[go: up one dir, main page]

KR20210051865A - Measuring system using terahertz spectroscopy - Google Patents

Measuring system using terahertz spectroscopy Download PDF

Info

Publication number
KR20210051865A
KR20210051865A KR1020190137680A KR20190137680A KR20210051865A KR 20210051865 A KR20210051865 A KR 20210051865A KR 1020190137680 A KR1020190137680 A KR 1020190137680A KR 20190137680 A KR20190137680 A KR 20190137680A KR 20210051865 A KR20210051865 A KR 20210051865A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
guiding
terahertz wave
round
block
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020190137680A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102285056B9 (en
KR102285056B1 (en
Inventor
홍지중
Original Assignee
주식회사 마인즈아이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 마인즈아이 filed Critical 주식회사 마인즈아이
Priority to KR1020190137680A priority Critical patent/KR102285056B1/en
Publication of KR20210051865A publication Critical patent/KR20210051865A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102285056B1 publication Critical patent/KR102285056B1/en
Publication of KR102285056B9 publication Critical patent/KR102285056B9/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/30Accessories, mechanical or electrical features
    • G01N2223/345Accessories, mechanical or electrical features mathematical transformations on beams or signals, e.g. Fourier

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 테라헤르츠파를 측정 대상물에에 조사하고 그 반사파를 분광 분석함으로써 측정 대상물에 형성되어 있는 박막의 두께와 물성(전기전도도, 도핑 농도, 저항)을 계측할 수 있는 시스템에 관한 것으로 측정 대상물로 테라헤르츠를 조사하는 빔 조사부의 회전각과 높이를 조절하여, 상기 측정 대상물에서 반사되는 테라헤르츠파의 대역폭을 제어하여 반사파의 빔 파워 출력을 높여 계측 효율을 높이일 수 있는 계측시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a system capable of measuring the thickness and physical properties (electrical conductivity, doping concentration, resistance) of a thin film formed on a measurement object by irradiating a terahertz wave onto a measurement object and spectroscopic analysis of the reflected wave. It relates to a measurement system capable of increasing measurement efficiency by increasing the beam power output of the reflected wave by controlling the bandwidth of the terahertz wave reflected from the object to be measured by adjusting the rotation angle and height of the beam irradiation unit that irradiates the terahertz at low temperature.

Description

테라헤르츠파 분광기술 기반 계측시스템{MEASURING SYSTEM USING TERAHERTZ SPECTROSCOPY}Measurement system based on terahertz wave spectroscopy technology {MEASURING SYSTEM USING TERAHERTZ SPECTROSCOPY}

본 발명은 테라헤르츠파 분광기술기반 계측시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 테라헤르츠파를 측정 대상물에에 조사하고 그 반사파를 분광 분석함으로써 측정 대상물에 형성되어 있는 박막의 두께와 물성(전기전도도, 도핑 농도, 저항)을 계측할 수 있는 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a measurement system based on a terahertz wave spectroscopy technology, and more specifically, by irradiating a terahertz wave onto a measurement object and spectroscopically analyzing the reflected wave, the thickness and physical properties of a thin film formed on the measurement object (electrical conductivity, It relates to a system capable of measuring doping concentration, resistance)

반도체용 에피 웨이퍼(epitaxial wafer)는 연마된 웨이퍼에 수um 두께로 실리콘 단결정 층을 추가로 증착 또는 이온도핑한 제품으로 마이크로프로세서, 이미지센서, 파워디바이스 등의 반도체소자 수요의 증가에 따라 생산량이 계속 증가되고 있다.Epitaxial wafers for semiconductors are products in which a silicon single crystal layer is additionally deposited or ion-doped in a thickness of several μm on the polished wafer. As the demand for semiconductor devices such as microprocessors, image sensors, and power devices increases, the production volume continues. Is increasing.

에피층은 반도체소자를 만들 때 전기전도도를 제어하기 위해 중요한 역할을 하며, n+ 또는 p+형의 고농도웨이퍼기판(high doped Si wafer)위에 이온주입이나 CVD방식을 통해 상대적으로 저농도인 n또는 p타입의 층을 형성해 준다.The epi layer plays an important role in controlling the electrical conductivity when making a semiconductor device, and is a relatively low concentration of n or p type through ion implantation or CVD method on an n+ or p+ type high doped Si wafer. It forms a layer.

이와 같이 두께는 2~80um, 도핑농도는 1014 ~ 1018 사이에서 고객의 요구사항에 맞게 제작한다.In this way, the thickness is 2~80um, and the doping concentration is between 10 14 ~ 10 18 , according to the customer's requirements.

기존의 웨이퍼 계측장치는 수 um 단위의 에피웨이퍼의 두께 또는 도핑농도를 정확하게 측정하기 어렵거나 빠르게 측정하기 어려운 단점이 있었다.Existing wafer measuring devices have a disadvantage in that it is difficult to accurately measure the thickness or doping concentration of an epiwafer in units of several um, or to measure quickly.

등록특허공보 제10-1788450호Registered Patent Publication No. 10-1788450

본 발명은 박막의 두께와 도핑 농도를 정확하게 측정할 수 있는 계측시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a measuring system capable of accurately measuring the thickness and doping concentration of a thin film.

또한, 본 발명은 박막의 두께와 도핑 농도를 동시에 측정할 수 있는 계측시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. In addition, an object of the present invention is to provide a measuring system capable of measuring the thickness and doping concentration of a thin film at the same time.

또한, 본 발명은 박막에 조사되는 테라헤르츠파의 입사각도와 포커싱을 조절하여 반사파인 테라헤르츠파의 강도를 최대화시킬 수 있는 계측시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a measurement system capable of maximizing the intensity of a terahertz wave, which is a reflected wave, by adjusting the angle of incidence and focusing of a terahertz wave irradiated onto a thin film.

본 발명의 일 실시예에 따른 계측 시스템은 펄스파 형태의 빔을 발생시키는 빔 발생부(100),상기 펄스파 형태의 빔을 제1 펨토초 펄스(210)과 제2 펨토초 펄스(220)으로 분할하는 빔 분할부(200),상기 빔 분할부(200)에서 분할된 제1 펨토초 펄스(210)을 전달받아 테라헤르츠파로 변환하여 측정 대상물로 조사하는 빔 조사부(300),상기 빔 조사부(300)에서 조사된 테라헤르츠파는 상기 측정 대상물에서 반사되고, 상기 측정 대상물에서 반사된 테라헤르츠파와 상기 빔 분할부(200)에서 분할된 제2 펨토초 펄스(220)을 전달받는 빔 검출부(500), 상기 빔 조사부(300)의 회전각과 높이를 조정하여 상기 반사된 테라헤르츠파의 대역폭을 제어하는 빔 정렬부(400)를 포함할 수 있다. The measurement system according to an embodiment of the present invention includes a beam generator 100 that generates a pulsed wave shape beam, and divides the pulsed wave shape beam into a first femtosecond pulse 210 and a second femtosecond pulse 220 A beam splitting unit 200 to perform, a beam irradiating unit 300 receiving the first femtosecond pulse 210 divided by the beam splitting unit 200 and converting it to a terahertz wave to irradiate the measurement object, the beam irradiating unit 300 The terahertz wave irradiated from the measurement object is reflected from the measurement object, the beam detector 500 receiving the terahertz wave reflected from the measurement object and the second femtosecond pulse 220 divided by the beam splitter 200, the beam A beam alignment unit 400 for controlling the bandwidth of the reflected terahertz wave by adjusting the rotation angle and height of the irradiation unit 300 may be included.

또한, 상기 빔 조사부(300)는 상기 제1 펨토초 펄스(210)을 전달받아 테라헤르츠파로 변환하여 방출하는 테라헤르츠 에미터(310), 상기 테라헤르츠 에미터(310)에서 방출된 테라헤르츠파를 시준하는 제1 광학부(320),상기 제1 광학부(320)에 의해 시준된 테라헤르츠파를 집속하는 제2 광학부(330)를 포함할 수 있다. In addition, the beam irradiation unit 300 receives the first femtosecond pulse 210, converts it into a terahertz wave, and emits a terahertz emitter 310, and the terahertz wave emitted from the terahertz emitter 310 A first optical unit 320 for collimating, and a second optical unit 330 for focusing terahertz waves collimated by the first optical unit 320 may be included.

또한, 상기 빔 검출부(500)는 상기 측정 대상물에서 반사된 테라헤르츠파를 입사받아 시준하는 제3 광학부(510), 상기 제3 광학부(510)에 의해 시준된 테라헤르츠파를 집속하는 제4 광학부(520), 상기 제4 광학부(520)에서 집속된 테라헤르츠파와 상기 빔 분할부(200)에서 분할된 제2 펨토초 펄스(220)을 검출하는 빔 디텍터(530)를 포함할 수 있다. In addition, the beam detection unit 500 receives and collimates the terahertz wave reflected from the object to be measured, and the third optical unit 510 collimates the terahertz wave collimated by the third optical unit 510. 4 The optical unit 520 may include a beam detector 530 that detects the terahertz wave focused by the fourth optical unit 520 and the second femtosecond pulse 220 divided by the beam splitter 200. have.

또한, 상기 빔 조사부(300)는 상기 테라헤르츠 에미터(310), 상기 제1 광학부(320), 상기 제2 광학부(330)의 배열을 조정할 수 있는 제1 레일부(340)를 포함할 수 있다. In addition, the beam irradiation unit 300 includes a first rail unit 340 capable of adjusting the arrangement of the terahertz emitter 310, the first optical unit 320, and the second optical unit 330 can do.

또한, 상기 빔 검출부(500)는 상기 제3 광학부(510), 상기 제4 광학부(520), 상기 빔 디텍터(530)의 배열을 조정할 수 있는 제2 레일부(540)를 포함할 수 있다.In addition, the beam detection unit 500 may include a second rail unit 540 capable of adjusting the arrangement of the third optical unit 510, the fourth optical unit 520, and the beam detector 530. have.

또한, ,상기 빔 정렬부(400)는 상기 빔 조사부(300)에서 조사되는 테라헤르츠파의 입사각도를 조절하는 각도 조절부(410)를 포함할 수 있다. In addition, the beam alignment unit 400 may include an angle adjustment unit 410 that adjusts the incident angle of the terahertz wave irradiated from the beam irradiation unit 300.

또한, 상기 빔 정렬부(400)는 상기 빔 조사부(300)에서 조사되는 테라헤르츠파의 포커싱을 조절하는 포커싱 조절부(420)를 더 포함할 수 있다. In addition, the beam alignment unit 400 may further include a focusing adjustment unit 420 that adjusts the focusing of terahertz waves irradiated by the beam irradiation unit 300.

또한, 상기 각도 조절부(410)는 제1 수직부(411), 제1 LM 블록(412), 제2 수직부(414), 제2 LM 블록(415), 제1 라운드 LM 가이딩부(416), 제2 라운드 LM 가이딩부(417), 제1 가이딩부(418)를 포함할 수 있다. In addition, the angle adjusting part 410 includes a first vertical part 411, a first LM block 412, a second vertical part 414, a second LM block 415, and a first round LM guiding part 416. ), a second round LM guiding unit 417 and a first guiding unit 418 may be included.

또한, 상기 제1 라운드 LM 가이딩부(416), 제2 라운드 LM 가이딩부(417)는 상기 제1 가이딩부(418) 제1 면에 제1 곡률반경으로 돌출되고, 상기 제1 라운드 LM 가이딩부(416)는 상기 제2 라운드 LM 가이딩부(417)의 반대 방향에 형성되며,상기 제1 라운드 LM 가이딩부(416)는 상기 제1 LM 블록(412)이 상기 제1 가이딩부(418)의 일면에서 원호를 따라 회전궤적을 그리며 이동하도록 가이딩하고, 상기 제2 라운드 LM 가이딩부(417)는 상기 제2 LM 블록(415)이 상기 제1 가이딩부(418)의 일면에서 원호를 따라 회전궤적을 그리며 이동하도록 가이딩하며, 상기 제1 LM 블록(412)과 상기 상기 제2 LM 블록(415)의 일면에는 상기 제1 가이딩부(418)의 일면과 마찰을 줄이면서 상기 제1 라운드 LM 가이딩부(416)와 상기 제2 라운드 LM 가이딩부(417)를 따라서 움직일 수 있는 적어도 하나의 볼(ball)을 포함할 수 있다. In addition, the first round LM guiding portion 416 and the second round LM guiding portion 417 protrude from the first surface of the first guiding portion 418 with a first radius of curvature, and the first round LM guiding portion Reference numeral 416 is formed in a direction opposite to the second round LM guiding portion 417, and the first round LM guiding portion 416 includes the first LM block 412 of the first guiding portion 418. Guiding the movement to draw a rotational trajectory along an arc on one side, and in the second round LM guiding part 417, the second LM block 415 rotates along an arc on one side of the first guiding part 418 The first LM block 412 and the second LM block 415 are guided to move while drawing a trajectory, and the first round LM is reduced on one surface of the first LM block 412 and the second LM block 415 while reducing friction with one surface of the first guiding part 418. A guiding part 416 and at least one ball movable along the second round LM guiding part 417 may be included.

또한, 상기 각도 조절부(410)는 상기 제1 가이딩부(418)의 제 2면에 배치된 제2 가이딩부(419)를 더 포함할 수 있다. In addition, the angle adjusting part 410 may further include a second guiding part 419 disposed on the second surface of the first guiding part 418.

또한, 상기 제1 가이딩부(418)의 제 2면과 상기 제2 가이딩부(419)의 제1 면은 마주보며, 상기 제2 가이딩부(419)는 회전부(419a), 나사부(419b), 링크 베이스(419c), 제1 링크 아암(419d), 제2 링크 아암(419e), 제1 LM 가이드(419f), 제2 LM 가이드(419g), 제1 홀(419h), 제2 홀(419i)을 포함할 수 있다. In addition, the second surface of the first guiding part 418 and the first surface of the second guiding part 419 face each other, and the second guiding part 419 has a rotating part 419a, a screw part 419b, Link base 419c, first link arm 419d, second link arm 419e, first LM guide 419f, second LM guide 419g, first hole 419h, second hole 419i ) Can be included.

또한, 상기 회전부(419a)는 시계 또는 반시계로 회전하고, 상기 나사부(419b)는 상기 회전부(419a)와 연결되어, 상기 회전부(419a)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 링크 베이스(419c)를 상하로 이동시키며, 상기 제1 링크 아암(419d)의 제2 단은 단면이 라운드 형태인 상기 제1 홀(419h)을 통과하여 상기 제1 LM 블록(412) 또는 상기 제1 수직부(411)에 고정되고, 상기 제2 링크 아암(419e)의 제2 단은 단면이 라운드 형태인 상기 제2 홀(419i)을 통과하여 제2 LM 블록(415) 또는 제2 수직부(414)에 고정될 수 있다. In addition, the rotating part 419a rotates clockwise or counterclockwise, and the screw part 419b is connected to the rotating part 419a, converting the rotational motion of the rotating part 419a into linear motion, and the link base 419c ) Moves up and down, and the second end of the first link arm 419d passes through the first hole 419h having a round cross section, and the first LM block 412 or the first vertical portion ( 411, the second end of the second link arm 419e passes through the second hole 419i having a round cross section and is attached to the second LM block 415 or the second vertical portion 414 Can be fixed.

또한, 상기 링크 베이스(419c)는 상기 제1 LM 가이드(419f)과 상기 제2 LM 가이드(419g)에 가이딩되며 승하강되고,상기 링크 베이스(419c)의 승강 또는 하강에 따라 상기 빔 조사부(300)는 제1 시계방향으로 이동하고, 상기 빔 검출부는 제2 시계방향으로 이동하되, 상기 빔 조사부(300)와 상기 빔 검출부(500)가 이동하는 회전궤적의 이동각과 원호의 길이는 동일할 수 있다. In addition, the link base (419c) is guided to the first LM guide (419f) and the second LM guide (419g) and elevating, the beam irradiation unit ( 300) moves in a first clockwise direction, and the beam detector moves in a second clockwise direction, but the moving angle of the rotational trajectory in which the beam irradiation unit 300 and the beam detection unit 500 move and the length of the arc may be the same. I can.

또한, 상기 포커싱 조절부(420)는 상기 제2 가이딩부(419)의 제2 면에 배치되며, 상기 제2 가이딩부(420)의 제2 면의 일부와 연결되어 상기 제2 가이딩부의 높낮이를 조절할 수 있다.In addition, the focusing adjustment unit 420 is disposed on the second surface of the second guiding unit 419 and is connected to a part of the second surface of the second guiding unit 420 to provide a height of the second guiding unit. Can be adjusted.

또한, 상기 계측시스템은 빔 제어부(600)를 더 포함하고, 기 빔 디텍터(530)는 상기 측정 대상물에서 반사된 테라헤르츠파를 상기 빔 제어부(600)로 전달하고, 상기 빔 제어부(600)는 상기 반사된 테라헤르츠파의 파형을 주파수 도메인으로 변환하고, 상기 변환된 테라헤르츠파의 대역폭이 최소가 되도록 상기 제1 LM 블록(412)의 회전궤적과 상기 제2 가이딩부의 수직 이동거리를 제어하는 제어신호를 생성할 수 있다.In addition, the measurement system further includes a beam controller 600, the beam detector 530 transmits the terahertz wave reflected from the measurement object to the beam controller 600, the beam controller 600 Converts the reflected terahertz wave waveform into the frequency domain, and controls the rotational trajectory of the first LM block 412 and the vertical movement distance of the second guiding unit so that the bandwidth of the transformed terahertz wave is minimized It is possible to generate a control signal.

또한, 상기 계측시스템은 기 포커싱 조절부(420)의 제2 면을 고정하는 고정부(700)와 상기 측정 대상물을 탑재하고 이송할 수 있는 스테이지(800)를 더 포함하고,상기 고정부(700)와 상기 스테이지(800)는 석정반(700) 상면에 배치되며, 기 석정반(700) 상부에 배치된 상기 빔 조사부(300), 상기 빔 검출부(500), 상기 빔 정렬부(400), 상기 측정 대상물, 상기 고정부(700), 상기 스테이지(800)를 밀폐하는 공간을 형성하는 챔버(1000)를 포함할 수 있다. In addition, the measurement system further includes a fixing unit 700 for fixing the second surface of the focusing control unit 420 and a stage 800 capable of mounting and transferring the measurement object, and the fixing unit 700 ) And the stage 800 are disposed on the upper surface of the seokjeongban 700, the beam irradiation part 300, the beam detection part 500, the beam alignment part 400, which are disposed above the seokjeongban 700, It may include a chamber 1000 forming a space that seals the measurement object, the fixing part 700, and the stage 800.

또한, 상기 챔버(1000)는 공기 주입부와 공기 배출부를 포함하고, 기 공기 주입부는 상기 챔버(1000) 내부로 건조공기를 공급하도록 구동하는 에어공급부(1300)- 상기 에어공급부(1300)는 상기 챔버(1000) 외부에 배치됨-와 연결되며, 상기 공기 배출부는 상기 챔버(1000) 내부의 공기를 외부로 배출할 수 있다.In addition, the chamber 1000 includes an air injection unit and an air discharge unit, and the air injection unit is an air supply unit 1300 for driving to supply dry air into the chamber 1000-the air supply unit 1300 It is connected to the chamber 1000 disposed outside-and the air discharge unit may discharge air inside the chamber 1000 to the outside.

또한, 상기 계측시스템은 습도 센서, 습도 제어부를 더 포함하고, 상기 습도 센서는 상기 챔버(1000) 내부의 습도를 검출하고, 상기 검출된 습도 정보를 상기 습도 제어부로 전달하며, 상기 습도 제어부는 상기 전달받은 습도 정보에 기반하여 상기 챔버(1000) 내부의 습도가 소정범위가 되도록 상기 공기 주입부로 주입되는 건조 공기의 양을 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 상기 에어공급부(1300) 구동부로 전달할 수 있다.In addition, the measurement system further includes a humidity sensor and a humidity control unit, wherein the humidity sensor detects the humidity inside the chamber 1000 and transmits the detected humidity information to the humidity control unit, and the humidity control unit includes the humidity control unit. Based on the received humidity information, a control signal for controlling the amount of dry air injected into the air injection unit so that the humidity inside the chamber 1000 is within a predetermined range may be generated and transmitted to the driving unit of the air supply unit 1300. .

또한, 상기 습도 제어부는 상기 챔버(1000) 내부의 습도가 5% 이하가 되도록 상기 에어공급부(1300)의 구동을 제어하너가 상기 에어공급부와 연결되어 챔버 내부로 건조공기를 전달하는 밸브의 온오프를 제어할 수 있다.In addition, the humidity control unit controls the driving of the air supply unit 1300 so that the humidity inside the chamber 1000 is 5% or less, and turns on and off a valve that is connected to the air supply unit to deliver dry air into the chamber. Can be controlled.

본 발명은 양산용 웨이퍼 에피층(epitaxial layer)에서 요구되는 정도의 고정밀도로 막 두께와 전기전도도를 정확하게 측정할 수 있는 계측시스템을 제공할 수 있다. The present invention can provide a measurement system capable of accurately measuring film thickness and electrical conductivity with a high degree of precision required by a wafer epitaxial layer for mass production.

본 발명은 또한 CVD(Chemical Vapor Deposition), ALD(Atomic Layer Deposition) 등 성막 장비의 장비내(in-situ) 모니터링용 계측기로서도 사용이 가능하다.The present invention can also be used as a measuring instrument for in-situ monitoring of film forming equipment such as CVD (Chemical Vapor Deposition) and ALD (Atomic Layer Deposition).

본 발명은 또한 ITO(Indium Tin Oxide)나 그래핀 등 전기적 특성이 중요한 제품들에 대하여 전체 면적에 대한 전기전도도의 균일성을 빠르게 측정하기 위한 시스템으로 사용할 수 있다.The present invention can also be used as a system for quickly measuring the uniformity of electrical conductivity over the entire area for products whose electrical properties are important, such as ITO (Indium Tin Oxide) or graphene.

본 발명은 또한 비싼 가격에 구입하고 있는 다수 개의 계측기들을 하나로 통합함으로써 비용을 절감하고, 장비가 차지하는 공간을 줄일 수 있다. The present invention can also reduce cost and space occupied by equipment by integrating a plurality of measuring instruments purchased at a high price into one.

본 발명을 이용일면 반도체 제조공정의 인라인 모니터링을 통하여 품질관리가 조기에 이루어질 수 있으므로 반도체 불량률을 줄일 수 있고, 이에 따라 희토류 등 핵심재료들의 낭비를 줄이는 데 기여할 수 있다.If the present invention is used, quality control can be performed early through in-line monitoring of the semiconductor manufacturing process, thereby reducing the semiconductor defect rate, thereby contributing to reducing waste of core materials such as rare earths.

도 1은 테라헤르츠(THz)파의 주파수 영역을 나타낸 도면이다.
도 2는 실리콘 도핑 농도에 따른 주파수별 흡수율과 흡수율 차이를 나타낸 그래프이다.
도 3은 에피층에서의 테라헤르츠파 펄스의 입사파 및 반사파의 거동을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 빔 생성부, 빔 조사부, 빔 분할부, 빔 검출부의 관계를 나타낸 도면이다
도 5는 빔 정렬부를 나타낸 도면이다
도 6 내지 9는 빔 각도 조절부를 나타낸 도면이다
도 10은 빔 제어부의 블록도이다
도 11은 챔버를 포함하지 않은 계측시스템을 나타낸 도면이다
도 12는 챔버를 포함하는 계측시스템을 나타낸 도면이다
도 13는 챔버 내부의 습도를 제어하는 습도제어 시스템을 나타낸 도면이다.
도 14는 습도 제어 전의 반사파를 나타낸 도면이다
도 15는 습도 제어 후의 반사파를 나타낸 도면이다.
1 is a diagram showing a frequency domain of a terahertz (THz) wave.
2 is a graph showing a difference in absorption rate and absorption rate for each frequency according to the silicon doping concentration.
3 is a diagram schematically showing the behavior of incident waves and reflected waves of terahertz wave pulses in an epi layer.
4 is a diagram showing a relationship between a beam generator, a beam irradiation unit, a beam splitter, and a beam detection unit
5 is a view showing a beam alignment unit
6 to 9 are views showing a beam angle adjustment unit
10 is a block diagram of a beam controller
11 is a diagram showing a measurement system not including a chamber
12 is a diagram showing a measurement system including a chamber
13 is a diagram showing a humidity control system for controlling the humidity inside the chamber.
14 is a diagram showing a reflected wave before humidity control
15 is a diagram showing a reflected wave after humidity control.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 또는 통신으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, it is not only "directly connected", but also "electrically or communicatively connected" with another element in between. Also includes. In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 장치와 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, the apparatus and method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1에 도시된 바와 같이 테라헤르츠파는 적외선과 전자기파 사이 구간의 1012~1014 Hz의 테라(Tera)급 주파수를 가지는 것으로, 대상체의 전기적 특성에 따라 투과량 및 반사량이 달라지는 특성을 갖는다. 더욱이, 일반적인 광으로 투과되지 않는 불투명한 시료에 대해서도 투과를 할 수 있고, radio frequency에 비해서는 파장이 짧아 얇은 박막층의 두께를 측정할 수 있다는 장점이 있다.As shown in FIG. 1, the terahertz wave has a terahertz frequency of 10 12 to 10 14 Hz in a section between infrared and electromagnetic waves, and has a characteristic in which the amount of transmission and the amount of reflection vary according to the electrical characteristics of the object. Moreover, there is an advantage in that it is possible to transmit even an opaque sample that is not transmitted by general light, and that the thickness of a thin thin film layer can be measured because the wavelength is shorter than that of the radio frequency.

도 2는 실리콘웨이퍼에서 high-doped Si과 low-doped Si에서 전자기파의 주파수별 흡수율의 관계를 보여주고 있는데, 테라헤르츠파 영역에서 그 흡수율의 차이가 가장 크다는 것을 알 수 있다. 도 2에서 확인할 수 있듯이, 테라헤르츠파는 실리콘 웨이퍼에 도핑된 에피층(epitaxial layer)의 도핑농도에 따라 흡수율이 크게 변하는 특징이 있으므로, 도핑 농도(전기전도도)를 감도 높게 측정할 수 있다. FIG. 2 shows the relationship between the absorption rate of the electromagnetic wave for each frequency in the high-doped Si and the low-doped Si in the silicon wafer, and it can be seen that the difference in the absorption rate is the largest in the terahertz wave region. As can be seen in FIG. 2, since the terahertz wave has a characteristic that the absorption rate varies greatly depending on the doping concentration of the epitaxial layer doped on the silicon wafer, the doping concentration (electrical conductivity) can be measured with high sensitivity.

본 발명은 테라헤르츠파를 에피웨이퍼 시료에 조사하고, 에피층과 기판층의 물리적 특성과 계면의 특성에 따라 반사파가 달라지는 사실을 이용하여, 반사파를 분석함으로써, 에피층(박막)의 두께와 물성(전기전도도, 도핑 농도, 저항)을 정확하게 측정할 수 있는 계측시스템을 제공한다.The present invention irradiates a terahertz wave to an epiwafer sample, and analyzes the reflected wave by using the fact that the reflected wave varies depending on the physical properties of the epi layer and the substrate layer and the characteristics of the interface. Provides a measuring system that can accurately measure (electrical conductivity, doping concentration, and resistance).

그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 계측시스템에서 측정하는 대상물은 반드시 에피웨이퍼에 한정되는 것은 아니며, 기타 상이한 박막의 두께, 이온 도핑 농도, 대상물의 다양한 물리적 또는 화학적 성질을 측정하고자 하는 경우에도 이용될 수 있다. However, the object to be measured in the measurement system according to an embodiment of the present invention is not necessarily limited to the epiwafer, and may also be used when measuring various physical or chemical properties of a different thin film thickness, ion doping concentration, and object. I can.

본 발명의 일 실시예에 따른 계측시스템은 빔 발생부(100), 빔 분할부(200), 빔 조사부(300), 빔 정렬부(400), 빔 검출부(500), 빔 제어부(600), 습도 센서(1100), 습도 제어부(1200)를 포함할 수 있다. The measurement system according to an embodiment of the present invention includes a beam generating unit 100, a beam splitting unit 200, a beam irradiating unit 300, a beam aligning unit 400, a beam detecting unit 500, a beam controlling unit 600, A humidity sensor 1100 and a humidity control unit 1200 may be included.

<빔 발생부(100)><Beam generator 100>

본 발명의 일 실시예에 따른 빔 발생부(100)는 펄스파 형태의 빔을 발생시킨다. 바람직하게 상기 빔 발생부(100)는 펨토초 펄스 광원(femtosecond pulse laser source)일 수 있다. The beam generator 100 according to an exemplary embodiment of the present invention generates a pulse wave type beam. Preferably, the beam generator 100 may be a femtosecond pulse laser source.

<빔 분할부(200)><Beam splitting part 200>

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 펨토초 펄스 광원으로부터 나온 펨토초 펄스는 빔 분할부(200)에 의해 제1 펨토초 펄스(210)과 제2 펨토초 펄스(220)로 분기된다. 상기 제2 펨토초 펄스(220)는 빔 검출부(500)로 안내되어 프로브 빔(probe beam)으로 기능하고, 상기 제1 펨토초 펄스(210)는 지연 스테이지(Delay stage)를 거쳐 일정 시간 빔 방출이 지연된 후 빔 조사부(300)에 입력된다. The femtosecond pulse emitted from the femtosecond pulse light source according to an embodiment of the present invention is divided into a first femtosecond pulse 210 and a second femtosecond pulse 220 by the beam splitter 200. The second femtosecond pulse 220 is guided to the beam detection unit 500 to function as a probe beam, and the first femtosecond pulse 210 is delayed for a predetermined time through a delay stage. Then, it is input to the beam irradiation unit 300.

<빔 조사부(300)><Beam irradiation unit 300>

본 발명의 일 실시예에 따른 빔 조사부(300)는 테라헤르츠 에미터(310), 제1 광학부(320), 제2 광학부(330)를 포함할 수 있다.The beam irradiation unit 300 according to an embodiment of the present invention may include a terahertz emitter 310, a first optical unit 320, and a second optical unit 330.

테라헤르츠 에미터(310)는 제1 펨토초 펄스(210)를 전달받아 제1 광학부(320)로 테라헤르츠 펄스을 방출한다. 상기 테라헤르츠 에미터(310)는 지연 스테이지와 광섬유로 연결되고, 이 광섬유를 통해 지연 스테이지로부터 제1 펨토초 펄스(210)를 전달받는다. The terahertz emitter 310 receives the first femtosecond pulse 210 and emits the terahertz pulse to the first optical unit 320. The terahertz emitter 310 is connected to the delay stage through an optical fiber, and receives a first femtosecond pulse 210 from the delay stage through the optical fiber.

지연스테이지를 거친 제1 펨토초 펄스(210)는 상기 테라헤르츠 에미터(310)에 조사되어 테라헤르츠파 펄스 발생을 위한 펌프 광으로 기능한다. 상기 제1 펨토초 펄스(210)는 PCA(photoconductive antenna)를 포함하는 테라헤르츠 에미터(310)(THz emitter)에 조사된 후, 테라헤르츠파 펄스가 생성된다.The first femtosecond pulse 210 passed through the delay stage is irradiated to the terahertz emitter 310 to function as a pump light for generating terahertz wave pulses. After the first femtosecond pulse 210 is irradiated to a THz emitter including a photoconductive antenna (PCA), a terahertz wave pulse is generated.

상기 테라헤르츠 에미터(310)에서 발생한 테라헤르츠파 펄스는 제1 광학부(320)에 의해 시준되어 상기 제2 광학부(330)로 전달된다. 상기 제2 광학부(330)는 시준된 테라헤르츠파 펄스를 집속하여 측정 대상물(시료)의 특정 위치로 조사한다. The terahertz wave pulse generated by the terahertz emitter 310 is collimated by the first optical unit 320 and transmitted to the second optical unit 330. The second optical unit 330 focuses the collimated terahertz wave pulse and irradiates it to a specific position of the measurement object (sample).

또한, 상기 빔 조사부(300)는 바(bar) 형태의 제1 레일부(340)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 레이부(340)의 일면에서 테라헤르츠 에미터(310), 제1 광학부(320), 제2 광학부(330)는 광축이 일치하도록 일렬로 배열되고, 서로 간의 간격이 조정될 수 있다.In addition, the beam irradiation part 300 may further include a first rail part 340 in a bar shape. On one surface of the first ray part 340, the terahertz emitter 310, the first optical part 320, and the second optical part 330 are arranged in a line so that the optical axes coincide, and the distance between them can be adjusted. have.

빔 조사부(300)에서 측정 대상물로 출력된 테라헤르츠파 펄스는 측정 대상물의 특정 위치에 조사되고 측정 대상물의 계면에서 반사된 후 빔 검출부(500)로 전달된다. 바람직하게는 상기 테라헤르츠파 펄스는 시료의 특정 위치에 조사되고 에피층의 상하부 계면에서 반사된 후 빔 검출부(500)로 전달된다.The terahertz wave pulse output from the beam irradiation unit 300 to the object to be measured is irradiated to a specific position of the object to be measured, reflected at the interface of the object to be measured, and then transmitted to the beam detector 500. Preferably, the terahertz wave pulse is irradiated to a specific location of the sample, reflected at the upper and lower interfaces of the epi layer, and then transmitted to the beam detector 500.

<빔 검출부(500)><Beam detection unit 500>

상기 빔 검출부(500)는 제3 광학부(510), 제4 광학부(520), 빔 디텍터(530)를 포함할 수 있다.The beam detection unit 500 may include a third optical unit 510, a fourth optical unit 520, and a beam detector 530.

상기 빔 검출부(500)는 측정 대상물에서 반사된 테라헤르츠파와 빔 분할부(200)에서 분할된 제2 펨토초 펄스(220)를 전달받을 수 있다. The beam detector 500 may receive the terahertz wave reflected from the measurement object and the second femtosecond pulse 220 divided by the beam splitter 200.

상기 제3 광학부(510)는 측정 대상물에서 반사된 테라헤르츠파 펄스를 입사받아 시준하여 출력한다. 상기 제4 광학부(520)는 제3 광학부(510)에서 시준되어 출력된 테라헤르츠파 펄스를 집속하여 빔 디텍터(530)로 가이드한다. The third optical unit 510 receives the terahertz wave pulse reflected from the measurement object, collimates it, and outputs it. The fourth optical unit 520 focuses the terahertz wave pulse collimated and output from the third optical unit 510 and guides it to the beam detector 530.

상기 빔 디텍터(530)는 상기 가이드되어 전달된 테라헤르츠파를 검출한다.The beam detector 530 detects the guided and transmitted terahertz wave.

프로브 빔으로 기능하는 제2 펨토초 펄스(220)는 측정 대상물에 의해 반사된 테라헤르츠파보다 먼저 상기 빔 디텍터(530)에 도달하여 상기 테라헤르츠파 검출의 기준시점을 설정하는 역할을 한다.The second femtosecond pulse 220 functioning as a probe beam reaches the beam detector 530 before the terahertz wave reflected by the object to be measured and serves to set a reference point of time for detecting the terahertz wave.

일 실시예에 따르면, 빔 조사부(300)로부터 출력된 테라헤르츠파 펄스는 시료에 조사되어 시료 표면인 에피층의 상부 표면에서 반사된 제1반사파(반사율 R12)와, 에피층을 투과한 후 에피층과 1차 성장층의 계면에서 반사되어 나온 제2반사파(반사율 R23)가 중첩되어 전체 반사파(최종반사율 R123)를 구성한다. 상기 제3 광학부(510)는 시료에서 반사된 테라헤르츠파(전체 반사파)를 시준하여 제4 광학부(520)로 전달한다. 상기 제4 광학부(520)는 테라헤르츠파를 집속하여 빔 디텍터(530)로 가이드하고 상기 빔 디텍터(530)는 상기 전체 반사파인 테라헤르츠파를 검출한다. 상기 빔 디텍터(530)는 A/D 컨버터를 포함할 수 있다. 상기 A/D 컨버터는 제4 광학부(520)에서 가이딩된 테라헤르츠파를 디지털로 변환하여 빔 파형을 생성할 수 있다. According to an embodiment, the terahertz wave pulse output from the beam irradiation unit 300 is irradiated to a sample and transmitted through the first reflected wave (reflectance R 12 ) reflected from the upper surface of the epi layer, which is the sample surface, and the epi layer. The second reflected wave (reflectance R 23 ) reflected from the interface between the epi layer and the primary growth layer overlaps to form a total reflected wave (final reflectance R 123 ). The third optical unit 510 collimates the terahertz wave (total reflected wave) reflected from the sample and transmits it to the fourth optical unit 520. The fourth optical unit 520 focuses the terahertz wave and guides it to the beam detector 530, and the beam detector 530 detects the terahertz wave, which is the total reflected wave. The beam detector 530 may include an A/D converter. The A/D converter may digitally convert the terahertz wave guided by the fourth optical unit 520 to generate a beam waveform.

상기 빔 조사부(300)와 마찬가지로 상기 빔 검출부(500)는 바(bar) 형태의 제2 레일부(540)를 더 포함할 수 있다. 상기 빔 디텍터(530), 상기 제3 광학부(510), 상기 제4 광학부(520)는 상기 제2 레일부(540)의 일면에서 광축이 일치하도록 일렬로 배열되고, 서로 간의 간격이 조정될 수 있다.Like the beam irradiation unit 300, the beam detection unit 500 may further include a second rail unit 540 in a bar shape. The beam detector 530, the third optical part 510, and the fourth optical part 520 are arranged in a line so that the optical axes coincide with each other on one surface of the second rail part 540, and the distance between them is adjusted. I can.

<빔 정렬부(400)><Beam alignment unit 400>

본 발명의 일 실시예에 따른 빔 정렬부(400)는 빔 디텍터(530)에서 측정되는 테라헤르츠파의 대역폭을 제어하여 빔 파워를 극대화하도록 빔 조사부(300)와 빔 검출부(500)의 회전각과 높이를 조정할 수 있다. The beam alignment unit 400 according to an embodiment of the present invention controls the bandwidth of the terahertz wave measured by the beam detector 530 to maximize the beam power. You can adjust the height.

상기 빔 정렬부(400)는 각도 조절부(410)와 포커싱 조절부(420)를 포함할 수 있다. The beam alignment unit 400 may include an angle adjustment unit 410 and a focusing adjustment unit 420.

상기 각도 조절부(410)는 상기 빔 조사부(300)에서 측정 대상물로 조사되는 테라헤르츠파의 입사각도를 조절하도록 상기 빔 조사부(300)가 이동하는 회전궤적의 길이와 방향을 제어할 수 있다. 상기 포커싱 조절부(420)는 상기 빔 조사부(300)에서 측정 대상물로 조사되는 테라헤르츠파의 포커싱이 조절되도록 상기 빔 조사부(300)의 높낮이를 조절할 수 있다. The angle adjusting unit 410 may control the length and direction of a rotational trajectory in which the beam irradiating unit 300 moves so as to adjust the incident angle of the terahertz wave irradiated from the beam irradiating unit 300 to the object to be measured. The focusing adjustment unit 420 may adjust the height of the beam irradiation unit 300 so that the terahertz wave irradiated to the measurement object by the beam irradiation unit 300 is adjusted to be focused.

상기 각도 조절부(410)는 제1 수직부(411), 제1 LM 블록(412), 제2 수직부(414), 제2 LM 블록(415), 제1 라운드 LM 가이딩부(416), 제2 라운드 LM 가이딩부(417), 제1 가이딩부(418)를 포함할 수 있다. The angle adjusting part 410 includes a first vertical part 411, a first LM block 412, a second vertical part 414, a second LM block 415, a first round LM guiding part 416, A second round LM guiding unit 417 and a first guiding unit 418 may be included.

상기 제1 가이딩부(418)의 전면에는 상기 제1 가이딩부(418)의 전면에 수직하게 아랫 방향으로 연장되어 제1 레일부(340)와 제2 레일부(540)에 고정되는 제1 수직부(411)와 제2 수직부(414)를 포함할 수 있다. On the front surface of the first guiding portion 418, a first vertical extending downwardly perpendicular to the front surface of the first guiding portion 418 and fixed to the first rail portion 340 and the second rail portion 540 A portion 411 and a second vertical portion 414 may be included.

상기 제1 수직부(411)의 일면에는 제1 LM 블록(412)이 설치되고, 상기 제2 수직부(414)의 일면에는 제2 LM 블록(415)이 설치될 수 있다.A first LM block 412 may be installed on one surface of the first vertical portion 411, and a second LM block 415 may be installed on one surface of the second vertical portion 414.

상기 제1 LM 블록(412)는 제1 가이딩부(418)의 제1 편에 형성될 수 있다. 예컨대, 도 6을 참조일면, 상기 제1 LM 블록(412)는 제1 가이딩부(418)의 왼편에 형성될 수 있다. 상기 제1 LM 블록(412)은 일면에 적어도 하나의 볼(ball)이 포함될 수 있는 볼 삽입부가 형성되고, 이 볼 삽입부에 볼이 삽입되고 제1 라운드 LM 가이딩부(416)에 가이딩되어 이동될 수 있다. 상기 볼을 통해 , 상기 제1 가이딩부(418)의 일면과 마찰을 줄이면서 상기 제1 라운드 LM 가이딩부(416)를 따라서 움직일 수 있다. The first LM block 412 may be formed on the first side of the first guiding part 418. For example, referring to FIG. 6, the first LM block 412 may be formed on the left side of the first guiding part 418. The first LM block 412 has a ball insertion portion capable of including at least one ball on one surface thereof, and a ball is inserted into the ball insertion portion and guided by the first round LM guiding portion 416 Can be moved. Through the ball, it is possible to move along the first round LM guiding portion 416 while reducing friction with one surface of the first guiding portion 418.

상기 제2 LM 블록(415)은 제1 가이딩부(418)의 제2 편에 형성될 수 있다. 예컨대, 도 4를 참조일면, 상기 제2 LM 블록(415)는 제1 가이딩부(418)의 오른편에 형성될 수 있다. 상기 제2 LM 블록(415)는 제1 가이딩부(418)의 오른쪽에 형성될 수 있다. 상기 제2 제2 LM 블록(415)은 일면에 적어도 하나의 볼(ball)이 포함될 수 있는 볼 삽입부가 형성되고, 이 볼 삽입부에 볼이 삽입되고 제2 라운드 LM 가이딩부(417)에 가이딩되어 이동될 수 있다. 상기 볼을 통해 , 상기 제1 가이딩부(418)의 일면과 마찰을 줄이면서 상기 제2 라운드 LM 가이딩부(417)를 따라서 움직일 수 있다. The second LM block 415 may be formed on the second side of the first guiding part 418. For example, referring to FIG. 4, the second LM block 415 may be formed on the right side of the first guiding part 418. The second LM block 415 may be formed on the right side of the first guiding part 418. The second second LM block 415 has a ball insertion portion capable of including at least one ball on one surface thereof, a ball is inserted into the ball insertion portion, and a guide to the second round LM guiding portion 417 It can be loaded and moved. Through the ball, it is possible to move along the second round LM guiding portion 417 while reducing friction with one surface of the first guiding portion 418.

상기 제1 LM 블록(412)과 제2 LM 블록(415)은 동일한 크기의 이동각과 동일한 원호의 길이를 갖는 회전궤도를 그리면서 동일한 속도로 움직인다. The first LM block 412 and the second LM block 415 move at the same speed while drawing a rotational trajectory having the same moving angle and the same arc length.

상기 제1 가이딩부(418)는 상기 제1 LM 블록(412)와 상기 제2 LM 블록(415)의 움직임을 가이딩할 수 있다. The first guiding unit 418 may guide the movement of the first LM block 412 and the second LM block 415.

도 6과 도 9를 참조하면, 상기 제1 가이딩부(418)의 전면은 제1 홀(419h), 제2 홀(419i), 제1 라운드 LM 가이딩부(416), 제2 라운드 LM 가이딩부(417)를 포함할 수 있다. 6 and 9, the front of the first guiding portion 418 is a first hole 419h, a second hole 419i, a first round LM guiding portion 416, and a second round LM guiding portion. (417) may be included.

상기 제1 홀(419h), 제2 홀(419i), 제1 라운드 LM 가이딩부(416), 제2 라운드 LM 가이딩부(417)은 단면이 라운드 형상이다. 상기 제1 라운드 LM 가이딩부(416)와 상기 제2 라운드 LM 가이딩부(417)는 좌우 대칭으로 원호의 길이와 곡률반경이 동일하다. 또한, 상기 제1 홀(419h)와 제2 홀(419i)도 단면이 라운드 형상이며 좌우 대칭으로 원호의 길이와 곡률반경이 동일하다.The first hole 419h, the second hole 419i, the first round LM guiding portion 416, and the second round LM guiding portion 417 have a round cross section. The first round LM guiding portion 416 and the second round LM guiding portion 417 are symmetrically left and right, and have the same length and radius of curvature of an arc. In addition, the first hole 419h and the second hole 419i have a round cross-section and have the same length and radius of curvature in a horizontal symmetrical manner.

예컨대, 상기 제1 홀(419h)는 제1 가이딩부(418)의 왼쪽 전면에 형성되고, 제2 홀(419i)는 제1 가이딩부(418)의 오른쪽 전면에 형성될 수 있다. 또는 반대로 상기 제1 홀(419h)는 제1 가이딩부(418)의 오른쪽 전면에 형성되고, 제2 홀(419i)는 제1 가이딩부(418)의 왼쪽 전면에 형성된다.For example, the first hole 419h may be formed on the left side of the first guiding part 418, and the second hole 419i may be formed on the right side of the first guiding part 418. Alternatively, the first hole 419h is formed on the right front side of the first guiding portion 418, and the second hole 419i is formed on the left front side of the first guiding portion 418.

제1 라운드 LM 가이딩부(416)와 제2 라운드 LM 가이딩부(417)는 단면이 원호 형태로 제1 가이딩부(418) 일면에 수직으로 돌출된다. 상기 제1 라운드 LM 가이딩부(416)와 제2 라운드 LM 가이딩부(417)는 동일한 곡률반경과 동일한 원호의 길이를 갖는다. 상기 제1 라운드 LM 가이딩부(416)는 제1 가이딩부(418)의 왼쪽 전면에 형성되고, 제2 라운드 LM 가이딩부(417)는 제1 가이딩부(418)의 오른쪽 전면에 형성될 수 있다. 또는 반대로 상기 제1 라운드 LM 가이딩부(416)는 제1 가이딩부(418)의 오른쪽 전면에 형성되고, 제2 라운드 LM 가이딩부(417)는 제1 가이딩부(418)의 왼쪽 전면에 형성될 수 있다. The first round LM guiding portion 416 and the second round LM guiding portion 417 protrude perpendicularly to one surface of the first guiding portion 418 in an arc shape in cross section. The first round LM guiding portion 416 and the second round LM guiding portion 417 have the same radius of curvature and the same arc length. The first round LM guiding portion 416 may be formed on the left front side of the first guiding portion 418, and the second round LM guiding portion 417 may be formed on the right front side of the first guiding portion 418. . Alternatively, the first round LM guiding portion 416 is formed on the right front side of the first guiding portion 418, and the second round LM guiding portion 417 is formed on the left front side of the first guiding portion 418. I can.

제1 라운드 LM 가이딩부(416)와 제1 홀(419h)는 같은 방향에 형성되고, 제2 라운드 LM 가이딩부(417)와 제2 홀(419i)도 같은 방향에 형성된다. 예컨대, 제1 라운드 LM 가이딩부(416)와 제1 홀(419h)는 가이드부의 왼쪽 전면에 형성되고, 제2 라운드 LM 가이딩부(417)와 제2 홀(419i)는 가이드부의 오른쪽 전면에 형성될 수 있다.The first round LM guiding portion 416 and the first hole 419h are formed in the same direction, and the second round LM guiding portion 417 and the second hole 419i are formed in the same direction. For example, the first round LM guiding part 416 and the first hole 419h are formed on the left front side of the guide part, and the second round LM guiding part 417 and the second hole 419i are formed on the right front side of the guide part. Can be.

상기 제1 라운드 LM 가이딩부(416)의 곡률반경은 제1 홀(419h)의 곡률반경보다 크며, 제2 라운드 LM 가이딩부(417)의 곡률반경도 제2 홀(419i)의 곡률반경보다 크다. The radius of curvature of the first round LM guiding part 416 is larger than the radius of curvature of the first hole 419h, and the radius of curvature of the second round LM guiding part 417 is also greater than the radius of curvature of the second hole 419i. .

본 발명의 제1 LM 블록(412)은 제1 가이딩부(418)의 일면에서 상기 제1 라운드 LM 가이딩부(416)의 원호를 따라 회전궤적을 그리며 이동하고, 상기 제2 LM 블록(415)는 제1 가이딩부(418)의 일면에서 상기 제2 라운드 LM 가이딩부(417)의 원호를 따라 회전궤적을 그리며 이동한다. The first LM block 412 of the present invention moves while drawing a rotational trajectory along the arc of the first round LM guiding part 416 on one surface of the first guiding part 418, and the second LM block 415 Is moved along a circular arc of the second round LM guiding part 417 while drawing a rotational trajectory on one surface of the first guiding part 418.

상기 제1 LM 블록(412)과 상기 제2 LM 블록(415)의 이동시간, 이동방향 및 이동각은 동일하다. 바람직하게 상기 이동각은 상기 제1 가이딩부(418)의 중심선을 기준으로 또는 후술할 나사부(419b)를 기준으로 30°~ 60°일 수 있다. 예컨대 제1 LM 블록(412)이 제1 가이딩부(418)의 중심선 또는 나사부(419b)에서 시계방향으로 30°이동했다면, 상기 제2 LM 블록(415)도 제1 가이딩부(418)가 이동한 시간과 동일한 시간동안 제1 가이딩부(418)의 중심선 또는 나사부(419b)에서에서 시계방향으로 30°이동할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 빔 조사부(300)와 빔 검출부(500)는 동일한 시간 동안, 동일한 이동각으로 동일한 회전궤적을 그리며 이동할 수 있다.The movement time, movement direction, and movement angle of the first LM block 412 and the second LM block 415 are the same. Preferably, the moving angle may be 30° to 60° based on a center line of the first guiding part 418 or a screw part 419b to be described later. For example, if the first LM block 412 is moved 30° clockwise from the center line of the first guiding part 418 or the threaded part 419b, the second LM block 415 also moves the first guiding part 418 For the same time as one hour, the center line of the first guiding part 418 or the screw part 419b may be moved by 30° in the clockwise direction. As a result, the beam irradiation unit 300 and the beam detection unit 500 of the present invention may move while drawing the same rotational trajectory at the same moving angle for the same time period.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 각도 조절부(410)는 상기 제1 가이딩부(418)의 후면(또는 상면)에 배치된 제2 가이딩부(419)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 가이딩부(418)의 후면(또는 상면)과 상기 제2 가이딩부(419)의 전면은 마주보게 배치된다. According to an embodiment of the present invention, the angle adjusting part 410 may further include a second guiding part 419 disposed on a rear surface (or upper surface) of the first guiding part 418. The rear surface (or upper surface) of the first guiding portion 418 and the front surface of the second guiding portion 419 are disposed to face each other.

상기 제2 가이딩부(419)는 회전부(419a), 나사부(419b), 링크 베이스(419c), 제1 링크 아암(419d), 제2 링크 아암(419e), 제1 LM 가이드(419f), 제2 LM 가이드(419g), 제1 홀(419h), 제2 홀(419i)을 포함할 수 있다. The second guiding part 419 includes a rotating part 419a, a screw part 419b, a link base 419c, a first link arm 419d, a second link arm 419e, a first LM guide 419f, and a first LM guide 419f. 2 It may include an LM guide 419g, a first hole 419h, and a second hole 419i.

상기 회전부(419a)는 시계 또는 반시계로 회전하고, 상기 나사부(419b)는 상기 회전부(419a)와 연결되어, 상기 회전부(419a)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 링크 베이스(419c)를 상하로 이동시킨다. 바람직하게 상기 나사부(419b)는 볼 스크류(ball screw)일 수 있다.The rotating part 419a rotates clockwise or counterclockwise, and the screw part 419b is connected to the rotating part 419a, and converts the rotational motion of the rotating part 419a into a linear motion, thereby changing the link base 419c. Move it up and down. Preferably, the threaded portion 419b may be a ball screw.

상기 제1 링크 아암(419d)과 상기 제2 링크 아암(419e)의 제1 단은 상기 링크 베이스(419c)에 고정된다. 상기 제1 링크 아암(419d)의 제2 단은 제1 LM 블록(412) 또는 제1 수직부(411)에 고정될 수 있다. 상기 제2 링크 아암(419e)의 제2 단은 상기 제2 LM 블록(415) 또는 제2 수직부(414)에 고정될 수 있다.The first ends of the first link arm 419d and the second link arm 419e are fixed to the link base 419c. The second end of the first link arm 419d may be fixed to the first LM block 412 or the first vertical portion 411. The second end of the second link arm 419e may be fixed to the second LM block 415 or the second vertical portion 414.

바람직하게 상기 제1 링크 아암(419d)의 제2 단은 단면이 라운드 형태인 상기 제1 홀(419h)을 통과하여 제1 LM 블록(412) 또는 제1 수직부(411)에 고정될 수 있다. 마찬가지로 상기 제2 링크 아암(419e)의 제2 단은 단면이 라운드 형태인 제2 홀(419i)을 통과하여 제2 LM 블록(415) 또는 제2 수직부(414)에 고정될 수 있다Preferably, the second end of the first link arm 419d may be fixed to the first LM block 412 or the first vertical portion 411 through the first hole 419h having a round cross section. . Similarly, the second end of the second link arm 419e may be fixed to the second LM block 415 or the second vertical portion 414 through the second hole 419i having a round cross section.

상기 링크 베이스(419c)는 상기 제1 LM 가이드(419f)과 제2 LM 가이드(419g)에 가이딩되며 승하강될 수 있다. The link base 419c is guided by the first LM guide 419f and the second LM guide 419g, and may be raised and lowered.

상기 링크 베이스(419c) 하강 시 상기 제1 링크 아암(419d)과 상기 제2 링크 아암(419e) 사이의 각이 커져 제1 LM 블록(412) 또는 제1 수직부(411)가 반시계 방향으로 이동하고,제2 LM 블록(415) 또는 제2 수직부(414)는 시계 방향으로 이동된다. 그 결과 제1 수직부(411)에 연결된 빔 조사부(300)는 반시계 방향으로 이동하고, 상기 제2 수직부(414)에 연결된 상기 빔 검출부는 시계 방향으로 이동할 수 있다.When the link base 419c descends, the angle between the first link arm 419d and the second link arm 419e increases, so that the first LM block 412 or the first vertical portion 411 is counterclockwise. Then, the second LM block 415 or the second vertical portion 414 is moved in a clockwise direction. As a result, the beam irradiation unit 300 connected to the first vertical part 411 may move in a counterclockwise direction, and the beam detector connected to the second vertical part 414 may move in a clockwise direction.

반대로 상기 링크 베이스(419c) 상승 시 상기 제1 링크 아암(419d)과 상기 제2 링크 아암(419e) 사이의 각이 작아져 제1 LM 블록(412) 또는 제1 수직부(411)가 시계 방향으로 이동하고,제2 LM 블록(415) 또는 제2 수직부(414)는 반시계 방향으로 이동된다. 그 결과 제1 수직부(411)에 연결된 빔 조사부는 시계 방향으로 이동하고, 상기 제2 수직부(414)에 연결된 상기 빔 검출부는 반시계 방향으로 이동할 수 있다. Conversely, when the link base 419c rises, the angle between the first link arm 419d and the second link arm 419e decreases, so that the first LM block 412 or the first vertical portion 411 is clockwise. And the second LM block 415 or the second vertical portion 414 is moved in a counterclockwise direction. As a result, the beam irradiation unit connected to the first vertical part 411 may move in a clockwise direction, and the beam detector connected to the second vertical part 414 may move in a counterclockwise direction.

이와 같이 빔 조사부(300)가 회전궤적을 그리며 이동일면서 상기 빔 조사부(300)에서 방출되는 테라헤르츠파의 입사각이 조정된다. In this way, while the beam irradiation unit 300 moves while drawing a rotational trajectory, the incident angle of the terahertz wave emitted from the beam irradiation unit 300 is adjusted.

한편, 제1 LM 블록(412) 또는 제1 수직부(411)와 제2 LM 블록(415) 또는 제2 수직부(414)의 회전방향은 다르나 상기 제1 LM 블록(412) 또는 제1 수직부(411)와 제2 LM 블록(415) 또는 제2 수직부(414)가 이동하는 회전궤적의 이동각과 원호의 길이는 동일하다. 그에 따라 상기 빔 조사부(300(와 상기 빔 검출부가 이동하는 회전궤적(500)의 이동각과 원호의 길이는 동일하다. Meanwhile, the first LM block 412 or the first vertical part 411 and the second LM block 415 or the second vertical part 414 have different rotation directions, but the first LM block 412 or the first vertical part 414 The moving angle and the length of the arc of the rotation trajectory in which the part 411 and the second LM block 415 or the second vertical part 414 move are the same. Accordingly, the moving angle and the length of the arc of the beam irradiation unit 300 (and the rotational trajectory 500 on which the beam detection unit moves) are the same.

본 발명의 일 실시예에 따르면 포커싱 조절부(420)는 제2 가이딩부(419)의 후면과 연결되고, 제2 가이딩부(419)를 위아래로 이동시킬 수 있다. 상기 제2 가이딩부(419)가 위아래로 이동하는 경우에 제2 가이딩부(419)와 연결된 빔 조사부(300)와 빔 검출부(500)도 제1 가이딩부(418)를 따라서 위아래로 이동한다. According to an embodiment of the present invention, the focusing control unit 420 is connected to the rear surface of the second guiding unit 419 and may move the second guiding unit 419 up and down. When the second guiding unit 419 moves up and down, the beam irradiation unit 300 and the beam detection unit 500 connected to the second guiding unit 419 also move up and down along the first guiding unit 418.

상기 제2 가이딩부(419) 후면에는 LM 블록(미도시)이 설치되고, 상기 LM 블록에는 볼이 삽입될 수 있는 볼 삽입부가 설치된다. 상기 포커싱 조절부(420)의 전면은 제2 가이딩부(419)의 후면과 마주본다. 상기 포커싱 조절부(420)의 전면은 LM 블록을 가이딩하는 LM 가이드부가 설치되며, LM 가이드부와 나란하게 배치되며, 상기 LM 블록을 상하로 움직이는 LM 블록 이동부를 포함할 수 있다. An LM block (not shown) is installed on a rear surface of the second guiding part 419, and a ball insertion part into which a ball can be inserted is installed in the LM block. The front surface of the focusing adjustment unit 420 faces the rear surface of the second guiding unit 419. The front surface of the focusing control unit 420 may include an LM guide unit for guiding an LM block, disposed parallel to the LM guide unit, and an LM block moving unit that moves the LM block up and down.

제1 LM 블록(412)의 일면에는 상기 제1 LM 블록(412)의 움직임을 검출하는 제1 센싱부가 설치되어, 상기 제1 수직부의 이동각을 후술할 빔 제어부(600)로 전달할 수 있다. 상기 제1 센싱부는 미리 정해진 각도로 배치된 다수의 움직임 감지 센서를 포함하여, 상기 제1 수직부(411a)의 이동각을 검출하여 빔 제어부(600)로 전달할 수 있다.A first sensing unit for detecting the movement of the first LM block 412 is installed on one surface of the first LM block 412 to transmit the moving angle of the first vertical part to the beam controller 600 to be described later. The first sensing unit may include a plurality of motion detection sensors disposed at a predetermined angle, and may detect a moving angle of the first vertical portion 411a and transmit it to the beam controller 600.

또한, 상기 계측시스템 내부에는 상기 빔 조사부(300)의 높낮이를 센싱하는 카메라가 배치되어 상기 빔 조사부(300)의 높이를 검출하여 후술할 빔 제어부로 전달할 수 있다.In addition, a camera that senses the height of the beam irradiation unit 300 is disposed inside the measurement system to detect the height of the beam irradiation unit 300 and transmit it to a beam controller to be described later.

<빔 제어부(600)><Beam control unit 600>

본 발명의 일 실시예에 따른 빔 제어부(600)는 빔 수신부(610), 빔 분석부(620), 빔 제어신호 생성부(630)를 포함할 수 있다. The beam controller 600 according to an embodiment of the present invention may include a beam receiving unit 610, a beam analyzing unit 620, and a beam control signal generating unit 630.

제1 수직부(411)가 소정의 회전궤적을 그리며 이동하는 경우에 빔 조사부(300)도 회전궤적을 그리며 이동하며 측정 대상물에 대한 테라헤르츠파의 입사각을 조정한다. When the first vertical portion 411 moves while drawing a predetermined rotational trajectory, the beam irradiation unit 300 also moves while drawing a rotational trajectory and adjusts the incident angle of the terahertz wave with respect to the measurement object.

제2 가이딩부(419)가 상승하는 경우에, 상기 제1 가이딩부(419)와 연결된 제1 가이딩부(418)도 상승하며, 상기 제1 가이딩부(418)에 고정된 빔 조사부(300)도 제1 가이딩부(418)를 따라 상승하며 측정 대상물에 대한 테라헤르츠파의 포커싱을 조정한다. When the second guiding part 419 rises, the first guiding part 418 connected to the first guiding part 419 also rises, and the beam irradiation part 300 fixed to the first guiding part 418 It rises along the first guiding part 418 and adjusts the terahertz wave focusing on the measurement object.

상기 빔 수신부(610)는 A/D 컨버터로부터 반파사인 테라헤르츠파의 파형를 전달받아 상기 빔 분석부(620)로 전달한다. The beam receiver 610 receives the half-wave terahertz wave waveform from the A/D converter and transmits it to the beam analyzer 620.

상기 빔 분석부(620)는 상기 제1 센서부로부터 상기 제1 LM 블록(412)의 이동각과 상기 제2 센서부로부터 빔 조사부(300)의 높이를 전달받고, 상기 빔 수신부(610)로부터 테라헤르츠파의 파형을 전달받는다.The beam analysis unit 620 receives the movement angle of the first LM block 412 from the first sensor unit and the height of the beam irradiation unit 300 from the second sensor unit, and receives terra from the beam receiving unit 610. It receives the waveform of the Hertz wave.

상기 빔 분석부(620)는 상기 전달받은 시간 도메인의 테라헤르츠 파형을 처처리하여 주파수 도메인(frequency domain)으로 변환하고, 상기 파형의 대역폭이 최소가 되는 상기 제1 LM 블록(412)의 이동각과 상기 빔 조사부(300)의 높이를 판단할 수 있다. 이렇게 판단된 상기 제1 LM 블록(412)의 이동각과 상기 빔 조사부(300)의 높이 정보를 빔 제어신호 생성부(630)로 전달할 수 있다. The beam analysis unit 620 processes the received terahertz waveform in the time domain and converts it into a frequency domain, and the moving angle of the first LM block 412 at which the bandwidth of the waveform is minimum and The height of the beam irradiation unit 300 may be determined. The determined movement angle of the first LM block 412 and height information of the beam irradiation unit 300 may be transmitted to the beam control signal generation unit 630.

또는 상기 빔 분석부(620)는 주파수 도메인으로 변환된 테라헤르츠파의 파형을 분석하고, 상기 테라헤르츠파의 파형이 미리 결정된 대역폭 이하가 되는 경우에, 그에 대응되는 상기 제1 LM 블록(412)의 이동각과 상기 빔 조사부(300)의 높이 정보를 빔 제어신호 생성부(630)로 전달할 수 있다.Alternatively, the beam analyzer 620 analyzes the waveform of the terahertz wave converted to the frequency domain, and when the waveform of the terahertz wave falls below a predetermined bandwidth, the first LM block 412 corresponding thereto The moving angle of and the height information of the beam irradiation unit 300 may be transmitted to the beam control signal generation unit 630.

상기 빔 제어신호 생성부(630)는 빔 분석부(620)로부터 전달받은 제1 LM 블록(412)의 이동각에 대응되도록 상기 제1 LM 블록(412)가 이동하는 회전궤적의 이동각을 제어하는 제1 제어신호를 생성할 수 있다. 또한, 상기 빔 분석부(620)로부터 전달받은 빔 조사부(300)의 높이에 대응되도록 상기 제1 가이딩부(418)의 수직 이동거리를 제어하는 제2 제어신호를 생성할 수 있다. The beam control signal generation unit 630 controls the movement angle of the rotational trajectory in which the first LM block 412 moves so as to correspond to the movement angle of the first LM block 412 received from the beam analysis unit 620 It is possible to generate a first control signal. In addition, a second control signal for controlling a vertical movement distance of the first guiding unit 418 may be generated to correspond to the height of the beam irradiating unit 300 received from the beam analyzing unit 620.

상기 제1 LM 블록(412)은 제1 제어신호에 따른 이동각을 갖는 회전궤적을 그리며 이동하고, 상기 포커싱 조절부의 LM 블록은 빔 조사부(300)가 제2 제어신호에 따른 높이에 대응되도록 이동할 수 있다.The first LM block 412 moves while drawing a rotational trajectory having a moving angle according to a first control signal, and the LM block of the focusing control unit moves so that the beam irradiation unit 300 corresponds to the height according to the second control signal. I can.

<석정반(900)><Sukjeongban (900)>

본 발명의 일 실시예에 따른 계측시스템은 포커싱 조절부(420)의 후면을 고정하는 고정부와 상기 측정 대상물을 탑재하고 이송할 수 있는 스테이지를 포함할 수 있다.상기 고정부(700)와 스테이지(800)를 석정반(900) 상면에 배치하여 측정 대상물의 두께 기타 물성 측정시 진동을 최소화할 수 있다. The measurement system according to an embodiment of the present invention may include a fixing part that fixes the rear surface of the focusing control part 420 and a stage capable of mounting and transferring the measurement object. The fixing part 700 and the stage By arranging 800 on the upper surface of the stone table 900, vibration can be minimized when measuring the thickness of the object to be measured and other physical properties.

<챔버(1000)><Chamber (1000)>

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 계측시스템은 챔버(1000)를 더 포함할 수 있다. 상기 챔버(1000)를 통해 상기 빔 조사부(300), 상기 빔 검출부(500), 상기 빔 정렬부(400), 상기 측정 대상물(웨이퍼), 상기 고정부(700), 상기 스테이지(800)를 밀폐할 수 있다. 챔버(1000) 외부에는 상기 챔버(1000) 내부로 건조공기를 공급하도록 구동하는 에어공급부(1300)가 배치될 수 있다. In addition, the measurement system according to an embodiment of the present invention may further include a chamber 1000. The beam irradiation unit 300, the beam detection unit 500, the beam alignment unit 400, the measurement object (wafer), the fixing unit 700, and the stage 800 are sealed through the chamber 1000 can do. An air supply unit 1300 driving to supply dry air into the chamber 1000 may be disposed outside the chamber 1000.

상기 챔버(1000)는 공기 주입부와 공기 배출부를 포함할 수 있다. 상기 공기 주입부는 에어공급부(1300)와 연결되어 에어공급부(1300)로부터 건조공기를 주입받을 수 있다. 상기 공기 배출부는 챔버(1000) 내부의 공기를 외부로 배출할 수 있다. 외부의 건조 공기가 챔버(1000) 내부로 공급되면, 챔버(1000) 내부에서는 서큘레이션이 발생하고 내부의 공기가 공기 배출부를 통해 외부로 배출된다. The chamber 1000 may include an air injection unit and an air discharge unit. The air injection unit may be connected to the air supply unit 1300 to receive dry air from the air supply unit 1300. The air discharge unit may discharge air inside the chamber 1000 to the outside. When external dry air is supplied into the chamber 1000, circulation occurs inside the chamber 1000, and the internal air is discharged to the outside through the air discharge unit.

또한, 상기 계측시스템은 습도 센서(미도시), 습도 제어부(1200)를 더 포함할 수 있다. 상기 습도 센서(1100)는 상기 챔버(1000) 내부에 배치되어, 상기 챔버(1000) 내부의 습도를 검출하고, 상기 검출된 습도 정보를 상기 습도 제어부(1200)로 전달한다. 상기 습도 제어부(1200)는 상기 전달받은 습도 정보에 기반하여 상기 챔버(1000) 내부의 습도가 소정범위가 되도록 상기 공기 주입부로 주입되는 건조 공기의 양을 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 상기 에어공급부(1300)와 연결된 밸브로 전달하고, 상기 밸브의 온오프를 제어할 수 있다. 또는 상기 제어 신호를 에어공급부(1300)로 전달하여, 상기 에어공급부(1300)의 구동을 제어할 수 있다. In addition, the measurement system may further include a humidity sensor (not shown) and a humidity control unit 1200. The humidity sensor 1100 is disposed inside the chamber 1000, detects humidity in the chamber 1000, and transmits the detected humidity information to the humidity control unit 1200. The humidity control unit 1200 generates a control signal for controlling the amount of dry air injected into the air injection unit so that the humidity inside the chamber 1000 is within a predetermined range based on the received humidity information, and the air supply unit It is transmitted to a valve connected to 1300, and on/off of the valve may be controlled. Alternatively, driving of the air supply unit 1300 may be controlled by transmitting the control signal to the air supply unit 1300.

바람직하게 상기 습도 제어부는 상기 챔버(1000) 내부의 습도가 5% 이하가 되도록 상기 에어공급부(1300)의 구동 또는 밸브의 온오프를 제어할 수 있다. Preferably, the humidity control unit may control the driving of the air supply unit 1300 or on/off of the valve so that the humidity inside the chamber 1000 is 5% or less.

도 14는 습도 제어 이전에 검출된 반사파의 파형이며, 도 15는 습도 제어 이후에 검출된 반사파의 파형이다. 도 14와 도 15를 참조하면 습도 제어 이후에 반사파의 주파수 신호가 개선되었음을 알 수 있다. 14 is a waveform of a reflected wave detected before humidity control, and FIG. 15 is a waveform of a reflected wave detected after humidity control. Referring to FIGS. 14 and 15, it can be seen that the frequency signal of the reflected wave is improved after the humidity control.

Claims (9)

펄스파 형태의 빔을 발생시키는 빔 발생부(100);
상기 펄스파 형태의 빔을 제1 펨토초 펄스(210)과 제2 펨토초 펄스(220)으로 분할하는 빔 분할부(200);
상기 빔 분할부(200)에서 분할된 제1 펨토초 펄스(210)을 전달받아 테라헤르츠파로 변환하여 측정 대상물로 조사하는 빔 조사부(300);
상기 빔 조사부(300)에서 조사된 테라헤르츠파는 상기 측정 대상물에서 반사되고, 상기 측정 대상물에서 반사된 테라헤르츠파와 상기 빔 분할부(200)에서 분할된 제2 펨토초 펄스(220)을 전달받는 빔 검출부(500); 및
상기 빔 조사부(300)의 회전각과 높이를 조정하여 상기 반사된 테라헤르츠파의 대역폭을 제어하는 빔 정렬부(400)를 포함하는 계측시스템.
A beam generator 100 for generating a pulsed wave type beam;
A beam splitter 200 for dividing the pulsed beam into a first femtosecond pulse 210 and a second femtosecond pulse 220;
A beam irradiation unit 300 receiving the first femtosecond pulse 210 divided by the beam splitting unit 200, converting it to a terahertz wave, and irradiating it to a measurement object;
The terahertz wave irradiated by the beam irradiation unit 300 is reflected by the measurement object, and a beam detector receiving the terahertz wave reflected by the measurement object and the second femtosecond pulse 220 divided by the beam splitting unit 200 (500); And
Measurement system comprising a beam alignment unit 400 for controlling the bandwidth of the reflected terahertz wave by adjusting the rotation angle and height of the beam irradiation unit 300.
제1항에 있어서,
상기 빔 조사부(300)는 상기 제1 펨토초 펄스(210)을 전달받아 테라헤르츠파로 변환하여 방출하는 테라헤르츠 에미터(310), 상기 테라헤르츠 에미터(310)에서 방출된 테라헤르츠파를 시준하는 제1 광학부(320),상기 제1 광학부(320)에 의해 시준된 테라헤르츠파를 집속하는 제2 광학부(330)를 포함하고,
상기 빔 검출부(500)는 상기 측정 대상물에서 반사된 테라헤르츠파를 입사받아 시준하는 제3 광학부(510), 상기 제3 광학부(510)에 의해 시준된 테라헤르츠파를 집속하는 제4 광학부(520), 상기 제4 광학부(520)에서 집속된 테라헤르츠파와 상기 빔 분할부(200)에서 분할된 제2 펨토초 펄스(220)을 검출하는 빔 디텍터(530)를 포함하되,
상기 빔 조사부(300)는 상기 테라헤르츠 에미터(310), 상기 제1 광학부(320), 상기 제2 광학부(330)의 배열을 조정할 수 있는 제1 레일부(340)를 포함하고,
상기 빔 검출부(500)는 상기 제3 광학부(510), 상기 제4 광학부(520), 상기 빔 디텍터(530)의 배열을 조정할 수 있는 제2 레일부(540)를 포함하는 것을 특징으로 하는 계측시스템.
The method of claim 1,
The beam irradiation unit 300 is a terahertz emitter 310 that receives the first femtosecond pulse 210 and converts it to a terahertz wave and emits it, and collimates the terahertz wave emitted from the terahertz emitter 310. Including a first optical unit 320, a second optical unit 330 that focuses the terahertz wave collimated by the first optical unit 320,
The beam detection unit 500 includes a third optical unit 510 for collimating the terahertz wave reflected from the object to be measured, and a fourth optical unit for focusing the terahertz wave collimated by the third optical unit 510 Including a beam detector 530 for detecting the terahertz wave focused by the unit 520 and the fourth optical unit 520 and the second femtosecond pulse 220 divided by the beam splitting unit 200,
The beam irradiation unit 300 includes a first rail unit 340 capable of adjusting the arrangement of the terahertz emitter 310, the first optical unit 320, and the second optical unit 330,
The beam detection unit 500 includes a second rail unit 540 capable of adjusting the arrangement of the third optical unit 510, the fourth optical unit 520, and the beam detector 530. Measuring system.
제1항에 있어서,
상기 빔 정렬부(400)는 상기 빔 조사부(300)에서 조사되는 테라헤르츠파의 입사각도를 조절하는 각도 조절부(410)를 포함하는 계측시스템.
The method of claim 1,
The beam alignment unit 400 includes an angle adjustment unit 410 for adjusting the incident angle of the terahertz wave irradiated by the beam irradiation unit 300.
제1항에 있어서,
상기 빔 정렬부(400)는 상기 빔 조사부(300)에서 조사되는 테라헤르츠파의 포커싱을 조절하는 포커싱 조절부(420)를 더 포함하는 계측시스템.
The method of claim 1,
The beam alignment unit 400 further comprises a focusing adjustment unit 420 for adjusting the focusing of the terahertz wave irradiated by the beam irradiation unit 300.
제4항에 있어서, 상기 각도 조절부(410)는
제1 수직부(411), 제1 LM 블록(412), 제2 수직부(414), 제2 LM 블록(415), 제1 라운드 LM 가이딩부(416), 제2 라운드 LM 가이딩부(417), 제1 가이딩부(418)를 포함하며,
상기 제1 라운드 LM 가이딩부(416), 제2 라운드 LM 가이딩부(417)는 상기 제1 가이딩부(418) 제1 면에 제1 곡률반경으로 돌출되고,
상기 제1 라운드 LM 가이딩부(416)는 상기 제2 라운드 LM 가이딩부(417)의 반대 방향에 형성되며,
상기 제1 라운드 LM 가이딩부(416)는 상기 제1 LM 블록(412)이 상기 제1 가이딩부(418)의 일면에서 원호를 따라 회전궤적을 그리며 이동하도록 가이딩하고
상기 제2 라운드 LM 가이딩부(417)는 상기 제2 LM 블록(415)이 상기 제1 가이딩부(418)의 일면에서 원호를 따라 회전궤적을 그리며 이동하도록 가이딩하며,
상기 제1 LM 블록(412)과 상기 제2 LM 블록(415)의 일면에는 각각 상기 제1 가이딩부(418)의 일면과 마찰을 줄이면서 상기 제1 라운드 LM 가이딩부(416)와 상기 제2 라운드 LM 가이딩부(417)를 따라서 움직일 수 있는 적어도 하나의 볼(ball)을 포함하는 것을 특징으로 하는 계측시스템.
The method of claim 4, wherein the angle adjustment unit 410
A first vertical part 411, a first LM block 412, a second vertical part 414, a second LM block 415, a first round LM guiding part 416, a second round LM guiding part 417 ), including a first guiding part 418,
The first round LM guiding portion 416 and the second round LM guiding portion 417 protrude from the first surface of the first guiding portion 418 in a first radius of curvature,
The first round LM guiding part 416 is formed in a direction opposite to the second round LM guiding part 417,
The first round LM guiding unit 416 guides the first LM block 412 to move while drawing a rotational trajectory along an arc on one surface of the first guiding unit 418, and
The second round LM guiding part 417 guides the second LM block 415 to move while drawing a rotational trajectory along an arc on one surface of the first guiding part 418,
One surface of the first LM block 412 and the second LM block 415 is provided with the first round LM guiding part 416 and the second, respectively, while reducing friction with one surface of the first guiding part 418. Measurement system, characterized in that it comprises at least one ball (ball) movable along the round LM guiding portion (417).
제5항에 있어서,
상기 각도 조절부(410)는 상기 제1 가이딩부(418)의 제 2면에 배치된 제2 가이딩부(419)를 더 포함하고,
상기 제1 가이딩부(418)의 제 2면과 상기 제2 가이딩부(419)의 제1 면은 마주보며,
상기 제2 가이딩부(419)는 링크 베이스(419c), 제1 LM 가이드(419f), 제2 LM 가이드(419g)를 포함하고,
상기 링크 베이스(419c)는 상기 제1 LM 가이드(419f)과 상기 제2 LM 가이드(419g)에 가이딩되며 승하강되고,
상기 링크 베이스(419c)의 승강 또는 하강에 따라 상기 빔 조사부(300)는 제1 시계방향으로 이동하고, 상기 빔 검출부는 제2 시계방향으로 이동하되, 상기 빔 조사부(300)와 상기 빔 검출부(500)가 이동하는 회전궤적의 이동각과 원호의 길이는 동일한 것을 특징으로 하는 계측시스템.
The method of claim 5,
The angle adjusting part 410 further includes a second guiding part 419 disposed on the second surface of the first guiding part 418,
The second surface of the first guiding part 418 and the first surface of the second guiding part 419 face each other,
The second guiding part 419 includes a link base 419c, a first LM guide 419f, and a second LM guide 419g,
The link base (419c) is guided to the first LM guide (419f) and the second LM guide (419g) and is raised and lowered,
As the link base 419c is raised or lowered, the beam irradiation unit 300 moves in a first clockwise direction, and the beam detector moves in a second clockwise direction, but the beam irradiation unit 300 and the beam detection unit ( Measurement system, characterized in that the moving angle of the rotational trajectory in which 500) moves and the length of the arc are identical.
제6항에 있어서,
상기 포커싱 조절부(420)는 상기 제2 가이딩부(419)의 제2 면에 배치되며, 상기 제2 가이딩부(420)의 제2 면의 일부와 연결되어 상기 제2 가이딩부의 높낮이를 조절하는 것을 특징으로 하는 계측시스템.
The method of claim 6,
The focusing control unit 420 is disposed on the second surface of the second guiding unit 419 and is connected to a part of the second surface of the second guiding unit 420 to adjust the height of the second guiding unit Measurement system, characterized in that.
제7항에 있어서, 상기 계측시스템은 빔 제어부(600)를 더 포함하고,
상기 빔 디텍터(530)는 상기 측정 대상물에서 반사된 테라헤르츠파를 상기 빔 제어부(600)로 전달하고, 상기 빔 제어부(600)는 상기 반사된 테라헤르츠파의 파형을 주파수 도메인으로 변환하고, 상기 변환된 테라헤르츠파의 대역폭이 최소가 되도록 상기 제1 LM 블록(412)의 회전궤적과 상기 제2 가이딩부의 수직 이동거리를 제어하는 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 계측시스템.
The method of claim 7, wherein the measurement system further comprises a beam control unit (600),
The beam detector 530 transmits the terahertz wave reflected from the measurement object to the beam controller 600, and the beam controller 600 converts the reflected terahertz wave into a frequency domain, and the And generating a control signal for controlling a rotational trajectory of the first LM block 412 and a vertical movement distance of the second guiding unit so that a bandwidth of the converted terahertz wave is minimized.
제1항에 있어서,
상기 계측시스템은
상기 포커싱 조절부(420)의 제2 면을 고정하는 고정부(700)와 상기 측정 대상물을 탑재하고 이송할 수 있는 스테이지(800)를 더 포함하고,
상기 고정부(700)와 상기 스테이지(800)는 석정반(700) 상면에 배치되며,
상기 석정반(700) 상부에 배치된 상기 빔 조사부(300), 상기 빔 검출부(500), 상기 빔 정렬부(400), 상기 측정 대상물, 상기 고정부(700), 상기 스테이지(800)를 밀폐하는 공간을 형성하는 챔버(1000)를 포함하되,
상기 챔버(1000)는 공기 주입부와 공기 배출부를 포함하고,
상기 공기 주입부는 상기 챔버(1000) 내부로 건조공기를 공급하도록 구동하는 에어공급부(1300)- 상기 에어공급부(1300)는 상기 챔버(1000) 외부에 배치됨-와 연결되며,
상기 공기 배출부는 상기 챔버(1000) 내부의 공기를 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 계측시스템.
The method of claim 1,
The measurement system is
Further comprising a fixing portion 700 for fixing the second surface of the focusing adjustment portion 420 and a stage 800 capable of mounting and transferring the measurement object,
The fixing part 700 and the stage 800 are disposed on the upper surface of the seokjeongban 700,
The beam irradiation unit 300, the beam detection unit 500, the beam alignment unit 400, the measurement object, the fixing unit 700, and the stage 800 disposed on the stone table 700 are sealed. Including a chamber 1000 to form a space,
The chamber 1000 includes an air injection unit and an air discharge unit,
The air injection unit is connected to an air supply unit 1300 driving to supply dry air into the chamber 1000-the air supply unit 1300 is disposed outside the chamber 1000,
Measurement system, characterized in that the air discharge unit discharges the air inside the chamber (1000) to the outside.
KR1020190137680A 2019-10-31 2019-10-31 Measuring system using terahertz spectroscopy Active KR102285056B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190137680A KR102285056B1 (en) 2019-10-31 2019-10-31 Measuring system using terahertz spectroscopy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190137680A KR102285056B1 (en) 2019-10-31 2019-10-31 Measuring system using terahertz spectroscopy

Publications (3)

Publication Number Publication Date
KR20210051865A true KR20210051865A (en) 2021-05-10
KR102285056B1 KR102285056B1 (en) 2021-08-04
KR102285056B9 KR102285056B9 (en) 2022-01-17

Family

ID=75917772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190137680A Active KR102285056B1 (en) 2019-10-31 2019-10-31 Measuring system using terahertz spectroscopy

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102285056B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024109844A1 (en) * 2022-11-25 2024-05-30 中国科学院深圳先进技术研究院 Terahertz liquid core optical fiber, and underwater in-situ terahertz photoacoustic measurement system and method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0571707U (en) * 1992-02-28 1993-09-28 株式会社ミツトヨ Image processing type measuring machine
JP2007298358A (en) * 2006-04-28 2007-11-15 Canon Inc Inspection apparatus and inspection method
KR101392311B1 (en) * 2012-11-12 2014-05-08 한국식품연구원 Object inspection apparatus using terahertz wave bessel beam
KR101788450B1 (en) 2016-03-17 2017-10-19 연세대학교 산학협력단 Apparatus and method for inspecting thickness of transparent thin film using terahertz wave
JP6538191B2 (en) * 2015-11-20 2019-07-03 パイオニア株式会社 Measuring device, measuring method and computer program

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0571707U (en) * 1992-02-28 1993-09-28 株式会社ミツトヨ Image processing type measuring machine
JP2007298358A (en) * 2006-04-28 2007-11-15 Canon Inc Inspection apparatus and inspection method
KR101392311B1 (en) * 2012-11-12 2014-05-08 한국식품연구원 Object inspection apparatus using terahertz wave bessel beam
JP6538191B2 (en) * 2015-11-20 2019-07-03 パイオニア株式会社 Measuring device, measuring method and computer program
KR101788450B1 (en) 2016-03-17 2017-10-19 연세대학교 산학협력단 Apparatus and method for inspecting thickness of transparent thin film using terahertz wave

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024109844A1 (en) * 2022-11-25 2024-05-30 中国科学院深圳先进技术研究院 Terahertz liquid core optical fiber, and underwater in-situ terahertz photoacoustic measurement system and method

Also Published As

Publication number Publication date
KR102285056B9 (en) 2022-01-17
KR102285056B1 (en) 2021-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6537832B2 (en) Measuring apparatus and film formation method
US5208645A (en) Method and apparatus for optically measuring the thickness of a coating
KR102853263B1 (en) In-situ metrology method for thickness measurement during pecvd processes
KR102104082B1 (en) Closed­loop control of x­ray knife edge
KR102141228B1 (en) Method and apparatus for measuring physical quantity of a thin layer using terahertz spectroscopy
KR20170039248A (en) Device for measuring and method for measuring surface shape
KR20160143536A (en) Polishing apparatus
KR101279066B1 (en) Measuring arrangement for the optical monitoring of coating processes
CN106304845B (en) Optical measurement device and optical measurement method
CN102305663B (en) Calibration apparatus measuring mid-infrared detector responsivity with temperature change
KR101945709B1 (en) Optical sensor
WO2012141090A1 (en) Process monitor apparatus used in substrate processing apparatus, process monitor method, and substrate processing apparatus
KR20190088413A (en) Polishing apparatus
CN109406441A (en) Terahertz time-domain spectroscopy instrument
KR102285056B1 (en) Measuring system using terahertz spectroscopy
KR20190128189A (en) Coating crystals
US7197426B2 (en) Method and apparatus for measuring thickness of metal layer
US20230137623A1 (en) Laser processing monitoring device, laser processing monitoring method, and laser processing device
KR20160122150A (en) Method and device for determining gas component inside a transparent container
US20030231694A1 (en) Temperature-measuring device
KR102057956B1 (en) An Optical Sensing Apparatus Integrated with a Camera
KR100326491B1 (en) Method of measuring electromagnetic radiation
US9778185B2 (en) Analytical instrument with collimated and adjustable length optical path
JP7142293B2 (en) Gap control method and electrical property measurement method
CN115420712A (en) Self-aligning atmospheric transmission instrument using collimated laser as calibration light source

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

D13-X000 Search requested

St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000

D14-X000 Search report completed

St.27 status event code: A-1-2-D10-D14-srh-X000

PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

T11-X000 Administrative time limit extension requested

St.27 status event code: U-3-3-T10-T11-oth-X000

T11-X000 Administrative time limit extension requested

St.27 status event code: U-3-3-T10-T11-oth-X000

E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

R17-X000 Change to representative recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R17-oth-X000

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
PG1701 Publication of correction

St.27 status event code: A-5-5-P10-P19-oth-PG1701

Patent document republication publication date: 20220117

Republication note text: Request for Correction Notice (Document Request)

Gazette number: 1022850560000

Gazette reference publication date: 20210804

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 4

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 5