second polarizing plate 210 may polarize the multicolor light L emitted from the imaging lens 209.

분광 광학계(100)에 대해서는 이하 도 2의 설명 부분에서 상세히 설명한다.The spectroscopic optical system 100 will be described in detail in the description of FIG. 2 below.

도 2는 도 1의 반도체 검사 장치에서, 분광 광학계 부분을 보여주는 구조도이다.2 is a structural diagram showing a portion of the spectroscopic optical system in the semiconductor inspection apparatus of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 본 실시예의 반도체 검사 장치(300)에서, 분광 광학계(100)는, 슬릿(101), 제1 구면경(102), 제2 구면경(103), 분산 소자로서의 회절격자(104), 오더 소팅 필터(Order Sorting Filter)(105), 및 이미지 센서(106)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, in the semiconductor inspection apparatus 300 of the present embodiment, the spectroscopic optical system 100 includes a slit 101, a first spherical mirror 102, a second spherical mirror 103, and a diffraction grating 104 as a dispersion element. ), An order sorting filter 105, and an image sensor 106.

슬릿(101)은 소정 형상의 관통공을 가질 수 있다. 예를 들면, 슬릿(101)의 관통공은 선형의 관통공이고, 다색광(L)의 주광선이 포함되는 면에 대해 수직인 방향으로 연장될 수 있다. 다시 말하면, 슬릿(101)의 선형 관통공의 폭 방향은 회절격자(104)에 의해 광을 분산시키는 방향일 수 있다. 또한, 슬릿(101)은 복수의 선형 관통공을 가질 수도 있다. 또한, 슬릿(101)은 조사부(200)의 결상 렌즈(209)에 의해 집광되는 다색광(L)의 초점 위치(결상면 위치)에 배치될 수 있다. 슬릿(101)을 투과한 다색광(L)은 제1 구면경(102)에 입사될 수 있다.The slit 101 may have a through hole having a predetermined shape. For example, the through-hole of the slit 101 is a linear through-hole, and may extend in a direction perpendicular to a surface in which the main ray of the multicolor light L is included. In other words, the width direction of the linear through hole of the slit 101 may be a direction in which light is dispersed by the diffraction grating 104. Also, the slit 101 may have a plurality of linear through holes. Further, the slit 101 may be disposed at a focal position (image surface position) of the multicolored light L condensed by the imaging lens 209 of the irradiation unit 200. The multicolor light L transmitted through the slit 101 may be incident on the first spherical mirror 102.

제1 구면경(102)은, 슬릿(101)을 투과한 다색광(L)을 제2 구면경(103)을 향해 반사시킬 수 있다.The first spherical mirror 102 can reflect the multicolored light L transmitted through the slit 101 toward the second spherical mirror 103.

제2 구면경(103)은 제1 구면경(102)으로부터 반사된 다색광(L)을 평행광으로 변환하여 회절격자(104)를 향해 반사시킬 수 있다.The second spherical mirror 103 may convert the multicolored light L reflected from the first spherical mirror 102 into parallel light and reflect it toward the diffraction grating 104.

회절격자(104)는 제2 구면경(103)으로부터 반사된 다색광(L)을 회절 현상에 의해 파장마다 분산시키고, 분산된 다색광(L)을 제2 구면경(103)에 입사시킬 수 있다. 또한, 회절격자(104)는 제2 구면경(103)으로부터 반사된 다색광(L)의 조리개 위치에 배치될 수 있고, 회절격자(104)에는 반도체 웨이퍼(W) 상의 동일한 점으로부터 반사된 광이 평행광으로서 입사될 수 있다. 이를 통해, 후술하는 이미지 센서(106)의 검출 면에 형성되는 각 파장마다의 스폿(spot)이 희미해지는 것을 막을 수 있다.The diffraction grating 104 may disperse the multicolored light L reflected from the second spherical mirror 103 for each wavelength by a diffraction phenomenon, and inject the dispersed multicolored light L into the second spherical mirror 103. Further, the diffraction grating 104 may be disposed at the aperture position of the multicolored light L reflected from the second spherical mirror 103, and the diffraction grating 104 may include light reflected from the same point on the semiconductor wafer W. It can be incident as parallel light. Through this, it is possible to prevent the spots for each wavelength formed on the detection surface of the image sensor 106 to be described later from being blurred.

도 2에서, 회절격자(104)의 홈이 다색광(L)의 주광선이 포함되는 면에 대해 수직인 방향으로 연장되고, 회절격자(104)에 의해 다색광(L)이 해당 주광선이 포함되는 면에 평행한 방향으로 분산되는 예를 도시하였으나, 회절격자(104)에 형성되는 홈은 다색광(L)의 주광선이 포함되는 면에 대해 평행한 방향으로 연장될 수도 있다. 이를 통해, 제1 구면경(102) 및 제2 구면경(103)의 반사면의 면적을 작게 할 수 있다.In FIG. 2, the groove of the diffraction grating 104 extends in a direction perpendicular to a surface in which the main light of the multi-color light L is included, and the multi-color light L by the diffraction grating 104 includes the corresponding main light Although an example of dispersing in a direction parallel to the surface is shown, the grooves formed in the diffraction grating 104 may extend in a direction parallel to the surface including the main ray of the multicolor light L. Through this, the areas of the reflective surfaces of the first spherical mirror 102 and the second spherical mirror 103 can be reduced.

제2 구면경(103)은 회절격자(104)에 의해 파장마다 분산된 다색광(L)을 제1 구면경(102)을 향해 반사시킬 수 있다.The second spherical mirror 103 may reflect the multicolored light L dispersed for each wavelength by the diffraction grating 104 toward the first spherical mirror 102.

제1 구면경(102)은 제2 구면경(103)으로부터 반사된 다색광(L)을 이미지 센서(106)의 검출면에 집광시킬 수 있다.The first spherical mirror 102 may converge the multicolored light L reflected from the second spherical mirror 103 to the detection surface of the image sensor 106.

이미지 센서(106)는 검출면에 다색광(L)의 초점이 형성되도록 배치될 수 있다. 즉, 이미지 센서(106)의 검출면에는 다색광(L)에 포함되는 파장마다 스폿이 형성될 수 있다. 이미지 센서(106)는 회절격자(104)에 의해 파장마다 분산된 다색광(L)을 검출할 수 있다.The image sensor 106 may be arranged such that the focus of the multicolor light L is formed on the detection surface. That is, spots may be formed for each wavelength included in the multicolor light L on the detection surface of the image sensor 106. The image sensor 106 can detect the multicolored light L dispersed for each wavelength by the diffraction grating 104.

오더 소팅 필터(105)는 이미지 센서(106)의 다색광(L)의 입사측에 배치될 수 있다. 오더 소팅 필터(105)는 제1 구면경(102)으로부터 반사된 다색광(L)에 포함되어 있는 일차광 이외의 회절광을 제거할 수 있다. 이를 통해 이미지 센서(106)의 검출면에 일차광 이외의 회절광에 의한 스폿이 형성되는 것을 막을 수 있고, 또한, 공간 분해 능력 및 파장 분해 능력을 더욱 향상시킬 수 있다.The order sorting filter 105 may be disposed on the incident side of the multicolor light L of the image sensor 106. The order sorting filter 105 may remove diffracted light other than primary light included in the multicolored light L reflected from the first spherical mirror 102. Through this, it is possible to prevent a spot formed by diffracted light other than primary light from being formed on the detection surface of the image sensor 106, and further, it is possible to further improve spatial resolution and wavelength resolution.

여기서, 제1 구면경(102)의 다색광(L)을 반사하는 반사면의 곡률 중심과 제2 구면경(103)의 다색광(L)을 반사하는 반사면의 곡률 중심은 분광 광학계(100)의 광축과 평행하게 배치될 수 있다. 다시 말하면, 제1 구면경(102) 및 제2 구면경(103)은 이른바 오프너 광학계(Offner optics)를 구성할 수 있다. 따라서, 제1 구면경(102)의 수차가 제2 구면경(103)의 수차를 지워 3차 수차인 자이델의 5개 수차가 모두 보정될 수 있다.Here, the center of curvature of the reflective surface reflecting the multicolored light L of the first spherical mirror 102 and the center of curvature of the reflective surface reflecting the polychromatic light L of the second spherical mirror 103 are of the spectroscopic optical system 100. It can be arranged parallel to the optical axis. In other words, the first spherical mirror 102 and the second spherical mirror 103 may constitute so-called Opener optics. Accordingly, the aberrations of the first spherical mirror 102 erase the aberrations of the second spherical mirror 103, and all of the five aberrations of Seidel, which is the third aberration, can be corrected.

제1 구면경(102)의 반사면 및 상기 제2 구면경(103)의 반사면에 반사막이 형성될 수 있다. 또한, 제1 구면경(102)의 반사면 및 상기 제2 구면경(103)의 반사면에 형성되는 반사막은 유전체 다층막을 포함할 수 있다. 상기 유전체 다층막과 관련하여 이하 도 3의 설명 부분에서 좀더 상세히 설명한다.A reflective film may be formed on the reflective surface of the first spherical mirror 102 and the reflective surface of the second spherical mirror 103. In addition, the reflective film formed on the reflective surface of the first spherical mirror 102 and the reflective surface of the second spherical mirror 103 may include a dielectric multilayer film. The dielectric multilayer film will be described in more detail in the description of FIG. 3 below.

도 3은 도 1의 반도체 검사 장치에서, 분광 광학계(100)의 제1 구면경 및 제2 구면경에 이용되는 유전체 다층막에 대한 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a dielectric multilayer film used in the first spherical mirror and the second spherical mirror of the spectroscopic optical system 100 in the semiconductor inspection apparatus of FIG. 1.

도 3을 참조하면, 유전체 다층막(500)은 유리 기판(400) 상에 형성될 수 있다. 여기서, 유리 기판(400)은 제1 구면경(102) 및 제2 구면경(103)의 유리 재질의 예시일 수 있다. 구체적으로는, 유전체 다층막(500)은 유리 기판(400) 상에 저굴절률 재료로 이루어진 저굴절률막(501)과 고굴절률 재료로 이루어진 고굴절률막(502)가 교대로 적층되어 형성될 수 있다. 또한, 저굴절률막(501)의 막두께 및 고굴절률막(502)의 막두께는 각 층마다 다를 수 있다. 또한, 저굴절률막(501) 및 고굴절률막(502)은, 예를 들면, 수십층에서 200층에 걸쳐 적층될 수 있다. 저굴절률막(501) 및 고굴절률막(502)의 적층수가 많을수록 반사 효율이 향상될 수 있다. 또한, 고굴절률 재료로서는, 예를 들면 ZrO2(이산화지르코늄), TiO2(이산화티타늄) 등을 들 수 있다. 저굴절률 재료로서는, SiO2(이산화규소), MgF2(불화마그네슘) 등을 들 수 있다.Referring to FIG. 3, the dielectric multilayer film 500 may be formed on the glass substrate 400. Here, the glass substrate 400 may be an example of the glass material of the first spherical mirror 102 and the second spherical mirror 103. Specifically, the dielectric multilayer film 500 may be formed by alternately laminating a low refractive index film 501 made of a low refractive index material and a high refractive index film 502 made of a high refractive index material on the glass substrate 400. In addition, the film thickness of the low refractive index film 501 and the film thickness of the high refractive index film 502 may be different for each layer. Further, the low-refractive-index film 501 and the high-refractive-index film 502 may be stacked, for example, from tens to 200 layers. As the number of stacked layers of the low-refractive-index film 501 and the high-refractive-index film 502 increases, reflection efficiency may be improved. Moreover, as a high refractive index material, ZrO 2 (zirconium dioxide), TiO 2 (titanium dioxide), etc. are mentioned, for example. Examples of the low refractive index material include SiO 2 (silicon dioxide), MgF 2 (magnesium fluoride), and the like.

또한, 제1 구면경(102)의 반사면 및 제2 구면경(103)의 반사면은 비구면 형상일 수 있다. 이를 통해 제1 구면경(102) 및 제2 구면경(103)에 의해 수차를 적절히 보정할 수 있다.In addition, the reflective surface of the first spherical mirror 102 and the reflective surface of the second spherical mirror 103 may have an aspherical shape. Through this, the aberration can be appropriately corrected by the first spherical mirror 102 and the second spherical mirror 103.

또한, 제1 구면경(102)은, 예를 들면, 제1 반사경(미도시)과 제2 반사경(미도시)으로 분할될 수도 있다. 구체적으로는, 제1 구면경(102)은 광축을 대칭축으로 하여, 제1 반사경과 제2 반사경이 2회 회전 대칭이 되도록 분할될 수도 있다. 이를 통해 상기 제1 반사경에 입사되는 광의 입사각과 상기 제2 반사경에 입사되는 광의 입사각을 곡률 반경과는 독립적으로 제어할 수 있다. 그에 따라, 비점수차를 적절히 보정할 수 있다.Further, the first spherical mirror 102 may be divided into, for example, a first reflector (not shown) and a second reflector (not shown). Specifically, the first spherical mirror 102 may be divided such that the first and second reflectors are rotationally symmetrical by using the optical axis as a symmetric axis. Through this, an incident angle of light incident on the first reflector and an incident angle of light incident on the second reflector can be controlled independently of a radius of curvature. Accordingly, astigmatism can be appropriately corrected.

또한, 제1 구면경(102) 및 제2 구면경(103)의 적어도 하나는 다색광(L)이 입사되는 쪽의 면과 반대쪽 면에서 해당 다색광(L)을 반사하는 맨긴 미러(Mangin mirror)일 수 있다. 이를 통해 해당 맨긴 미러의 입사면 및 반사면 양쪽에서 수차 보정을 할 수 있다.In addition, at least one of the first spherical mirror 102 and the second spherical mirror 103 may be a Mangin mirror that reflects the corresponding polychromatic light L on the side opposite to the side on which the multicolored light L is incident. Can be. Through this, it is possible to correct the aberration on both the incident and reflective surfaces of the corresponding long mirror.

이상에서 설명한 본 실시예에 따른 분광 광학계(100), 반도체 검사 장치(300) 및 반도체 검사 방법에 의하면, 반도체 웨이퍼(W) 상에 다색광(L)이 조사되는 조사 영역이 복수의 점 또는 라인을 포함한 넓은 시야(wide field of view)라 해도, 제1 구면경(102)과 제2 구면경(103)에 의해 비점수차를 적절히 보정할 수 있으므로 높은 공간 분해 능력 및 파장 분해 능력을 얻을 수 있다. 또한, 구면 형상을 가진 회절격자를 제조할 필요가 없으므로 설비 비용을 줄일 수 있다. 따라서, 넓은 시야와 높은 공간 분해 능력 및 파장 분해 능력을 양립시킬 수 있으므로 설비 비용을 줄일 수 있다.According to the spectroscopic optical system 100, the semiconductor inspection apparatus 300, and the semiconductor inspection method according to the present embodiment described above, a plurality of dots or lines are irradiated with a multi-colored light L irradiated on the semiconductor wafer W. Even in a wide field of view including, since astigmatism can be appropriately corrected by the first spherical mirror 102 and the second spherical mirror 103, high spatial resolution and wavelength resolution can be obtained. In addition, since it is not necessary to manufacture a diffraction grating having a spherical shape, the equipment cost can be reduced. Therefore, it is possible to achieve a wide field of view, high spatial resolution, and wavelength resolution, thereby reducing equipment cost.

또한, 제1 구면경(102)의 곡률 중심과 제2 구면경(103)의 곡률 중심은 광축과 평행하게 배치될 수 있고, 이러한 배치로부터의 차이에 따른 수차 악화량은 매우 작을 수 있다. 따라서, 특별한 조정 방법이 필요하지 않고, 제1 구면경(102) 및 제2 구면경(103)과 회절격자(104)의 배치를 맞추기만 하면 되므로 Czerney-Turner형 등의 다른 분광 광학계에 비해 분광 광학계(100)에서의 각 구성 부재의 얼라이먼트를 보다 용이하게 수행할 수 있다.In addition, the center of curvature of the first spherical mirror 102 and the center of curvature of the second spherical mirror 103 may be arranged parallel to the optical axis, and the amount of aberration deterioration due to the difference from such arrangement may be very small. Therefore, a special adjustment method is not required, and the arrangement of the first and second spherical mirrors 102 and 103 and the diffraction grating 104 need only be matched, so that the spectroscopic optical system is compared to other spectroscopic optical systems such as the Czerney-Turner type. Alignment of each constituent member in 100) can be performed more easily.

슬릿(101)에 의해, 분광 광학계(100)에 입사되는 광속의 형상을 선형으로 제한할 수 있다. 슬릿(101)의 선형 관통공의 폭 방향은 회절격자(104)에 의해 광을 분산시키는 방향이며, 해당 관통공의 폭이 좁을수록 높은 파장 분해 능력을 얻을 수 있다.The shape of the light flux incident on the spectroscopic optical system 100 can be linearly limited by the slit 101. The width direction of the linear through hole of the slit 101 is a direction in which light is dispersed by the diffraction grating 104, and the narrower the width of the through hole, the higher the wavelength resolution.

제1 구면경(102) 및 제2 구면경(103)의 반사막을 유전체 다층막으로 구성함으로써 제1 구면경(102)의 반사율 및 제2 구면경(103)의 반사율을 높게 할 수 있어 반사에 의한 광량 저하를 줄일 수 있다. 이를 통해 분광 광학계(100)에서의 광 이용 효율을 향상시킬 수 있다.By constructing the reflective films of the first spherical mirror 102 and the second spherical mirror 103 with a dielectric multilayer film, the reflectance of the first spherical mirror 102 and the reflectance of the second spherical mirror 103 can be increased, thereby reducing a decrease in the amount of light due to reflection. Can be. Through this, the light utilization efficiency in the spectroscopic optical system 100 can be improved.

분산 소자로서 회절격자(104)를 이용함으로써 분산 소자가 프리즘인 경우에 비해 분산 소자의 배치에 필요한 공간을 줄일 수 있어 분광 광학계(100) 전체의 컴팩트화를 도모할 수 있다.By using the diffraction grating 104 as a dispersing element, the space required for disposing the dispersing element can be reduced compared to the case where the dispersing element is a prism, so that the entire spectroscopic optical system 100 can be compacted.

오더 소팅 필터(105)에 의해 일차광 이외의 회절광을 제거할 수 있고, 공간 분해 능력 및 파장 분해 능력을 더욱 향상시킬 수 있다.Diffraction light other than primary light can be removed by the order sorting filter 105, and the spatial resolution ability and the wavelength resolution ability can be further improved.

슬릿(101)이 복수의 선형 관통공을 가짐에 따라, 반도체 웨이퍼(W) 표면의 복수의 부분으로부터 반사된 광을 동시에 분광시킬 수 있어 반도체 검사 장치(300)의 높은 스루풋을 도모할 수 있다. 또한, 계측 대상물의 표면을 주사하면서 계측하는 분광 계측 시스템에서 해당 분광 광학계가 이용되는 경우, 반도체 웨이퍼(W) 표면의 어느 부분으로부터 반사된 광은 반도체 검사 장치(300)의 주사(scanning)와 함께 차례대로 복수의 선형의 관통공을 투과하기 때문에, 반도체 웨이퍼(W)의 해당 부분에 대해 여러 차례 계측을 실시할 수 있어 계측의 정밀도를 향상시킬 수 있다.As the slit 101 has a plurality of linear through holes, light reflected from a plurality of portions of the surface of the semiconductor wafer W can be simultaneously spectralized, thereby achieving high throughput of the semiconductor inspection device 300. In addition, when the spectroscopic optical system is used in a spectroscopic measurement system that measures while scanning the surface of an object to be measured, the light reflected from any part of the surface of the semiconductor wafer W is scanned together with the scanning of the semiconductor inspection device 300. Since a plurality of linear through-holes are sequentially transmitted, measurement can be performed multiple times on the corresponding portion of the semiconductor wafer W, thereby improving the accuracy of the measurement.

제1 구면경(102)의 반사면 및 제2 구면경(103)의 반사면이 비구면 형상으로 형성됨으로써, 수차를 적절히 보정할 수 있다. 또한, 제1 구면경(102)이 2장의 반사경으로 분할되는 경우에, 2장의 반사광에 입사되는 광의 입사각을 곡률 반경과는 독립적으로 제어할 수 있다. 이로써 비점수차를 적절히 보정할 수 있다. 더 나아가, 제1 구면경(102) 및 제2 구면경(103)의 적어도 한쪽이 맨긴 미러로 형성될 수 있고, 그에 따라, 상기 맨긴 미러의 광이 입사되는 쪽의 면과 그 반대쪽 면 양쪽에서 수차 보정을 할 수 있다.The aberration can be appropriately corrected by forming the reflective surface of the first spherical mirror 102 and the reflective surface of the second spherical mirror 103 in an aspherical shape. In addition, when the first spherical mirror 102 is divided into two reflectors, the incident angle of the light incident on the two reflected lights can be controlled independently of the radius of curvature. Thereby, astigmatism can be appropriately corrected. Furthermore, at least one of the first spherical mirror 102 and the second spherical mirror 103 may be formed as a long mirror, thereby correcting aberrations on both the side of the side where the light of the long mirror is incident and the opposite side. can do.

회절격자(104)의 홈이 다색광(L)의 주광선이 포함되는 면에 대해 수직 방향으로 연장됨으로써, 다색광(L)은 해당 주광선이 포함되는 면에 평행 방향으로 분산될 수 있다. 이를 통해 각 파장마다 분산된 광의 이미지 센서(106) 상에서의 면내 왜곡을 줄일 수 있다.Since the groove of the diffraction grating 104 extends in a vertical direction with respect to a surface containing the main light of the multi-color light L, the multi-color light L may be distributed in a parallel direction to the surface containing the main light. Through this, in-plane distortion on the image sensor 106 of light dispersed at each wavelength can be reduced.

개구 조리개(207)는 동공 안의 특정 위치만의 광을 투과시킴으로써, 반도체 웨이퍼(W)의 표면에 입사되는 광 중 원하는 입사 각도로 입사되는 광의 반사광만을 계측에 이용할 수 있다. 이를 통해 계측 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 개구 조리개(207)가 공간 광 변조기로 구현되는 경우, 개구 조리개를 교환하지 않아도 계측하고자 하는 반사광의 반도체 웨이퍼(W)로의 입사 각도를 변경할 수 있다.The aperture stop 207 transmits light only at a specific position in the pupil, so that only reflected light of light incident at a desired incident angle among the light incident on the surface of the semiconductor wafer W can be used for measurement. Through this, the measurement precision can be further improved. In addition, when the aperture stop 207 is implemented as a spatial light modulator, the angle of incidence of the reflected light to be measured into the semiconductor wafer W can be changed without changing the aperture stop.

참고로, 반도체 검사 장치에서 이용되는 분광 광학계로서, 1장의 구면경과 회절격자를 이용한 Fastie-Ebert형이 있다. Fastie-Ebert형은 구성이 단순하여 저렴하게 제조 가능하지만 구면 수차, 비점수차, 코마 수차가 크고 공간 분해 능력 및 파장 분해 능력이 낮다는 문제가 있다. 또한, Fastie-Ebert형을 개선한 구성으로서, 구면경을 2장으로 분할하고 2장의 구면경을 포물면경으로 한 Czerney-Turner형이 있다. Czerney-Turner형은 반도체 검사 장치뿐 아니라 다양한 제품에 폭넓게 채용되고 있다. Czerney-Turner형은 수차도 적절하게 보정되어 있고, 조사 영역이 1개의 점일 때, 충분한 성능을 가질 수 있다. 그러나 Czerney-Turner형은 비점수차가 비교적 크기 때문에, 조사 영역이 복수의 점 또는 라인인 경우에는 공간 분해 능력 및 파장 분해 능력 등의 성능이 제한될 수 있다. For reference, as a spectroscopic optical system used in a semiconductor inspection apparatus, there is a Fastie-Ebert type using a single spherical mirror and a diffraction grating. The Fastie-Ebert type is simple in construction and can be manufactured inexpensively, but there is a problem in that spherical aberration, astigmatism, coma aberration are large, and spatial resolution and wavelength resolution are low. In addition, as a configuration that improves the Fastie-Ebert type, there is a Czerney-Turner type in which a spherical mirror is divided into two and two spherical mirrors are parabolic. The Czerney-Turner type is widely used in various products as well as semiconductor inspection equipment. The Czerney-Turner type has appropriately corrected aberration, and can have sufficient performance when the irradiation area is one point. However, since the Czerney-Turner type has relatively large astigmatism, performances such as spatial resolution and wavelength resolution may be limited when the irradiation area is a plurality of points or lines.

한편, Czerney-Turner형 분광 광학계의 결점을 해결하기 위해, Offner 반사 광학계의 2장의 구면경 중 1장을 회절격자로 변경한 광학계(이하, 'modified-Offner형 광학계'라고 한다.)가 제안되고 있다. modified-Offner형 광학계는 넓은 시야를 실현할 수 있어 높은 공간 분해 능력 및 파장 분해 능력을 가질 수 있다. 그러나 modified-Offner형 광학계는 구면 형상을 가진 회절격자를 제조하기 위해 고비용을 필요로 한다.On the other hand, in order to solve the defects of the Czerney-Turner type spectrophotometer, an optical system in which one of the two spherical mirrors of the Offner reflection optical system is changed to a diffraction grating (hereinafter referred to as a 'modified-Offner type optical system') has been proposed. . The modified-Offner type optical system can realize a wide field of view and thus have high spatial resolution and wavelength resolution. However, the modified-offner type optical system requires a high cost to manufacture a diffraction grating having a spherical shape.

본 실시예의 반도체 검사 장치(300)의 분광 광학계(100)는 전술한 다양한 장점들 가짐으로써, 앞서 분광 광학계의 문제점들을 해결할 수 있다. 예컨대, 본 실시예의 반도체 검사 장치(300)의 분광 광학계(100)는 반도체 웨이퍼(W) 상에 다색광(L)이 조사되는 조사 영역이 복수의 점 또는 라인을 포함한 넓은 시야(wide field of view)라 해도, 제1 구면경(102)과 제2 구면경(103)에 의해 비점수차를 적절히 보정함으로써, 높은 공간 분해 능력 및 파장 분해 능력을 얻을 수 있다. 또한, 구면 형상을 가진 회절격자를 제조할 필요가 없으므로 설비 비용을 줄일 수 있으며, 또한, 넓은 시야와 높은 공간 분해 능력 및 파장 분해 능력을 양립시킬 수 있으므로, 설비 비용을 더욱 줄일 수 있다.The spectroscopic optical system 100 of the semiconductor inspection apparatus 300 of the present embodiment has various advantages described above, thereby solving the problems of the spectroscopic optical system. For example, in the spectroscopic optical system 100 of the semiconductor inspection apparatus 300 of the present embodiment, a wide field of view in which an irradiation area in which the multicolor light L is irradiated on the semiconductor wafer W includes a plurality of points or lines. ), It is possible to obtain high spatial resolution and wavelength resolution by appropriately correcting astigmatism by the first spherical mirror 102 and the second spherical mirror 103. In addition, since it is not necessary to manufacture a diffraction grating having a spherical shape, it is possible to reduce equipment cost, and further, since it is possible to achieve a wide field of view, high spatial resolution, and wavelength resolution, both equipment costs can be further reduced.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 검사 장치에서, 분광 광학계 부분을 보여주는 구조도이다. 도 1 내지 도 3의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.4 is a structural diagram showing a portion of a spectroscopic optical system in a semiconductor inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. The contents already described in the description of FIGS. 1 to 3 are simply described or omitted.

도 4를 참조하면, 본 실시예의 반도체 검사 장치(300)에서, 분광 광학계(100A)는 도 1의 반도체 검사 장치(300)의 분광 광학계(100)와 다를 수 있다. 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 분광 광학계(100A)는 분산 소자로서 그리즘(Grism)(107)을 포함하고, 또한, 평면경(108)을 더 포함한다는 점에서, 도 1의 반도체 검사 장치(300)의 분광 광학계(100)와 다를 수 있다.Referring to FIG. 4, in the semiconductor inspection device 300 of the present embodiment, the spectroscopic optical system 100A may be different from the spectroscopic optical system 100 of the semiconductor inspection device 300 of FIG. 1. Specifically, as shown in FIG. 4, the semiconductor inspection of FIG. 1, in that the spectroscopic optical system 100A includes a Gris 107 as a dispersive element and further includes a plane mirror 108 It may be different from the spectroscopic optical system 100 of the device 300.

그리즘(107)은, 제2 구면경(103)으로부터 반사된 다색광(L)을 회절 현상에 의해 파장마다 분산시키고, 분산된 다색광(L)을 평면경(108)에 입사시킬 수 있다. 또한, 그리즘(107)은 제2 구면경(103)으로부터 반사된 다색광(L)의 조리개 위치에 배치될 수 있고, 그리즘(107)에는 반도체 웨이퍼(W) 상의 동일한 점으로부터 반사된 광이 평행광으로서 입사될 수 있다. 이를 통해 이미지 센서(106)의 검출면에 형성되는 각 파장마다의 스폿이 희미해지는 것을 막을 수 있다.The prism 107 may disperse the multicolored light L reflected from the second spherical mirror 103 for each wavelength by a diffraction phenomenon, and allow the dispersed multicolored light L to enter the plane mirror 108. Further, the prism 107 may be disposed at the aperture position of the multicolored light L reflected from the second spherical mirror 103, and the prism 107 may include light reflected from the same point on the semiconductor wafer W. It can be incident as parallel light. Through this, it is possible to prevent the spots for each wavelength formed on the detection surface of the image sensor 106 from fading.

평면경(108)은, 그리즘(107)과 제1 구면경(102) 사이에 배치될 수 있고, 그리즘(107)에 의해 분산된 다색광(L)을 제2 구면경(103)을 향해 반사시킬 수 있다. 평면경(108)에 의해 반사된 다색광(L)은 그리즘(107)을 통해 제2 구면경(103)에 입사될 수 있다.The plane mirror 108 may be disposed between the prism 107 and the first spherical mirror 102, and reflect the multicolored light L dispersed by the prism 107 toward the second spherical mirror 103. Can be. The multicolor light L reflected by the plane mirror 108 may be incident on the second spherical mirror 103 through the grip 107.

이상에서 설명한 본 실시예에 따른 반도체 검사 장치(300)의 분광 광학계(100A)에 의하면, 도 1의 반도체 검사 장치(300)의 분광 광학계(100)와 동일한 효과를 얻을 수 있는 것은 물론, 그리즘(107)으로부터 출사되는 다색광(L)의 광축이 분광 광학계(100A)의 광축과 평행하므로, 평면경(108)의 광축을 분광 광학계(100A)의 광축에 대해 기울일 필요가 없다. 따라서, 분광 광학계(100A)에서의 각 구성 부재의 얼라이먼트가 어려워지는 것을 막을 수 있다.According to the spectroscopic optical system 100A of the semiconductor inspection apparatus 300 according to the present embodiment described above, it is possible to obtain the same effect as the spectroscopic optical system 100 of the semiconductor inspection apparatus 300 of FIG. Since the optical axis of the multicolor light L emitted from 107 is parallel to the optical axis of the spectroscopic optical system 100A, it is not necessary to tilt the optical axis of the plane mirror 108 with respect to the optical axis of the spectroscopic optical system 100A. Therefore, it is possible to prevent the alignment of the respective constituent members in the spectroscopic optical system 100A from becoming difficult.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 검사 장치에서, 분광 광학계 부분을 보여주는 구조도이다. 도 1 내지 도 4의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.5 is a structural diagram showing a portion of a spectroscopic optical system in a semiconductor inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. Descriptions already described in the description of FIGS. 1 to 4 are simply described or omitted.

도 5를 참조하면, 본 실시예의 반도체 검사 장치(300)의 분광 광학계(100B)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 분산 소자로서 프리즘(109)을 포함하고, 또한 평면경(110)을 더 포함하며, 오더 소팅 필터(105)를 포함하지 않는다는 점에서, 도 1의 반도체 검사 장치(300)의 분광 광학계(100)와 다를 수 있다.Referring to FIG. 5, the spectroscopic optical system 100B of the semiconductor inspection apparatus 300 of the present embodiment includes a prism 109 as a dispersing element and further includes a plane mirror 110 as shown in FIG. 5. And, in that it does not include the order sorting filter 105, it may be different from the spectroscopic optical system 100 of the semiconductor inspection device 300 of FIG.

프리즘(109)은 제2 구면경(103)으로부터 반사된 다색광(L)을 굴절 작용에 의해 파장마다 분산시키고, 분산된 다색광(L)을 평면경(110)에 입사시킬 수 있다. 또한, 프리즘(109)는 제2 구면경(103)으로부터 반사된 다색광(L)의 조리개 위치에 배치될 수 있고, 프리즘(109)에는 반도체 웨이퍼(W) 상의 동일한 점으로부터 반사된 광이 평행광으로서 입사될 수 있다. 이를 통해 이미지 센서(106)의 검출면에 형성되는 각 파장마다의 스폿이 희미해지는 것을 막을 수 있다.The prism 109 may disperse the multicolored light L reflected from the second spherical mirror 103 for each wavelength by a refraction action, and inject the dispersed multicolored light L into the plane mirror 110. In addition, the prism 109 may be disposed at the aperture position of the multi-color light L reflected from the second spherical mirror 103, and the light reflected from the same point on the semiconductor wafer W is parallel to the prism 109. As can be entered. Through this, it is possible to prevent the spots for each wavelength formed on the detection surface of the image sensor 106 from fading.

평면경(110)은 프리즘(109)과 제1 구면경(102) 사이에 배치될 수 있고, 프리즘(109)에 의해 분산된 다색광(L)을 제2 구면경(103)을 향해 반사시킬 수 있다. 평면경(110)에 의해 반사된 다색광(L)은 프리즘(109)을 투과하여 제2 구면경(103)에 입사될 수 있다.The plane mirror 110 may be disposed between the prism 109 and the first spherical mirror 102 and may reflect the multicolored light L dispersed by the prism 109 toward the second spherical mirror 103. The multicolor light L reflected by the plane mirror 110 may pass through the prism 109 and enter the second spherical mirror 103.

이상에서 설명한 본 실시예에 따른 반도체 검사 장치(300)의 분광 광학계(100B)에 의하면, 도 1의 반도체 검사 장치(300)의 분광 광학계(100)와 동일한 효과를 얻을 수 있는 것은 물론, 분산 소자로서 프리즘(109)을 이용하기 때문에 분산 소자가 회절격자(104)인 경우에 비해 분산 소자의 회절 효율을 향상시킬 수 있다. 이를 통해 분광 광학계(100B)의 공간 분해 능력 및 파장 분해 능력을 향상시킬 수 있다. 또한, 분산 소자로서 프리즘(109)를 이용함으로써 오더 소팅 필터(105)를 생략할 수 있다. 이를 통해 분광 광학계(100B)의 제조 비용을 더 줄일 수 있다.According to the spectroscopic optical system 100B of the semiconductor inspection apparatus 300 according to the present embodiment described above, the same effect as the spectroscopic optical system 100 of the semiconductor inspection apparatus 300 of FIG. 1 can be obtained, as well as a dispersion element Since the prism 109 is used as, the diffraction efficiency of the dispersion element can be improved compared to the case where the dispersion element is the diffraction grating 104. Through this, the spatial resolution capability and the wavelength resolution capability of the spectroscopic optical system 100B can be improved. In addition, the order sorting filter 105 can be omitted by using the prism 109 as a dispersing element. Through this, the manufacturing cost of the spectroscopic optical system 100B can be further reduced.

예컨대, modified-Offner형 광학계는 분산 소자로서 회절격자 대신에 프리즘을 사용할 수 없다는 결점이 있다. 그러나 본 실시예의 반도체 검사 장치(300)의 분광 광학계(100B)는 프리즘을 사용함으로써, 회절격자에서는 30% ~ 60%인 회절 효율을 100% 가깝게 향상시킬 수 있다. 또한, 회절격자를 이용할 경우, 원리적으로 발생하는 고차 회절광을 커팅하는 오더 소팅 필터(105)와 같은 필터가 필요하지만, 프리즘을 이용할 경우에는 그러한 필터가 불필요하다. 따라서, 본 실시예의 반도체 검사 장치(300)의 분광 광학계(100B)는 프리즘을 이용함으로써, 비용이나 회절 효율면에서 큰 이점이 있다.For example, the modified-Offner type optical system has a drawback that a prism cannot be used instead of a diffraction grating as a dispersion element. However, the spectroscopic optical system 100B of the semiconductor inspection apparatus 300 of the present embodiment can use a prism to improve the diffraction efficiency of 30% to 60% in the diffraction grating by 100%. In addition, when using a diffraction grating, a filter such as the order sorting filter 105 for cutting high-order diffracted light generated in principle is required, but when using a prism, such a filter is unnecessary. Therefore, the spectroscopic optical system 100B of the semiconductor inspection apparatus 300 of the present embodiment has a great advantage in terms of cost and diffraction efficiency by using a prism.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 검사 장치에서, 분광 광학계 부분을 보여주는 구조도이다. 도 1 내지 도 5의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.6 is a structural diagram showing a portion of a spectroscopic optical system in a semiconductor inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. The contents already described in the description of FIGS. 1 to 5 will be briefly described or omitted.

도 6을 참조하면, 본 실시예의 반도체 검사 장치(300)의 분광 광학계(100C)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 구면경(111)의 중앙부에 구멍(111A)을 포함한다는 점과 회절격자(112)가 배치되는 위치에서, 도 1의 반도체 검사 장치(300)의 분광 광학계(100)와 다를 수 있다.Referring to FIG. 6, the spectroscopic optical system 100C of the semiconductor inspection apparatus 300 of this embodiment includes a hole 111A in the center of the first spherical mirror 111 and diffraction as illustrated in FIG. 6. At a position where the grating 112 is disposed, it may be different from the spectroscopic optical system 100 of the semiconductor inspection device 300 of FIG. 1.

도 6에 도시된 바와 같이, 분광 광학계(100C)의 제1 구면경(111)의 중앙부에는 제1 구면경(111)을 관통하는 구멍(111A)이 형성될 수 있다. 구멍(111A)이 형성되어 있는 점을 제외하면, 제1 구면경(111)은 도 1의 분광 광학계(100)의 제1 구면경(102)과 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.As illustrated in FIG. 6, a hole 111A penetrating the first spherical mirror 111 may be formed at a central portion of the first spherical mirror 111 of the spectroscopic optical system 100C. Except that the hole 111A is formed, the first spherical mirror 111 is the same as the first spherical mirror 102 of the spectroscopic optical system 100 of FIG. 1, and detailed description thereof will be omitted.

본 실시예의 분광 광학계(100C)에서, 회절격자(112)는, 제1 구면경(111)의 구멍(111A)의 내부, 또는 제1 구면경(111)의 제2 구면경(103) 쪽의 반대쪽에 배치될 수 있다. 회절격자(112)는 그 배치 위치를 제외하면 도 1의 분광 광학계(100)의 회절격자(104)와 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 아울러 본 실시예의 분광 광학계(100C)는 회절격자(112) 대신에 도 4의 분광 광학계(100A)에서 예시한 그리즘(107), 또는 도 5의 분광 광학계(100B)에서 예시한 프리즘(109)을 포함할 수도 있다.In the spectroscopic optical system 100C of this embodiment, the diffraction grating 112 is disposed inside the hole 111A of the first spherical mirror 111, or on the opposite side of the second spherical mirror 103 of the first spherical mirror 111. Can be. The diffraction grating 112 is the same as the diffraction grating 104 of the spectroscopic optical system 100 of FIG. 1 except for the arrangement position, and detailed description thereof will be omitted. In addition, the spectroscopic optical system 100C of the present embodiment is a prism 109 illustrated in the spectral optical system 100B of FIG. 5 or the grammatical 107 illustrated in the spectral optical system 100A of FIG. 4 instead of the diffraction grating 112. It may include.

이상에서 설명한 본 실시예에 따른 반도체 검사 장치(300)의 분광 광학계(100C)에 의하면, 도 1의 반도체 검사 장치(300)의 분광 광학계(100)와 동일한 효과를 얻을 수 있는 것은 물론, 회절격자(112)가 구멍(111A)의 내부 또는 제1 구면경(111)의 제2 구면경(103) 쪽의 반대쪽에 배치되어 있기 때문에, 제1 구면경(111)과 제2 구면경(103) 간의 간격을 좁힐 수 있어, 분광 광학계(100C)의 컴팩트화를 도모할 수 있다. 또한 회절격자(112)를 쉽게 지지할 수 있다.According to the spectroscopic optical system 100C of the semiconductor inspection apparatus 300 according to the present embodiment described above, the same effect as the spectroscopic optical system 100 of the semiconductor inspection apparatus 300 of FIG. 1 can be obtained, as well as a diffraction grating Since the 112 is disposed inside the hole 111A or opposite to the second spherical mirror 103 side of the first spherical mirror 111, the gap between the first spherical mirror 111 and the second spherical mirror 103 is narrowed. It is possible to achieve compactness of the spectroscopic optical system 100C. In addition, the diffraction grating 112 can be easily supported.

한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시예들에 한정되지 않으며 취지를 벗어나지 않는 범위에서 적절히 변경할 수 있다. 예를 들면, 본 실시예들에 의한 반도체 검사 장치(300)의 분광 광학계들(100, 100A, 100B, 100C)는 반도체 검사 장치(300) 이외의 장치에 이용될 수도 있다.On the other hand, the technical spirit of the present invention is not limited to the above embodiments and can be appropriately changed without departing from the spirit. For example, the spectroscopic optical systems 100, 100A, 100B, and 100C of the semiconductor inspection device 300 according to the present exemplary embodiments may be used in devices other than the semiconductor inspection device 300.

또한, 도 2의 분광 광학계(100)에서 제1 구면경(102)이 제1 구면경(102)의 곡률 중심에서 제1 반사경 및 제2 반사경으로 분할되는 경우, 회절격자(104) 등의 분산 소자는 해당 제1 반사경과 제2 반사경 사이, 또는 제1 구면경(102)의 제2 구면경(103) 쪽의 반대쪽에 배치될 수 있다. 이를 통해 제1 구면경(111)과 제2 구면경(103)과의 간격을 좁힐 수 있어 분광 광학계(100)의 컴팩트화를 도모할 수 있다. 또한, 회절격자(112) 등의 분산 소자를 쉽게 지지할 수 있다.In addition, in the spectroscopic optical system 100 of FIG. 2, when the first spherical mirror 102 is divided into the first reflector and the second reflector at the center of curvature of the first spherical mirror 102, the dispersion elements such as the diffraction grating 104 It may be disposed between the first and second reflectors, or opposite to the second spherical mirror 103 of the first spherical mirror 102. Through this, the distance between the first spherical mirror 111 and the second spherical mirror 103 can be narrowed, so that the spectroscopic optical system 100 can be compacted. In addition, a dispersion element such as a diffraction grating 112 can be easily supported.

지금까지, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.So far, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those skilled in the art can understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. will be. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

100, 100A, 100B, 100C:　분광 광학계, 101:　슬릿, 102, 111: 제1 구면경, 111A:　구멍, 103:　제2 구면경, 104, 112: 회절격자(분산 소자), 105:　오더 소팅 필터, 106:　이미지 센서, 107:　그리즘(분산 소자), 108, 110: 평면경, 109:　프리즘(분산 소자), 200:　조사부, 201:　광대역 광원, 202:　파이버, 203:　제1 편광판, 204:　콘덴서 렌즈, 205:　미러, 206:　하프 프리즘, 207:　개구 조리개, 208:　대물 렌즈, 209:　결상 렌즈, 210:　제2 편광판, 500:　유전체 다층막, 501:　저굴절률막, 502:　고굴절률막, W:　반도체 웨이퍼100, 100A, 100B, 100C: spectral optical system, 101: slit, 102, 111: first spherical mirror, 111A: hole, 103: 2 second spherical mirror, 104, 112: diffraction grating (dispersion element), 105: order sorting filter, 106: image sensor, 107: 리 prism (dispersion element), 108, 110: plane mirror, 109: prism (dispersion element), 200: irradiation unit, 201: wide band light source, 202: 버 fiber, 203: 1 first polarizing plate, 204: condenser Lens, 205: mirror, 206: 프 half prism, 207: 구 aperture aperture, 208: objective lens, 209: imaging lens, 210: second polarizing plate, 500: 전체 dielectric multilayer film, 501: low refractive index film, 502: high refractive index film, W : Semiconductor Wafer

Claims (10)

소정 형태의 관통공을 가진 슬릿;
상기 슬릿을 투과한 광이 입사되는 제1 구면경;
상기 제1 구면경으로부터 반사된 광이 입사되는 제2 구면경;
상기 제2 구면경으로부터 반사된 광이 입사되는 분산 소자; 및
상기 분산 소자에 의해 파장마다 분산된 광을 검출하는 이미지 센서;를 포함하고,
상기 제1 구면경의 곡률 중심과 상기 제2 구면경의 곡률 중심은 광축과 평행하며, 상기 제2 구면경으로부터 반사된 상기 광은 적어도 조리개 위치에서 평행하며, 상기 분산 소자는 상기 제2 구면경으로부터 반사된 상기 광의 상기 조리개 위치에 배치된, 분광 광학계.A slit having a predetermined type of through hole;
A first spherical mirror through which light passing through the slit is incident;
A second spherical mirror through which light reflected from the first spherical mirror is incident;
A dispersion element to which light reflected from the second spherical mirror is incident; And
Includes; an image sensor for detecting the light dispersed by each wavelength by the dispersion element,
The center of curvature of the first spherical mirror and the center of curvature of the second spherical mirror are parallel to the optical axis, and the light reflected from the second spherical mirror is parallel at least at the aperture position, and the dispersion element is reflected from the second spherical mirror. Spectroscopic optical system, arranged at the aperture position of the light. 제1 항에 있어서,
상기 슬릿의 상기 관통공은 선형의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 분광 광학계.According to claim 1,
The through-hole of the slit is a spectroscopic optical system characterized in that it has a linear shape. 제1 항에 있어서,
상기 제1 구면경 및 상기 제2 구면경의 반사면에 반사막이 형성되어 있고,
상기 반사막은 유전체 다층막인 것을 특징으로 하는 분광 광학계.According to claim 1,
A reflective film is formed on the reflective surfaces of the first spherical mirror and the second spherical mirror,
The reflective film is a dielectric multilayer film, characterized in that the spectroscopic optical system. 제1 항에 있어서,
상기 제1 구면경에는 상기 제1 구면경의 중앙부를 관통하는 구멍이 형성되어 있고,
상기 분산 소자는, 상기 구멍의 내부에 배치되거나, 또는 상기 제1 구면경의 외부에 배치되되 상기 제2 구면경이 배치된 방향과 반대 방향에 배치된 것을 특징으로 하는 분광 광학계.According to claim 1,
A hole penetrating the central portion of the first spherical mirror is formed in the first spherical mirror,
The dispersing element is disposed inside the hole, or is disposed outside the first spherical mirror, the spectroscopic optical system, characterized in that disposed in a direction opposite to the direction in which the second spherical mirror is disposed. 제1 항에 있어서,
상기 분산 소자는 회절격자, 그리즘, 또는 프리즘 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 분광 광학계.According to claim 1,
The dispersion element is a diffraction grating, a prism, or a spectroscopic optical system, characterized in that any one of prism. 제5 항에 있어서,
상기 분산 소자는 회절격자인 경우에,
상기 이미지 센서의 상기 광의 입사측에는 오더 소팅 필터(Order Sorting Filter)가 배치된 것을 특징으로 하는 분광 광학계.The method of claim 5,
When the dispersion element is a diffraction grating,
A spectroscopic optical system, characterized in that an order sorting filter is disposed on the incident side of the light of the image sensor. 라인 형태의 관통공을 가진 슬릿;
제1 구면경, 제2 구면경 및 분산 소자를 구비한 분광 장치; 및
상기 분광 장치에 의해 파장마다 분산된 광을 검출하는 이미지 센서;를 포함하고,
상기 제1 구면경의 곡률 중심과 상기 제2 구면경의 곡률 중심은 광축과 평행하며, 상기 제2 구면경으로부터 반사된 상기 광은 적어도 조리개 위치에서 평행하며, 상기 분산 소자는 상기 조리개 위치에 배치된, 분광 광학계.Slits with line-shaped through holes;
A spectroscopic device having a first spherical mirror, a second spherical mirror, and a dispersion element; And
Includes; image sensor for detecting the light dispersed by each wavelength by the spectroscopic device,
The center of curvature of the first spherical mirror and the center of curvature of the second spherical mirror are parallel to the optical axis, and the light reflected from the second spherical mirror is at least parallel at the aperture position, and the dispersion element is disposed at the aperture position Optical system. 다색광을 계측 대상물로 조사하고 상기 계측 대상물로부터 반사된 상기 다색광을 출사시키는 조사부; 및
상기 조사부로부터 출사된 상기 다색광이 입사되는 분광 광학계를 포함하고,
상기 분광 광학계는,
라인 형태의 관통공을 가진 슬릿, 제1 구면경, 제2 구면경 및 분산 소자를 구비한 분광 장치, 및 상기 분광 장치에 의해 파장마다 분산된 광을 검출하는 이미지 센서;를 포함하며,
상기 제1 구면경의 곡률 중심과 상기 제2 구면경의 곡률 중심은 광축과 평행하며, 상기 제2 구면경으로부터 반사된 상기 다색광은 적어도 조리개 위치에서 평행하며, 상기 분산 소자는 상기 조리개 위치에 배치되며,
상기 분광 광학계를 통해 획득한 상기 다색광의 스펙트럼에 기초하여 상기 계측 대상물의 표면 구조를 검사하는, 반도체 검사 장치.An irradiation unit that irradiates multicolor light with a measurement object and emits the multicolor light reflected from the measurement object; And
It includes a spectroscopic optical system to which the multi-color light emitted from the irradiation unit is incident,
The spectroscopic optical system,
It includes; a slit having a line-shaped through hole, a first spherical mirror, a second spherical mirror, and a spectrometer equipped with a dispersion element, and an image sensor that detects light dispersed at each wavelength by the spectrometer;
The center of curvature of the first spherical mirror and the center of curvature of the second spherical mirror are parallel to the optical axis, the polychromatic light reflected from the second spherical mirror is at least parallel to the aperture position, and the dispersing element is disposed at the aperture position,
A semiconductor inspection device for inspecting the surface structure of the measurement object based on the spectrum of the multicolor light obtained through the spectroscopic optical system. 제8 항에 있어서,
상기 분산 소자는 회절격자, 그리즘, 및 프리즘 중 어느 하나이고,
상기 분산소자가 회절격자인 경우에, 상기 이미지 센서의 광의 입사측에 배치된 오더 소팅 필터를 더 포함하고,
상기 분산 소자가 그리즈 또는 프리즘인 경우에, 상기 분산 소자와 제1 구면경 사이에 배치된 평면경을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 검사 장치.The method of claim 8,
The dispersing element is any one of a diffraction grating, a prism, and a prism,
When the dispersion element is a diffraction grating, further comprising an order sorting filter disposed on the incident side of the light of the image sensor,
When the dispersing element is a grease or a prism, the semiconductor inspection device further comprises a plane mirror disposed between the dispersing element and the first spherical mirror. 제8 항에 있어서,
상기 조사부는 입사동 위치 또는 사출동 위치의 어느 한쪽 혹은 양쪽에 배치된 개구 조리개를 포함하고,
상기 개구 조리개는 동공 안의 특정 위치만의 광을 투과하는 것을 특징으로 하는 반도체 검사 장치.The method of claim 8,
The irradiation portion includes an aperture stop disposed at either or both of the incident pupil position or the exit pupil position,
The aperture diaphragm transmits light only at a specific position in the pupil.
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