Micro-Epsilon사, 나노미터 정밀 측정을 위한 진공 호환형 간섭계 출시
새로운 interferoMETER IMP DS35/VAC는 나노미터 분해능의 비접촉 거리 측정을 지원하여 반도체 및 글라스 웨이퍼 생산 분야의 고정밀 애플리케이션에 활용됩니다.
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최신 반도체 리소그래피, 물리 기상 증착(PVD), 글라스 패널 디스플레이 제조 공정에서는 정밀 핸들링과 멀티 레이어 검사가 고진공 및 초고진공(UHV) 챔버 내부에서 직접 이루어지는 경우가 점점 늘어나고 있습니다. 레이저 삼각측량 프로브나 일반적인 크로매틱 공초점 센서와 같은 기존의 비접촉 광학 변위센서는 진공 환경에서 폴리머 아웃가싱, 열 드리프트, 또는 짧은 작동 거리로 인해 섬세한 광학 렌즈가 움직이는 웨이퍼 척과 고온의 기판에 위험할 정도로 가까워지는 문제로 어려움을 겪는 경우가 많습니다. 또한 일반적인 증분형 레이저 간섭계는 절대 거리가 아닌 상대 변위를 측정하기 때문에 웨이퍼 에지, 식각된 트렌치, 단차가 있는 표면 형상에 의해 광 빔이 차단될 때마다 위치 기준을 잃게 됩니다. 이러한 계측 한계를 극복하려면 아웃가싱이 적은 진공 등급 소재로 제작되어 안전한 기계적 거리에서도 나노미터 정밀도를 제공하는 절대 측정 방식의 광학 센서가 필요합니다.
진공 공정 장비 내부의 고정밀 측정 과제를 해결하기 위해 Micro-Epsilon사는 interferoMETER IMP DS35/VAC를 출시하며 절대 측정 방식 백색광 간섭계 포트폴리오를 확장했습니다. 초고진공 영역까지의 진공 환경을 위해 특별히 설계된 이 센서는 견고한 스테인리스 스틸 하우징과 진공 호환형 광학 어셈블리를 결합하여 챔버 오염을 방지합니다.
IMP DS35/VAC의 핵심 장점은 약 35 mm의 긴 오프셋 거리와 2.1 mm의 측정 범위를 동시에 제공한다는 점입니다. 넓은 작동 거리 덕분에 글라스 웨이퍼 생산과 코팅된 웨이퍼 검사에서 섬세한 기판과의 물리적 충돌 위험 없이 비접촉 방식으로 위치를 모니터링할 수 있으며, 복잡한 공정 챔버 내부의 낮거나 접근이 어려운 측정 위치에도 도달할 수 있습니다. 광학 어셈블리는 직경 15 µm에 불과한 광 스폿을 투사하여 미세 구조와 좁은 웨이퍼 형상도 안정적으로 검출하며, ±1°의 측정 각도는 까다로운 설치 조건에서도 신호 안정성을 유지합니다.
서브나노미터 분해능과 멀티 레이어 컨트롤러 통합
IMP DS35/VAC 센서는 광섬유 전송을 통해 Micro-Epsilon사의 IMS5400 및 IMS5400MP 산업용 간섭계 컨트롤러와 직접 연결되며, 이를 통해 민감한 전자 장치를 진공 챔버로부터 분리합니다. 이들 컨트롤러와 함께 사용할 경우 1 nm 미만의 분해능과 ±50 nm 미만의 직선성을 구현하여 최신 반도체 및 평판 디스플레이 검사 라인의 엄격한 공정 관리 공차를 충족합니다.
멀티 피크 기능을 갖춘 IMS5400MP 컨트롤러와 결합하면 단일 표면 거리 측정을 넘어 최대 13개의 광학 경계면에서 멀티 피크 거리 및 두께 측정을 동시에 수행할 수 있습니다. 이를 통해 공정 엔지니어는 투명, 멀티 레이어 또는 코팅된 글라스 기판의 에어 갭, 코팅 두께, 각 레이어의 치수를 한 번의 비접촉 측정으로 확인할 수 있습니다.
추가 정보
이 섹션에서는 원래 제품 발표에 포함되지 않은 기술 사양 및 경쟁 제품 비교를 다룹니다.
산업용 백색광 간섭 측정에서 절대 거리 측정은 광대역 근적외선 초발광 다이오드(일반적으로 중심 파장 약 840 nm)를 이용한 저간섭성 간섭법을 기반으로 합니다. 간섭 무늬를 증분 방식으로 계수하여 단차에서 위상 모호성이 발생하는 단색 레이저 간섭계와 달리, 저간섭성 백색광 간섭계는 광대역 광을 기준 암과 측정 타겟으로 분기한 후 컨트롤러에 내장된 고속 분광기로 스펙트럼 간섭 패턴을 분석합니다. 보강 간섭은 광 경로 차이가 0에 가까울 때만 발생하기 때문에 시스템은 전원을 켠 직후나 빔이 차단된 후에도 정확한 물리적 거리를 즉시 산출할 수 있으며, 패턴이 형성된 실리콘 웨이퍼나 글라스 웨이퍼의 단차 프로파일 불연속성에 영향을 받지 않습니다. 또한 초고진공 환경에서 사용하려면 엄격한 소재 기준을 따라야 합니다. 광학 프로브는 벤트형 블라인드 홀을 통해 내부에 갇힌 공기를 제거해야 하며, 일반 PVC나 폴리우레탄 케이블 피복 대신 PTFE 또는 스테인리스 스틸 주름관 외장을 사용하고, 진공 호환 에폭시와 UHV 광섬유 피드스루를 적용하여 아웃가싱된 탄화수소가 EUV 리소그래피 미러나 박막 증착 챔버를 오염시키지 않도록 해야 합니다.
고정밀 비접촉 광학 변위 및 계측 시장에서 Micro-Epsilon사의 IMP DS35/VAC는 키엔스(SI-F 시리즈 분광 간섭 변위센서 및 CL-3000 공초점 변위센서 등), Precitec(CHRocodile IT 및 진공 호환형 크로매틱 공초점 프로브), Fogale Nanotech(정전용량식 및 저간섭성 간섭 방식 웨이퍼 센서), Zygo(ZMI 레이저 변위 간섭계)의 진공 등급 광학 센서와 직접 비교됩니다. Precitec의 CHRocodile이나 키엔스의 CL-3000과 같은 크로매틱 공초점 센서는 난반사 표면이나 곡면에서 더 높은 기울기 허용치를 제공하지만, 공초점 광학계로 서브나노미터 분해능을 구현하려면 일반적으로 작동 거리가 수 밀리미터로 제한됩니다. 반면 Zygo의 ZMI와 같은 기존 헤테로다인 레이저 간섭계는 긴 거리에서 피코미터 분해능을 제공하지만, 타겟에 코너 큐브 리트로리플렉터를 장착해야 하며 빔이 차단되면 절대 위치를 잃게 됩니다. Micro-Epsilon사는 서브나노미터 분해능, 최대 13개 레이어 멀티 피크 투명체 측정, 스테인리스 스틸 UHV 패키지에서의 35 mm 오프셋 거리를 통해 반도체 장비 OEM 및 글라스 웨이퍼 제조업체에 협소한 진공 로드락과 웨이퍼 얼라인먼트 스테이지에 최적화된 컴팩트하고 타겟에 독립적인 절대 측정 센서를 제공합니다.
Edited by Maria Brueva, Induportals editor – adapted by AI.
