1나노전후 고정도에서 80~200나노의
미소한 단자 계측하는 광학식 현미간섭계 개발
산업기술종합연구소 계측표준연구부문의 土井琢磨 주임연구원 등은 1나노미터 전후의 고정도에서 80~200나노미터의 미소한 단차를 계측할 수 있는 광학식 현미간섭계를 개발했다. 레이저광을 이용한 줄무늬 주사기술을 도입함으로써 현기간섭계의 고정도화를 방해해 왔던 파장의 차이를 보정하는 기술을 확립, 고분해능으로 3차원 형상을 단시간에 계측할 수 있게 했다. 앞으로 보다 작은 단차 측정에 사용할 수 있도록 개량함과 동시에 단차 시료의 의뢰시험 등을 통해서 국제표준의 상호인증으로 발전시켜 나갈 예정이다.
미소단차의 계측은 반도체 소자의 고집적도화와 초정밀 광학계의 미러 연마 등에 없어서는 안 될 기술. 광학계측은 경로가 다른 빛의 위상차에서 생기는 간섭 줄무늬에서 단차를 구하는 것으로 비접촉으로 신속하게 측정할 수 있다는 것이 특징. 따라서 작업성의 향상이 전망되는 등으로 산업기반시설로서 고성능화가 요구되고 있다.
土井연구원 등은 지금까지의 광학계측에 사용되고 있는 현미간섭계에 주목, 분해능 개선의 저해요인이 되는 입사광의 보정을 실현했다. 기본원리는 현미간섭계의 상부에서 입사하는 백색광이 렌즈에서 굴절되어 비스듬하게 입사하는 빛이 섞임으로써 간섭 줄무늬의 간격이 커지는 현상의 보정을 현미경 아래에서 조사하는 레이저광이 측정치로 실행하는 구조.
시료를 입사백색광의 광축 방향으로 상하시키면 간섭 줄무늬가 상하로 이동하는데, 그 이동량과 레이저 계측한 상하의 이동량을 비교함으로서 간섭 줄무늬의 간격을 정확하게 산출할 수 있다. 단차 90나노미터인 경우, 분해능은 0.57나노미터로 서브나노 영역의 고정도. 국제적으로 사용되고 있는 단차 측정법과 비교해도 손색이 없으므로 국내용으로 교정업무를 이어받아 실시함과 동시에 측정법의 민간기업으로의 보급과 국제표준과의 상호인증 등에도 도전한다. (NK)
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