다파장 광원 광학계를 이용한 Critical Dimension 측정에 관한 연구

Abstract

본 논문에서는 다파장 광원 광학계를 이용하여 투명 박막의 Critical Dimension 측정에 관한 연구를 수행하였다. 기존 측정법의 경우, 투명 박막의 투명성과 얇은 박막의 특성으로 인해 정확한 측정이 어려웠다. 광학 현미경으로 투명 박막을 측정할 경우, 투명 박막의 패턴이 측정 이미지에서 보이지 않는 현상이 발생한다. 이를 해결하기 위해 반사도 이론에 입각하여, 기존의 광학계에서 백색광 광원 대신, 일련의 단파장의 빛을 광원으로 사용하는 시스템을 제안하였다. 제안된 시스템은 백색광 광원 앞에 Acousto-optic tunable filter를 장치하여, 단파장으로 필터링 된 광원을 파장별로 시편에 조명하는 장비로 구성되었다. 제안된 시스템으로 투명 박막 전극인 Indium Tin Oxide의 Critical Dimension 측정을 수행하였다. 실험 결과 특정한 파장의 광원에서, 투명 박막의 패턴이 뚜렷하게 보여 Critical Dimension측정에 성공하였다. 투명 박막의 측정 파장대를 선정하기 위해, Microscope reflectometer로 측정한 반사도 결과와 비교하였다. Critical Dimension의 측정의 필수 단계인 경계추출에서 경계를 이루는 두 부분의 반사도 차이를 크게 하는 파장대일수록 Critical Dimension 측정에 성공함을 알 수 있었다. 선정된 파장에서 제안된 시스템의 성능 검증을 위해 반복 측정을 하였다. 제안된 시스템의 반복 정밀도는 0.02μm이하의 좋은 성능을 보였다.