WO2023204359A1 - 조리개를 이용하여 입사 각도 또는 개구수를 조절하는 편광 분석 장치 및 방법 - Google Patents

조리개를 이용하여 입사 각도 또는 개구수를 조절하는 편광 분석 장치 및 방법 Download PDF

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WO2023204359A1
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illumination beam
analysis device
polarization analysis
incident angle
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박미타
이재준
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(주)오로스테크놀로지
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    • G01N21/211—Ellipsometry
    • G01N2021/214—Variangle incidence arrangement

Definitions

  • a polarization analysis device that adjusts the incident angle or numerical aperture using an aperture according to an embodiment of the present invention includes a first aperture through which an illumination beam reflected from a sample on a substrate passes, and the first aperture. It may include a second aperture for passing the illuminated beam, and a detector for detecting the illumination beam passing through the second aperture and selecting the angle of incidence of the illumination beam and the numerical aperture of the first aperture and the second aperture. there is.
  • Figure 1 is an exemplary diagram showing a polarization analysis device that adjusts the incident angle or numerical aperture according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an exemplary diagram showing the degree of incidence angle of the first aperture according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is an exemplary diagram showing a second aperture according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is an exemplary diagram showing the movement state of an aperture according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component, and unless specifically stated to the contrary, the first component may also be a second component.
  • top (or bottom) of a component or the arrangement of any component on the “top (or bottom)” of a component means that any component is placed in contact with the top (or bottom) of the component. Additionally, it may mean that other components may be interposed between the component and any component disposed on (or under) the component.
  • the polarizing device 120 may set an aperture and a viewing stop position and size, and may adjust an illumination beam for the polarizing device 120.
  • the first lens 171 and the third lens 181 are disposed in positions symmetrical to each other with respect to the normal line 175, and the second lens 172 and the fourth lens 182 are disposed at positions symmetrical to each other based on the normal line 175. They can be placed in positions that are symmetrical to each other based on (175).
  • the second aperture 185 is formed with a plurality of slits.
  • the plurality of slits may be formed in the same direction.
  • each of the plurality of slits may have a different size (eg, slit thickness).
  • the present invention can determine the numerical aperture of the reflected wave reflected from the sample 150 through apertures of different sizes, and also determine the angle of incidence of the reflected wave by adjusting the position of the aperture.
  • first aperture 181 and the second aperture 185 may be arranged perpendicular to the direction in which the illumination beam reflected from the sample 150 is directed to the analyzer 130.
  • the incident angle of the first section 201 of the first aperture 184 is about 0 to 45 degrees, and the error range is ⁇ 2.5 degrees.
  • the incident angle of the second section 202 is about 45 to 50 degrees, and the error range is ⁇ 2.5 degrees.
  • the incident angle of the third section 203 is about 50 to 55 degrees, and the error range is ⁇ 2.5 degrees.
  • the incident angle of the fourth section 204 is about 55 to 60 degrees, and the error range is ⁇ 2.5 degrees.
  • the incident angle of the fifth section 205 is about 60 to 65 degrees or more, and the error range is ⁇ 2.5 degrees.
  • the minimum value of the incident angle may be 42.5 degrees, and the maximum value may be 67.5 degrees.
  • Figure 3 is an exemplary diagram showing a first aperture according to an embodiment of the present invention.
  • the first aperture 184 may include a plurality (eg, five) of rotating plates 320, 330, 340, 350, and 360.
  • one hole may be formed in each of the plurality of (eg, five) rotating plates 320, 330, 340, 350, and 360 included in the first aperture 184. Also, the location where each hole is formed may be different for each rotating plate.
  • the first aperture 184 may move in a first direction (eg, x-axis direction, or -x-axis direction).
  • the first aperture 184 may move in a first direction (eg, x-axis direction or -x-axis direction) so that the illumination beam reflected from the second mirror 183 passes.
  • the illumination beam reflected from the second mirror 183 may pass through any one hole of the plurality (eg, five) of rotating plates 320, 330, 340, 350, and 360.
  • Figure 4 is an exemplary diagram showing a second aperture according to an embodiment of the present invention.
  • the thickest first slit 401 is placed at the top, but this is only an example, and in the present invention, the thickest slit may be placed at the bottom.
  • Figure 5 is an exemplary diagram showing the movement state of an aperture according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 (a) is an example diagram showing the state before the second aperture 185 moves
  • Figure 5 (b) is an example diagram showing the state before the second aperture 185 is moved.
  • the first aperture 184 may be formed with a plurality (eg, five) of holes 321, 331, 341, 351, and 361. Additionally, the x-axis value and z-axis value may be different at the location where each hole is formed.
  • the first hole 321 is located at the top, and the second hole 331 is located below the first hole 321, but can be placed at a certain distance to the right of the first hole 321.
  • the third hole 341 is located below the second hole 331 and at a certain distance to the right of the second hole 331, and the fourth hole 351 is located below the third hole 341. It may be located at a certain distance on the right side of the third hole 331.
  • the fifth hole 361 may be located below the fourth hole 351, but may be placed at a certain distance to the right of the fourth hole 351.
  • a plurality (eg, five) of holes 321, 331, 341, 351, and 361 may have the same size.
  • the first aperture 184 when the second aperture 185 is in the first position (i.e., in the case of (a) of FIG. 5) while the first aperture 184 is not moving, the first aperture 184 The illumination beam may pass through the area 510 where the hole 341 of and the slit 404 (eg, fourth slit) of the second aperture 185 intersect.
  • the present invention can detect data with different numerical apertures under the same angle of incidence. For example, while the first aperture 184 is fixed at a specific incident angle (i.e., the illumination beam is passing through a specific hole), the second aperture 185 is moved vertically to obtain different numerical apertures. Polarization analysis data having can be detected.
  • Figure 6 is an exemplary diagram showing the movement state of an aperture according to an embodiment of the present invention.
  • the first aperture 184 may move in the first direction (eg, -x-axis direction) while the second aperture 185 does not move.
  • the first aperture 184 may be formed with a plurality (eg, five) of holes 321, 331, 341, 351, and 361. Additionally, the x-axis value and z-axis value may be different at the location where each hole is formed.
  • the first sub-aperture 710 moves in one direction (e.g., -z direction), but this is only an example.
  • the second sub-aperture 720 moves in another direction (e.g., -z direction). It can also move in the z direction, or -z direction).
  • the first sub-aperture 710 is disposed behind the second sub-aperture 720 and can move in one direction (eg, z-axis direction or -z-axis direction).
  • the first sub-aperture 710 may be disposed in front of the second sub-aperture 720 and move in one direction (e.g., z-axis direction, or -z-axis direction).
  • Each step in each flowchart described above may be operated regardless of the order shown, or may be performed simultaneously. Additionally, at least one component of the present invention and at least one operation performed by the at least one component may be implemented in hardware and/or software.

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Abstract

본 발명은 조리개를 이용하여 입사 각도 또는 개구수를 조절하는 편광 분석 장치 및 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 조리개를 이용하여 입사 각도 또는 개구수를 조절하는 편광 분석 장치는 기판 상의 시료로부터 반사되는 조명 빔을 통과시키는 제1 조리개, 상기 제1 조리개를 통과한 조명 빔을 통과시키는 제2 조리개, 및 상기 제2 조리개를 통과하는 조명 빔을 검출하여 조명 빔의 입사 각도와 상기 제1 조리개 및 상기 제2 조리개의 개구수를 선택하는 검출기를 포함할 수 있다.

Description

조리개를 이용하여 입사 각도 또는 개구수를 조절하는 편광 분석 장치 및 방법
본 발명은 조리개를 이용하여 입사 각도 또는 개구수를 조절하는 편광 분석 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치에 대한 소형화 요구가 지속적으로 증가함에 따라, 향상된 반도체 웨이퍼 계측 시스템에 대한 요구도 증가하고 있다. 통상적으로, 로직 및 메모리 장치와 같은 반도체 장치의 제조는 다양한 피쳐 및 다수의 레벨의 반도체 장치를 형성하기 위한 아주 많은 수의 반도체 제조 과정을 사용하여 반도체 웨이퍼를 처리하는 과정을 포함한다. 다수의 반도체 장치는 단일의 반도체 웨이퍼 상에서 한 장치로 제조되고, 그 후 개개의 반도체 장치로 분리된다.
계측 과정은 웨이퍼 상에 형성되는 피쳐의 치수(예: 선폭, 두께, 각도 등)와 같은 웨이퍼의 하나 이상의 특성을 측정하기 위해 사용되는데, 처리 과정의 품질은 하나 이상의 특성을 측정하는 것에 의해 결정된다.
편광 분석 장치는 시료로부터 반사되어 나오는 광을 상이한 광학적 파라미터에서 샘플링한다. 계측 타겟의 편광 분석 데이터는 시료의 특성을 결정하기 위해 사용된다.
종래 선행 기술(한국 특허등록공보 제10-2134943호)은 반도체 샘플의 계측을 수행하기 위한 타원편광 측정기 장치에 관한 것으로서, 상이한 타겟 특성에 대한 계측 데이터가 쉽게 디커플링될 수 있도록 하는 향상된 편광 계측 툴을 제공하는 내용을 개시하고 있다.
그런데, 종래 선행 기술의 타원편광 측정기는 단지 하나의 조리개를 사용하여 시료에 대한 특성을 측정하기 때문에, 시료의 종류 또는 특성에 따라 상이한 반응을 보이는 측정 민감도에 적응적으로 반응하지 못할 뿐만 아니라, 다양한 응용 분야의 사용 측면에서도 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 다양한 응용 분야를 단일 측정 장치를 이용하여 측정할 필요성이 제기된다.
(특허문헌 1) 한국 특허출원등록공보 제10-2134943호
종래에는 단지 하나의 조리개를 사용하여 시료에 대한 특성을 측정하기 때문에, 시료의 종류 또는 특성에 따라 다양한 응용 분야의 사용 측면에서 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 두 개의 조리개를 사용하는 편광 분석 장치 및 방법을 제공하는 것이다
또한, 본 발명은 두 개의 조리개를 이용하여 입사 각도 또는 개구수를 조절하는 편광 분석 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 조리개를 이용하여 입사 각도 또는 개구수를 조절하는 편광 분석 장치는 기판 상의 시료로부터 반사되는 조명 빔을 통과시키는 제1 조리개, 상기 제1 조리개를 통과한 조명 빔을 통과시키는 제2 조리개, 및 상기 제2 조리개를 통과하는 조명 빔을 검출하여 조명 빔의 입사 각도와 상기 제1 조리개 및 상기 제2 조리개의 개구수를 선택하는 검출기를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 조리개를 이용한 입사 각도와 개구수의 조절이 가능한 편광 분석 장치는 조명 빔을 출력하는 발광 장치, 상기 발광 장치로부터 출력되는 조명 빔을 기판 상의 시료를 향해 지향시키는 편광 장치, 회전형 또는 선형으로의 동작에 기반하여, 상기 기판 상의 상기 시료로부터 반사되는 조명 빔을 통과시키는 조리개, 및 상기 조리개를 통과하는 조명 빔을 검출하여 상기 발광 장치로부터 출력되는 조명 빔의 입사 각도와 상기 조리개의 개구수를 선택하는 검출기를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 조리개를 이용하여 입사 각도 또는 개구수를 조절하는 편광 분석 장치의 방법은, 제1 조리개가, 기판 상의 시료로부터 반사되는 조명 빔을 통과시키는 제1 과정, 제2 조리개가, 상기 제1 조리개를 통과한 조명 빔을 통과시키는 제2 과정, 및 검출기가, 상기 제2 조리개를 통과하는 조명 빔을 검출하여 조명 빔의 입사 각도와 상기 제1 조리개 및 상기 제2 조리개의 개구수를 선택하는 제3 과정을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 편광 분석 장치는 기판 상의 시료로부터 반사되는 조명 빔을 통과시키는 제1 조리개, 및 상기 제1 조리개를 통과한 조명 빔을 통과시키는 제2 조리개를 포함함으로써, 조명 빔에 대한 입사 각도와 개구수를 적응적으로 선택할 수 있다.
또한, 본 발명은 제1 조리개가 회전형 또는 선형으로 동작함으로써, 조명 빔의 입사 각도와 개구수를 조절할 수 있다.
또한 본 발명은 제1 조리개를 제1 방향으로 움직이도록 제어하고, 제2 조리개를 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 움직이도록 제어함으로써, 조명 빔에 대한 입사 각도 또는 개구수를 적응적으로 선택할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입사 각도 또는 개구수를 조절하는 편광 분석 장치를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 조리개의 입사 각도의 정도를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 조리개를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 조리개를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조리개의 이동 상태를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 조리개의 이동 상태를 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제2 조리개를 나타낸 예시도이다.
도 8는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조리개의 이동 상태를 나타낸 예시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 조리개의 이동 상태를 나타낸 예시도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일수도 있고 복수일 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다
이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 조리개를 이용하여 입사 각도(Angle of Incidence, AOI) 및/또는 개구수(Numerical Aperture, NA)를 조절하는 편광 분석 장치를 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입사 각도 또는 개구수를 조절하는 편광 분석 장치를 나타낸 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 입사 각도 또는 개구수를 조절하는 편광 분석 장치(100)는 발광 장치(110), 편광 장치(120), 제1 조리개(184), 제2 조리개(185), 분석기(130), 및 검출기(140)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 입사 각도 또는 개구수를 조절하는 편광 분석 장치(100)는 편광 장치(120)로부터 출력되는 조명 빔을 반사하는 제1 미러(173), 상기 제1 미러(173)를 통해 반사되는 조명 빔을 기판(160) 상에 배치된 시료(150) 상으로 지향시키는 제1 렌즈(171) 및 제2 렌즈(172)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 미러(173)는 시료(150)에 대한 조명 빔을 집속시키도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 입사 각도 또는 개구수를 조절하는 편광 분석 장치(100)는 시료(150)로부터 반사되는 빛을 제2 미러(183)로 지향시키는 제1 렌즈(171)와 제2 렌즈(172), 제1 렌즈(171)와 제2 렌즈(172)로부터 지향되는 조명 빔을 반사시키는 제2 렌즈(183)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 입사 각도 또는 개구수를 조절하는 편광 분석 장치(100)의 구성은 일 실시 예에 따른 것이고, 편광 분석 장치(100)의 구성 요소들이 도 1에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 발광 장치(110)는 조명 빔을 생성하기 위한 광원을 포함할 수 있다. 예를 들면, 광원이 시료(150)로 향하는 입사 각도(174)는 조절될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 편광 장치(120)는 어퍼쳐(aperture) 및 시야 조리개 위치 및 사이즈를 설정하고, 편광 장치(120)에 대한 조명 빔을 조절할 수 있다.
이러한, 편광 장치(120)는 일반적으로, 임의의 적절한 빔 성형 기능, 예를 들면, 빔 프로파일의 조작, 조준(collimating), 수렴(converging), 확산(expanding), 및 감소 등을 수행할 수 있다.
또한, 편광 장치(120)는 회전하는 편광기 타원편광 측정(rotating polarizer ellipsometry; RPE)을 위해 회전하도록 구성되거나, 또는 다른 타입의 타원편광 측정을 위해 고정되도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 편광 장치(120)로부터 출력되는 조명 빔은 제1 미러(173)에서 반사된 후, 제1 렌즈(171) 및 제2 렌즈(172)로 전달된다. 그리고, 조명 빔은 제1 렌즈(171) 및 제2 렌즈(172)를 통해 시료(150)에 입사된다.
일 실시 예에 따르면, 제1 렌즈(171) 및 제2 렌즈(172)는 시료(150)에 대한 조명 빔을 집속시키도록 형성될 수 있다.
예를 들면, 제2 렌즈(172)를 통과하는 조명 빔은 입사 각도(174)로 시료(150)에 입사될 수 있다.
그리고, 시료(150)에 입사되는 입사 각도(174)는 발광 장치(110)의 광원으로부터 출력되는 조명 빔의 출력 각도의 조절을 통해 조절될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 시료(150)를 통해 반사되는 조명 빔은 제3 렌즈(181) 및 제4 렌즈(182)를 통해 제2 미러(183)로 전달된다. 그리고, 조명 빔은 제2 미러(183)에서 반사되어 제1 조리개(184)를 통과(예: 선택적으로 통과)될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 미러(183)는 조명 빔을 집속시키도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제3 렌즈(181) 및 제4 렌즈(182)는 제2 미러(182)에 대한 조명 빔을 집속시키도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 렌즈(171)와 제3 렌즈(181)는 법선(175)을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치되고, 제2 렌즈(172)와 제4 렌즈(182)는 법선(175)을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치될 수 있다.
예를 들면, 제1 렌즈(171), 제2 렌즈(172), 제3 렌즈(181), 및 제4 렌즈(182) 각각의 오목 부분은 시료(150)에 조명 빔이 조사되는 지점을 향하도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 조리개(184)는 기판(160)의 상면에 위치한 시료(150)로부터 반사되는 조명 빔을 통과시킬 수 있다. 상기 제1 조리개(184)는 시료(150)에서 반사되어 제3 렌즈(181) 및 제4 렌즈(182)를 거쳐 제2 미러(183)를 통해 반사되는 조명 빔 중 적어도 일부를 통과시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 조리개(184)는 회전형 또는 선형으로 동작하여 시료(150)로부터 반사되는 조명 빔의 입사 각도와 개구수를 조절할 수 있다.
예를 들면, 제1 조리개(184)에는 복수의(예: 5개)의 회전판들이 나란히 배치될 수 있다. 그리고, 복수의 회전판들 각각은 회전하도록 형성될 수 있다.
그리고, 복수의 회전판들 각각은 시료(150)로부터 반사되는 조명 빔을 통과시키는 홀이 형성되어 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 조리개(184)는 복수의 회전판들이 나란히 배치되는 방향으로 선형 이동할 수 있다. 예를 들면, 복수의 회전판들이 가로 방향으로 배치되는 경우, 제1 조리개(184)는 가로 방향으로 움직일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 조리개(184)는 조명 빔의 방향과 수직인 제1 방향(186)으로 움직일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 조리개(185)는 제1 조리개(184)와 일정 거리만큼 이격된 위치에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제2 조리개(185)는 제1 조리개(184)의 후방에 배치되어, 제1 조리개(184)를 통과하는 조명 빔을 선택적으로 통과시키는 위치에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 조리개(185)는 제1 조리개(184)가 움직이는 방향과 수직인 방향으로 움직일 수 있다. 예를 들면, 제2 조리개(185)는 조명 빔의 진행 방향과 동일한 방향(187)로 움직일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 조리개(185)는 선형으로 동작하여(예: 제2 방향(187)) 제1 조리개(184)를 통과한 조명 빔의 입사 각도와 개구수를 조절할 수 있다. 예를 들면, 제1 조리개(184)와 제2 조리개(185)를 통과하는 조명 빔은 입사 각도와 개구수가 서로 상이할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 조리개(185)는 복수의 슬릿들이 형성되어 있다. 예를 들면, 상기 복수의 슬릿들은 동일한 방향으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 복수의 슬릿들 각각은 크기(예: 슬릿 굵기)가 서로 다를 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 시료(150)의 두께와 물질에 따라 서로 다른 측정 민감도에 대응되도록 제1 조리개(184)와 제2 조리개(185)를 동작시켜 입사 각도와 개구수를 조절할 수 있다.
그리고, 제2 조리개(185)를 통과한 조명 빔은 분석기(130)를 거쳐 검출기(140)로 전달된다.
일 실시 예에 따르면, 분석기(130)는 제1 조리개(184) 및 제2 조리개(185) 중 적어도 하나의 움직임을 분석 및/또는 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 분석기(130)는 상이한 편광 상태를 수집하기 위해 상이한 구성으로 회전되거나 상이한 구성에 고정될 수도 있다.
또한, 본 발명은 단일 편광 분석 장치를 통해 다양한 시료에 대한 두께 및 물성을 측정할 수 있다.
또한, 본 발명은 시료에서 반사되는 조명 빔을 회전형 또는 선형으로 움직이는 조리개(예: 제1 조리개(184), 및 제2 조리개(185))를 시용하여 각각 서로 다른 입사 각도와 개구수를 적용함으로써, 시료의 두께나 물질 별로 수 옹스트롱 미터(Åm)부터 수 마이크로 미터(㎛)에 이르는 광범위한 시료의 두께를 측정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 서로 다른 크기의 조리개를 통해 시료(150)에서 반사되는 반사파의 개구수를 결정할 수 있고, 또한, 조리개의 위치를 조정하여 반사파의 입사 각도를 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 검출기(140)는 제1 조리개(181), 및 제2 조리개(185) 중 적어도 하나의 움직임에 기반하여 검출되는 조명 빔을 통해 시료(150)의 특성 및 두께 분포를 검출(또는 결정)할 수 있다.
이를 위해, 제1 조리개(181), 및 제2 조리개(185)는 시료(150)로부터 반사되는 조명 빔이 분석기(130)로 지향되는 방향에 수직으로 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 검출기(140)는 분석기(130)를 통해 분석된 조명 빔을 수광할 수 있다. 상기 검출기(140)는 파장의 넓은 범위에 대해 충분히 높은 양자 효율성(quantum efficiency)을 갖는 분광계일 수 있다.
이러한, 검출기(140)는 프리즘을 통해 출력 빔을 반사시키기 위한 하나 이상의 반사 미러를 포함할 수도 있다.
예를 들면, 검출기(140)는 약 190nm 내지 약 900nm의 파장 범위에 걸쳐 충분히 높은 양자 효율성을 갖는 전하 결합 소자(charged coupled device; CCD) 검출기, 약 700nm 내지 약 2000nm의 파장 범위에 걸쳐 충분히 높은 양자 효율성을 갖는 포토 다이오드 어레이, 약 150nm 내지 약 400nm의 파장 범위에 걸쳐 충분히 높은 양자 효율성을 갖는 포토 다이오드 어레이, 적절한 검출기는 전하 결합 소자(CCD), CCD 어레이, 시간 지연 통합(time delay integration; TDI) 센서, TDI 센서 어레이, 광전자 증배관(photomultiplier tubes; PMT), 및 다른 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 편광 분석 장치(100)는 입사 각도(AOI)과 개구수(NA)를 선택할 수 있다. 예를 들면, 제1 조리개(184) 및 제2 조리개(185)는 광을 수집하는 제3 렌즈(181) 및 제4 렌즈(182) 뒤에 배치될 수 있다. 그리고, 제1 조리개(184)의 홀의 위치에 기반하여 입사 각도를 선택하고, 제2 조리개(185)의 슬릿의 크기에 기반하여 개구수를 선택할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 조리개의 입사 각도의 정도를 나타낸 예시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 조리개(184)의 제1 구간(201)의 입사 각도는 약 0~45degree 이고, 오차 범위는 ±2.5degree이다. 그리고, 제2 구간(202)의 입사 각도는 약 45~50degree이고, 오차 범위는 ±2.5degree이다. 그리고, 제3 구간(203)의 입사 각도는 약 50~55degree이고, 오차 범위는 ±2.5degree이다. 그리고, 제4 구간(204)의 입사 각도는 약 55~60degree 이고, 오차 범위는 ±2.5degree이다. 그리고, 제5 구간(205)의 입사 각도는 약 60~65degree 이상이고, 오차 범위는 ±2.5degree이다.
그리고, 입사 각도의 최소 값은 42.5degree이고, 최대 값은 67.5degree일 수 있다.
상술한 바와 같이, 입사 각도의 불연속 범위는 공간적으로 서로 분리되며, 각각 최소 0.10만큼 분리된다. 그리고, 각각 ±2.5degree의 범위를 가지며, 입사 각도의 전체 범위는 42.5-67.5degree 사이의 범위를 커버한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 조리개를 나타낸 예시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 조리개(184)는 복수 개(예: 5개)의 회전판들(320, 330, 340, 350, 360)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 조리개(184)에 포함된 복수 개(예: 5개)의 회전판들(320, 330, 340, 350, 360) 각각은 하나의 홀이 형성될 수 있다. 그리고, 각각의 홀이 형성된 위치는 회전판 별로 상이할 수 있다.
예를 들면, 제1 회전판(320)은 제1 홀(321)이 12시 방향의 위치에 형성되고, 제2 회전판(330)은 제2 홀(331)이 10시 방향의 위치에 형성되고, 제3 회전판(340)은 제3 홀(341)이 9시 방향의 위치에 형성되고, 제4 회전판(350)은 제4 홀(351)이 8시 방향의 위치에 형성되고, 제5 회전판(360)은 제5 홀(361)이 6시 방향의 위치에 형성될 수 있다.
예를 들면, 복수 개(예: 5개)의 회전판들(320, 330, 340, 350, 360) 각각에 형성된 홀의 간격은 동일할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 조리개(184)는 제1 방향(예: x축 방향, 또는 -x축 방향)으로 움직일 수 있다. 제1 조리개(184)는 제2 미러(183)로부터 반사되는 조명 빔이 통과되도록 제1 방향(예: x축 방향, 또는 -x축 방향)으로 움직일 수 있다. 제2 미러(183)로부터 반사되는 조명 빔은 복수 개(예: 5개)의 회전판들(320, 330, 340, 350, 360) 중 어느 하나의 홀을 통해 조명 빔을 통과시킬 수 있다.
또는, 일 실시 예에 따르면, 제1 조리개(184)는 하나의 회전판을 포함할 수도 있다. 이 경우, 회전판은 자신에 형성된 홀을 통해 조명 빔을 선택적으로 통과시키도록 회전할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 슬릿(예: 홀)의 위치가 지정된 제1 조리개(184)를 수평 방향으로 선형 이동시킴으로써, 필요한 입사 각도가 선택될 수 있다. 그리고, 제1 조리개(184)를 수평 방향으로 이동하는 경우, 슬릿(예: 홀)의 세로축 위치가 바뀌며 각각의 다른 세로축 위치는 각각 고유의 입사 각도를 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 조리개를 나타낸 예시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 조리개(185)는 복수 개(예: 5개)의 슬릿들(401, 402, 403, 404, 405)이 형성될 수 있다. 그리고, 각각의 슬릿들(401, 402, 403, 404, 405)이 형성된 위치는 상이할 수 있다. 그리고, 각각의 슬릿들(401, 402, 403, 404, 405)의 크기(예: 두께)는 서로 상이할 수 있다.
예를 들면, 제1 슬릿(401)은 두께가 가장 넓으며, 가장 상위에 배치되고, 제2 슬릿(402)의 두께는 제1 슬릿(401)의 두께보다 얇으며 상기 제1 슬릿(401)의 하단에 배치되고, 제3 슬릿(403)의 두께는 제2 슬릿(402)의 두께보다 얇으며 상기 제2 슬릿(402)의 하단에 배치될 수 있다. 그리고, 제4 슬릿(404)의 두께는 제3 슬릿(403)의 두께보다 얇으며 상기 제3 슬릿(403)의 하단에 배치되고, 제5 슬릿(405)의 두께는 제4 슬릿(401)의 두께보다 얇으며 상기 제4 슬릿(404)의 하단에 배치될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 슬릿들 각각은 직사각형 태로 형성되어 있음을 도시하였다. 그러나, 본 발명은 직사각형 이외의 다른 형태의 슬릿들을 포함할 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 두께가 가장 두꺼운 제1 슬릿(401)을 가장 상위에 배치하였으나, 이는 단지 실시 예일 뿐, 본 발명은 두께가 두꺼운 슬릿을 하단에 배치할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 조리개(185)는 제2 방향(예: z축 방향, 또는 -z축 방향)으로 움직일 수 있다. 제2 조리개(185)는 제2 미러(183)로부터 반사되는 조명 빔이 통과되도록 제2 방향(예: z축 방향, 또는 -z축 방향)으로 움직일 수 있다. 2 미러(183)로부터 반사되는 조명 빔은 복수 개(예: 5개)의 슬릿들(401, 402, 403, 404, 405) 중 어느 하나를 통해 조명 빔을 통과시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 제2 조리개(185)의 개구수는 슬릿의 크기에 따라 바뀌며, 제1 조리개(184)처럼 슬릿의 위치가 지정된 제2 조리개(185)를 수직 방향으로 선형 이동시킴으로써, 개구수는 선택 가능하다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조리개의 이동 상태를 나타낸 예시도이다.
도 5의 (a)는 제2 조리개(185)가 이동하기 전의 상태를 나타낸 예시도이고, 도 5의 (b)는 제2 조리개(185)가 이동한 상태를 나타낸 예시도이다.
도 5의 (a) 및 (b)를 참조하면, 제1 조리개(184)는 움직이지 않는 상태에서 제2 조리개(185)가 제2 방향(예: -z축 방향)으로 이동할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 조리개(184)는 복수 개(예: 5개)의 홀들(321, 331, 341, 351, 361)이 형성될 수 있다. 그리고, 각각의 홀이 형성된 위치는 x축 값 및 z축 값이 서로 상이할 수 있다.
예를 들면, 제1 홀(321)은 가장 상위에 배치되고, 제2 홀(331)은 제1 홀(321) 보다 아래에 위치하되 제1 홀(321)에서 일정 간격의 우측에 배치될 수 있다. 그리고, 제3 홀(341)은 제2 홀(331) 보다 아래에 위치하되 제2 홀(331)에서 일정 간격의 우측에 배치되고, 제4 홀(351)은 제3 홀(341) 보다 아래에 위치하되 제3 홀(331)에서 일정 간격의 우측에 배치될 수 있다. 그리고, 제5 홀(361)은 제4 홀(351) 보다 아래에 위치하되 제4 홀(351)에서 일정 간격의 우측에 배치될 수 있다.
예를 들면, 복수 개(예: 5개)의 홀들(321, 331, 341, 351, 361)은 동일한 크기를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 조리개(184)는 제1 방향(예: x축 방향, 또는 -x축 방향)으로 움직이거나, 또는 움직이지 않을 수 있다. 제1 조리개(184)는 제2 미러(183)로부터 반사되는 조명 빔이 통과되도록 제1 방향(예: x축 방향, 또는 -x축 방향)으로 움직이거나, 또는 움직이지 않을 수 있다. 제2 미러(183)로부터 반사되는 조명 빔은 복수 개(예: 5개)의 홀들(321, 331, 341, 351, 361) 중 어느 하나의 홀을 통해 조명 빔을 통과시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 조리개(185)는 제1 조리개(184)의 후단에 배치되어 제2 방향(예: z축 방향, 또는 -z축 방향)으로 움직일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 조리개(184)가 움직이지 않는 상태에서 제2 조리개(185)가 제1 위치(즉, 도 5의 (a)의 경우)에 있는 경우, 제1 조리개(184)의 홀(341)과 제2 조리개(185)의 슬릿(404)(예: 제4 슬릿)이 교차하는 영역(510)을 통해 조명 빔은 통과될 수 있다.
이후, 제1 조리개(184)가 움직이지 않는 상태에서 제2 조리개(185)가 제1 위치(즉, 도 5의 (a)의 경우)에서 제2 위치(즉, 도 5의 (b)의 경우)로 이동하는 경우, 제1 조리개(184)의 홀(341)과 제2 조리개(185)의 슬릿(402)(예: 제2 슬릿)이 교차하는 영역(520)을 통해 조명 빔은 통과될 수 있다.
이와 같이, 제1 조리개(184)가 움직이지 않는 상태에서 제2 조리개(185)가 제1 위치(즉, 도 5의 (a)의 경우)에서 제2 위치(즉, 도 5의 (b)의 경우)로 이동함에 따라, 제1 조리개(184)의 홀(341)과 제2 조리개(185)의 슬릿(402)(예: 제2 슬릿)이 교차하는 영역(520)을 통과하는 조명 빔의 각도를 계산함으로써, 시료(150)의 두께와 물질을 측정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 동일한 입사 각도 하에서 서로 다른 개구수를 갖는 데이터를 검출할 수 있다. 예를 들면, 제1 조리개(184)가 특정 입사 각도로 고정된 상태에서(즉, 특정 홀을 통해 조명 빔이 통과되고 있는 상태), 제2 조리개(185)를 수직으로 이동시킴으로써 서로 다른 개구수를 갖는 편광 분석 데이터를 검출할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 조리개의 이동 상태를 나타낸 예시도이다.
도 6의 (a)는 제1 조리개(181)가 이동하기 전의 상태를 나타낸 예시도이고, 도 6의 (b)는 제1 조리개(184)가 좌측으로 이동한 상태를 나타낸 예시도이다.
도 6의 (a) 및 (b)를 참조하면, 제2 조리개(185)는 움직이지 않는 상태에서 제1 조리개(184)가 제1 방향(예: -x축 방향)으로 이동할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 조리개(184)는 복수 개(예: 5개)의 홀들(321, 331, 341, 351, 361)이 형성될 수 있다. 그리고, 각각의 홀이 형성된 위치는 x축 값 및 z축 값이 서로 상이할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 조리개(184)는 제1 방향(예: -x축 방향)으로 움직일 수 있다. 제1 조리개(184)는 제2 미러(183)로부터 반사되는 조명 빔이 통과되도록 제1 방향(예: -x축 방향)으로 움직일 수 있다. 제2 미러(183)로부터 반사되는 조명 빔은 복수 개(예: 5개)의 홀들(321, 331, 341, 351, 361) 중 어느 하나의 홀을 통해 조명 빔을 통과시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 조리개(185)가 움직이지 않는 상태에서 제1 조리개(184)가 제1 위치(즉, 도 6의 (a)의 경우)에 있는 경우, 제1 조리개(184)의 홀(321)과 제2 조리개(185)의 슬릿(404)(예: 제4 슬릿)이 교차하는 영역(610)을 통해 조명 빔은 통과될 수 있다.
이후, 제2 조리개(185)가 움직이지 않는 상태에서 제1 조리개(184)가 제1 위치(즉, 도 6의 (a)의 경우)에서 제2 위치(즉, 도 6의 (b)의 경우)로 이동하는 경우(즉, -x축으로 이동하는 경우), 제1 조리개(184)의 홀(341)과 제2 조리개(185)의 슬릿(402)(예: 제2 슬릿)이 교차하는 영역(620)을 통해 조명 빔은 통과될 수 있다.
이와 같이, 제2 조리개(185)가 움직이지 않는 상태에서 제1 조리개(184)가 제1 위치(즉, 도 6의 (a)의 경우)에서 제2 위치(즉, 도 6의 (b)의 경우)로 이동함에 따라, 제1 조리개(184)의 홀(341)과 제2 조리개(185)의 슬릿(404)(예: 제4 슬릿)이 교차하는 영역(620)을 통과하는 조명 빔의 각도를 계산함으로써, 시료(150)의 두께와 물질을 측정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 동일한 개구수 하에서 서로 다른 입사 각도도를 갖는 데이터를 검출할 수 있다. 예를 들면, 제2 조리개(185)가 특정 개구수로 고정된 상태에서(즉, 특정 슬릿을 통해 조명 빔이 통과되고 있는 상태), 제1 조리개(184)를 수평으로 이동(예: -x축 방향)시킴으로써 서로 다른 입사 각도를 갖는 편광 분석 데이터를 검출할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제2 조리개를 나타낸 예시도이다.
도 7의 (a)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제2 조리개의 제1 서브 조리개가 제2 서브 조리개로 방향으로 움직이기 전의 제1 상태를 나타낸 예시도이다. 도 7의 (b)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제2 조리개의 제1 서브 조리개가 제2 서브 조리개로 방향으로 움직이는 제2 상태를 나타낸 예시도이다. 도 7의 (c)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제2 조리개의 제1 서브 조리개가 제2 서브 조리개로 방향으로 움직이는 제3 상태를 나타낸 예시도이다.
도 7의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제2 조리개(185)는 'Π'자 형상의 제1 서브 조리개(710) 및 'ㅡ'자 형상의 제2 서브 조리개(720)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 'Π'자 형상의 제1 서브 조리개(710) 및 'ㅡ'자 형상의 제2 서브 조리개(720)는 움직임을 통해 슬릿의 크기를 조절할 수 있다. 예를 들면, 제1 서브 조리개(710) 및 제2 서브 조리개(720) 중 어느 하나(예: 제1 서브 조리개(710))는 다른 하나의 서브 조리개(예: 제2 서브 조리개(720))의 앞 또는 뒤에 배치되어 제2 방향(예: -z 방향)으로 움직일 수 있고, 이러한 움직임에 기반하여 슬릿의 크기는 조절될 수 있다. 본 발명에서는 제1 서브 조리개(710) 및 제2 서브 조리개(720) 중 적어도 하나를 움직이도록 동력을 전달하는 구동부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이와 같이, 구동부(미도시)를 통해 제1 서브 조리개(710) 및 제2 서브 조리개(720) 중 적어도 하나를 움직이도록 함으로써, 제2 조리개(185)는 다양한 크기의 슬롯(730, 740)을 형성할 수 있다.
또한, 도 7에는 제1 서브 조리개(710)가 일 방향(예: -z 방향)으로 움직이는 것을 설명하였으나, 이는 단지 실시 예일 뿐, 본 발명은 제2 서브 조리개(720)가 다른 방향(예: z 방향, 또는 -z 방향)으로 움직일 수도 있다.
예를 들면, 구동부(미도시)를 통해 제1 서브 조리개(710)가 일 방향(예: -z 방향)으로 움직이는 경우, 슬롯의 크기는 점차 작아진다(예: 730->740).
도 8는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조리개의 이동 상태를 나타낸 예시도이다.
도 8의 (a)는 제2 조리개(185)의 제2 서브 조리개(720)가 일 방향(예: -z 방향)으로 이동하기 전의 상태를 나타낸 예시도이고, 도 8의 (b)는 제2 조리개(185)의 제2 서브 조리개(720)가 일 방향(예: -z 방향)으로 이동한 상태를 나타낸 예시도이다.
도 8의 (a) 및 (b)를 참조하면, 제1 조리개(184)는 움직이지 않는 상태에서 제2 조리개(185)의 제2 서브 조리개(720)가 일 방향(예: -z축 방향)으로 움직일 수 있다. 또는, 제1 조리개(184)는 움직이지 않는 상태에서 제2 조리개(185)의 제1 서브 조리개(710)가 일 방향(예: z축 방향)으로 움직일 수 있다.
상술한 바와 같이, 제2 조리개(185)의 제1 서브 조리개(710)는 일 방향(예: z축 방향, 또는 -z축 방향)으로 움직이거나, 또는 움직이지 않을 수 있다. 마찬가지로, 제2 조리개(185)의 제2 서브 조리개(720)는 일 방향(예: z축 방향, 또는 -z축 방향)으로 움직이거나, 또는 움직이지 않을 수 있다.
이를 통해, 제2 미러(183)로부터 반사되는 조명 빔은 제1 조리개(814) 및 제2 조리개(185)의 적어도 하나의 서브 조리개의 움직임에 기반하여 조명 빔을 통과시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 서브 조리개(710)는 제2 서브 조리개(720)의 후 단에 배치되어 일 방향(예: z축 방향, 또는 -z축 방향)으로 움직일 수 있다.
또는, 제1 서브 조리개(710)는 제2 서브 조리개(720)의 앞 단에 배치되어 일 방향(예: z축 방향, 또는 -z축 방향)으로 움직일 수 있다
이와 같이, 제1 조리개(184)가 움직이지 않는 상태에서 제2 조리개(185)의 제1 서브 조리개(710) 및 제2 서브 조리개(720) 중 적어도 하나가 이동함에 따라, 제1 조리개(184)의 홀(341)과 제1 서브 조리개(710)와 제2 서브 조리개(720) 간의 슬릿이 교차하는 영역을 통과하는 조명 빔의 각도를 계산함으로써, 시료(150)의 두께와 물질을 측정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 동일한 입사 각도 하에서 서로 다른 개구수를 갖는 데이터를 검출할 수 있다. 예를 들면, 제1 조리개(184)가 특정 입사 각도로 고정된 상태에서(즉, 특정 홀을 통해 조명 빔이 통과되고 있는 상태), 제2 조리개(185)의 서브 조리개를 수직으로 이동시킴으로써 서로 다른 개구수를 갖는 편광 분석 데이터를 검출할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 조리개의 이동 상태를 나타낸 예시도이다.
도 9의 (a)는 제1 조리개(184)가 이동하기 전의 상태를 나타낸 예시도이고, 도 9의 (b)는 제1 조리개(184)가 좌측(예: -x축)으로 이동한 상태를 나타낸 예시도이다.
도 9의 (a) 및 (b)를 참조하면, 제2 조리개(185)(예: 제1 서브 조리개(710) 및 제2 서브 조리개(720))는 움직이지 않는 상태에서 제1 조리개(184)가 제1 방향(예: -x축 방향)으로 이동할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 조리개(184)는 복수 개(예: 5개)의 홀들(321, 331, 341, 351, 361)이 형성될 수 있다. 그리고, 각각의 홀이 형성된 위치는 x축 값 및 z축 값이 서로 상이할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 조리개(184)는 제1 방향(예: -x축 방향)으로 움직일 수 있다. 제1 조리개(184)는 제2 미러(183)로부터 반사되는 조명 빔이 통과되도록 제1 방향(예: -x축 방향)으로 움직일 수 있다. 제2 미러(183)로부터 반사되는 조명 빔은 복수 개(예: 5개)의 홀들(321, 331, 341, 351, 361) 중 어느 하나의 홀을 통해 조명 빔을 통과시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 조리개(185)(예: 제1 서브 조리개(710), 및 제2 서브 조리개(720))가 움직이지 않는 상태에서 제1 조리개(184)가 제1 위치(즉, 도 9의 (a)의 경우)에 있는 경우, 제1 조리개(184)의 홀(321)과 제2 조리개(185)의 슬릿이 교차하는 영역(610)을 통해 조명 빔은 통과될 수 있다.
이후, 제2 조리개(185)가 움직이지 않는 상태에서 제1 조리개(184)가 제1 위치(즉, 도 9의 (a)의 경우)에서 제2 위치(즉, 도 9의 (b)의 경우)로 이동하는 경우(즉, -x축으로 이동하는 경우), 제1 조리개(184)의 홀(341)과 제2 조리개(185)의 슬릿이 교차하는 영역을 통해 조명 빔은 통과될 수 있다.
이와 같이, 제2 조리개(185)가 움직이지 않는 상태에서 제1 조리개(184)가 제1 위치(즉, 도 9의 (a)의 경우)에서 제2 위치(즉, 도 9의 (b)의 경우)로 이동함에 따라, 제1 조리개(184)의 홀(341)과 제2 조리개(185)의 슬릿이 교차하는 영역(620)을 통과하는 조명 빔의 각도를 계산함으로써, 시료(150)의 두께와 물질을 측정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 제1 조리개(184)의 제1 홀(321) 내지 제5홀(361) 각각은, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제2 조리개(185)의 제1 서브 조리개(710) 및 제2 서브 조리개(720)와 같이 홀의 크기가 조절되도록 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 동일한 개구수 하에서 서로 다른 입사 각도도를 갖는 데이터를 검출할 수 있다. 예를 들면, 제2 조리개(185)가 특정 개구수로 고정된 상태에서(즉, 특정 슬릿을 통해 조명 빔이 통과되고 있는 상태), 제1 조리개(184)를 수평으로 이동(예: -x축 방향)시킴으로써 서로 다른 입사 각도를 갖는 편광 분석 데이터를 검출할 수 있다.
이상에서 상술한 각각의 순서도에서의 각 단계는 도시된 순서에 무관하게 동작될 수 있거나, 또는 동시에 수행될 수 있다. 또한, 본 발명의 적어도 하나의 구성 요소와, 상기 적어도 하나의 구성 요소에서 수행되는 적어도 하나의 동작은 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구현 가능할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

Claims (22)

  1. 조리개를 이용하여 입사 각도 또는 개구수를 조절하는 편광 분석 장치에 있어서,
    기판 상의 시료로부터 반사되는 조명 빔을 통과시키는 제1 조리개;
    상기 제1 조리개를 통과한 조명 빔을 통과시키는 제2 조리개; 및
    상기 제2 조리개를 통과하는 조명 빔을 검출하여 조명 빔의 입사 각도와 상기 제1 조리개 및 상기 제2 조리개의 개구수를 선택하는 검출기를 포함하는 편광 분석 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 조리개는,
    회전형 또는 선형으로 동작하여 상기 시료로부터 반사되는 조명 빔의 입사 각도와 개구수를 조절하는 편광 분석 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 조리개는,
    제1 방향으로 이동하는 편광 분석 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 조리개는,
    상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 이동하는 편광 분석 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 조리개는,
    5개의 회전 판들을 포함하며, 상기 5개의 회전 판들 각각은 상기 시료로부터 반사되는 조명 빔을 통과시키는 홀이 형성된 편광 분석 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 조리개는,
    상기 5개의 회전 판들이 배치되는 방향으로 선형 이동되는 편광 분석 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 조리개는,
    상기 5개의 회전 판들 각각에 형성된 홀을 통해 조명 빔이 통과되도록 상기 5개의 회전판들 각각을 회전시키며,
    상기 5개의 회전 판들 각각에 형성된 홀은 상기 5개의 회전 판들의 배치 순서에 기반하여 반시계 방향으로 서로 다른 위치에 형성되는 편광 분석 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 조리개는,
    선형으로 동작하여 상기 제1 조리개를 통과한 조명 빔의 입사 각도와 개구수를 조절하는 편광 분석 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 조리개는,
    복수의 슬릿들이 형성되며,
    상기 복수의 슬릿들의 각각은 크기가 서로 다른 편광 분석 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 조리개를 통과한 조명 빔을 상기 검출기로 지향시키는 분석기를 더 포함하는 편광 분석 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 분석기는,
    상기 제1 조리개 및 상기 제2 조리개 중 적어도 하나의 움직임을 분석 및 제어하는 편광 분석 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 검출기는,
    상기 제1 조리개 및 상기 제2 조리개 중 적어도 하나의 움직임에 기반하여 검출되는 조명 빔을 통해 상기 시료의 특성 및 두께 분포를 검출하는 편광 분석 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 조리개 및 상기 제2 조리개는,
    상기 시료로부터 반사되는 조명 빔이 분석기로 지향 되는 방향에 수직으로 배치되는 편광 분석 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 조명 빔을 출력하는 발광 장치; 및
    상기 발광 장치로부터 출력되는 조명 빔을 상기 기판 상의 시료를 향해 지향시키는 편광 장치를 포함하는 편광 분석 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 발광 장치는,
    상기 검출기에 의해 검출된 상기 입사 각도에 기반하여 조명 빔을 발광하는 각도를 조절하는 편광 분석 장치.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 조리개는,
    움직임을 통해 슬릿의 크기를 조절하도록 배치된 제1 서브 조리개 및 제2 서브 조리개를 포함하는 편광 분석 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 서브 조리개 및 상기 제2 서브 조리개 중 어느 하나는 다른 하나의 서브 조리개의 앞 또는 뒤에 배치되어 제2 방향으로 움직임에 따라 슬릿의 크기가 조절되는 편광 분석 장치.
  18. 조리개를 이용한 입사 각도와 개구수의 조절이 가능한 편광 분석 장치에 있어서,
    조명 빔을 출력하는 발광 장치;
    상기 발광 장치로부터 출력되는 조명 빔을 기판 상의 시료를 향해 지향시키는 편광 장치;
    회전형 또는 선형으로의 동작에 기반하여, 상기 기판 상의 상기 시료로부터 반사되는 조명 빔을 통과시키는 조리개; 및
    상기 조리개를 통과하는 조명 빔을 검출하여 상기 발광 장치로부터 출력되는 조명 빔의 입사 각도와 상기 조리개의 개구수를 선택하는 검출기를 포함하는 편광 분석 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 조리개는,
    상기 회전형 또는 상기 선형으로 동작하여 상기 시료로부터 반사되는 조명 빔의 입사 각도와 개구수를 조절하는 제1 조리개; 및
    상기 선형으로 동작하여 상기 제1 조리개를 통과한 조명 빔의 입사 각도와 개구수를 조절하는 제2 조리개를 포함하는 편광 분석 장치.
  20. 조리개를 이용하여 입사 각도 또는 개구수를 조절하는 편광 분석 장치의 방법에 있어서,
    제1 조리개가, 기판 상의 시료로부터 반사되는 조명 빔을 통과시키는 제1 과정;
    제2 조리개가, 상기 제1 조리개를 통과한 조명 빔을 통과시키는 제2 과정; 및
    검출기가, 상기 제2 조리개를 통과하는 조명 빔을 검출하여 조명 빔의 입사 각도와 상기 제1 조리개 및 상기 제2 조리개의 개구수를 선택하는 제3 과정을 포함하는 방법.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 제3 과정은,
    상기 제1 조리개 및 상기 제2 조리개 중 적어도 하나의 움직임에 기반하여 검출되는 조명 빔을 통해 상기 시료의 특성 및 두께 분포를 검출하는 과정을 포함하는 방법.
  22. 제20 항에 있어서,
    상기 제1 과정은, 상기 제1 조리개를 회전형 또는 선형으로 동작시켜 상기 시료로부터 반사되는 조명 빔의 입사 각도와 개구수를 조절하는 과정을 포함하며,
    상기 제2 과정은, 선형으로 동작하여 상기 제1 조리개를 통과한 조명 빔의 입사 각도와 개구수를 조절하는 과정을 포함하는 방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2905448B2 (ja) * 1996-06-27 1999-06-14 理学電機工業株式会社 Ｘ線分析における試料台の位置設定方法および装置
JP2008139613A (ja) * 2006-12-04 2008-06-19 Keyence Corp 光学顕微鏡
KR20080114331A (ko) * 2007-06-27 2008-12-31 한국산업기술대학교산학협력단 휴대용 분광 분석기
KR20150011313A (ko) * 2013-07-22 2015-01-30 캐논 가부시끼가이샤 간섭계, 리소그래피 장치, 및 물품 제조 방법
JP2020500289A (ja) * 2016-09-29 2020-01-09 ケーエルエー コーポレイション 高アスペクト比構造測定のための赤外分光反射計

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015039031A1 (en) 2013-09-16 2015-03-19 Kla-Tencor Corporation Multiple angles of incidence semiconductor metrology systems and methods

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2905448B2 (ja) * 1996-06-27 1999-06-14 理学電機工業株式会社 Ｘ線分析における試料台の位置設定方法および装置
JP2008139613A (ja) * 2006-12-04 2008-06-19 Keyence Corp 光学顕微鏡
KR20080114331A (ko) * 2007-06-27 2008-12-31 한국산업기술대학교산학협력단 휴대용 분광 분석기
KR20150011313A (ko) * 2013-07-22 2015-01-30 캐논 가부시끼가이샤 간섭계, 리소그래피 장치, 및 물품 제조 방법
JP2020500289A (ja) * 2016-09-29 2020-01-09 ケーエルエー コーポレイション 高アスペクト比構造測定のための赤外分光反射計

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