일반기술

압입 시험을 통한 나노박막의 두께 측정 방법 및 측정 알고리즘

본 발명은 기존 박막 두께 측정 장치의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, sectioning과 같은 복잡한 시편 준비 과정을 거치지 않고도, 패터닝된 박막의 두께를 측정할 수 있는 방법과 그 측정 알고리즘을 제시하는 것을 목적으로 한다. 이와 같은 목적을 달성하기 위하여 시편 준비 과정이 거의 필요치 않은 압입 시험을 이용하여 다음과 같은 단계를 거친다. 먼저, 모재위에 박막이 올려진 형상으로 이루어진 sample에 압입 시험을 수행하는 단계; 압입 시험 중에 박막의 두께 방향으로 발생하는 변위와 하중을 정밀하게 측정하는 단계; 측정된 변위와 하중 신호로부터 박막과 모재의 기계적인 물성치 차이로부터 기인하는 신호를 검출하는 단계; 마지막으로, 검출된 신호로부터 제안된 알고리즘을 이용하여 박막의 두께를 결정하는 단계이다.나노 기술을 응용한 다양한 소자의 개발에는 수십에서 수백 나노 미터의 두께를 가지는 박막이 자주 사용된다. 나노공정의 개발 및 적용에는 이 박막의 두께를 측정하는 것이 중요하지만, 현재까지의 방법은 매우 번거롭고, 패턴되어 있는 박막의 두께를 측정하는 데에는 많은 어려움이 따른다. 본 발명에서는 압입 시험을 통해서 쉽고, 편리하게 패턴되어 있는 나노 박막의 두께를 측정할 수 있는 측정 방법과 알고리즘을 제시한다. 박막은 메모리 칩이나 CPU 등의 반도체 제품을 만드는 분야에서부터, 공작기계에 사용되는 내마모 코팅에 이르기까지 다양한 재질과 형태의 박막 재료가 널리 사용되고 있다. 또한 현재 활발히 연구되고 있는 나노 기술 분야에서도 원하는 재료의 박막을 원하는 두께로 모재(substrate) 위에 올리고, 원하는 형상으로 패터닝하는 것이 그 핵심 기술에 속한다. 본 발명은 여러 산업계에서 널리 사용되는 박막 제조 공정 기술에 필수적인 박막의 형상 측정 기술에 속한다.