§1
실험 개요
박막의 두께는 광학·전자·반도체 디바이스 성능을 결정하는 핵심 변수다. 학부에서는 촉침형 단차계(stylus profiler)로 마스크된 영역과 박막 영역의 단차를 측정해 두께를 결정한다.
§2
이론 배경
촉침형 측정
다이아몬드 침이 표면을 접촉 주사하면서 수직 변위 기록. 분해능 ~1 nm. 마스크된 영역(기판)과 박막 영역의 단차 = 박막 두께.
광학 간섭계
반사광 간섭에서 두께 추출. 비접촉, sub-nm 분해능. ellipsometry는 위상 변화로 두께·굴절률 동시 측정.
§3
실험 장치 및 시약
- — 박막 시편 (스퍼터링·CVD 박막)
- — stylus profiler
- — 광학 현미경
- — 마스크 (kapton 테이프)
§4
실험 절차
- 1.기판 일부에 마스크 부착 후 박막 증착.
- 2.마스크 제거 후 단차 영역 선정.
- 3.stylus 침으로 수직 주사, 단차 측정.
- 4.여러 위치 측정 후 평균.
§5
데이터 처리
단차 프로파일에서 두께 산출. 표면 거칠기(RMS)도 함께 보고.
§6
예비보고서 항목별 작성 팁
이론
왜 단차계가 박막 두께 측정에 적합한지 설명.
§7
자주 하는 실수
- — 촉침 압력 너무 커서 부드러운 박막 손상
- — 주사 속도 너무 빨라 노이즈
- — 단차 영역 결정 모호
§8
자주 묻는 질문
Q. ellipsometry와 stylus 중 무엇이 좋나요?
ellipsometry: 비접촉, sub-nm, 굴절률 동시, 단점은 모델 의존성. Stylus: 직접 측정, 간단, 단점은 접촉 손상·1 nm 한계. 박막 종류와 정밀도 요구에 따라 선택.
Q. 두께가 nm 수준인데 측정할 수 있나요?
네. ellipsometry는 0.1 nm 분해능, stylus도 1 nm 가능. 단 표면 거칠기가 두께보다 크면 측정 의미가 없으므로 매끈한 기판이 전제.
§9
참고 표준·문헌
본 가이드는 다음 표준·교과서·핸드북의 정의·식·표준 절차를 따라 작성되었습니다. 학교 양식과 표준 절차가 다를 경우 학교 양식을 우선합니다.
- [1]Ohring, M. — Materials Science of Thin Films, 2nd ed., Academic Press, 2002