KR20070034422A

KR20070034422A - 두께 측정 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20070034422A
Application number: KR1020060042010A
Authority: KR
Inventors: 카이-유 쳉; 흐시앙-한 흐수; 이-칭 첸; 엔-리앙 첸; 유-핑 란
Original assignee: 인더스트리얼 테크놀로지 리서치 인스티튜트
Priority date: 2005-09-23
Filing date: 2006-05-10
Publication date: 2007-03-28
Also published as: JP2007086053A; KR100865883B1

Abstract

제1 공초점 현미경을 제공하는 단계, 제1 방향으로 제1 공초점 현미경으로부터 제1 광빔을 발산하는 단계, 제1 초점면에서 상기 제1 빔의 초점을 맞추는 단계, 제2 공초점 현미경을 제공하는 단계, 상기 제1 방향과 충분히 대향 하는 제2 방향으로 제2 공초점 현미경으로부터 제2 광빔을 발산하는 단계, 제2 초점면에서 상기 제1 빔의 초점을 맞추는 단계, 및 상기 제1 및 제2 초점면을 겹쳐서 상기 제1 및 제2 현미경의 상대적 위치를 조정하는 단계를 구비하는 두께 측정 시스템 및 방법.

액정 셀 측정, 광학 측정, 셀 갭 측정

Description

두께 측정 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR THICKNESS MEASUREMENT}

도 1a는 본 발명의 사용에 적합한 공초점 현미경의 개략적 다이어그램;

도 1b는 도 1a에 도시된 공초점 현미경에서 초점이 맞지 않는 상황을 설명하는 개략적 다이어그램;

도 1C는 도 1a에 도시된 공초점 현미경의 검출기에서 수신된 광빔의 변위와 상대적 세기 사이의 관계를 설명하는 도표;

도 2a는 본 발명의 한 실시예에 따른 광학 측정 시스템의 개략적 다이어그램;

도 2b는 본 발명의 한 실시예에 따른 광학 측정 시스템을 동작시키는 방법을 설명하는 개략적 다이어그램;

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 두께 측정 방법을 설명하는 흐름도;

도 4는 본 발명의 사용에 적합한 간섭계의 개략적 다이어그램;

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 다른 광학 측정 시스템의 개략적 다이어그램;

도 6a는 다수의 투명층이 포함되어 있는 대상물의 개략적 다이어그램; 및

도 6b는 본 발명의 한 실시예에 따라 도 6a에 도시된 대상물의 두께를 측정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.

본 발명은 광학 측정과 관련된 것으로, 특히, 액정 셀(liquid crystal cell)의 셀 갭(cell gap)을 측정하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

반도체 프로세스의 도래와 함께, 전자 제품은 경량, 소형 및 낮은 프로파일이 상당히 요구되고 있다. 따라서, 전자 제품에 널리 사용되고 있는 액정 표시(LCD) 패널은 점점 복잡해 지고 있다. LCD 패널에는 일반적으로 상부 유리 기판, 하부 유리 기판 및 상기 유리층 사이에 샌드위치된 중간층이 포함되어 있다. 중간층에는 컬러 필터층, 산화 주석 인듐(ITO)층, 정열막 및 액정이 채워진 액정셀이 포함되어 있다. 액정셀의 셀 갭의 두께는 셀 갭에 따라 액정의 표시색깔, 응답속도 및 지향 안정성 등의 특성이 달라지기 때문에 제어를 하는데 중요한 요소이다. 따라서, 액정셀을 사용하기 위해서는, 셀 갭을 측정하는 것이 중요하다.

본 발명은 종래 기술의 제한점들과 문제점들로부터 발생되는 여러 문제들을 해결하는 대상물(object) 두께를 측정하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 제1 초점면에서 수렴하는 제1 방향으로 제1 광빔을 제공하는 제1 공초점 현미경; 및 제2 초점면에서 수렴하는 상기 제1 방향과는 충분히 대향하는 제2 방향으로 제2 광빔을 제공하는 제2 공초점 현미경을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 측정 시스템이 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 제1 대물렌즈의 제1 초점면에서 수렴하는 제1 방향으로 제1 광빔을 제공하는 상기 제1 대물렌즈를 포함하는 제1 공초점 현미경; 제2 대물렌즈의 제2 초점면에서 수렴하는 상기 제1 방향과는 충분히 대향하는 제2 방향으로 제2 광빔을 제공하는 상기 제2 대물렌즈를 포함하는 제2 공초점 현미경; 및 상기 제1 및 제2 방향에 의해 정의되는 축을 따라 상기 제1 초점면 및 상기 제2 초점면 중 하나의 위치를 조정하는 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 측정 시스템이 제공된다.

본 발명의 더 다른 실시예에 따르면, 제1 공초점 현미경을 제공하는 단계; 상기 제1 공초점 현미경으로부터 제1 방향으로 제1 광빔을 방출하는 단계; 상기 제1 광빔을 제1 초점면에 초점을 맞추는 단계; 제2 공초점 현미경을 제공하는 단계; 상기 제2 공초점 현미경으로부터 상기 제1 방향과는 충분히 대향하는 제2 방향으로 제2 광빔을 방출하는 단계; 상기 제2 광빔을 제2 초점면에 초점을 맞추는 단계; 및 상기 제1 및 제2 초점면을 겹치게 하는 것으로 상기 제1 및 제2 현미경의 상대적 위치를 조정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제1 대물렌즈를 포함하는 제2 공초점 현미경을 제공하는 단계; 상기 제1 공초점 현미경으로부터 제1 방향으로 제1 광빔을 방출하는 단계; 상기 제1 대물렌즈의 제1 초점면에 상기 제1 빔의 초점을 맞추는 단계; 제2 대물렌즈를 포함하는 제2 공초점 현미경을 제공하는 단계; 상기 제1 방향과 충분히 대향하는 제2 방향으로 상기 제2 공초점 현미경으로부터 제2 광빔을 방출하는 단계; 상기 제2 대물렌즈의 제2 초점면에서 상기 제2 광빔의 초점을 맞추 는 단계; 및 적어도 하나의 층을 포함하는 대상물을 제공하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법이 제공된다.

상기 설명한 간략한 설명 및 후술하는 상세한 설명은 첨부한 도면을 참고하면 보다 잘 이해가 될 것이다. 발명의 설명을 목적으로, 양호한 실시예를 도면으로 도시하였다. 그러나, 본 발명은 도시된 구체적인 배열 및 설명으로 제한되는 것은 아니라는 것을 이해해야 할 것이다.

본 발명의 더 다른 특징 및 장점들은 후술하는 설명의 한 부분으로 설명될 것이고, 이는 발명의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이며, 본 발명의 실시에 의해 이해될 수도 있을 것이다. 그러한 본 발명의 특징 및 장점들은 첨부된 청구의 범위에 특히 명시된 소자 및 조합에 의해 실현되고 달성될 수 있을 것이다.

앞서의 간략한 설명 및 후술하는 상세한 설명 모두는 실시예일 뿐이고 이는 첨부한 청구의 범위의 발명을 제한하는 것은 아니라는 것을 이해해야 할 것이다.

발명의 실시예를 첨부한 도면에 실시예로서 참조번호를 사용하여 설명한다. 가능하다면, 도면 전체를 통해서 동일하거나 유사한 부분에는 동일한 참조번호를 사용할 것이다.

도 1a는 본 발명의 사용에 양호한 공초점(confocal) 현미경(10)의 개략적 다이어그램이다. 도 1a를 참고하면, 공초점 현미경(10)에는 광원(11), 제1 렌즈(12-1), 제2 렌즈(12-2), 빔 스플리터(13), 제1 대물렌즈(14-1), 제2 대물렌즈(14-2) 및 핀홀(15-1)이 있는 검출기(15)가 포함되어 있다. 광원(11), 제1 렌즈(12-1) 및 제2 렌즈(12-2)는 대상물(16)쪽으로 레이저 빔을 제공한다. 제1 렌즈(12-1), 제2 렌즈(12-2) 및 빔 스플리터(13)를 통과한 레이저 빔은 제1 대물렌즈(14-1)와 관련된 초점면(17-1)상에서 제1 대물렌즈(14-1)에 의해 초점이 맞춰지고 거기서 다시 반사된다. 초점면(17-1)에 놓여 있는 대상물(16)은 제1 대물렌즈(14-1)를 가지고 초점을 맞춘다. 반사된 광빔은, 입사된 광빔과 일치하며, 제1 대물렌즈(14-1)에 의해 다시 수집되고 빔 스플리터(13)에 의해 반사되어 제2 대물렌즈(14-2)를 통해 검출리(15)쪽으로 진행한다. 제2 대물렌즈(14-2)와 관련된 초점면에 핀홀(15-1)이 위치해 있으므로, 초점면(17-1)에서 나온 반사된 광빔은 핀홀(15-1)에서 초점이 맞춰지고 전체가 검출기(15)쪽으로 통과한다.

도 1b는 도 1a에 도시된 공초점 현미경(10)에서 초점이 맞지 않는 상황을 설명하는 개략적 다이어그램이다. 도 1b를 참고하면, 입사 광빔(17)은 제1 대물렌즈(14-1)에 의해 초점면(17-1)상에서 초점이 맞춰진다. 그러나, 대상물(16)이 초점면(17-1)에서 떨어져 배치되어있어서, 반사된 광빔의 일부만이(점선으로 도시됨) 검출기(15)에서 수신된다. 구체적으로, 초점면(17-1) 아래쪽의 광빔은 핀홀(15-1)에 도달하기 전에 초점이 맞춰져서 확산되어 광빔의 대부분이 핀홀(15-1)에 의해 검출기(15)에 도달하는 것이 물리적으로 차단된다. 동일한 방식으로, 초점면(17-1) 위쪽의 광빔은 핀홀(15-1)의 뒤쪽에서 초점이 맞춰져서 광빔의 대부분이 핀홀(15-1)의 에지에 부딪혀서 검출되지 못한다.

도 1C는 도 1a에 도시된 공초점 현미경(10)의 검출기(15)에서 수신된 광빔의 변위와 상대적 세기간의 관계를 설명하는 도표이다. 도 1C를 참고하면, 대상물이 초점면에 놓여있는 초점이 맞는 상황에서는, 상대적 강도의 비율, 즉, 수신된 광빔의 세기와 입사 광빔의 세기와의 비가 거의 1이 되는데, 이것은 공초점 현미경(10)을 위한 측정 임계값으로 사용되는 값이다. 대상물이 초점면에서 벗어나 있게 되는 초점이 맞지 않는 상황에서는, 상기 상대적 세기는 변위가 증가함에 따라 감소한다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 측정 시스템(20)의 개략적 다이어그램이다. 광학 측정 시스템(20)에는 제1 공초점 현미경(30) 및 제2 공초점 현미경(40)이 포함되어 있다. 제1 공초점 현미경(30)은, 도 1a에 설명된 공초점 현미경(10)과 유사한 구조를 가지고 있는데, 광원(31), 제1 렌즈(32-1), 제2 렌즈(32-2), 빔 스플리터(33), 제1 대물렌즈(34-1), 제2 대물렌즈(34-2) 및 핀홀(35-1)이 있는 검출기(35)가 포함되어 있다. 광원(31), 제1 렌즈(32-1) 및 제2 렌즈(32-2)는 제1 방향(37)으로 제1 광빔을 제공한다. 제1 광빔은 빔 스플리터(33)를 통과해서 제1 대물렌즈(34-1)에 의해 제1 대물렌즈(34-1)의 초점면에서 초점이 맞춰진다. 반사된 광빔은 제1 대물렌즈(34-1)에 의해 수집되고 빔 스플리터(33)에 의해 반사되어 제2 대물렌즈(34-2) 및 핀홀(35-1)을 통해 검출기(35)쪽으로 향한다.

동일한 방식으로, 제2 공초점 현미경(40)은 도 1a에 설명한 공초점 현미경(10)과 유사한 구조를 가지고 있는데, 광원(41), 제1 렌즈(42-1), 제2 렌즈(42-2), 빔 스플리터(43), 제1 대물렌즈(44-1), 제2 대물렌즈(44-2) 및 핀홀(45-1)이 있는 검출기(45)가 포함되어 있다. 광원(41), 제1 렌즈(42-1) 및 제2 렌즈(42-2)는 제1 방향(37)과 충분히 대향 하는 제2 방향(47)으로 제2 광빔을 제공한다. 제2 광빔은 빔 스플리터(43)를 통과해서 제1 대물렌즈(44-1)에 의해 제2 대물렌즈(44-1)의 초점면에서 초점이 맞춰진다. 반사된 광빔은 제1 대물렌즈(44-1)에 의해 수집되고 빔 스플리터(43)에 의해 반사되어 핀홀(45-1)이 있는 제2 대물렌즈(44-2)를 통해 검출기(45)쪽으로 향한다. 제2 공초점 현미경(45)에는 제1 방향(37) 및 제2 방향(47)에 의해 정의되는 축을 따라 광원(41)에 대해 제1 대물렌즈(44-1)를 이동시키기 위한 슬라이딩 장치(46)가 더 포함되어 있다. 본 발명에 따른 한 실시예에서, 제1 대물렌즈(44-1)는 슬라이딩 장치(46)에 탑재되어 상기 축을 따라 이동한다. 당업자라면 상기 축을 따라 상기 제1 대물렌즈(44-1)의 초점을 조절할 수 있는 다른 장치를 상기 슬라이딩 장치(46) 대신 사용할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 제1 공초점 현미경(30)에는 상기 축을 따라 상기 제1 대물렌즈(34-1)를 이동시키기 위한 슬라이딩 장치(46)과 유사한 장치가 포함될 수도 있다.

예를 들어 액정 셀인, 유리 기판 등의 투명층(51,52)에 의해 샌드위치된 액정층(53)을 포함하는 대상물(50)이 제1 공초점 현미경(30) 및 제2 공초점 현미경(40) 사이에 배치되어 있다. 대상물(50)의 두께, 즉 액정셀의 셀 갭을 측정하기 위해서, 제1 공초점 현미경(30)과 제2 공초점 현미경(40)의 상대적 위치를 리셋(reset) 시킨다. 도 2b는 본 발명의 한 실시예에 따른 광학 측정 시스템(20)을 동작시키기 위한 방법을 설명하는 개략적 다이어그램이다. 도 2b를 참고하면, 대상물(50)을 제1 공초점 현미경(30)과 제2 공초점 현미경(40) 사이에 위치시키기 전에, 제1 대물렌즈(34-1)의 초점면이 제1 위치면(48)에서 제1 대물렌즈(44-1)의 초 점면과 겹칠 때 가지 제2 공초점 현미경(40)을 제1 공초점 현미경(30)에 대해 축을 따라 이동시킨다. 그리고 나서 슬라이딩 장치(48)의 위치를 기록한다.

다음으로, 도 2a를 참고하면, 대상물(50)은 제1 공초점 현미경(30) 및 제2 공초점 현미경(40) 사이에 위치해 있다. 대상물(50)은 액정층(53)과 한 투명층(51) 사이의 제1 경계면(51)이 제1 대물렌즈(34-1)의 초점면과 겹칠 때까지 상기 축을 따라 이동한다. 다음으로, 제1 대물렌즈(44-1)가 탑재되는 슬라이딩 장치(46)는 액정층(53)과 다른 투명층(52) 사이의 제2 경계면(532)이 제1 대물렌즈(44-1)의 초점면과 겹칠 때까지 광원(41) 쪽으로 축을 따라 이동한다. 그리고 나서 슬라이딩 장치(46)의 새로운 위치를 기록한다. 슬라이딩 장치(46)의 기록된 위치에 의해 대상물(50)의 두께가 결정된다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 두께 측정 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 3을 참고하면, 단계 51에서, 제1 초점면에서 수렴하는 축을 따라 제1 방향으로 제1 광빔을 제공하는 제1 공초점 현미경이 제공된다. 단계 52에서, 제2 초점면에서 수렴하는 축을 따라 제2 광빔을 제공하는 제2 공초점 현미경이 제공된다. 제2 광빔은 제1 방향과 충분히 대향하는 제2 방향으로 이동한다. 다음으로, 단계 53에서, 제1 초점면이 제2 초점면과 겹칠 때까지 제2 공초점 현미경을 이동시켜서 제1 공초점 현미경과 제2 공초점 현미경의 상대적 위치를 리셋시킨다. 겹치게 되면, 최대 상대적 세기율이 검출된다. 그리고 나서 제2 초점면과 관련된 제2 공초점 현미경의 대물렌즈의 위치를 기록한다. 단계 54에서, 층이 포함된 대상물은 제1 공초점 현미경과 제2 공초점 현미경 사이에 위치한 제1 면 및 제2 면이 더 포함되어 있다. 다음으로, 단계 55에서, 제1 면이 제1 초점면과 겹칠 때까지 대상물을 상기 축을 따라 이동시킨다. 단계 56에서, 제2 면이 제2 초점면과 겹칠 때까지 제2 초점면과 관련된 대물렌즈를 이동시켜서 제2 초점면의 위치를 조정한다. 그리고 나서 제2 공초점 현미경의 대물렌즈의 새로운 위치를 기록한다. 대상물의 층 두께는 제2 초점면과 관련된 대상물 렌즈의 기록된 위치로부터 결정된다.

도 4는 본 발명의 사용에 적절한 간섭계(60)의 개략적 다이어그램이다. 안섭계는, 서로 다른 위상의 두 광학 파형은 서로 상쇄되는 반면에 동일한 위상을 가지는 두 광학 파장은 서로 증폭되는 원리로 동작한다. 도 4를 참고하면, 상기 간섭계(60)는 예를 들면, 마이켈슨(Michelson) 간섭계로서, 검출기(61), 반사 거울(62-1,62-2) 및 보통 반투명 거울인 빔 스플리터(63)를 포함하고 있다. 검출기(61)쪽으로는 광원으로부터 두 개의 광학 경로가 있다. 하나는 빔 스플리터(63)에 반사되어 하나의 반사 거울(62-2)로 이동한 다음 다시 반사되어 빔 스플리터(63)를 통해 검출기(61)로 향한다. 다른 하나는 빔 스플리터(63)를 통해 다른 반사 거울(62-1)로 이동하고 빔 스플리터(63)쪽으로 반사된 다음 거기서 검출기(61) 쪽으로 반사된다. 만일 이들 두 개의 광학 경로가 전체 파장 개수(0 포함)에 의해 달라진다면, 검출기(61)에서 발전적인 간섭(constructive interference) 및 강한 신호가 있게 된다. 만일 이들 두 경로가 전체 개수 및 반 파장에 의해 달라진다면, 검출기(61)에는 파괴적인 간섭(destructive interference) 및 약한 신호가 있게 된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 측정 시스템(70)의 개략적 다이어그램이다. 도 5를 참고하면, 광학 측정 시스템(70)은 제1 공초점 현미경(80)에 간섭계(89)가 포함되어 있고 제2 공초점 현미경(90)에 간섭계(90)가 포함되어 있는 것을 제외하고는 도 2a에 설명한 광학 측정 장치(20)와 유사한 구조를 가진다. 도 4에서 설명한 간섭계(60)와 유사한 구조를 가진 간섭계(89)가 제1 대물렌즈(34-1) 및 제1 대물렌즈(34-1)의 초점면 사이에 배치되어 있다. 동일한 방식으로, 도 4에서 설명한 간섭계(60)와 유사한 구조를 가지는 간섭계(99)가 제1 대물렌즈(44-1) 및 제1 대물렌즈(44-1)의 초점면 사이에 배치되어 있다. 간섭계(89,99)가 있음으로 해서, 제1 공초점 현미경(80) 및 제2 공초점 현미경(90)의 감도 및 해상도는 증가하기도 한다. 본 발명에 따른 한 실시예에서, 광학 측정 시스템(70)의 측정 임계값은, 도 1C에서도 언급된 바와 같이, 대략 1이며, 궤적 A의 최대 기울기는 엔벨럽(envelop)(B)의 기울기와 같거나 크다. 엔벨럽(B)의 최대 기울기는 0.4 내지 0.6 사이의 비율에 대응하는 부분에서 발생하곤 한다.

도 6a는 여러 투명층이 포함되어 있는 대상물(100)의 개략적 다이어그램이다. 도 6a를 참고하면, 이 대상물(100)에는 액정층(101), 상기 액정층(101)을 샌드위치하고 있는 한 쌍의 정열층(102-1,102-2), 상기 정열층(102-1,202-2)을 샌드위치하고 있는 한 쌍의 산화인듐(ITO)층(103-1,103-2), 그리고 상기 ITO층(103-1,103-2)을 샌드위치하고 있는 한 쌍의 유리 기판(104-1,104-2)이 포함되어 있다.

도 6b를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따라 도 6a에 도시된 대상물(100)의 두께를 측정하는 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 6b를 참고하면, 단계 111에서, 제1 초점면에서 수렴하는 축을 따라 제1 방향으로 제1 광빔을 제공하는 제1 공초점 현미경이 제공된다. 단계 112에서, 제2 초점면에서 수렴하는 축을 따라 제2 광빔을 제공하는 제2 공초점 현미경이 제공된다. 제2 광 빔은 제1 방향에 대해 충분히 대향하는 제2 방향으로 이동한다. 다음으로, 단계 113에서, 제1 공초점 현미경과 제2 공초점 현미경의 상대적 위치를, 제1 초점면이 제2 초점면과 겹칠 때까지 상기 축을 따라 제2 공초점 현미경을 움직임으로서 리셋 시킨다. 그리고 나서 제2 초점면과 관련된 제2 공초점 현미경의 대물렌즈의 위치를 기록한다. 단계 114에서, 제1 광빔 및 제2 광빔에 투명한 다중층을 포함하는 대상물을 제1 공초점 현미경 및 제2 공초점 현미경 사이에 위치시킨다. 다음으로, 단계 115에서, 상기 다층의 제1 경계면이 제1 초점면과 겹칠 때까지 상기 대상물을 상기 축을 따라 이동시킨다. 상기 제1 경계면에는 대상물의 제1 면이 포함되어 있다. 단계 116에서, 제1 경계면에 대응하는 제2 경계면이 제2 초점면과 겹칠 때까지 제2 초점면과 관련된 대물렌즈를 이동시킴으로서 제2 초점면의 위치를 조정한다. 제2 경계면에는 대상물의 제2 면이 포함되어 있다. 그리고 나서 제2 공초점 현미경의 대물렌즈의 새로운 위치를 기록한다. 예를 들면 액정층인, 상기 대상물의 층의 두께는 단계 117에서 제2 초점면과 관련된 대물렌즈의 기록된 위치로부터 결정된다. 다음으로, 단계 118에서, 측정을 계속하지 여부를 결정한다. 만일 확인이 필요하다면, 잔여 층 중 하나의 두께를 측정하기 위해 단계 113 내지 117을 반복한다.

당업자에게는 상기 설명한 실시예는 그 개념을 벗어나지 않고 변경이 가능할 수 있다는 것이 분명하다. 따라서, 본 발명은 설명된 특정 실시예로 한정되지 않으며 첨부한 청구의 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위 내에서의 수정을 포함하는 것이다.

또한, 본 발명의 대표적인 실시예에서, 본 명세서에서는 특정한 단계 순서로서 본 발명의 방법 및/또는 절차가 설명되었다. 그러나, 본 명세서에 설명된 특정한 단계의 순서로 상기 방법 또는 절차가 제한되는 것은 아니다. 당업자라면 다른 순서가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 명세서에서 언급된 단계의 특정 순서는 특허청구범위의 한정으로 구성되지 않는다. 또한, 특허청구범위는 본 발명의 방법 및/또는 절차에 관한 것으로서, 기재된 그 순서로 제한되지 않으며, 당업자라면 본 발명의 정신 및 범위를 유지한 채 그 순서를 쉽게 변경할 수 있을 것이다.

본 발명에 따르면, 다층 대상물의 두께, 구체적으로 셀 갭을 용이하게 측정할 수 있다.

Claims

제1 초점면에서 수렴하는 제1 방향으로 제1 광빔을 제공하는 제1 공초점 현미경; 및

제2 초점면에서 수렴하는 상기 제1 방향과는 충분히 대향하는 제2 방향으로 제2 광빔을 제공하는 제2 공초점 현미경을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 측정 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 공초점 현미경 및 제2 공초점 현미경 사이에 배치된, 층을 포함하는 대상물을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 측정 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 초점면 및 상기 제1 초점면과 관련된 대물렌즈 사이에 배치된 간섭계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 측정 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제2 초점면 및 상기 제2 초점면과 관련된 대물렌즈 사이에 배치된 간섭계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 측정 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 및 제2 공초점 현미경 중 적어도 하나에는 상기 제1 및 제2 방향에 의해 정의되는 축을 따라 이동할 수 있는 대물렌즈가 포함되 어 있는 것을 특징으로 하는 광학 측정 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 및 제2 공초점 현미경 중 적어도 하나에는 상기 제1 및 제2 방향에 의해 정의되는 축을 따라 대물렌즈를 이동시키기 위한 장치가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 측정 시스템.
청구항 6에 있어서, 상기 대물렌즈는 상기 장치상에 탑재되는 것을 특징으로 하는 광학 측정 시스템.
제1 대물렌즈의 제1 초점면에서 수렴하는 제1 방향으로 제1 광빔을 제공하는 상기 제1 대물렌즈를 포함하는 제1 공초점 현미경;

제2 대물렌즈의 제2 초점면에서 수렴하는 상기 제1 방향과는 충분히 대향하는 제2 방향으로 제2 광빔을 제공하는 상기 제2 대물렌즈를 포함하는 제2 공초점 현미경; 및

상기 제1 및 제2 방향에 의해 정의되는 축을 따라 상기 제1 초점면 및 상기 제2 초점면 중 하나의 위치를 조정하는 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 측정 시스템.
청구항 8에 있어서, 상기 제1 초점면 및 상기 제1 대물렌즈 사이에 배치된 간섭계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 측정 시스템.
청구항 8에 있어서, 상기 제2 초점면 및 상기 제2 대물렌즈 사이에 배치된 간섭계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 측정 시스템.
청구항 8에 있어서, 상기 제1 대물렌즈 및 상기 제2 대물렌즈 중 적어도 하나는 상기 축을 따라 이동가능한 것을 특징으로 하는 광학 측정 시스템.
청구항 8에 있어서, 상기 제1 대물렌즈 및 상기 제2 대물렌즈 중 하나는 상기 장치상에 탑재되는 것을 특징으로 하는 광학 측정 시스템.
제1 공초점 현미경을 제공하는 단계;

상기 제1 공초점 현미경으로부터 제1 방향으로 제1 광빔을 방출하는 단계;

상기 제1 광빔을 제1 초점면에 초점을 맞추는 단계;

제2 공초점 현미경을 제공하는 단계;

상기 제2 공초점 현미경으로부터 상기 제1 방향과는 충분히 대향하는 제2 방향으로 제2 광빔을 방출하는 단계;

상기 제2 광빔을 제2 초점면에 초점을 맞추는 단계; 및

상기 제1 및 제2 초점면을 겹치게 하는 것으로 상기 제1 및 제2 현미경의 상대적 위치를 조정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
청구항 13에 있어서, 적어도 하나의 층을 포함하는 대상물을 상기 제1 및 제2 공초점 현미경 사이에 위치시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
청구항 14에 있어서, 상기 적어도 하나의 층의 제1 경계면이 상기 제1 초점면과 겹칠 때까지 상기 제1 및 제2 방향에 의해 정의되는 축에서 상기 대상물을 이동시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 제2 초점면과 관련된 대물렌즈의 위치를 기록하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
청구항 15에 있어서, 상기 제1 경계면에 대응하는 상기 적어도 하나의 층의 제2 경계면이 상기 제2 초점면과 겹칠 때까지 상기 제2 초점면과 관련된 대물렌즈를 상기 축을 따라 이동시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
청구항 17에 있어서, 상기 제2 경계면이 상기 제2 초점면과 겹치는 때의 상기 대물렌즈의 위치를 기록하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 제1 초점면과 관련된 제1 대물렌즈 및 상기 제2 초점면과 관련된 제2 대물렌즈 중 하나를 탑재시키는 장치를 제공하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
청구항 19에 있어서, 상기 제1 및 제2 방향에 의해 정의된 축을 따라 상기 장치를 이동시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
청구항 19에 있어서, 상기 적어도 하나의 층의 제1 경계면이 상기 제1 초점면과 겹칠 때까지 상기 축을 따라 상기 대상물을 이동시키는 단계; 및

상기 적어도 하나의 층의 상기 제1 경계면이 상기 제1 초점면과 겹치는 때의 상기 장치의 위치를 기록하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
청구항 19에 있어서, 상기 적어도 하나의 층의 제2 경계면이 상기 제2 초점면과 겹칠 때까지 상기 축을 따라 상기 장치를 이동시키는 단계; 및

상기 적어도 하나의 층의 상기 제2 경계면이 상기 제2 초점면과 겹치는 때의 상기 장치의 위치를 기록하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
제1 대물렌즈를 포함하는 제2 공초점 현미경을 제공하는 단계;

상기 제1 공초점 현미경으로부터 제1 방향으로 제1 광빔을 방출하는 단계;

상기 제1 대물렌즈의 제1 초점면에 상기 제1 빔의 초점을 맞추는 단계;

제2 대물렌즈를 포함하는 제2 공초점 현미경을 제공하는 단계;

상기 제1 방향과 충분히 대향하는 제2 방향으로 상기 제2 공초점 현미경으로부터 제2 광빔을 방출하는 단계;

상기 제2 대물렌즈의 제2 초점면에서 상기 제2 광빔의 초점을 맞추는 단계; 및

적어도 하나의 층을 포함하는 대상물을 제공하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
청구항 23에 있어서, 상기 제1 및 제2 초점면을 겹치게 하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 24에 있어서, 상기 제1 및 제2 공초점 현미경 사이에 상기 대상물을 위치시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 24에 있어서, 상기 적어도 하나의 층이 상기 제1 초점면과 겹칠 때까지 상기 제1 및 제2 방향에 의해 정의되는 축 내에서 상기 대상물을 이동시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 23에 있어서, 상기 제2 대물렌즈의 위치를 기록하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 26에 있어서, 상기 제1 적어도 하나의 층의 제2 경계면이 상기 제2 초점면과 겹칠 때까지 상기 축을 따라 상기 제2 대물렌즈를 이동시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 28에 있어서, 상기 제2 경계면이 상기 제2 초점면과 겹치는 때의 상기 제2 대물렌즈의 위치를 기록하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 23에 있어서, 상기 제1 및 제2 대물렌즈 중 하나를 탑재하는 장치를 제공하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 30에 있어서, 상기 제1 및 제2 방향에 의해 정의된 축을 따라 상기 장치를 이동시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 30에 있어서, 상기 적어도 하나의 층의 제1 경계면이 상기 제1 초점면과 겹칠 때까지 상기 축을 따라 상기 대상물을 이동시키는 단계; 및

상기 적어도 하나의 층의 상기 제1 경계면이 상기 제1 초점면과 겹치는 때의 상기 장치의 위치를 기록하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 30에 있어서, 상기 적어도 하나의 층의 제2 경계면이 상기 제2 초점면과 겹칠 때까지 상기 축을 따라 상기 장치를 이동시키는 단계; 및

상기 적어도 하나의 층의 상기 제2 경계면이 상기 제2 초점면과 겹치는 때의 상기 장치의 위치를 기록하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 23에 있어서, 상기 제1 대물렌즈와 상기 제1 초점면 사이에 간섭계를 배치시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 23에 있어서, 상기 제2 대물렌즈와 상기 제2 초점면 사이에 간섭계를 배치시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.