KR20220105384A - 두께 측정기 및 두께 측정 방법 - Google Patents

두께 측정기 및 두께 측정 방법 Download PDF

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KR20220105384A
KR20220105384A KR1020210008002A KR20210008002A KR20220105384A KR 20220105384 A KR20220105384 A KR 20220105384A KR 1020210008002 A KR1020210008002 A KR 1020210008002A KR 20210008002 A KR20210008002 A KR 20210008002A KR 20220105384 A KR20220105384 A KR 20220105384A
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Abstract

본 발명은 광을 조사하는 광조사부; 상기 광조사부로부터 조사된 광의 경로를 변경하기 위해 반사각을 조절하는 스캐너부; 상기 스캐너부로부터 제공된 광을 반사시키는 비구면경; 및 측정대상은 상기 스캐너부와 상기 비구면경 사이에 배치되고, 상기 비구면경으로부터 제공된 광을 수신하여 측정대상의 두께를 측정하는 센서부를 포함하고, 상기 비구면경은 상기 스캐너부로부터 다양한 경로로 제공된 광이 상기 센서부의 한 점에 도달하도록 진행 경로를 변경시킬 수 있는 타원 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 두께 측정기 및 이를 이용한 두께 측정 방법에 관한 것이다.

Description

두께 측정기 및 두께 측정 방법{THICKNESS MEASURING APPARATUS AND THICKNESS MEASURING METHOD}
본 발명은 두께 측정기 및 두께 측정 방법에 관한 것이다.
LCD (liquid crystal display)나 OLED (organic light-emitting diode)와 같은 평면 디스플레이 (flat panel display; FPD)는 투명 기판 상에 박막 트랜지스터 (thin film transistor; TFT) 또는 여러 가지 투명한 다층 박막 필름을 코팅하여 제작된다. 평면 유리 기판 또는 투명 필름과 같은 투명 기판은 평면 디스플레이의 기본 플레이트로 사용된다. 따라서, 상기 투명 기판의 두께 공간 분포의 정확한 측정이 요구된다. 그런데 박형 평면 디스플레이의 제작을 위해 상기 투명 기판의 두께 감소가 요구되어, 상기 투명 기판의 두께는 높은 측정 정확도로 모니터링 되어야 한다. 또한, 두께 측정이 필요한 투명 기판의 크기가 대형화되고 있기 때문에, 두께 측정의 어려움이 증가되고 있다.
투명 기판의 두께 측정 방법은 크게 접촉식과 비접촉식으로 나뉜다. 그러나 접촉식 측정 방법은 측정 속도의 한계가 존재한다. 따라서, 생산 공정 상의 인라인(in-line) 측정을 위해서는 비접촉 방법인 광학식 두께 측정법이 널리 사용된다.
두께 측정 간섭계는 대표적인 광학식 두께 측정 방법이다. 상기 두께 측정 간섭계는 상기 투명 기판의 앞면과 뒷면에서 각각 반사된 두 빔에 의하여 생성되는 간섭 신호를 해석하여 유리 두께를 측정할 수 있다. 상기 두께 측정 간섭계는 레이저의 간섭을 이용하기 때문에 높은 정확도와 분해능을 제공할 수 있다. 하지만, 상기 두께 측정 간섭계는 간섭 신호의 위상이 갖는 2π 모호성 때문에 두께 변화가 완만한 경우에만 적용될 수 있다. 상기 두께 측정 간섭계는 두께 변화의 공간 주파수에 비해 매우 짧은 간격으로 간섭 신호의 위상이 측정되고, 위상 펼침(phase unwrapping)이 수행되는 경우에만, 정확한 두께 값을 제공할 수 있다. 따라서 상기 두께 측정 간섭계는 두께 측정 간격을 제한 없이 임의로 설정할 수 없다. 또한, 상기 두께 측정 간섭계는 상기 투명 기판의 일부 영역에서만 필름이 코팅된 경우에는 필름의 두께를 측정할 수 없다.
또한, 종래 광학식 두께 측정 장치는 특정 지점의 두께만을 측정 가능하며, 다른 지점의 두께를 측정하기 위해서는 측정 장치 또는 측정대상의 배치를 변경하여야 하고, 복수의 지점에 대한 두께를 동시에 측정하기 위해서는 복수의 측정 장치를 설치가 필요하여 설비 투자 증가 및 공간 제약의 문제점이 있다.
한편, 대한민국 등록특허 제10-1544962호에서는 투과형 광섬유 간섭 장치를 개시하고 있으나, 환경 변화(온도, 습도)에 민감하고, 간섭 신호의 가시도가 낮은 문제점을 가진다. 또한, 상기 투과형 광섬유 간섭 장치의 일부가 측정 위치를 변경하기 위하여 이동하는 경우, 정렬의 어려움이 발생하며, 광섬유의 구부러짐에 의하여 광 경로 차이가 발생한다. 또한, 연속 광대역 IR 광원이 아닌 광대역 레이저 광원이 사용되어 가격이 비싸다.
대한민국 등록특허 제10-1544962호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 측정대상의 두께를 하나의 측정 장치로 복수의 지점에서 동시에 측정 가능한 두께 측정기 및 두께 측정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 측정대상이 2개 이상 적층된 구조일 때에도 동시에 각 층의 두께를 모두 측정할 수 있는 두께 측정기 및 두께 측정 방법을 제공하고자 한다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제1 측면은, 광원을 조사하는 광조사부; 상기 광조사부로부터 조사된 광원의 경로를 변경하기 위해 반사각을 조절하는 스캐너부; 상기 스캐너부로부터 제공된 광원을 반사시키는 비구면경; 및 상기 비구면경으로부터 제공된 광원을 수신하여 측정대상의 두께를 측정하는 센서부를 포함하고, 상기 측정대상은 상기 스캐너부와 상기 비구면경 사이에 배치되고, 상기 비구면경은 상기 스캐너부로부터 다양한 경로로 제공되는 광원이 상기 센서부의 한 점에 도달하도록 진행 경로를 변경시킬 수 있는 타원 형태를 가지는 것을 특징으로 하는, 두께 측정기를 제공한다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 스캐너부는 상기 타원 형태의 비구면경의 제1 초점에 위치한다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 센서부는 상기 타원 형태의 비구면경의 제2 초점에 위치한다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 광조사부는 적외선을 광원으로 하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 광원으로 2종 이상의 적외선이 조사되는 것을 포함할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 스캐너부는 광원의 경로를 변경하기 위한 반사경을 구비하고, 상기 반사각을 조절하기 위해 상기 반사경이 소정의 각도로 회전하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 측정대상은 복수의 층으로 적층된 구조일 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 측면은, 광조사부로부터 광원을 제공하는 단계; 상기 광원의 경로를 변경하기 위해 반사경으로 반사각을 조절하는 단계; 상기 경로가 변경된 광원이 측정대상을 통과한 후 타원 형태의 비구면경에 의해 반사된 광원을 수신하는 단계; 및 상기 수신된 광원의 파장을 통해 상기 측정대상의 두께를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 두께 측정 방법을 제공한다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 반사각을 조절하는 단계는, 상기 반사경을 일정 속도로 각도를 변경하여 측정대상의 측정 위치를 연속적으로 변경시키는 것을 포함할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 측정대상을 롤투롤 방식으로 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 두께 측정기는 측정대상의 두께를 하나의 측정 장치로 복수의 지점에서 동시에 측정 가능하고, 측정대상이 2개 이상 적층된 구조일 때에도 동시에 각 층의 두께를 모두 정확히 측정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 두께 측정기는 두께 측정영역이 육안으로 볼 때 직선 형태로 형성되며, 상기 두께 측정영역이 종 방향으로 형성되는 경우, 측정대상을 횡 방향으로 이동시킴으로써, 측정대상의 전체 면에 대한 두께 데이터를 수득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 두께 측정기를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 두께 측정기의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 비구면경의 타원 형태를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 비구면경의 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구현예에 따른 두께 측정기에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 구현예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않은 한 복수형도 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, 원활한 설명을 위해 도면 상에 나타난 구성 요소들은 과장, 축소 또는 생략될 수 있다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 발명은, 두께 측정기 및 두께 측정 방법에 관한 것이다.
< 두께 측정기 >
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 두께 측정기를 설명하기 위한 개략적인 구성도로서, 이하에서는 본 발명에 따른 두께 측정기를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
본 발명의 제1 측면에서 본 발명의 두께 측정기는, 광원을 조사하는 광조사부(100); 상기 광조사부로부터 조사된 광원의 경로를 변경하기 위해 반사각을 조절하는 스캐너부(200); 상기 스캐너부로부터 제공된 광원을 반사시키는 비구면경(300); 및 상기 비구면경(300)으로부터 제공된 광원을 수신하여 측정대상(500)의 두께를 측정하는 센서부(400)를 포함한다. 본 발명의 두께 측정기에서 측정대상(500)은 상기 스캐너부(200)와 상기 비구면경(300) 사이에 배치될 수 있으며, 상기 비구면경(300)은 상기 스캐너부(200)로부터 다양한 경로로 제공되는 광원이 상기 센서부(400)의 한 점에 도달하도록 진행 경로를 변경시킬 수 있는 타원 형태를 가지는 것을 특징으로 한다.
광조사부
본 발명의 광조사부(100)는 측정대상(500)의 흡수율 스펙트럼을 수득하기 위해 소정의 파장 범위를 갖는 광원을 조사하는 것으로서, 빛의 흡수율을 통해 측정대상(500)의 두께를 측정할 수 있으며, 예를 들어, 광원으로는 레이저(LASER)가 사용될 수 있다.
상기 광원으로는 적외선(IR) 파장, 예를 들어, 780 내지 2500 nm의 파장을 사용하는 것이 바람직하며, 2종 이상의 적외선 파장이 중첩되어 조사되는 것을 포함할 수 있다.
상기 측정대상(500)은 투명 기판 또는 투명 재질일 수 있으며, 실질적으로 투명한 기판 또는 재질을 포함한다. 예를 들어, 상기 측정대상(500)은 유리 기판, 플라스틱 기판, 투명 필름, 또는 반도체 기판일 수 있다. 상기 측정대상(500)은 상기 광원의 파장을 투과시킬 수 있는 재질일 수 있다. 본 발명의 측정대상(500)의 두께는, 본 발명의 광원에 의해 측정 가능한 범위이면 특별히 한정되지 않으나, 10 내지 300 μm 일 수 있다.
상기 광원은 파장 범위가 한정되는 것은 아니나, 측정대상의 흡수율에서 높거나 낮은 특이점이 있는 파장으로 선정할 수 있다. 광원은 레이저가 될 수 있으며, 광원계를 구성하여 단일 파장이 아닌 복수의 IR 파장을 중첩하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 측정대상(500)은 2개 이상의 복수의 층이 형성된 적층 구조일 수 있으며, 바람직하게 2개 내지 5개의 층이 적층된 것일 수 있다. 이때, 각각 상이한 파장 범위의 광원을 2종 이상 중첩하여 조사함으로써 각 층의 두께를 개별적으로 측정할 수 있다. 광원을 중첩하여 사용하는 경우, 적층된 측정대상에 대한 여러 파장의 흡수율을 측정하여 흡수가 두드러진 파장으로 어떤 기재가 얼마만큼의 두께를 갖는지 판단할 수 있다.
스캐너부
본 발명에서 스캐너부(200)는 상기 광조사부(100)로부터 조사된 광원의 진행 경로를 변경하는 역할을 한다.
상기 스캐너부(200)는 광원을 반사시켜 진행 경로를 변경하기 위한 반사경을 구비하고, 반사각을 조절하기 위해 상기 반사경을 회전시켜 소정의 각도로 조정하는 로터리 모터를 구비할 수 있다. 상기 소정의 각도는 1° 내지 45도°일 수 있다.
스캐너부(200)와 후술하는 비구면경(300) 사이에 측정대상(500)이 배치되며, 스캐너부(200)의 반사경을 통해 광원이 반사되는 각도에 따라 측정대상(500)의 측정영역(510)이 설정될 수 있다.
상기 반사경의 각도 조정 속도는 1 내지 10000 Hz일 수 있고, 바람직하게는 500 내지 4000 Hz일 수 있다. 상기 속도범위를 만족할 때, 두께 측정기의 측정영역(510)이 육안 상 직선 형태로 보일 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 측정대상(500)이 길이(length) 방향으로 이동할 때 측정영역(510)은 측정대상의 폭(width) 방향으로 형성되어 측정대상(500)의 전체 면에 대한 두께 데이터를 수득할 수 있다.
비구면경
본 발명에 따른 비구면경(300)은 스캐너부(200)로부터 제공된 광원을 후술하는 센서부(400)로 반사시키기 위한 것으로서, 상기 스캐너부(200)로부터 반사되어 다양한 경로로 제공되는 광원이 상기 센서부(400)의 한 점에 도달하도록 진행 경로를 변경시킬 수 있는 타원 형태의 일부를 가지는 것을 특징으로 한다.
스캐너부(200)를 통해 소정의 각도 범위로 반사되어 측정대상(500)을 스캔한 광원은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 다양한 경로로 비구면경(300)에 입사되며, 비구면경(300)이 타원 형상의 일부를 갖는 형태로 제작됨으로써 상기 입사된 광원을 한 점으로 모아주는 역할을 할 수 있으며, 광원이 모이는 위치에는 후술하는 센서부(500)가 위치되도록 한다.
도 3은 타원(楕圓)과 타원의 두 초점을 나타낸 것으로, 평면 위의 두 정점(F1, F2)에서 거리의 합이 일정한 점들(X)의 집합으로 만들어지는 곡선, 혹은 원의 정사영을 타원이라 하며, 타원을 정의하는 기준이 되는 두 정점을 타원의 초점(F1, F2)이라고 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 두께 측정기는 타원 형태의 비구면경(300)의 제1 초점(F1)에 스캐너부(200)가 위치하고, 타원 형태의 비구면경(300)의 제2 초점(F2)에 센서부(400)가 위치한다. 제1 초점(F1)에서 출발한 광원이 진행하다가 타원(비구면경)의 어느 한 점(X)을 만나면 이때 광원은 페르마의 최소 시간 원리를 따라 타원에서 반사되고 그 후 광원은 타원(비구면경)의 제2 초점(F2)을 지난다. 타원 형태의 비구면경의 두 초점(F1, F2)에 해당하는 위치에 스캐너부 및 센서부가 배치됨으로써 스캐너부의 각도 조절만으로 측정대상의 여러 지점의 두께를 측정할 수 있다.
또한, 비구면경을 타원 형상으로 제작하기 위해서는, 하기 수학식 1의 코닉상수(k)가 K>-1를 만족하여야 한다.
[수학식 1]
Figure pat00001
상기 수학식 1에서, Z는 x축에 수직한 면의 sag이고, cv는 Curvature(1/Radius) 면의 곡률이고, k는 코닉상수 (conic constant)이고, as2, as3, as4, as5 …는 비구면 계수이다.
비구면경의 타원 형상은 2차원(2D)로도 가능하나, 비구면경의 일 측면은 타원이고 다른 일 측면은 평평한(FLAT) 형상일 수 있다. 또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 측면에서 바라본 형상은 타원의 일부를 가지는 형태이고, 상면에서 바라본 형상은 사각형 면 형태일 수 있다.
또한, 비구면경(300)은 스캐너부(200) 및 센서부(500)가 각각 초점에 위치하도록 두께 측정기의 바닥면을 기준으로 소정의 각도로 기울어져 있을 수 있다.
센서부
본 발명에서 센서부(400)는 측정대상(500)을 투과한 광원(IR) 강도를 측정하기 위한 것으로 상기 비구면경(300)으로부터 제공된 광원을 수신하여 측정대상의 두께를 측정하는 역할을 하며, 광전증폭관(PMT)를 포함한 다양한 방식이 채택될 수 있고, 광원의 파장이 2개 이상일 시 각 파장을 나누어 측정하기 위해 복수의 장치로 구성될 수 있다.
센서부(400)는 상술한 바와 같이 상기 타원 형상의 비구면경(300)의 제2 초점에 배치되어 비구면경에 의해 반사된 모든 광원을 위치 이동 없이 수신할 수 있다.
종래 빛의 흡수율을 통한 두께 측정기는 광원이 측정대상의 한 지점(1 point)만을 측정할 수 있어, 측정대상의 n 지점(n point)의 두께를 측정하기 위해서는 측정기를 n회 이동하거나 n개의 측정기를 배치하여야 한다. 그러나, 본 발명에 따른 두께 측정기는 상기한 바와 같은 광학 구조를 통해, 도 2에 도시된 바와 같이, 직선 범위(1-Dimension)의 측정이 가능하므로 측정대상(500)의 폭 방향에 대한 연속적인 측정 결과를 수득할 수 있고, 측정대상(500)을 MD(machine direction) 방향으로 이동시키거나 두께 측정기를 이동시키는 경우 면 범위(2-Dimension)의 두께 측정이 가능하여, 측정대상 전체 영역의 두께 데이터를 수득할 수 있다.
그외 구성
본 발명에 따른 두께 측정기는, 스캐너부(200)와 비구면경(300) 사이에 측정대상(500)을 배치하기 위한 지지대(601, 603)를 더 포함할 수 있고, 상기 지지대(601, 603)를 통해 측정대상(500)을 길이 방향으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 측정대상의 이동 방법은 롤투롤 방식일 수 있다.
정지된 측정대상에 대하여는 두께 측정범위가 직선 형태로서 폭에 대한 두께 데이터를 수득할 수 있고, 측정대상이 롤투롤 방식 등으로 일정 방향(MD 방향)으로 이동하는 경우에는 측정대상의 전체 면에 대한 두께 데이터를 수득할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 두께 측정기의 각 구성 간에 필요에 따라 파장 필터 및/또는 파장 미러 등의 구성을 더 포함할 수 있다.
< 두께 측정 방법 >
또한, 본 발명의 제2 측면은, 상술한 두께 측정기를 이용한 두께 측정 방법을 제공한다.
구체적으로, 본 발명은, 광조사부로부터 광원을 제공하는 단계(S10); 상기 광원의 진행 경로를 변경하기 위해 반사경으로 반사각을 조절하는 단계(S20); 상기 경로가 변경된 광원이 측정대상을 통과한 후 타원 형태의 비구면경에 의해 반사된 광원을 수신하는 단계(S30); 및 상기 수신된 광원의 파장을 통해 상기 측정대상의 두께를 산출하는 단계(S40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 두께 측정 방법은, 본 발명에 따른 두께 측정기에 대하여 기술된 내용을 모두 적용할 수 있으며, 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 그 설명이 생략되었더라도 동일하게 적용될 수 있다.
광원 제공 단계(S10)에서, 상기 광원은 측정대상을 투과하여 흡수율 스펙트럼을 수득하기 위해 소정의 파장 범위를 가질 수 있고, 적외선(IR) 파장을 사용하는 것이 바람직하며, 측정대상이 복수의 층으로 적층된 구조일 경우 2종 이상의 적외선 파장을 중첩시켜 조사할 수 있다.
반사각 조절 단계(S20)에서, 상기 반사경의 각도를 변경하여 두께 측정위치를 변경시킬 수 있으며, 반사경의 각도를 소정의 속도로 각도를 변경하는 경우, 측정대상의 폭에 대한 두께 측정 데이터를 수득할 수 있다. 상기 각도 조정 속도가 빠르면 육안 상 측정영역이 직선의 형태를 나타낼 수 있다.
광원 수신 단계(S30)는, 상기 반사각을 조절하는 단계(S20)에서 경로가 변경된 광원이 다양한 진행 경로로 측정대상을 투과한 후 비구면경에 입사될 수 있으며, 상기 비구면경이 타원 형상을 가짐으로써 비구면경에 입사된 모든 광원이 반사되어 센서부의 한 점에 도달할 수 있다.
두께 산출 단계(S40)는, 측정대상을 투과한 광원의 파장 스펙트럼을 분석하여 측정대상의 빛의 흡수율을 통해 두께를 산출하는 것을 포함한다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 측정대상을 롤투롤 방식으로 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 측정대상은 길이 방향으로 이동하는 경우, 측정대상의 면에 대한 두께 측정 데이터를 수득할 수 있다.
측정대상의 전체 영역에 대한 실시간 데이터를 수득함으로써 인라인(Inline) 측정장비로 적용 시 장비 적용 위치에 따라 측정대상의 OQC (Outgoing Quality Control) 및/또는 IQC (Incoming Quality Control) 확인이 가능하다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수도 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 광조사부 200: 스캐너부
300: 비구면경 400: 센서부
500: 측정대상 510: 측정영역

Claims (10)

  1. 광원을 조사하는 광조사부;
    상기 광조사부로부터 조사된 광원의 경로를 변경하기 위해 반사각을 조절하는 스캐너부;
    상기 스캐너부로부터 제공된 광원을 반사시키는 비구면경; 및
    상기 비구면경으로부터 제공된 광원을 수신하여 측정대상의 두께를 측정하는 센서부를 포함하고,
    상기 측정대상은 상기 스캐너부와 상기 비구면경 사이에 배치되고, 상기 비구면경은 상기 스캐너부로부터 다양한 경로로 제공되는 광원이 상기 센서부의 한 점에 도달하도록 진행 경로를 변경시킬 수 있는 타원 형태를 가지는 것을 특징으로 하는, 두께 측정기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스캐너부는 상기 타원 형태의 비구면경의 제1 초점에 위치하는 것인, 두께 측정기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서부는 상기 타원 형태의 비구면경의 제2 초점에 위치하는 것인, 두께 측정기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 광조사부는 적외선을 광원으로 하는 것인, 두께 측정기.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 광원으로 2종 이상의 적외선이 조사되는 것을 포함하는, 두께 측정기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 스캐너부는 광원의 경로를 변경하기 위한 반사경을 구비하고,
    상기 반사경은 소정의 각도로 반사각을 조절할 수 있도록 회전 가능한 것인, 두께 측정기.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 측정대상이 복수의 층으로 적층된 구조인 것을 포함하는, 두께 측정기.
  8. 광조사부로부터 광원을 제공하는 단계;
    상기 광원의 진행 경로를 변경시키기 위해 반사경으로 반사각을 조절하는 단계;
    상기 경로가 변경된 광원이 측정대상을 통과한 후 타원 형태의 비구면경에 의해 반사된 광원을 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 광원의 파장을 통해 상기 측정대상의 두께를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 두께 측정 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 반사각을 조절하는 단계는, 상기 반사경을 소정의 속도로 지속적으로 회전시켜 측정대상의 측정 위치를 연속적으로 변경시키는 것을 포함하는, 두께 측정 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 측정대상을 롤투롤 방식으로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 두께 측정 방법.
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