KR102263564B1 - 나노 측정 단위 교정 방법 및 이에 이용되는 표준물질 - Google Patents

나노 측정 단위 교정 방법 및 이에 이용되는 표준물질 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 나노 측정 단위 교정 방법은, 표준물질을 이용하는 나노 측정 단위 교정 방법에 있어서, 나노 계측기에 의해 상기 표준물질에 포함되고 기 지정된 서로 다른 크기의 인증값들을 갖는 복수의 나노 구조체의 너비를 측정하는 단계; 상기 나노 계측기를 의해 측정된 상기 복수의 나노 구조체 각각의 너비에 대한 측정값들을 일정한 기준으로 결정하는 단계; 및 상기 인증값들 및 상기 측정값들을 기반으로 상기 나노 계측기의 측정 단위를 교정하는 단계를 포함한다.

Description

나노 측정 단위 교정 방법 및 이에 이용되는 표준물질{METHOD FOR CALIBRATING NANO MEASUREMENT SCALE AND STANDARD MATERIAL USED THEREIN}
본 발명은 나노 측정 단위 교정 방법 및 이에 이용되는 표준물질에 관한 것으로 기 지정된 인증값을 갖는 나노 구조체를 포함하는 표준물질 및 이를 이용하여 나노 계측기에 의한 측정에서 측정 단위를 교정하는 방법에 관한 것이다.
원자력 현미경(Atomic Force Microscope: AFM)이나 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope: SEM)은 반도체 소자 제작 공정에서 나노 수준의 선폭(Critical Dimension: CD) 및 피치 등을 측정하는 나노 계측기이다. 현재 나노 계측기에 의한 측정에서 측정되는 값은 나노 계측기의 사용 조건에 따라 실제의 값에서 벗어난다.
특히 최근 시스템 반도체 산업의 발전과 더불어 수 나노미터에 불과한 선폭, 피치 및 단차를 정확히 측정하는 기술은 반도체 산업에서 가장 중요한 공정 분석 이슈 중의 하나이다. 더구나 반도체 소자의 크기가 축소됨에 따라 더욱 작은 크기의 소자가 개발되면서 측정 값과 실제 값 차이에 대한 정확한 정의가 요구된다.
본 발명은 서로 다른 크기의 일련의 인증값을 갖는 복수의 나노 구조체를 포함하는 표준물질을 나노 계측기로 측정하고, 측정값이 인증값에서 벗어난 정도를 결정하여 나노 계측기의 측정 단위를 교정하는 나노 측정 단위 교정 방법 및 이에 이용되는 표준물질을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 나노 측정 단위 교정 방법에 이용되는 표준물질은, 나노 계측기에 의한 측정에서 측정 단위를 교정하는 방법에 이용되는 표준물질에 있어서, 기 지정된 서로 다른 크기의 인증값들로 너비가 설정되고 소정의 간격으로 이격되는 복수의 나노 구조체; 및 상기 복수의 나노 구조체 각각이 이격된 상기 소정의 간격에 개재되는 복수의 중간층을 포함한다.
또한, 상기 복수의 나노 구조체 각각의 너비는, 5 nm 내지 100 nm 사이의 값 중에서 지정된 값을 갖는다.
또한, 상기 복수의 나노 구조체는 너비의 크기에 따라 순차적으로 배열된다.
또한, 상기 복수의 중간층의 두께는, 50 nm 내지 100 nm 사이의 값 중에서 지정된 값을 갖는다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 나노 측정 단위 교정 방법에 이용되는 표준물질은, 나노 계측기에 의한 측정에서 측정 단위를 교정하는 방법에 이용되는 표준물질에 있어서, 기 지정된 서로 다른 크기의 인증값들로 너비가 설정되고 소정의 간격으로 이격되는 복수의 나노 구조체; 및 상기 복수의 나노 구조체 각각이 이격된 간격에 개재되는 복수의 중간층을 포함하고, 상기 복수의 나노 구조체 및 상기 복수의 증간층이 교대로 적층된 상기 표준물질의 일면에는, 상기 복수의 중간층 각각이 일정한 깊이로 제거된 복수의 오목부 및 상기 복수의 나노 구조체 각각이 상기 복수의 오목부의 바닥보다 돌출되는 복수의 볼록부가 형성되고, 상기 표준물질의 일면은 상기 복수의 나노 구조체 및 상기 복수의 중간층의 경계 면에 수직이다.
또한, 상기 복수의 나노 구조체 각각의 너비 또는 상기 복수의 볼록부의 선폭은, 5 nm 내지 100 nm 사이의 값 중에서 지정된 값을 갖는다.
또한, 상기 복수의 나노 구조체는 너비의 크기에 따라 순차적으로 배열된다.
또한, 상기 복수의 중간층의 두께는, 50 nm 내지 100 nm 사이의 값 중에서 지정된 값을 갖는다.
또한, 상기 복수의 오목부의 깊이 또는 상기 복수의 볼록부의 돌출 길이는, 상기 복수의 나노 구조체가 갖는 최소의 너비에 비해 5배 내지 10배 중 일정한 배수에 해당한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 표준물질을 이용한 나노 측정 단위 교정 방법은, 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 따른 표준물질을 이용하는 나노 측정 단위 교정 방법에 있어서, 나노 계측기에 의해 상기 표준물질에 포함되고 기 지정된 서로 다른 크기의 인증값들을 갖는 복수의 나노 구조체의 너비를 측정하는 단계; 상기 나노 계측기를 의해 측정된 상기 복수의 나노 구조체 각각의 너비에 대한 측정값들을 일정한 기준으로 결정하는 단계; 및 상기 인증값들 및 상기 측정값들을 기반으로 상기 나노 계측기의 측정 단위를 교정하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 나노 계측기의 측정 단위를 교정하는 단계는, 상기 인증값을 x좌표, 상기 측정값을 y좌표로 하는 복수의 포인트를 xy좌표 평면에 나타내는 단계; 및 상기 복수의 포인트를 선형 피팅하여 1차 함수를 얻는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 나노 계측기의 측정 단위를 교정하는 단계는, 상기 측정값에서 상기 1차 함수의 y절편을 차감한 후 상기 1차 함수의 기울기로 나누어 상기 측정값들을 교정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 나노 측정 단위 교정 방법 및 이에 이용되는 표준물질은, 나노 계측기의 측정값을 인증값(실제값)을 갖는 표준물질을 이용하여 교정함으로써 나노 계측기의 측정의 정확도 및 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 나노 측정 단위 교정 방법에 이용되는 표준물질은 나노 계측기의 종류에 따른 측정 방식에 적합하게 제공될 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 나노 측정 단위 교정 방법에 이용되는 표준물질의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 나노 측정 단위 교정 방법에 이용되는 표준물질의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표준물질을 이용한 나노 측정 단위 교정 방법의 순서도이다.
도 4는 나노 계측기가 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표준물질을 측정할 때 나노 계측기의 팁의 cone half angle과 팁 곡률반경(tip radius)에 따라 측정값과 실제값의 차이가 발생하는 예들을 설명하는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 나노 계측기의 팁의 cone half angle과 팁 곡률반경(tip radius)에 따라 측정값과 실제값의 차이(오프셋)를 산출하는 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표준물질을 이용한 나노 측정 단위 교정 방법을 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표준물질과 본 발명의 일 실시 예에 따른 표준물질을 나노 계측기로 측정한 결과를 동시에 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표준물질의 인증값들과 도 7에 도시된 나노 계측기의 측정값들을 그래프로 표현한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표준물질과 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표준물질을 나노 계측기로 측정한 결과를 동시에 도시한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표준물질의 인증값들과 도 9에 도시된 나노 계측기의 측정값들을 그래프로 표현한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 명세서 사용되는 용어들은 본 발명의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래에 개시된 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시 예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
그리고 아래에 개시된 실시 예에서의 “제1”, “제2”, “일면”, “타면” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 나노 측정 단위 교정 방법에 이용되는 표준물질의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 나노 측정 단위 교정 방법에 이용되는 표준물질(100)은 복수의 나노 구조체(110) 및 복수의 중간층(120)을 포함한다. 복수의 나노 구조체(110) 및 복수의 중간층(120)은, 서로 교대로 적층되도록 형성되고, 서로 다른 물질로 이루어질 수 있다. 표준물질(100)은 양단에 지지층(130)을 더 포함할 수 있다.
복수의 나노 구조체(110)은 5 nm 내지 100 nm 사이의 값들 중에서 지정된 값을 너비로 갖는다. 이 때 복수의 나노 구조체(110) 각각의 너비(w11, w21, … , wn1)는 인증값(Vcert)이라 칭한다. 서로 다른 크기의 인증값들이 각각 복수의 나노 구조체에 할당되며, 일 예로 인증값의 크기, 즉 너비의 크기에 따라 복수의 나노 구조체(110)는 각각이 일정한 간격으로 이격된다. 도시된 실시 예와 같이 서로 다른 크기의 너비를 갖는 복수의 나노 구조체(110-1, 110-2, … , 110-n)가 너비의 크기에 따라 순차적으로 배열됨으로써 표준물질(100)은 도시된 바와 같은 나노 패턴을 가질 수 있다.
복수의 나노 구조체 각각(110-1, 110-2, … , 110-n)은 5 nm 내지 100 nm 사이의 값들 중에서 지정되는 서로 다른 크기의 인증값을 너비로 갖고 서로에 대해 소정의 간격으로 이격되어 배치된다.
복수의 중간층(120)은 복수의 나노 구조체 각각을 구분 짓는 역할을 하며, 복수의 나노 구조체 각각이 이격된 간격에 개재된다. 복수의 중간층의 두께는 복수의 나노 구조체의 이격 간격에 해당한다. 도시된 실시 예와 같이, 복수의 증간층은 동일한 두께로 형성되어 복수의 나노 구조체가 서로에 대해 이격되는 간격이 동일하게 형성될 수 있다.
복수의 중간층(120)의 두께는 50 nm 내지 100 nm 사이에서 소정의 값을 갖는다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 나노 측정 단위 교정 방법에 이용되는 표준물질의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 나노 측정 단위 교정 방법에 이용되는 표준물질(200)은 복수의 나노 구조체(210) 및 복수의 중간층(220)을 포함하고, 복수의 나노 구조체(210) 및 복수의 중간층(220)이 서로 교대로 적층되도록 형성된다. 표준물질(200)은 양단에 지지층(230)을 더 포함할 수 있다. 복수의 나노 구조체(210) 및 복수의 중간층(220)을 포함하는 표준물질(200)의 일면, 즉, 복수의 나노 구조체(210) 및 복수의 중간층(220)의 적층 경계면과 수직인 면은, 복수의 중간층(220) 각각이 상기 일면의 최상부에서 일정한 깊이로 제거되면서 형성된 복수의 오목부(221) 및 복수의 나노 구조체 각각이 복수의 오복부의 바닥보다 돌출되는 복수의 볼록부(211)를 포함한다.
복수의 볼록부(211) 각각은 복수의 나노 구조체(210) 각각의 일부이다.
복수의 나노 구조체(210)은 5 nm 내지 100 nm 사이의 값들 중에서 지정된 값을 너비로 갖는다. 이 때 복수의 나노 구조체(210) 각각의 너비(w12, w22, … , wn2)는 인증값(Vcert)이라 칭한다. 서로 다른 크기의 인증값들이 각각 복수의 나노 구조체(210)에 할당되며, 일 예로 인증값의 크기, 즉 너비의 크기에 따라 복수의 나노 구조체(210) 각각이 일정한 간격으로 이격된다. 도시된 실시 예와 같이 서로 다른 크기의 너비를 갖는 복수의 나노 구조체(210-1, 210-2, … , 210-n)가 너비의 크기에 따라 순차적으로 배열됨으로써 표준물질(200)은 도시된 바와 같은 나노 패턴을 가질 수 있다.
복수의 나노 구조체 각각(210-1, 210-2, … , 210-n)은 5 nm 내지 100 nm 사이의 값들 중에서 지정되는 서로 다른 크기의 인증값을 너비로 갖고 서로에 대해 소정의 간격으로 이격되어 배치된다. 복수의 나노 구조체의 일부인 복수의 볼록부 각각(211-1, 211-2, … , 211-n)의 선폭은 복수의 나노 구조체의 너비와 동일하다.
복수의 볼록부(211)의 복수의 오목부 바닥에 대한 돌출 길이, 즉, 복수의 오목부의 깊이는, 5 nm 내지 100 nm 사이의 값들 중에서 지정되는 인증값 중 최소 값, 즉, 복수의 나노 구조체의 너비 중 최소가 되는 값에 비해 5배 내지 10배 중 일정한 배수에 해당하는 값에 해당한다.
복수의 중간층(220)은 복수의 나노 구조체 각각을 구분 짓는 역할을 하며, 복수의 나노 구조체 각각이 이격된 간격에 개재된다. 복수의 중간층의 두께는 복수의 나노 구조체의 이격 간격에 해당한다. 도시된 실시 예와 같이, 복수의 증간층은 동일한 두께로 형성되어 복수의 나노 구조체가 서로에 대해 이격되는 간격이 동일하게 형성될 수 있다.
복수의 중간층(220)의 두께는 50 nm 내지 100 nm 사이에서 소정의 값을 갖는다. 나노 계측기가 표준물질(100, 200)을 측정할 때, 나노 계측기의 프로브 팁의 형상에 따라 복수의 중간층(120, 220)의 두께가 50 nm 내지 100 nm 사이에서 소정의 값으로 정해질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표준물질을 이용한 나노 측정 단위 교정 방법의 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 표준물질을 이용한 나노 측정 단위 교정 방법은 나노 계측기에 의해 표준물질을 측정하는 단계(S10), 측정값을 일정한 기준으로 결정하는 단계(S20) 및 나노 계측기의 측정 단위를 교정하는 단계(S30)를 포함한다. 본 나노 측정 단위 교정 방법에 이용되는 표준물질은 상술한 바와 같은 일 실시 예 또는 다른 실시 예에 따른 서로 다른 크기의 인증값을 너비로 가지는 복수의 나노 구조체를 포함하는 표준물질(100, 200)이다. 또한 본 발명에 따른 방법에서 표준물질의 복수의 나노 구조체의 크기를 측정하는 나노 계측기는 원자력 현미경(Atomic Force Microscope: AFM)이나 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope: SEM)의 일 종류에 해당할 수 있다.
단계 S10에서, 나노 계측기에 의해 표준물질에 포함되고 기 지정된 서로 다른 크기의 인증값들을 갖는 복수의 나노 구조체의 너비가 측정된다. 우선적으로 도 1 및 도 2를 예시로 하는 표준물질이 제작되고 제작된 표준물질을 나노 계측기의 시편대에 준비되는 과정을 거친다.
도 4는 나노 계측기가 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표준물질을 측정할 때 나노 계측기의 팁의 cone half angle과 팁 곡률반경(tip radius)에 따라 측정값과 실제값의 차이가 발생하는 예들을 설명하는 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 나노 계측기의 팁의 cone half angle과 팁 곡률반경(tip radius)에 따라 측정값과 실제값의 차이(오프셋)를 산출하는 예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 도 4에 도시된 프로브 팁을 갖는 나노 계측기는 원자력 현미경이고, 단계 S10의 일 예로서, 원자력 현미경의 프로브 팁이 복수의 볼록부를 따라 이동하면서 표준물질(200)의 복수의 나노 구조체의 너비, 즉, 복수의 볼록부의 선폭을 측정한다.
단계 S10의 다른 예로서, 주사 전자 현미경이 표준물질(100)의 단면을 촬영함으로써 복수의 나노 구조체의 너비를 측정한다. 주사 전자 현미경이 표준물질(100)을 촬영한 이미지는 후술할 도 7에 도시된다.
도 4의 (a) 내지 (d)는 다양한 형태의 프로브 팁을 갖는 원자력 현미경이 도 2에 도시된 복수의 나노 구조체의 일부인 복수의 볼록부를 갖는 표준물질(200)의 일 예인 표준물질을 측정하는 경로를 도시하고 있다.
도 5는 도 4의 (a) 내지 (d)의 프로브 팁을 갖는 원자력 현미경이 표준물질(200)의 일 예를 측정한 후 복수의 나노 구조체 실제 너비인 인증값(Vcert)과 측정값(Vmeas)을 xy 좌표 평면에 나타내고 인증값과 측정값의 차이에 해당하는 오프셋 값(offset value)을 나타낸다.
나노 계측기의 프로브 팁은 이상적인 첨예함을 가질 수 없으며 일정한 cone half angle과 일정한 곡률반경을 가질 수 밖에 없다. 이로 인해 나노 계측기가 표준물질을 측정할 때 나노 구조체의 너비의 측정값은 기 지정된 서로 다른 크기의 인증값에 해당하는 복수의 블록부의 실제 선폭보다 크게 측정된다. 따라서, 나노 계측기의 측정값을 교정하는 과정을 통해 상기 오프셋 값(offset value)을 최소화하도록 나노 계측기의 측정 단위를 교정하는 것이 반드시 수반되어야만 나노 수준의 선폭 또는 피치의 측정에서 실제 수치를 정확하게 측정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표준물질을 이용한 나노 측정 단위 교정 방법을 도시한다. 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표준물질과 본 발명의 일 실시 예에 따른 표준물질을 나노 계측기로 측정한 결과를 동시에 도시하고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표준물질의 인증값들과 도 7에 도시된 나노 계측기의 측정값들을 그래프로 표현한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표준물질과 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표준물질을 나노 계측기로 측정한 결과를 동시에 도시하고, 도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표준물질의 인증값들과 도 9에 도시된 나노 계측기의 측정값들을 그래프로 표현한 도면이다.
단계 S20에서, 단계 S20에서 나노 계측기에 의해 측정된 복수의 나노 구조체의 각각의 너비에 대한 측정값들이 일정한 기준으로 결정된다.
도 7 및 도 9는 주사 전자 현미경으로 표준물질(100) 및 표준물질(200)을 각각 촬영한 이미지를 포함하고 있다. 주사 전자 현미경이 촬영한 이미지를 통해 복수의 나노 구조체의 너비에 대한 측정값을 결정할 때 촬영 이미지를 콘트라스트 분포도로 변환하고 분포도를 통해 측정값이 결정된다.
단계 S20에서, 나노 계측기에 의해 측정된 복수의 나노 구조체의 각각의 너비에 대한 측정값들을 결정할 때 복수의 나노 구조체 각각에 대해 동일한 기준이 적용된다.
일 예를 들면, 도 7에 도시된 예에서, 복수의 나노 구조체 각각에 대한 측정값은, 촬영 이미지에 대한 콘트라스트 분포도에서 콘트라스트 세기의 중간에 해당하는 위치를 경계선으로 하여 결정한다. 도 8을 참조하면, 도 7에 적용된 기준으로 결정된 복수의 나노 구조체의 각각의 너비에 대한 측정값을 복수의 나노 구조체의 각각의 실제 너비, 즉, 인증값들과 비교하면 인증값과 측정값의 차이인 오프셋은 26.4 nm로 매우 큼에도 불구하고 기울기는 1.01로 1% 정도 이내이다.
다른 예를 들면, 도 9에 도시된 예에서, 복수의 나노 구조체 각각에 대한 측정값은, 촬영 이미지에 대한 콘트라스트 분포도에서 주위보다 밝은 극대점을 경계선으로 하여 결정된다. 도 10을 참조하면, 도 9에 적용된 기준으로 결정된 복수의 나노 구조체의 각각의 너비에 대한 측정값을 복수의 나노 구조체의 각각의 실제 너비, 즉, 인증값들과 비교하면 인증값과 측정값의 차이인 오프셋은 -0.4 nm로 매우 작고 기울기도 1% 정도 이내이다.
단계 S20에서, 나노 계측기에 의해 측정된 복수의 나노 구조체의 각각의 너비에 대한 측정값들을 결정할 때 적용되는 기준은 도 7 및 도 9와 같은 기준 이외의 콘트라스트 분포도 곡선의 변곡점을 경계선으로 하는 등의 다른 기준들이 적용될 수 있다.
단계 S30에서, 표준물질에 포함되는 복수의 나노 구조체의 너비인 인증값들 및 단계 S20에서 결정된 측정값들을 기반으로 나노 계측기의 측정 단위가 교정된다. 단계 S30은 인증값 및 측정값을 xy좌표 평면에 나타내는 단계(S31), 1차 함수를 얻는 단계(S33), 및 측정값에 대한 교정값을 구하는 단계(S35)를 포함한다.
도 6, 도 8 및 도 10을 참조하면, 단계 S31에서, 표준물질에 포함되는 복수의 나노 구조체의 실제 너비에 해당하는 인증값(Vcert)을 x좌표, 단계 S20에서 결정된 복수의 나노 구조체에 대한 측정값(Vmeas)을 y좌표로 하는 복수의 포인트가 xy좌표 평면에 찍힌다.
단계 S33에서, 단계 S31에서 xy좌표 평면 상에 찍힌 복수의 포인트들을 선형 피팅함으로써 x축을 인증값, y축을 측정값으로 하는 1차 함수를 얻는다. 또한 본 단계에서 도 8 및 도 10에 나타난 바와 같이 1차 함수의 기울기(m)와 y절편(c)이 구해진다.
단계 S35에서, 단계 S20에서 결정된 측정값에서 단계 S33에서 구한 1차 함수의 y절편(c)을 차감한 후 1차 함수의 기울기(m)로 나누어 측정값들에 대한 교정값을 구한다. 인증값과 측정값 사이의 차이가 큰 도 8 과 같은 경우 본 발명에 따른 교정 방법에 의해 측정값을 교정한 교정값은 인증값에 근사함을 확인할 수 있다.
측정 단위 교정의 대상이 되는 나노 계측기에 대해 본 발명에 따른 표준물질을 이용한 나노 측정 단위 교정 방법을 적용함으로써 나노 계측기가 반도체 소자 등의 선폭 이나 피치를 측정하는 공정에 실제 이용될 때 그 측정값을 실제값에 근사하도록 교정하고 나노 계측기의 측정 정확도를 높일 수 있다.
100, 200: 표준물질
110, 210: 나노 구조체
120, 220: 중간층

Claims (12)

  1. 나노 계측기에 의한 측정에서 측정 단위를 교정하는 방법에 이용되는 표준물질에 있어서,
    기 지정된 서로 다른 크기의 인증값들로 너비가 설정되고 소정의 간격으로 이격되는 복수의 나노 구조체; 및
    상기 복수의 나노 구조체 각각이 이격된 상기 소정의 간격에 개재되는 복수의 중간층을 포함하고,
    상기 나노 계측기는 상기 복수의 나노 구조체의 기 지정된 서로 다른 크기의 너비 각각을 측정하고, 상기 서로 다른 크기의 너비 각각에 대한 상기 나노 계측기에 의한 측정값들이 상기 측정 단위를 교정하는데 이용되는, 나노 측정 단위 교정 방법에 이용되는 표준물질.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 나노 구조체 각각의 너비는,
    5 nm 내지 100 nm 사이의 값 중에서 지정된 값을 갖는, 나노 측정 단위 교정 방법에 이용되는 표준물질.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 나노 구조체는 너비의 크기에 따라 순차적으로 배열되는, 나노 측정 단위 교정 방법에 이용되는 표준물질.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 중간층의 두께는, 50 nm 내지 100 nm 사이의 값 중에서 지정된 값을 갖는, 나노 측정 단위 교정 방법에 이용되는 표준물질.
  5. 나노 계측기에 의한 측정에서 측정 단위를 교정하는 방법에 이용되는 표준물질에 있어서,
    기 지정된 서로 다른 크기의 인증값들로 너비가 설정되고 소정의 간격으로 이격되는 복수의 나노 구조체; 및
    상기 복수의 나노 구조체 각각이 이격된 간격에 개재되는 복수의 중간층을 포함하고,
    상기 복수의 나노 구조체 및 상기 복수의 증간층이 교대로 적층된 상기 표준물질의 일면에는, 상기 복수의 중간층 각각이 일정한 깊이로 제거된 복수의 오목부 및 상기 복수의 나노 구조체 각각이 상기 복수의 오목부의 바닥보다 돌출되는 복수의 볼록부가 형성되고,
    상기 표준물질의 일면은 상기 복수의 나노 구조체 및 상기 복수의 중간층의 경계 면에 수직이고,
    상기 나노 계측기는 상기 복수의 나노 구조체의 기 지정된 서로 다른 크기의 너비 각각을 또는 상기 복수의 볼록부의 서로 다른 크기의 선폭 각각을 측정하고, 상기 서로 다른 크기의 너비 각각에 대한 상기 나노 계측기에 의한 측정값들 또는 상기 복수의 볼록부의 서로 다른 크기의 선폭 각각에 대한 상기 나노 계측기에 의한 측정값들이 상기 측정 단위를 교정하는데 이용되는, 나노 측정 단위 교정 방법에 이용되는 표준물질.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 복수의 나노 구조체 각각의 너비 또는 상기 복수의 볼록부의 선폭은,
    5 nm 내지 100 nm 사이의 값 중에서 지정된 값을 갖는, 나노 측정 단위 교정 방법에 이용되는 표준물질.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 복수의 나노 구조체는 너비의 크기에 따라 순차적으로 배열되는, 나노 측정 단위 교정 방법에 이용되는 표준물질.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 복수의 중간층의 두께는, 50 nm 내지 100 nm 사이의 값 중에서 지정된 값을 갖는, 나노 측정 단위 교정 방법에 이용되는 표준물질.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 복수의 오목부의 깊이 또는 상기 복수의 볼록부의 돌출 길이는, 상기 복수의 나노 구조체가 갖는 최소의 너비에 비해 5배 내지 10배 중 일정한 배수에 해당하는, 나노 측정 단위 교정 방법에 이용되는 표준물질.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 따른 표준물질을 이용하는 나노 측정 단위 교정 방법에 있어서,
    나노 계측기에 의해 상기 표준물질에 포함되고 기 지정된 서로 다른 크기의 인증값들을 갖는 복수의 나노 구조체의 너비 각각을 측정하는 단계;
    상기 나노 계측기를 의해 측정된 상기 복수의 나노 구조체 각각의 서로 다른 크기의 너비에 대한 측정값들을 일정한 기준으로 결정하는 단계; 및
    상기 서로 다른 크기의 인증값들 및 상기 서로 다른 크기의 너비에 대한 상기 나노 계측기에 의한 측정값들을 이용하여 상기 나노 계측기의 측정 단위를 교정하는 단계를 포함하는, 나노 측정 단위 교정 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 나노 계측기의 측정 단위를 교정하는 단계는,
    상기 인증값을 x좌표, 상기 측정값을 y좌표로 하는 복수의 포인트를 xy좌표 평면에 나타내는 단계; 및
    상기 복수의 포인트를 선형 피팅하여 1차 함수를 얻는 단계;를 포함하는, 나노 측정 단위 교정 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 나노 계측기의 측정 단위를 교정하는 단계는,
    상기 측정값에서 상기 1차 함수의 y절편을 차감한 후 상기 1차 함수의 기울기로 나누어 상기 측정값들을 교정하는 단계를 더 포함하는, 나노 측정 단위 교정 방법.
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