KR20220126944A - 진공용 박막 두께 측정 장치 - Google Patents

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선문대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 진공용 광학 모듈을 이용한 반도체 및 디스플레이 등 대면적 시료 의 진공용 박막 두께 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광원, 광섬유, 분광 검출부(분광부와 광센서 어레이부(회로부 포함)) 등을 포함하는 광학계 모듈을 진공 내에 구비하도록 함으로써, 진공 속에서 반도체 또는 디스플레이 재료의 박막 두께를 실시간으로 측정하여 분석이 가능하므로 박막 두께 측정 시간이 대폭 단축되어 보다 경제적인 진공용 박막 두께 측정 장치에 관한 것이다.

Description

진공용 박막 두께 측정 장치{Apparatus for measuring thickness of thin film in vacuum}
본 발명은 진공용 광학 모듈을 이용한 반도체 및 디스플레이 등 대면적 시료 의 진공용 박막 두께 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광원, 광섬유, 분광 검출부(분광부와 광센서 어레이부(회로부 포함)) 등을 포함하는 광학계 모듈을 진공 내에 구비하도록 함으로써, 진공 속에서 반도체 또는 디스플레이 재료의 박막 두께를 실시간으로 측정하여 분석이 가능하므로 박막 두께 측정 시간이 대폭 단축되어 보다 경제적인 진공용 박막 두께 측정 장치에 관한 것이다.
반도체 및 디스플레이 산업에서 박막 증착 후 박막 두께가 정확히 증착되었는지 확인하는 것은 매우 중요한 공정이며, 이를 위해 광학 원리에 기반하여 박막 증착된 반도체 시료의 두께를 측정하는 박막 두께 측정 장치가 필요하다.
이러한 종래의 광학 장치를 이용한 박막 두께 측정 장치는 광섬유, 분광 검출부(분광부와 광센서 어레이부), 박막 두께를 산출하는 박막 두께 산출부를 포함하는 제어부, 및 상기 제어부의 제어에 의해 발광하는 광원 등을 포함하여 구성된다.
즉, 종래의 광학 장치를 이용한 박막 두께 측정 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 진공의 공정 라인에서 진공이 아닌 외부 장비로 이동하여 측정 시료(도면 번호 미부여)의 박막 두께를 측정하는 것으로, 제어부(140; 컴퓨터 내)의 제어에 따라 광을 출력하는 광원부(100); 상기 광원부(100)의 출력광을 박막이 형성된 시료에 조사하고 상기 시료에서 반사된 반사광을 수집하여 전달하는 광섬유(110); 상기 광섬유(110)를 통하여 전달된 반사광을 파장에 따라 검출하는 분광 검출부(120); 상기 분광 검출부로부터 검출된 파장에 따라 분광된 신호를 수신하여 반사율을 이용하여 박막 두께를 산출하는 박막 두께 산출부(130)를 포함하여 이루어진다.
그러나, 종래의 이러한 광학 장치를 이용한 박막 두께 측정은 측정 시료를 공정 라인에서 외부 장비로 이동하여 측정을 해야 되므로 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
더욱이 진공 밖에 있는 광원에서 유리 또는 석영을 통하여 진공 속으로 빛을 비추고 그 빛의 간섭을 유리 또는 석영을 통하여 측정해서 시료의 특성을 파악하는 것은 여러 가지 조건을 만족해야 하므로 매우 어려운 기술이라는 한계점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은광원, 광섬유, 분광부와 회로부인 광센서 어레이부를 포함하는 분광 검출부 등을 포함하는 광학계 모듈을 진공 내에 구비하고, 박막 두께 산출부와 컴퓨터 제어부 등은 진공 외부에 배치도록 함으로써, 진공 속에서 반도체 또는 디스플레이 재료의 박막 두께를 실시간으로 측정하여 분석이 가능하므로 박막 두께 측정 시간이 대폭 단축되는 진공용 박막 두께 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 진공 속에서도 두께 측정이 가능한 진공용 두께 분석 장비를 개발하여 실시간으로 인라인(in-line)에서 박막 측정 분석이 가능하여 보다 경제적인 진공용 박막 두께 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 진공 속에서도 진공용 박막 두께 측정 장치를 여러개 배열하여 어레이 구조의 박막 두께 측정 장치로서 실시간으로 인라인(in-line)에서 빠르게 측정하여 경제적인 효과를 더욱더 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 진공용 박막 두께 측정 장치는, 제어부의 제어에 따라 광을 출력하는 광원부; 상기 광원부의 출력광을 메인 진공 챔버 내에 위치하는 박막이 형성된 시료에 조사하고 상기 시료에서 반사된 반사광을 수집하여 전달하는 광섬유; 상기 광섬유를 통하여 전달된 반사광을 파장에 따라 검출하고, 검출된 파장에 따라 분광된 신호를 수신하여 이를 반사율을 이용하여 전기적 신호를 발생시키는 분광 검출부; 상기 분광 검출부로부터 발생된 상기 전기적 신호를 수신하여 박막 두께를 산출하는 박막 두께 산출부를 포함하여 이루어지되, 상기 광섬유 및 분광 검출부는 진공 내에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광원부도 진공 내에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광섬유 및 분광 검출부는 진공 케이스 내에 배치되며, 상기 진공 케이스는, 상기 분광 검출부가 수용되는 분광 검출부 수용부; 상기 광섬유가 삽입되어 정렬되도록 하는 진공 튜브; 및 상기 분광 검출부의 회로를 외부의 상기 박막 두께 산출부의 회로로 연결하도록 형성된 진공 피드스루(feedthrough)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진공 케이스는 상기 진공 튜브를 통해 상기 메인 진공 챔버로부터 진공을 공급받는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진공 케이스의 상기 진공 튜브의 하단에는 상기 광섬유가 통과할 정도의 작은 홀인 차등 진공홀이 형성되며, 상기 진공 케이스의 일측에는 별도의 진공을 공급하기 위한 진공 펌프 라인이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진공 케이스는 상기 진공 튜브를 길게 형성하여 상기 진공 케이스가 메인 진공 챔버로부터 일정 거리 이격하여 분리되어 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진공 케이스는 대면적 반도체 또는 디스플레이 기판의 시료 상에 일렬 또는 다수열로 이격하여 어레이 형태로 설치되며, 각 진공 케이스의 일측에는 한 쌍을 이루어 해당 시료의 이물질 및 결함 검사를 수행하는 광학 현미경 모듈이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명에 따른 진공용 박막 두께 측정 장치에 의하면, 광원, 광섬유, 분광부와 회로부인 광센서 어레이부를 포함하는 분광 검출부 등을 포함하는 광학계 모듈을 진공 내에 구비하고, 박막 두께 산출부와 컴퓨터 제어부는 진공 외부에 배치도록 함으로써, 진공 속에서 반도체 또는 디스플레이 재료의 박막 두께를 실시간으로 측정하여 분석이 가능하므로 박막 두께 측정 시간이 대폭 단축되는 효과가 있다.
또한, 진공 속에서도 두께 측정이 가능한 진공용 두께 분석 장비를 개발하여 실시간으로 인라인(in-line)에서 박막 측정 분석이 가능하여 보다 경제적인 장점도 있다.
도 1은 종래의 광학 장치를 이용한 박막 두께 측정 장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 진공용 박막 두께 측정 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 진공용 박막 두께 측정 장치에서 광원부, 광섬유 및 분광 검출부가 메인 진공 챔버에 연결된 진공 케이스 내에 배치된 상태를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 진공용 박막 두께 측정 장치에서 광원부, 광섬유 및 분광 검출부가 메인 진공 챔버에 연결된 진공 케이스 내에 배치된 상태를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 진공용 박막 두께 측정 장치에서 광원부, 광섬유 및 분광 검출부가 메인 진공 챔버에 연결된 진공 케이스 내에 배치된 상태를 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 진공용 박막 두께 측정 장치에서 광원부, 광섬유 및 분광 검출부가 메인 진공 챔버에 연결된 진공 케이스 내에 배치된 상태를 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 진공용 박막 두께 측정 장치에서 광원부, 광섬유 및 분광 검출부가 메인 진공 챔버에 연결된 진공 케이스와 현미경이 추가로 배치된 메인 챔버에 연결된 구조를 나타내는 개략도이다.
도 8은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 진공용 박막 두께 측정 장치에서 광원부, 광섬유 및 분광 검출부가 메인 진공 챔버에 연결된 진공 케이스와 현미경이 여러 개 배치된 상태의 어레이(array) 구조를 나타내는 개략도이다.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.
제 1, 제 2 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 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 진공용 박막 두께 측정 장치의 블록도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 진공용 박막 두께 측정 장치에서 광원부, 광섬유 및 분광 검출부가 메인 진공 챔버에 연결된 진공 케이스 내에 배치된 상태를 나타내는 개략도이다.
먼저, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 진공용 박막 두께 측정 장치(1)는, 제어부(10)의 제어에 따라 광을 출력하는 광원부(20); 상기 광원부(20)의 출력광을 메인 진공 챔버 내에 위치하는 박막이 형성된 시료(2)에 조사하고 상기 시료(2)에서 반사된 반사광을 수집하여 전달하는 광섬유(30); 상기 광섬유(30)에 연결되어 전달된 반사광을 파장에 따라 검출하는 분광 검출부(40); 및 상기 분광 검출부(40)로부터 검출된 파장에 따라 분광된 신호를 수신하여 반사율을 이용하여 박막 두께를 산출하는 박막 두께 산출부(50)를 포함하여 이루어지되, 광원부(20), 광섬유(30) 및 분광 검출부(40)는 진공인 진공 케이스(60) 내에 배치되고, 광원부(20). 박막 두께 산출부(50), 및 제어부(10)는 진공이 아닌 외부에 구성되는 것이다. 여기서, 도시된 예에서는 상기 광원부(20)는 일반적으로 진공 내부에 있지만, 외부에 구성할 수도 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 광섬유(30) 및 분광 검출부(40)는 메인 진공 챔버(3)와 연통되는 진공 케이스(60) 내에 배치되며, 상기 진공 케이스(60)는, 상기 분광 검출부(40)가 수용되는 분광 검출부 수용부(61); 상기 광섬유(30)가 삽입되어 정렬됨과 동시에 메인 진공 챔버(3)의 진공을 제공하도록 하는 진공 튜브(62); 및 상기 분광 검출부(40)의 회로를 외부의 박막 두께 산출부(50)의 회로로 연결하도록 형성된 진공 피드스루(feedthrough)(63)를 포함하여 이루어진다.
상기 시료(2)는 반도체 기판, 대면적 디스플레이 기판, 유리 기판, 또는 플라스틱 필름 등에 증착되는 박막일 수 있다. 상기 박막인 시료는 수 마이크로미터 이내의 유전체 박막일 수 있다.
상기 광원부(20)는 외부에 구성된 제어부(10)의 제어에 따라 광을 출력하며, 펄스 레이저, 연속 레이저, 또는 텅스텐 할로겐 램프 등일 수 있다. 여기서 도시된 예에서는 광원부(20)가 진공 상태의 진공 케이스(60) 내에 배치된 예를 나타내고 있으나, 진공이 아닌 외부에 설치될 수도 있다. 광원부가 외부에 설치될 경우 광섬유 피드스루(optical fiber feedthrough)로 연결될 수 있다.
상기 광섬유(30)는 상기 광원부(20)의 출력광을 상기 시료(2)에 전달할 수 있다. 상기 광섬유는 다중 모드 광섬유일 수 있다. 또한, 상기 광섬유(30)는 상기 시료(2)에서 반사된 반사광을 분광 검출부(40)에 전달할 수 있다. 상기 광섬유(30)는 진공 튜브(62) 내에서 고정되어 정렬될 수 있다. 상기 광섬유(30)는 일반적으로 7개의 파이버(fiber)를 사용한 광섬유가 사용되고, 예를 들어 중앙에 있는 하나의 광섬유는 광원으로부터 나오는 광을 시료(2)에 전달하고, 주변의 6개 섬유는 시료(2)에서 반사되는 광을 측정하여 분광 검출부(40)로 전달한다.
상기 분광 검출부(40)는 광원부, 분광부, 및 광센서 어레이부를 포함할 수 있다. 상기 광섬유를 통하여 전달된 상기 반사광은 상기 분광부에 의하여 분광된다. 상기 분광부는 프리즘 또는 회절격자일 수 있다. 상기 분광부는 상기 반사광을 파장에 따라 공간적으로 분리한다. 상기 분광부는 예를 들어 제 1 파장(λ1)에서 제 2 파장(λ2) 까지를 분광할 수 있다. 상기 광센서 어레이부는 분광된 스펙트럼을 파장에 따라 검출할 수 있다. 상기 광센서 어레이부는 CCD 카메라, CIS 카메라, 포토다이오드 어레이일 수 있다.
상기 분광 검출부(40)는 파장에 따라 분광된 신호를 진공이 아닌 외부에 배치된 박막 두께 산출부(50)에 제공할 수 있다. 상기 박막 두께 산출부(50)는 예를 들어 상기 박막이 없는 경우의 기준 반사 신호와 상기 박막이 있는 경우의 샘플 반사 신호의 비를 이용하여 반사율을 계산한다. 상기 박막 두께 산출부(50)는 파장에 따라 달라지는 상기 반사율을 이용하여 상기 박막의 두께를 산출한다. 이러한 박막 두께 산출 방식은 널리 알려진 기술이므로 부연설명은 생략하기로 한다.
상기 분광 검출부(40)는 파장에 따라 분광된 전기신호를 진공이 아닌 외부에 배치된 박막 두께 산출부(50)에 제공할 수 있다. 상기 분광 검출부(40)는 예를 들어 상기 박막이 없는 경우의 기준 반사 신호와 상기 박 막이 있는 경우의 샘플 반사 신호의 비를 이용하여 반사율을 계산한다. 상기 분광 검출부(40)는 파장에 따라 달라지는 상기 반사율을 이용하여 상기 박막의 두께를 산출하도록 전기적 신호를 발생시킨다. 분광 검출부(40)에서 산출된 값은 전기신호로 변환하여 박막 두께 산출부(50)로 전달된다. 이러한 박막 두께 산출 방식은 널리 알려진 기술이므로 부연설명은 생략하기로 한다.
상기 진공 케이스(60)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 광원부(20), 광섬유(30) 및 분광 검출부(40)가 내부에 장착되어 배치되어지되, 메인 진공 챔버(3)와 연통되도록 부착되고, 상측에 형성된 진공 피드스루(feedthrough)(63)를 통해 상기 분광 검출부(40)의 회로와 외부의 박막 두께 산출부(50)의 회로가 연결되어 전기신호를 송수신가능하도록 되어 있다.
상기 진공 케이스(60)는, 메인 진공 챔버(3)와 진공 튜브(62)를 통해 연통되어 보조 진공 챔버로서의 진공 케이스의 진공은 메인 진공 챔버(3)에 의하여 조절될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 진공용 박막 두께 측정 장치에서 광원부, 광섬유 및 분광 검출부가 메인 진공 챔버에 연결된 진공 케이스 내에 배치된 상태를 나타내는 개략도로서, 진공 튜브(62)의 하단에 차단 진공홀(62-1)이 형성되고 측부에 별도의 진공을 공급하기 위한 별도의 진공 펌프라인(64)이 형성된 점을 제외하고는 도 3의 실시예와 실질적으로 동일하며 그 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
즉, 상기 광섬유(30)가 삽입되어 정렬되도록 하는 진공 튜브(62)에는 광섬유가 통과할 정도의 매우 작은 홀인 차등 진공홀이 형성되는 구조이다. 상기 차등 진공홀(62-1)은 광섬유(30)가 통과하는 정도의 구멍으로 수 mm 정도이다. 그리고 실제로 사용되는 광섬유(30)는 광원의 파장 및 반사광 등을 고려하여 내경 크기와 파이버 숫자가 결정되며 수십 마이크로미터에서 수백 마이크로미터 정도이므로 차등 진공홀(62-1)의 형성 구조에서는 진공 케이스의 진공을 차등 진공홀(62-1)을 통해 공급하는 데 시간이 소요된다.
따라서, 진공 케이스(60)의 측부에 보조 진공 펌프라인(64)을 형성하여 외부의 메인 진공 펌프 또는 별도의 보조 진공 펌프를 통해 진공 펌프라인(64)를 경유하여 진공케이스(60) 내에 진공을 공급하도록 된 것이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 진공용 박막 두께 측정 장치에서 광원부, 광섬유 및 분광 검출부가 메인 진공 챔버에 연결된 진공 케이스 내에 배치된 상태를 나타내는 개략도로서, 진공 케이스(60)가 메인 진공 챔버(3)에 바로 부착되는 것이 아니라, 광섬유(30)가 삽입되어 정렬되도록 하는 진공 튜브(62)를 길게 형성하여 진공 케이스(60)가 메인 진공 챔버(3)로부터 일정 거리 이격되어 분리되어 설치되는 점을 제외하고는 도 3의 실시예와 실질적으로 동일하다.
즉, 사용공간과 필요에 따라 진공 케이스(60)의 위치를 자유롭게 설치할 수 있는 구조이다. 이때, 길게 형성되는 진공 튜브(62)는 벨로우즈 배관의 형태를 사용하여 메인 진공 챔버에 있는 측정 시료(2)까지 자유롭게 조정할 수 있도록 함이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 진공용 박막 두께 측정 장치에서 광원부, 광섬유 및 분광 검출부가 메인 진공 챔버에 연결된 진공 케이스 내에 배치된 상태를 나타내는 개략도로서, 진공 튜브(62)의 하단에 차단 진공홀(62-1)이 형성되고 측부에 별도의 진공을 공급하기 위한 별도의 진공 펌프라인(64)이 형성된 점을 제외하고는 도 5의 실시예와 실질적으로 동일하며 그 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
즉, 진공 케이스(60)가 메인 진공 챔버(3)에 일정 거리 이격되어 분리되도록 진공 튜브(62)를 길게 형성한 구조는 동일하나, 진공 튜브(62)의 하단에는 광섬유가 통과할 정도의 매우 작은 홀인 차등 진공홀(62-1)이 형성되고 진공 케이스(60)의 측부에 보조 진공 펌프라인(64)을 형성하여 외부의 메인 진공 펌프 또는 별도의 보조 진공 펌프를 통해 진공 펌프라인(64)를 경유하여 진공케이스(60) 내에 진공을 공급하도록 된 것이다.
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 진공용 박막 두께 측정 장치에서 광원부, 광섬유 및 분광 검출부가 메인 진공 챔버에 연결된 진공 케이스와 현미경이 추가로 배치된 메인 챔버에 연결된 구조를 나타내는 개략도이다.
즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 내부에 상기 제어부(10)의 제어에 따라 광원부(20)의 출력광을 메인 진공 챔버(3) 내에 위치한 박막이 형성된 시료(2)에 조사하고 상기 시료(2)에서 반사된 반사광을 수집하여 전달하는 렌즈(미도시)가 구비된 광학 현미경용 광섬유(31)를 이용하는 광학 현미경 모듈(80)이 추가로 구비되어 광학 현미경용 광섬유(31)를 통해 반사되는 광을 통해 외부의 영상 처리부(미도시)에 의해 시료(2)의 이물질 및 결함 검사 등을 수행할 수 있도록 되어 있다.
한편, 광학 현미경 모듈(80)은 상기 측정 대상인 시료(2)로 조사된 광의 반사 또는 산란 등을 이용하여 영상을 처리하는 기술로서, 널리 알려져 있어 추가적인 부연 설명은 생략하기로 한다.
도 8은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 진공용 박막 두께 측정 장치에서 광원부, 광섬유 및 분광 검출부가 메인 진공 챔버에 연결된 진공 케이스 내에 배치된 상태를 나타내는 개략도로서, 광섬유(30) 및 분광 검출부가 진공으로 배치되는 진공 케이스(60, 60A, 60B, 60C...)를 대면적 반도체 또는 디스플레이 기판의 시료 상에 일렬 또는 다수열로 이격하여 어레이 형태로 설치되는 점을 제외하고는 실질적으로 도 3의 실시예와 동일하다.
또한, 각 진공 케이스(60, 60A, 60B, 60C...)의 일측에는 한 쌍을 이루어 시료(2)의 이물질 및 결함 검사 등을 수행할 수 있는 광학 현미경 모듈(80, 80A, 80B, 80C...)이 추가적으로 어레이 형태로 배치될 수 있다.
이와 같이, 진공 케이스(60, 60A, 60B, 60C...)와 광학 현미경 모듈(80, 80A, 80B, 80C...)이 어레이 형태로 배열되므로 추가 갯수 만큼 측정 및 검사 속도를 더욱 향상할 수 있게 된다.
본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1: 본 발명에 따른 진공용 박막 두께 측정 장치
2: 시료 3: 메인 진공 챔버
10: 제어부
20: 광원부
30: 광섬유
40: 분광 검출부
50: 박막 두께 산출부
60: 진공 케이스
61: 분광 검출부 수용부 62: 진공 튜브(진공관)
62-1: 차단 진공홀
63: 진공 피드스루(feedthrough) 64: 진공 펌프라인
80: 광학 현미경 모듈

Claims (7)

  1. 제어부의 제어에 따라 광을 출력하는 광원부;
    상기 광원부의 출력광을 메인 진공 챔버 내에 위치하는 박막이 형성된 시료에 조사하고 상기 시료에서 반사된 반사광을 수집하여 전달하는 광섬유;
    상기 광섬유를 통하여 전달된 반사광을 파장에 따라 검출하고, 검출된 파장에 따라 분광된 신호를 수신하여 이를 반사율을 이용하여 전기적 신호를 발생시키는 분광 검출부;
    상기 분광 검출부로부터 발생된 상기 전기적 신호를 수신하여 박막 두께를 산출하는 박막 두께 산출부를 포함하여 이루어지되,
    상기 광섬유 및 분광 검출부는 진공 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 진공용 박막 두께 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원부도 진공 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 진공용 박막 두께 측정 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광섬유 및 분광 검출부는 진공 케이스 내에 배치되며,
    상기 진공 케이스는,
    상기 분광 검출부가 수용되는 분광 검출부 수용부;
    상기 광섬유가 삽입되어 정렬되도록 하는 진공 튜브; 및
    상기 분광 검출부의 회로를 외부의 상기 박막 두께 산출부의 회로로 연결하도록 형성된 진공 피드스루(feedthrough)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공용 박막 두께 측정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 진공 케이스는 상기 진공 튜브를 통해 상기 메인 진공 챔버로부터 진공을 공급받는 것을 특징으로 하는 진공용 박막 두께 측정 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 진공 케이스의 상기 진공 튜브의 하단에는 상기 광섬유가 통과할 정도의 작은 홀인 차등 진공홀이 형성되며, 상기 진공 케이스의 일측에는 별도의 진공을 공급하기 위한 진공 펌프 라인이 형성되는 것을 특징으로 하는 진공용 박막 두께 측정 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 진공 케이스는 상기 진공 튜브를 길게 형성하여 상기 진공 케이스가 메인 진공 챔버로부터 일정 거리 이격하여 분리되어 설치되는 것을 특징으로 하는 진공용 박막 두께 측정 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 진공 케이스는 대면적 반도체 또는 디스플레이 기판의 시료 상에 일렬 또는 다수열로 이격하여 어레이 형태로 설치되며, 각 진공 케이스의 일측에는 한 쌍을 이루어 해당 시료의 이물질 및 결함 검사를 수행하는 광학 현미경 모듈이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 진공용 박막 두께 측정 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115980092A (zh) * 2023-03-20 2023-04-18 宁波吉宁汽车零部件有限公司 一种焊接件检测设备

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