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표제지

국문요지

목차

제1장 서론 10

제2장 Ellipsometry의 원리 11

제1절 Ellipsometry의 기본원리 및 이론 12

제2절 Imaging Eliipsometry 15

제3절 Spectroscopic Ellipsometry 16

제3장 장비 16

제1절 기술개발의 목적 및 응용 16

제2절 CPAIE 작동 원리 및 구조 17

2.1. CPAIE의 작동원리 17

2.2. CPAIE의 구조 별 분류 20

제3절 장비 연구 22

3.1. 이미지 광학계 연구 22

3.2. 소프트웨어 연구 28

제4장 장비 응용 31

제1절 EUV 펠리클 31

1.1. EUV 펠리클 31

1.2. 측정 결과 34

1.3. Data 분석 39

제2절 지문 검출 41

2.1. 지문 검출의 의의 41

2.2. IE를 이용한 지문 측정 결과 41

제5장 결론 43

참고문헌 44

ABSTRACT 45

표목차

표 1. 이미지 센서의 비교 (CCD&CMOS) 22

표 2. EUV 펠리클 필요 스펙 31

표 3. 측정 위치 (a), (b), (c) 의 분석결과 40

그림목차

그림 1. CPAIE 모식도 18

그림 2. CPAIE two-step IE 구성도 20

그림 3. CPAIE의 실제 사진 20

그림 4. CPAIE Wollaston IE 구성도 21

그림 5. CPAIE Wollaston IE 실제 사진 21

그림 6. CPAIE Wollaston IE 모드로 측정한 배향막 이미지 22

그림 7. Finite conjugate (좌)와 Infinite conjugate (우) 25

그림 8. Tube 렌즈 사용 (좌), 일반 단 렌즈 사용 (우) 25

그림 9. CF에 따른 LED 광원의 FWHM 차이 26

그림 10. CF의 투과율 27

그림 11. AOI (0˚, 10˚, 15˚)에 따른 위상 지연도 (@633), Quartz(좌)와 Polymer(우) 28

그림 12. CPAIE 구동 프로그램 메인 화면 29

그림 13. CPAIE 구동 프로그램 결과 출력 화면 30

그림 14. EUV 펠리클 후보 물질들의 허용 두께 및 편차 32

그림 15. EUV 펠리클 제작 과정 33

그림 16. 실제 펠리클 시편 34

그림 17. SE로 여러 번 측정한 EUV펠리클 시편 35

그림 18. 펠리클 샘플의 진동에 따른 측정 36

그림 19. 진동 억제를 위한 특수 스테이지 36

그림 20. 홀 개수에 따른 반사광 세기 37

그림 21. IE로 측정한 EUV펠리클 샘플 38

그림 22. 일반 현미경으로 측정한 EUV펠리클 샘플 38

그림 23. MSE 측정 위치들 (좌), 각 위치에서의 MSE 측정 결과 (우) 39

그림 24. 데이터 분석을 위한 광학 모델 (4-layers) 39

그림 25. 오염된 EUV펠리클 샘플의 세정 전(좌)과 후(우) 40

그림 26. 육안으로는 검출하기 어려운 지문 흔적 42

그림 27. IE를 이용해 그림 26을 측정한 결과 이미지 cos△(좌), sin△(우) 42

초록보기

 Ellipsometry는 빛의 편광을 이용하여 물질의 광특성 (n: 굴절률, k: 소광계수) 및 박막의 두께를 동시에 측정하는 기술이다. 그 중 단파장 광원을 사용하는 Imaging Ellipsometry는 미세 영역에서의 표면을 연구하는데 유용한 기술이다.

본 논문에서는 원편광을 이용한 고속 Imaging ellipsometer (IE)의 개발과정과 그에 대한 두 가지 응용에 대해 다룰 것이다.

우선 고속 IE 개발은 원편광을 이용하였는데, 좌원편광과 우원편광에 대한 이미지로부터 ellipsometry 이미지의 측정이 가능하였다. 스텝 모터를 이용하여 좌원 편광과 우원 편광을 만드는 방식을 통해 초 단위의 측정 속도를 달성하였고 또한 Wollaston 편광기 및 대면적 카메라를 이용함으로써 좌원편광과 우원편광을 동시에 측정하는 초고속 측정 속도도 실현할 수 있었다. 특히, 이 장비는 광부품의 방위각을 찾아야하는 calibration 과정이 필요하지 않아 매우 편리하다. 이와 같이 개발한 장비를 응용한 분야는 다음과 같다.

첫째는 Extreme Ultra Violet (EUV) 펠리클의 검사장비이다. IE를 이용해 EUV 펠리클의 정성적인 광 특성 분포를 확인한 후 Spectroscopic Ellipsometer (SE)를 이용해 구체적인 광특성 및 두께를 분석할 것이다.

둘째는 극도로 희미한 지문 검출장비이다. 기존에 존재하는 지문 검출 방식들은 지문이 형성된 표면을 손상시키는 파괴 검사이다. 그리고 광학을 이용하는 비파괴적인 검출은 반사되는 빛의 색깔 (파장), 세기 (광량)의 차이를 이용하기 때문에 희미한 흔적의 경우에는 검출하기가 매우 어렵다. 반면에 IE는 비파괴적인 방식을 가지고 있기 때문에 표면에 손상을 주지 않는 장점을 가지고 있다. 더불어 편광과 관련된 정보를 추출하므로 기존의 광학적인 장비로는 검출할 수 없는 흔적을 검출 할 수 있다.

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