KR100665003B1

KR100665003B1 - 금속표면 상의 유기도막 두께 측정방법

Info

Publication number: KR100665003B1
Application number: KR20040102610A
Authority: KR
Inventors: 최희성; 이효수; 김진영; 이희진
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2007-01-09
Also published as: CN100373128C; KR20060063435A; JP2006162627A; US20060119867A1; CN1786657A; TWI275419B; TW200631672A

Abstract

본 발명은 유기 납땜성 보호(OSP)막과 같은 금속표면상에 형성된 유기도막의 두께측정기술에 관한 것으로서, 금속 표면 상에 형성된 적어도 하나의 기준 유기도막에 대한 흡수스펙트럼을 측정하는 단계와, 상기 기준 유기도막의 흡수스펙트럼에서 특정 파장대역의 흡수강도를 산출하는 단계와, 파괴식 측정법에 따라 상기 기준 유기도막의 두께를 측정하는 단계와, 상기 기준 유기도막의 흡수강도와 상기 측정된 두께에 기초하여, 흡수강도와 막두께의 상관성을 정의하는 단계와, 금속 표면 상에 형성된 피측정대상인 유기도막에 대한 흡수스펙트럼을 측정하는 단계와, 상기 피측정대상인 유기도막의 흡수스펙트럼에서 상기 특정 파장대역의 흡수강도를 산출하는 단계와, 상기 흡수강도와 막두께의 상관성에 기초하여, 상기 피측정대상인 유기도막의 흡수강도로부터 막두께를 산출하는 단계를 포함하는 유기도막의 두께측정방법을 제공한다.

유기 납땜성 보호막(organic soderability preservative film), 적외선 분광법(IR spectrometry), 흡수강도(absorption intensity)

Description

금속표면 상의 유기도막 두께 측정방법{METHOD OF MEASURING THICKENSS OF ORGANIC COATING FILM ON METAL SURFACE}

도1a 및 도1b는 통상적인 칩스케일 패키지와 그 기판의 패드표면을 나타내는 단면도이다.

도2는 종래의 유기 납땜성 보호(OSP)막의 두께 측정방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도3a 및 도3b는 본 발명에 따른 유기도막의 두께측정방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도4는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 유기도막의 두께측정방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도5는 본 발명에 따른 측정방법에 채용가능한 적외선 분광시스템의 개략도이다.

도6a 및 도6b는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 기준 유기도막의 적외선 흡수스펙트럼과, 기준 유기도막의 적외선 흡수강도와 두께의 상관성을 나타내는 그래프이다.

도7a 및 도7b는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 표준물질(예, 페릴렌)막의 적외선 흡수스펙트럼과, 기준 유기도막과 표준물질의 적외선 흡수강도비와 기준 유 기도막 두께의 상관성을 나타내는 그래프이다.

도8은 본 발명의 일실시예에 사용된 OSP막의 FIB분석평가를 나타내는 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

16: 구리패턴 18: 유기 납땜성 보호(OSP)막

51: 적외선 광원 53: 검출부

55: 증폭부 57: A/D변환부

59: 컴퓨터

본 발명은 유기도막 두께 측정방법에 관한 것으로서, 특히 비교적 큰 표면거칠기를 갖는 구리패드와 같은 금속표면 상에 형성되는 서브마이크론 수준의 유기 납땜성 보호막(OSP, organic solderability preservative film)의 두께측정방법에 관한 것이다.

일반적으로, 도막의 두께측정방법은 측정 후에 도막자체의 기능을 상실하는 파괴방법과 도막기능을 유지하는 비파괴방법이 있다. 상기 파괴방법은 FIB, XPS, SEM분석과 같이 도막에 대한 물리적/화학적 해체를 수반하므로, 측정된 도막의 재생이 불가능할 뿐만 아니라, 제한된 면적에서만 측정되므로 전체 영역에 대한 대표 성을 갖기 어렵다는 문제가 있다.

이에 반해, 적외선 분광분석방법과 비파괴식 분석방법은 두께뿐만 아니라, 조성을 분석하는 유익한 분석법으로 사용되고 있다. 상기 비파괴분석방법은 도막자체의 기능을 유지할 뿐만 아니라, 신속한 분석이 가능하다는 장점이 있다.

하지만, 이러한 장점에도 불구하고, 구리표면에 형성된 유기 납땜성 보호(OSP)막과 같이, 금속표면에 형성된 유기도막의 두께측정방법으로는 적절히 활용되지 못하고 있다. 이는 상대적으로 표면거칠기가 큰 금속표면에 유기도막의 두께가 다소 불균일하여 표준화가 어렵다는데 있다.

특히, OSP막과 같은 경우에는 에칭된 구리패턴상에 제공되므로, 그 어려움은 보다 심각해지므로, 현재까지 OSP막 두께측정방법은 간접적인 파괴식 측정방법에 의존하고 있다. 이를 도1a 및 도1b와 도2를 참조하여 설명한다.

도1a에는 OSP막이 적용될 수 있는 칩스케일패키지(10)가 도시되어 있다. 도1a와 같이, 칩(14)이 실장된 기판(12)의 하면에는 내부회로(미도시)를 통해 상기 칩(14)과 연결된 구리패턴(16)이 제공된다. 상기 에칭된 구리패턴(16) 표면 상에는 납땜성을 향상시키기 위해 OSP막(18)이 도포된다. 이러한 OSP막(18)은 전기적 신뢰성과 납땜성을 고려하여 서브마이크론 수준의 적절한 두께로 형성되어야 한다.

하지만, 도1b(도1a의 A부분)에 도시된 바와 같이, 상기 OSP막(18)은 에칭에 의해 거친 표면을 갖는 구리패턴(16) 상에 형성되므로, 그 두께를 분광법과 같은 비파괴식 방법으로 직접 측정하는데 어려움이 있다.

따라서, 종래의 OSP막두께의 측정방법은 도2와 같이 간접적인 파괴식 평가방법이 사용되어 왔다.

도2를 참조하여 설명하면, 우선, 두께측정용 기판에 OSP막을 특정 공정조건(적용시간 등)으로 형성한다(S21). 상기 두께측정용 기판은 일정한 면적의 구리패턴을 가지며, 그 구리패턴은 실제 사용되는 도1a의 구리표면과 같은 동일한 거칠기를 갖는다. 이어, OSP막을 염산용액으로 완전 용해시켜 얻어진 유기용액을 마련하고(S23), 상기 유기용액에 대해 자외선 분광법을 실시하여 OSP물질의 농도를 측정한다(S25). 다음으로, 측정된 농도(OSP물질의 양)과 적용면적을 기초하여 막두께로 산출한다(S27). 이와 같이 특정 공정조건에서 형성된 OSP막의 두께는 동일한 공정조건에서 제조된 실제 제품에 적용된 OSP막의 두께로 추정된다(S29).

상기한 두께측정방법은 공정조건을 기준으로 한 간접적인 측정방법에 불과하여 그 신뢰성이 매우 낮을 뿐만 아니라, 각 공정조건에 따른 두께 데이터가 요구되므로, 측정방식이 번거롭다는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 것으로서, 그 목적은 금속표면에 형성되는 서브마이크론 수준의 OSP막과 같은 유기도막의 두께를 비파괴식 방법을 사용하여 직접 평가할 수 있는 표준화된 측정기술을 제공하는데 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은,

금속 표면 상에 형성된 적어도 하나의 기준 유기도막에 대한 흡수스펙트럼을 측정하는 단계와, 상기 기준 유기도막의 흡수스펙트럼에서 특정 파장대역의 흡수강도를 산출하는 단계와, 파괴식 측정법에 따라 상기 기준 유기도막의 두께를 측정하는 단계와, 상기 기준 유기도막의 흡수강도와 상기 측정된 두께에 기초하여, 흡수강도와 막두께의 상관성을 정의하는 단계와, 금속 표면 상에 형성된 피측정대상인 유기도막에 대한 흡수스펙트럼을 측정하는 단계와, 상기 피측정대상인 유기도막의 흡수스펙트럼에서 상기 특정 파장대역의 흡수강도를 산출하는 단계와, 상기 흡수강도와 막두께의 상관성에 기초하여, 상기 피측정대상인 유기도막의 흡수강도로부터 막두께를 산출하는 단계를 포함하는 유기도막의 두께측정방법을 제공한다.

본 발명은 상기 피측정대상인 유기도막은 에칭에 의해 높은 표면거칠기를 갖는 금속에서 유익하게 적용될 수 있으며, 이 때에, 상기 기준 유기도막이 형성된 금속표면도 동일한 에칭조건으로 표면거칠기가 부여된 금속이다.

바람직하게, 상기 유기도막은 유기 납땜성 보호(OSP)막이며, 상기 피측정대상인 유기도막은 인쇄회로기판의 구리패턴 상에 형성된 OSP막일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 상기 적어도 하나의 기준 유기도막은 복수개일 수 있으며, 이 경우에, 각각 기준유기도막은 다른 두께를 갖도록 단위 면적 당에 유기물질양을 서로 다르게 적용하는 것이 바람직하다.

또한, 바람직하게, 상기 흡수스펙트럼은 유기물질에 적합한 적외선 분광법에 의해 측정될 수 있다. 흡수강도를 산출하는 특정 파장대역은 상기 유기도막의 주성분의 흡수피크대역에 해당하는 파장대역일 수 있다.

본 발명의 구체적인 실시형태에서, 상기 파괴식 방법에 따라 상기 기준 유기도막의 두께를 측정하는 단계는, 상기 금속표면 상에 기준 유기도막을 용해시키는 단계와, 상기 용해된 액 중 유기물질 농도를 분석하는 단계와, 분석된 농도에 기초하여 기준 유기도막의 두께를 환산하는 단계로 구현될 수 있다. 이 경우에, 상기 유기물질 농도를 분석하는 단계는, 자외선 분광법을 이용하여 실행되는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서는, 경면처리된 웨이퍼 상에 균일한 두께를 갖는 표준물질을 도포하는 단계와, 상기 표준물질막에 대한 흡수스펙트럼을 측정하는 단계와, 상기 표준물질막의 흡수스펙트럼으로부터 특정대역의 흡수강도를 산출하는 단계와, 상기 표준물질막의 흡수강도와 상기 기준 유기도막의 흡수강도의 비율을 연산하는 단계를 더 포함하고, 상기 흡수강도와 막두께의 상관성을 정의하는 단계는, 상기 흡수강도의 비율과 막두께의 상관성을 정의하는 단계이며, 상기 피측정대상인 유기도막의 흡수강도로부터 막두께를 산출하는 단계는, 상기 표준물질막의 흡수강도와 상기 피측정대상인 유기도막의 흡수강도의 비율에 기초하여, 상기 피측정대상인 유기도막의 두께를 산출하는 단계로 이루어질 수 있다.

이와 같이, 매끄러운 표면 상에 형성된 표준물질막을 이용하여 금속의 표면거칠기에 대한 두께편차와 측정시 외부영향에 의한 오차를 보다 효과적으로 저감시킬 수 있다.

이 경우에, 상기 웨이퍼는 통상적으로 사용되는 실리콘 웨이퍼이며, 상기 표준물질은 페릴렌일 수 있다. 상기 표준물질에 대한 흡수스펙트럼을 측정하는 단계는 적외선 분광법에 의해 실행될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 유기도막 두께측정방법은 기준유기도막을 이용한 흡수강도와 두께의 상관성을 산출하는 과정(도3a)과 그 상관성에 기초하여 피측정대상인 유기도막 두께를 측정하는 과정(도3b)으로 구분할 수 있다.

우선, 도3a와 같이, 본 발명에 따른 측정방법은 금속표면 상에 기준 유기도막에 대한 흡수스펙트럼을 측정하는 단계(S31)로 시작된다. 기준 유기도막이 형성 되는 금속표면은 소정의 면적의 금속표면을 갖는 두께측정용 기판이다. 상기 금속표면은 실제 측정할 대상인 유기도막이 형성된 금속표면과 동일한 조건을 갖는다. 즉, 실제 측정할 대상이 에칭된 구리표면에 형성된 유기 납땜성 보호(OSP)막일 경우에는, 그와 동일한 에칭조건에서 표면거칠기가 부여된 금속표면인 것이 바람직하다. 또한, 흡수스펙트럼 측정을 위해 사용되는 분광법은 적외선 분광법이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이어, 측정된 기준 유기도막의 흡수스펙트럼으로부터 특정 파장대역의 흡수강도를 산출한다(S32). 흡수강도가 측정되는 파장대역은 기준 유기도막의 주성분에 해당하는 흡수피크가 포함되는 영역으로 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어, OSP막의 두께측정방법으로 적용되는 경우에는, CH₃ ^-기 에 해당하는 1230∼1290 ㎝^-1범위가 바람직하다.

다음으로, 흡수강도가 산출된 기준유기도막을 통상의 파괴식 측정방법에 따라 두께를 측정한다(S33). 본 단계는 상기 금속표면 상에 기준 유기도막을 용해시킨 후에, 상기 용해된 액 중 유기물질 농도를 분석하고, 그 분석된 농도에 기초하여 기준 유기도막의 두께를 환산할 수 있다. 즉, 이미 알고 있는 면적에 도포되며, 분석된 농도로부터 도포된 유기물질의 부피를 산출할 수 있으며, 그 면적과 부피를 통해 두께를 측정할 수 있다. 이 경우에, 상기 유기물질 농도는 자외선 분광법에 의해 분석될 수 있다.

이어, 기준유기도막의 흡수강도와 두께의 상관성을 산출한다(S34). 흡수강도는 두께정보를 포함하며, 실질적으로 두께 수치와 비례하는 관계를 갖는다. 여기서, 산출된 기준유기도막의 흡수강도와 두께의 상관성은 실제 피측정대상인 유기도막에 대한 흡수강도를 두께로 환산하는데 이용될 수 있다. 바람직한 실시형태의 경우에, 매끄러운 기판 상에 형성된 다른 표준물질과의 흡수강도비를 산출하고, 본 단계에서는 흡수강도비와 두께의 상관성을 산출함으로써 보다 정확한 두께측정을 실시할 수도 있다. 이에 대해서는 도4에서 후술하기로 한다.

또한, 도3a를 참조하여 설명된, 기준유기도막의 흡수강도와 두께의 상관성을 산출하는 과정은 보다 정확성을 높히기 위해서 복수개의 유기도막에 대해서 실시할 수 있다. 이 경우에, 각각 기준유기도막은 다른 두께를 갖도록 단위 면적당에 유기물질양을 서로 다르게 적용하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 산출된 흡수강도와 두께의 상관성에 기초하여, 도3b와 같이 피측정대상인 유기도막 두께를 측정하는 과정을 실시한다.

먼저, 피측정대상인 유기도막에 대한 흡수스펙트럼을 측정한다(S35). 본 흡수스펙트럼 측정을 위한 분광법은 기준 유기도막에 대한 측정방식과 동일한 적외선 분광법으로 실시되는 것이 바람직하다. 실제 측정대상인 유기도막은 인쇄회로기판의 패드로 제공되는 구리표면 상에 형성된 서브마이크론 수준의 OSP막일 수 있다.

이어, 피측정대상인 유기도막의 흡수스펙트럼으로부터 특정 파장대역의 흡수강도를 산출한다(S36). 여기서 흡수강도를 산출하기 위한 특정 파장대역은 기준 유기도막에서 흡수강도를 산출한 파장대역과 동일하다. 예를 들어, OSP막의 두께측정방법으로 적용되는 경우에는, CH₃ ^-기 에 해당하는 1230∼1290 ㎝^-1범위가 바람직하다.

최종적으로, 기준유기도막으로부터 산출된 흡수강도와 두께의 상관성에 기초하여, 피측정대상인 유기도막의 흡수강도로부터 두께를 산출한다(S37). 이와 같이, 본 발명은 흡수강도와 두께의 상관성을 통해 동일한 물질인 유기도막을 직접 측정하는 방법이므로, 상기 기준유기도막이 피측정대상인 유기도막과 같은 공정으로 형성될 것이 요구되지 않는다.

또한, 실제로 측정되는 유기도막은 정해진 면적이 아닌 다양한 영역에 거쳐 분포될 수 있으므로, 종래의 파괴식방법을 사용하는 경우에 직접적인 측정이 불가능하여, 동일한 공정에서 별도의 두께측정용 기판에 형성된 유기도막의 두께를 측정한 결과를 기초하여 추정하는 방식으로 평가되었으나, 본 발명에서는 실제 기판 상에 다른 형태와 면적을 갖는 다수의 영역에 형성된 유기도막의 두께를 직접 측정할 수 있는 방법으로서 유익하게 활용될 수 있다.

본 발명에 따른 측정방법은 도4에 도시된 표준물질막을 이용한 흡수강도보정과정을 추가적으로 채용할 수 있다. 도4에 도시된 과정으로부터 산출된 흡수강도비는 도3a 및 도3b에 설명된 측정방법에서 피측정대상인 유기도막의 두께를 보다 정확하게 측정하는 수단으로 사용될 수 있다. 이하, 본 과정은 도3a 및 도3b와 결합하여 설명한다.

우선, 도4를 참조하면, 상기 흡수강도 보정과정은 웨이퍼 상에 균일한 두께를 갖는 표준물질을 도포하는 과정(S41)으로 시작된다. 상기 웨이퍼는 도3a 및 도3b에 사용된 거친 금속표면과 달리, 매끄러운 경면처리된, 즉 극히 낮은 표면조도를 갖는 웨이퍼일 수 있다. 또한, 표준물질은 유기도막과 다른 물질일 수 있으며, 페릴렌과 같이 균일한 두께를 갖도록 도포될 수 있는 물질이라면 바람직하게 채용될 수 있다.

이어, 형성된 표준물질막에 대한 흡수스펙트럼을 측정한다(S42). 도3a 및 도3b에서 설명된 흡수스펙트럼 측정과정과 같이 적외선 분광법이 사용될 수 있다. 다음으로, 특정파장대역의 상기 표준물질막의 흡수강도를 산출한다(S43). 표준물질막에 대한 특정파장대역은 다른 물질이 사용되므로, 도3a 및 도3b의 흡수강도산출을 위한 파장대역과 다를 수 있다.

산출된 표준물질막의 흡수강도와 도3a의 단계(32)에서 산출된 흡수강도의 비율을 연산하고(S44), 도3a의 단계(33)에서, 상기 흡수강도비와 두께의 상관성을 산출하고, 도3b의 단계(37)에서, 피측정대상인 유기도막과 표준물질막의 상기 흡수강도의 비를 산출하고 도3a의 단계에서 얻어진 상관성에 기초하여 보다 정확한 막두 께를 얻을 수 있다.

매끄러운(매우 낮은 표면조도를 갖는) 웨이퍼 상에 형성된 균일한 두께를 갖는 표준물질에 대한 흡수강도와 기준 유기도막의 흡수강도의 비를 이용하므로, 거친 표면에 형성되는 피측정대상인 유기도막의 두께를 보다 정확하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 적외선 조사에 의한 흡수스펙트럼 측정과정에서 외란에 의한 영향을 보정하는 수단으로서 이용될 수 있다.

도5는 본 발명에 따른 측정방법에 채용가능한 적외선 분광시스템(50)의 개략도이다.

도5에 도시된 바와 같이, 적외선 분광시스템(50)은 금속(16)표면에 형성된 유기도막(18)에 적외선을 조사히기 위한 적외선 광원(51)을 포함한다. 상기 적외선 광원(51)으로부터 조사된 적외선은 유기도막(18)에서 일부 흡수되고, 나머지는 검출부(53)로 반사된다. 상기 검출부(53)에서 검출된 적외선신호는 증폭부(55)에서 증폭된 후에 A/D변환부(57)를 통해 컴퓨터(59)에 전송된다. 상기 컴퓨터(59)에서 FR-IR분광법에 따라 적외선 분광그래프를 제공하며, 도3a 및 도3b와 도4에서 설명된 흡수강도와 두께의 상관성이 저장되어 측정된 흡수스펙트럼으로부터 피측정대상인 유기도막(18)의 두께정보를 제공하기 위한 프로그램이 저장되어 적절히 구동될 수 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

(실시예1)

본 실시예에서는, 두께측정용 기판으로서 10㎠인 동박적층판을 4개 준비하고, 각 적층판의 구리표면을 세정한 후에, 통상의 구리패드와 동일한 조건으로 에칭시켰다. 상기 4개의 동박적층판의 구리표면에 서로 다른 시간동안 OSP물질로서 알킬-벤질-이미다졸 수용액을 적용한 후에 수분을 제거하여 4개의 기준 유기도막(A,B,C,D)을 마련하였다.

FT-IR법에 따라, 상기 4개의 기준유기도막(A,B,C,D)에 대한 적외선 흡수스펙트럼을 측정하였다. 측정된 적외선 흡수스펙트럼에서 1230∼1290㎝^-1대역의 흡수강도를 적분하여 산출하였다. 각각의 기준 유기도막에 대한 흡수강도는 15, 99.5, 153, 160로 산출되었다. 도6a는 일 기준유기도막(D)에 대한 적외선 흡수스펙트럼을 나타내는 그래프이다.

이어, 기준 유기도막을 각각 100㎖ 비이커에 넣고 0.5% 염산수용액을 25㎖ 추가한 후에, 3분 내지 5분간 비이커를 흔들어서 OSP막을 완전 용해시킨 후에, 각각 유기용액에 대해서 석영유리셀에 넣고 자외선 분광광도계를 이용하여 0.5%의 염산수용액을 대칭으로 269∼279㎚의 최대흡광도를 측정하였고, 그 수치와 동박의 면적을 이용하여 각각의 막두께를 산출하였다. 그 결과, 각 기준 유기도막은 0.5㎛, 0.7㎛, 1.0㎛ 및 1.5㎛로 측정되었다.

다음으로, 각 기준유기도막의 두께와 흡수강도에 대한 상관성을 산출하였다. 그 결과를 그래프로 도6b에 도시되어 있다. 도6b에서 두께와 흡수강도의 상관성( α)은 실선과 같이 표시될 수 있다.

이어, 미지의 두께를 갖는 동일한 물질의 OSP막에 대한 적외선 스펙트럼을 측정하고, 동일한 파장대역에서 흡수강도는 53으로 산출되었다. 상기 상관성(α)에 기초하여 미지의 OSP막 두께는 약 0.42㎛로 산출되었다.

(실시예2)

본 실시예에서는, 외부표준물질의 흡수강도 정보를 이용하여 실시예1로부터 얻어진 기준 유기도막의 흡수강도와 두께의 상관성을 보다 정확한 흡수강도비와 두께의 상관성으로 변환하여 두께측정방법에 적용하였다.

우선, 경면처리된 실리콘 웨이퍼에 1.2㎛두께로 페릴렌을 코팅하고, 적외선 분광법에 따라 흡수스펙트럼을 측정하였다. 측정된 흡수스펙트럼은 도7a에 도시되어 있다. 여기서, 1380∼1520㎝^-1의 흡수강도를 측정하고, 상기 페릴렌의 흡수강도(약 765)로 각각 실시예1에서 측정된 기준 유기도막의 흡수강도을 나누어 그 흡수강도비를 산출하였다. 각각 기준 유기도막과 관련된 흡수강도비는 0.02, 0.13, 0.2, 0.21로 나타났다. 상기 흡수강도비와 두께의 상관성(α')은 도7b의 그래프로 도시하였다. 도7b의 그래프에서, 흡수강도비와 두께의 상관성(α')으로 표시될 수 있으며, 본 실시예에서는 아래와 같은 식으로 정리될 수 있었다.

막두께(㎛)={(미지 OSP막의 흡수강도/페릴렌의 흡수강도) + 0.0085)}/0.1542

본 실시예에서, 상기 식을 기초하여, 미지 OSP막의 흡수강도가 실시예1에 얻은 결과와 같이 53일 때에, 미지의 OSP막의 두께는 약 0.5㎛로 얻어졌다.

한편, 측정결과의 정확성을 확인하기 위해서, 파괴방법 중 하나의 FIB분석법을 이용하여 상기 미지의 OSP막에 대한 두께를 측정하였다. 도8은 FIB분석법에 따라 측정된 OSP막 두께 평가결과이다. 대략 0.4∼0.7㎛의 두께를 갖는 것으로 나타났으며, 실시예2의 결과는 거의 평균값에 해당하는 것으로 매우 정확하며, 실시예1의 결과도 역시 FIB분석법의 평가범위에 해당하는 것을 확인할 수 있었다.

상술한 실시형태 및 첨부된 도면은 바람직한 실시형태의 예시에 불과하며, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 또한, 본 발명은 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, FT-IR분광법과 같은 분광법을 이용하여 기준 유기도막의 흡수강도와 두께의 상관성을 도출하고, 이를 기초하여, 실제 피측정대상인 유기도막의 두께를 비파괴식 방법으로 직접 측정할 수 있다. 종래의 공정조건을 통한 간접적인 파괴식 측정방법에 비해 본 발명은 직접 유기도막의 두 께를 신속하게 측정하면서도 피측정대상인 도막의 기능을 유지하므로, 유기도막 두께측정을 표준화하는 기술로 적극적으로 활용될 수 있다.

Claims

금속 표면 상에 형성된 적어도 하나의 기준 유기도막에 대한 흡수스펙트럼을 측정하는 단계;

상기 기준 유기도막의 흡수스펙트럼에서 특정 파장대역의 흡수강도를 산출하는 단계;

파괴식 측정법에 따라 상기 기준 유기도막의 두께를 측정하는 단계;

상기 기준 유기도막의 흡수강도와 상기 측정된 두께에 기초하여, 흡수강도와 막두께의 상관성을 정의하는 단계;

금속 표면 상에 형성된 피측정대상인 유기도막에 대한 흡수스펙트럼을 측정하는 단계;

상기 피측정대상인 유기도막의 흡수스펙트럼에서 상기 특정 파장대역의 흡수강도를 산출하는 단계; 및,

상기 흡수강도와 막두께의 상관성에 기초하여, 상기 피측정대상인 유기도막의 흡수강도로부터 막두께를 산출하는 단계를 포함하는 유기도막의 두께측정방법.
제1항에 있어서,

상기 기준 유기도막과 상기 피측정대상인 유기도막은 동일한 에칭조건에서 표면조도가 부여된 금속인 것을 특징으로 하는 유기도막의 두께측정방법.
제1항에 있어서,

상기 유기도막은 유기 납땜성 보호(OSP)막이며,

상기 피측정대상인 유기도막은 인쇄회로기판의 구리패턴 상에 형성된 OSP막인 것을 특징으로 하는 유기도막의 두께측정방법.
제1항에 있어서,

상기 적어도 하나의 기준 유기도막은 복수개이며, 각각 기준유기도막은 단위 면적당에 코팅된 유기물질이 서로 다른 양으로 적용된 것을 특징으로 하는 유기도막의 두께측정방법.
제1항에 있어서,

상기 흡수스펙트럼은 적외선 분광법에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 유기도막의 두께측정방법.
제1항에 있어서,

상기 특정 파장대역은 상기 유기도막의 주성분의 흡수피크대역에 해당하는 것을 특징으로 하는 유기도막의 두께측정방법.
제1항에 있어서,

상기 파괴식 방법에 따라 상기 기준 유기도막의 두께를 측정하는 단계는,

상기 금속표면 상에 기준 유기도막을 용해시키는 단계와, 상기 용해된 액 중 유기물질 농도를 분석하는 단계와, 분석된 농도에 기초하여 기준 유기도막의 두께를 환산하는 단계를 포함하는 유기도막의 두께측정방법.
제7항에 있어서,

상기 유기물질 농도를 분석하는 단계는, 자외선 분광법을 이용하여 실행되는 것을 특징으로 하는 유기도막의 두께측정방법.
금속 표면 상에 형성된 적어도 하나의 기준 유기도막에 대한 흡수스펙트럼을 측정하는 단계;

상기 기준 유기도막의 흡수스펙트럼에서 특정 파장대역의 흡수강도를 산출하는 단계;

파괴식 측정법에 따라 상기 기준 유기도막의 두께를 측정하는 단계;

경면처리된 웨이퍼 상에 균일한 두께를 갖는 표준물질을 도포하는 단계;

상기 표준물질막에 대한 흡수스펙트럼을 측정하는 단계;

상기 표준물질막의 흡수스펙트럼으로부터 특정대역의 흡수강도를 산출하는 단계;

상기 표준물질막의 흡수강도와 상기 기준 유기도막의 흡수강도의 비율을 연산하는 단계;

상기 흡수강도 비율과 상기 기준 유기도막 두께의 상관성을 정의하는 단계;

금속 표면 상에 형성된 피측정대상인 유기도막에 대한 흡수스펙트럼을 측정하는 단계;

상기 피측정대상인 유기도막의 흡수스펙트럼에서 상기 특정 파장대역의 흡수강도를 산출하는 단계; 및

상기 표준물질막의 흡수강도와 상기 피측정대상인 유기도막의 흡수강도의 비율에 기초하여, 상기 피측정대상인 유기도막의 두께를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기도막의 두께측정방법
제9항에 있어서,

상기 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼이며, 상기 표준물질은 페릴렌인 것을 특징으로 하는 유기도막의 두께측정방법.
제10항에 있어서,

상기 흡수강도의 비율과 막두께의 상관성은

막두께(㎛)={(미지 OSP막의 흡수강도/페릴렌의 흡수강도) + 0.0085)}/0.1542

으로 정의되는 것을 특징으로 하는 유기도막의 두께측정방법.
제9항에 있어서,

상기 표준물질에 대한 흡수스펙트럼을 측정하는 단계는 적외선 분광법에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 유기도막의 두께측정방법.