KR101305804B1 - 증착 박막의 물리적 특성 측정방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
상기 증착 박막의 물리적 특성 측정방법 및 장치에 따르면, 광학 현미경을 이용하여 촬상된 증착 박막의 촬상 영상으로부터 임의의 그레이 스케일 범위에 포함된 전자수 특성 또는 전자수의 변화량이 큰 깊이 지점을 이용하여 증착 박막의 증착률 및 굴절률과 같은 박막 특성을 손쉽게 측정할 수 있는 이점이 있다. 또한, 별도의 샘플 웨이퍼의 제작이 필요 없이 단순히 촬상 영상의 분석만을 이용하여 증착 박막의 여러 박막 특성들을 동시에 측정할 수 있어 증착 박막의 물리적 특성의 측정에 필요한 시간과 비용을 절감할 수 있다.
Description
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 박막의 물리적 특성 측정장치의 구성도이다.
도 3은 도 2를 이용한 측정방법의 흐름도이다.
도 4는 도 3의 S310 단계에 따른 촬상 영상의 예이다.
도 5는 도 3의 S310 단계에서 얻어진 촬상 영상에 대한 전체 그레이 스케일 별 전자수 분포를 도시한 것이다.
도 6은 기존의 Elipsometry를 이용하여 실제 측정한 증착률과 본 발명의 실시예에 따른 주어진 그레이 스케일 범위 내에 포함된 전자수 간의 상관 관계를 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착 박막의 물리적 특성 측정장치의 구성도이다.
도 8은 도 7을 이용한 측정방법의 흐름도이다.
도 9는 도 8의 S820 단계에 따른 깊이별 촬상 영상에 대한 연산된 입자수를 나타낸 그래프이다.
도 10은 기존의 Elipsometry를 이용하여 실제 측정한 굴절률과 본 발명의 실시예에 따라 얻어진 변곡 지점의 깊이 간의 상관 관계를 도시한 그래프이다.
110,210: 영상 입력부 120,220: 전자수 연산부
130: 증착률 연산부 230: 깊이 탐색부
240: 굴절률 연산부
Claims (14)
- 증착 박막의 물리적 특성 측정장치를 이용한 증착 박막의 물리적 특성 측정방법에 있어서,
광학 현미경을 이용하여 촬상된 상기 증착 박막의 표면에 대한 촬상 영상을 입력받는 단계;
상기 촬상 영상 내에서 임의의 그레이 스케일 범위에 속하는 픽셀들을 이용하여 상기 임의의 그레이 스케일 범위에 포함된 전자수를 연산하는 단계; 및
상기 연산된 전자수를 이용하여 상기 증착 박막의 증착률을 연산하는 단계를 포함하는 증착 박막의 물리적 특성 측정방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 임의의 그레이 스케일 범위는 아래의 수학식으로 정의되는 증착 박막의 물리적 특성 측정방법:
Gmin < 임의의 그레이 스케일 범위 < Gmax-T
여기서, Gmin 및 Gmax는 상기 촬상 영상에 대한 최소 및 최대 그레이 스케일 값, T는 상기 최대 그레이 스케일 값의 10~15%에 해당되는 값이다. - 청구항 1에 있어서,
상기 증착 박막의 증착률을 연산하는 단계는,
상기 전자수에 스케일 인자를 곱하여 상기 증착 박막의 증착률을 연산하되,
상기 스케일 인자는,
상기 광학 현미경에 적용된 소스 파워의 크기에 따라 결정되는 증착 박막의 물리적 특성 측정방법. - 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전자수는 아래의 수학식으로 정의되는 증착 박막의 물리적 특성 측정방법:
전자수 = Σ(Ni×(GMAX-Gi)×n)
여기서, Ni는 상기 촬상 영상을 구성하는 픽셀들 중 상기 임의의 그레이 스케일 범위 내의 i번째 그레이 스케일 값에 해당되는 픽셀들의 개수, Gi는 상기 i번째 그레이 스케일 값, GMAX는 상기 촬상 영상에서 표현 가능한 최대 그레이 스케일 값, n은 상기 픽셀에 대한 비트열의 LSB당 발생하는 전자수, 상기 LSB(Least significant bit)는 2진수로 표현된 비트열 중에서 최하위의 비트 또는 상기 비트열의 최하위 비트를 의미한다. - 증착 박막의 물리적 특성 측정장치를 이용한 증착 박막의 물리적 특성 측정방법에 있어서,
광학 현미경을 이용하여 촬상된 상기 증착 박막의 내표면에 대한 깊이별 촬상 영상을 각각 입력받는 단계;
상기 촬상 영상 내에서 임의의 그레이 스케일 범위에 속하는 픽셀들을 이용하여 상기 임의의 그레이 스케일 범위에 포함된 전자수를 상기 깊이별 촬상 영상마다 연산하는 단계;
상기 깊이별로 연산된 상기 전자수를 이용하여 상기 전자수의 변화량이 기준값보다 큰 변곡 지점의 깊이를 획득하는 단계; 및
상기 변곡 지점의 깊이를 이용하여 상기 증착 박막의 굴절률을 연산하는 단계를 포함하는 증착 박막의 물리적 특성 측정방법. - 청구항 5에 있어서,
상기 증착 박막의 굴절률을 연산하는 단계는,
상기 변곡 지점의 깊이에 스케일 인자를 곱하여 상기 증착 박막의 굴절률을 연산하되,
상기 스케일 인자는,
상기 광학 현미경에 적용된 소스 파워의 크기에 따라 결정되는 증착 박막의 물리적 특성 측정방법. - 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
상기 전자수는 아래의 수학식으로 정의되는 증착 박막의 물리적 특성 측정방법:
전자수 = Σ(Ni×(GMAX-Gi)×n)
여기서, Ni는 상기 촬상 영상을 구성하는 픽셀들 중 상기 임의의 그레이 스케일 범위 내의 i번째 그레이 스케일 값에 해당되는 픽셀들의 개수, Gi는 상기 i번째 그레이 스케일 값, GMAX는 상기 촬상 영상에서 표현 가능한 최대 그레이 스케일 값, n은 상기 픽셀에 대한 비트열의 LSB당 발생하는 전자수, 상기 LSB(Least significant bit)는 2진수로 표현된 비트열 중에서 최하위의 비트 또는 상기 비트열의 최하위 비트를 의미한다. - 광학 현미경을 이용하여 촬상된 증착 박막의 표면에 대한 촬상 영상을 입력받는 영상 입력부;
상기 촬상 영상 내에서 임의의 그레이 스케일 범위에 속하는 픽셀들을 이용하여 상기 임의의 그레이 스케일 범위에 포함된 전자수를 연산하는 전자수 연산부; 및
상기 연산된 전자수를 이용하여 상기 증착 박막의 증착률을 연산하는 증착률 연산부를 포함하는 증착 박막의 물리적 특성 측정장치. - 청구항 8에 있어서,
상기 임의의 그레이 스케일 범위는 아래의 수학식으로 정의되는 증착 박막의 물리적 특성 측정장치:
Gmin < 임의의 그레이 스케일 범위 < Gmax-T
여기서, Gmin 및 Gmax는 상기 촬상 영상에 대한 최소 및 최대 그레이 스케일 값, T는 상기 최대 그레이 스케일 값의 10~15%에 해당되는 값이다. - 청구항 8에 있어서,
상기 증착률 연산부는,
상기 전자수에 스케일 인자를 곱하여 상기 증착 박막의 증착률을 연산하되,
상기 스케일 인자는,
상기 광학 현미경에 적용된 소스 파워의 크기에 따라 결정되는 증착 박막의 물리적 특성 측정장치. - 청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전자수는 아래의 수학식으로 정의되는 증착 박막의 물리적 특성 측정장치:
전자수 = Σ(Ni×(GMAX-Gi)×n)
여기서, Ni는 상기 촬상 영상을 구성하는 픽셀들 중 상기 임의의 그레이 스케일 범위 내의 i번째 그레이 스케일 값에 해당되는 픽셀들의 개수, Gi는 상기 i번째 그레이 스케일 값, GMAX는 상기 촬상 영상에서 표현 가능한 최대 그레이 스케일 값, n은 상기 픽셀에 대한 비트열의 LSB당 발생하는 전자수, 상기 LSB(Least significant bit)는 2진수로 표현된 비트열 중에서 최하위의 비트 또는 상기 비트열의 최하위 비트를 의미한다. - 광학 현미경을 이용하여 촬상된 증착 박막의 내표면에 대한 깊이별 촬상 영상을 각각 입력받는 영상 입력부;
상기 촬상 영상 내에서 임의의 그레이 스케일 범위에 속하는 픽셀들을 이용하여 상기 임의의 그레이 스케일 범위에 포함된 전자수를 상기 깊이별 촬상 영상마다 연산하는 전자수 연산부;
상기 깊이별로 연산된 상기 전자수를 이용하여 상기 전자수의 변화량이 기준값보다 큰 변곡 지점의 깊이를 획득하는 깊이 탐색부; 및
상기 변곡 지점의 깊이를 이용하여 상기 증착 박막의 굴절률을 연산하는 굴절률 연산부를 포함하는 증착 박막의 물리적 특성 측정장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 굴절률 연산부는,
상기 변곡 지점의 깊이에 스케일 인자를 곱하여 상기 증착 박막의 굴절률을 연산하되,
상기 스케일 인자는,
상기 광학 현미경에 적용된 소스 파워의 크기에 따라 결정되는 증착 박막의 물리적 특성 측정장치. - 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,
상기 전자수는 아래의 수학식으로 정의되는 증착 박막의 물리적 특성 측정장치:
전자수 = Σ(Ni×(GMAX-Gi)×n)
여기서, Ni는 상기 촬상 영상을 구성하는 픽셀들 중 상기 임의의 그레이 스케일 범위 내의 i번째 그레이 스케일 값에 해당되는 픽셀들의 개수, Gi는 상기 i번째 그레이 스케일 값, GMAX는 상기 촬상 영상에서 표현 가능한 최대 그레이 스케일 값, n은 상기 픽셀에 대한 비트열의 LSB당 발생하는 전자수, 상기 LSB(Least significant bit)는 2진수로 표현된 비트열 중에서 최하위의 비트 또는 상기 비트열의 최하위 비트를 의미한다.
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