KR0182170B1 - 유기 박막 경도 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기 박막 경도 측정 장치에 관한 것이다. 측정하고자 하는 막에 직접 접하며 막에 스크래치를 내는 접촉핀과, 접촉핀과 연결되어 있는 압력 단위 표시 기능을 갖춘 계수 막대와, 계수 막대와 고정 나사로 연결되어 있으며 고정 나사가 이동할 수 있는 이동홈을 가진 지지대와, 지지대에 연결되어 있는 이동 수단인 바퀴로 이루어져 있다.

Description

유기 박막 경도 측정 장치
제1a-b도는 종래의 유기 박막 접착 측정 방법을 나타낸 단면도이고,
제2도는 본 발명의 실시예에 따른 유기 박막 경도 측정 장치를 나타낸 도면이고,
제3도는 경도와 접착도의 상관 관계를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 유기 박막의 경도 측정 장치에 관한 것이다.
폴리이미드나 포토 레지스트와 같은 유기 박막은 반도체 다층 배선시 패턴을 형성하는 수단으로 사용된다. 이러한 유기 박막의 도포는 그아래 형성되어 있는 하부막에 잘 접착되어야 한다. 그렇지 않으면 후속공정인 사진 식각 공정시 유기 박막과 하부막의 틈새로 식각액이 침투되어 공정 불량이 일어난다.
유기 박막이 하부막과 잘 접착되었는지를 파악하는 일반적인 방법으로는 전자 현미경을 사용하는 방법과 유기물 분석기(FT-IR:fourier transform infrared)를 사용하는 방법이 있다.
전자 현미경을 사용하는 방법은 유기 박막과 그 하부막을 식각한 후 전자 현미경(SEM)을 통하여 확인하는 방법이다.
제1도의 (a)-(b)는 종래의 유기 박막 접착 측정 방법을 나타낸 단면도이다. 제1도의 (a)에 도시한 바와 같이, 먼저, 기판(1) 위에 하부막(4)이 도포되고, 다음, 하부막(4) 위에 유기 박막(2)이 도포된다. 그리고 제1도의 (b)에 도시한 바와 같이, 유기 박막의 접착도는, 하부막(4)이 식각되고 나서, 하부막(4)의 두께인 제1 길이(a)와 유기 박막(2)과 하부막(4) 사이의 틈새로 식각된 제2길이(b)의 비율을 판단한다. 이때, 제2길이(b)가 크면 접착도가 나쁜 것으로 판단할 수 있다. 그러나 이러한 방법은 측정 과정이 복잡하며 시간 소모가 많아서 공정 모니터링용으로 이용되기에는 어려움이 많다.
한편, 유기물 분석기를 사용하는 방법은 분자 구조와 구성비를 측정하여 경도(hardness) 측정하는 것으로, 이를 통하여 접착도(adhesion)를 파악하는 것이다. 이 방법의 특징은 경도와 접착도의 상관 관계를 이용한 것으로 경도를 측정한 후 접착도와 경도의 상관 관계에 의해 접착도를 파악하는 것이다. 그러나 이러한 방법은 접착도의 수치화가 어려우며, 접착도를 파악하는데 소요되는 시간이 많고, 설비가 고가인 단점이 있다.
그러므로 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유기 박막의 경도를 측정하는 계수기(sus scaler)를 이용한 유기 박막 경도 측정 장치를 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유기 박막 경도 측정 장치는, 측정하고자 하는 막에 직접 접하며 막에 스크래치를 내는 접촉핀, 상기 접촉핀과 연결되어 있으며 상기 막의 스크래치의 상태에 따른 해당 압력을 수치로 나타낼 수 있는 압력 단위 표시 기능이 있는 계수막대, 상기 계수 막대와 연결되어 있는 지지대를 포함하고 있다.
즉, 접촉핀에 의해 막에 스크래치를 발생시키고, 이 스크래치를 계수기에 의해 압력 단위로 표시되며, 측정된 압력으로 경도를 환산한다.
첨부한 도면을 참고로 한여, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 , 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
제2도는 본 발명의 실시예에 따른 유기 박막 경도 측정 장치를 나타낸 도면이다.
제2도에 도시한 바와 같이, 유기 박막 경도 측정 장치는 측정하고자 하는 막에 직접 접하며 막에 스크래치를 내는 접촉핀(10)과, 접촉핀과 연결되어 있으며 압력 단위 표시 기능을 갖춘 계수 막대(40)와, 계수 막대(40)와 고정 나사(30)로 연결되어 있으며 고정 나사(30)가 이동할 수 있는 이동홈(20)을 가진 지지대(50)와, 지지대(50)에 연결되어 있는 이동 수단인 바퀴(60)로 이루어져 있다.
본 실시예에 따라 유기 박막 경도 측정 장치를 이용하여 유기 박막의 경도를 측정하는 방법에서는 먼저, 계수기(40)를 손으로 가볍게 잡은 후 유기 박막(70) 위에 얹고 일정 속도로 진행하여 스크래치(scratch)를 만든다.
이때 스크래치가 심하게 나타나면, 계수기(40)의 눈금이 작아지게 이동홈(20)을 통하여 지지대(50)를 옮긴다. 지지대(50)에는 바퀴(60)가 달려 있어 이동하기 용이하다.
그리고 나서 다시 유기 박막(70)에 스크래치를 만든다.
만약 스크래치가 조금 나타나면 계수기(40)의 눈금이 더욱 작아지게 이동홈(20)을 통하여 지지대(50)를 아래쪽으로 옮긴다.
그리고 나서 다시 유기 박막(70)에 스크래치를 만든다.
만약, 스크래치가 더 이상 발생되지 않은 경우에 계수기(40)의 눈금을 읽어서 유기 박막(70)의 경도를 환산한다.
이때 접촉핀(10)을 경도가 높은 재질로 만들어 주면 유기막 이외에 막에도 경도를 측정할 수 있다.
여기서, 계수기(40)의 눈금값은 압력 단위로 환산되며 경도 데이터로 환산하여 정량화 할 수 있다.
또한, 경도와 접착도는 비례 관계에 있는데, 막별로 비례 관계 데이터를 확인하면 식각과 전자 현미경 계측기만을 이용하여 손쉽게 경도뿐만 아니라 접착도도 모니터링할 수 있다.
제3도는 경도와 접착도의 상관 관계를 나타낸 그래프이다.
제3도에 도시한 바와 같이, 경도와 접착도와의 상관 그래프는 경도에 따라 처음에는 접착력이 2차 곡선 형태로 성장하고, 다음 임계 경도에 도착하면 수평선의 모양이 전해진다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명은 막의 스크래치를 이용하여 막의 경도 및 접착도를 쉽게 측정할 수 있는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 측정하고자 하는 막에 직접 접하며 막에 스크래치를 내는 접촉핀, 상기 접촉핀과 연결되어 있으며 상기 막의 스크래치의 상태에 따른 해당 압력을 수치로 나타낼 수 있는 압력 단위 표시 기능이 있는 계수막대, 상기 계수 막대와 연결되어 있는 지지대를 포함하는유기 박막 경도 측정 장치.
  2. 제1항에서, 상기 계수 막대와 상기 지지대를 연결하는 연결 수단을 더 포함하는 유기 박막 경도 측정 장치.
  3. 제2항에서, 상기 연결 수단은 고정 나사인 유기 박막 경도 측정 장치.
  4. 제1항에서, 상기 지지대에 연결되어 있는 이동 수단을 더 포함하는 유기 박막경도 측정 장치.
  5. 제4항에서, 상기 이동 수단은 바퀴인 유기 박막 경도 측정 장치.
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