KR102557583B1 - 산화막 식각률 모니터링 장치 및 그 모니터링 방법 - Google Patents

산화막 식각률 모니터링 장치 및 그 모니터링 방법 Download PDF

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Abstract

산화막 식각률 모니터링 장치 및 그 모니터링 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 산화막 식각률 모니터링 장치는, 규소(Si) 전극 및 규소 전극정된 두께로 증착되는 이산화규소(SiO2) 박막을 포함하는 확장 게이트 전극; 확장 게이트 전극에 접촉하는 산화막 식각용액; 산화막 식각용액과 접촉하여 기준전압을 인가하는 기준전극; 산화막 식각용액에 의한 이산화규소 박막의 식각에 따라 드레인-소스 전류의 변화를 실시간으로 검출하는 전기신호변환 회로부; 및 이산화규소 박막의 두께 및 설정된 두께에 대응하는 식각 소요시간에 기초하여 이산화규소 박막의 식각률을 연산하는 연산 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

산화막 식각률 모니터링 장치 및 그 모니터링 방법{OXIDE FILM ETCH RATE MONITORING APPARATUS AND MONITORING METHOD THEREOF}
본 발명은 산화막 식각률 모니터링 장치 및 그 모니터링 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 규소 기판에 이산화규소 박막을 증착하여 확장 게이트 전극으로 구성하여 산화막 식각용액에 의해 식각되는 이산화규소 박막의 식각률을 정확하게 모니터링 함으로써 pH 센서를 중장기적으로 사용할 수 있도록 하는 산화막 식각률 모니터링 장치 및 그 모니터링 방법에 관한 것이다.
pH(수소이온지수) 센서는 BOE(Buffered Oxide Etchant)나 DHF(Diluted Hydrofluoric) 용액의 산화막 식각률을 모니터링 하는 장치나 센서로 이용된다.
pH 센서는 이온선택막을 이용하여 기준전극과의 전압차이를 측정하여 수소이온 농도를 측정하는 방식을 주로 사용하는데, BOE나 HF 용액은 산화막을 식각하기 때문에 중장기적인 사용이 어렵다. 또한 pH 측정값으로 산화막 식각률을 정확하게 모니터링 하기 어렵고, 센서 신호에 drift가 나타나 측정되는 값을 교정하여야 할 필요가 있다.
통상적으로 산화막 식각률의 모니터링은 웨이퍼의 산화막 두께를 측정한 후 식각 후에 다시 측정하여 두께 변화를 통해 식각액의 식각률을 추정하고 있으나 정확한 식각률 추정이 어렵고 매우 느린 산화막 식각률을 정확하게 관리하기 어려운 단점이 있다.
또한, 용액의 pH를 측정하는 방식은 pH센서의 이온선택막은 식각액에 식각되어 사라지기 때문에 drift에 의한 보정이 필수적이고 번거로우며 정확한 식각률을 측정할 수 없으며, 또한 pH 센서를 중장기적으로 사용하기 어렵다는 문제점이 있다.
공개특허공보 제10-2019-0069616호 (공개일자: 2019.06.19)
규소 기판에 이산화규소 박막을 형성하거나 증착하여 확장 게이트 전극을 구성한 경우에 산화막 식각용액에 의해 식각되는 이산화규소 박막의 식각률을 정확하게 모니터링 할 수 있도록 하는 산화막 식각률 모니터링 장치 및 그 모니터링 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 산화막 식각률 모니터링 장치는, 규소(Si) 전극 및 상기 규소 전극에 설정된 두께로 증착되는 이산화규소(SiO2) 박막을 포함하는 확장 게이트 전극; 상기 확장 게이트 전극에 접촉하는 산화막 식각용액; 상기 산화막 식각용액과 접촉하여 기준전압을 인가하는 기준전극; 상기 산화막 식각용액에 의한 상기 이산화규소 박막의 식각에 따라 드레인-소스 전류의 변화를 실시간으로 검출하는 전기신호변환 회로부; 및 상기 이산화규소 박막의 두께 및 상기 두께에 대응하는 식각 소요시간에 기초하여 상기 이산화규소 박막의 식각률을 연산하는 연산 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 확장 게이트 전극은 동일한 두께의 복수의 규소 기판을 기저 소재로 구비하며, 각각의 상기 규소 기판에 대응하여 상기 이산화규소 박막이 서로 다른 두께로 설정되어 증착될 수 있다. 또한 규소 이외의 기저 전극의 사용도 가능하며, 식각률을 알고자 하는 동일한 소재의 산화막, 즉 실리콘산화막, ITO 등의 여러 소재의 금속산화막을 기저 전극 기판에 동일한 공정법으로 증착하여 그 산화막의 정확한 식각률을 측정하는 센서 모듈로도 적용하는 확장성이 있다.
또한, 상기 전기신호변환 회로부는 복수의 상기 확장게이트 전극으로 이루어진 확장게이트 전극 모듈(상기 규소 전극 및 각각의 두께의 상기 이산화규소 박막으로 제작된 어레이)을 상기 산화막 식각용액에 며 덮으며, 상기 기준준극을 통해 상기 산화막 식각용액에 기준전압을 인가하여 드레인-소스 전류의 변화를 검출할 수 있다.
이때, 상기 산화막 식각용액은 BOE(Buffered Oxide Etchant) 또는 DHF(Diluted Hydrofluoric) 용액일 수 있다.
또한, 상기 기준전극은 금(Au), 백금(Pt) 또는 규소(Si)로 형성될 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 산화막 식각률 모니터링 방법은, 산화막 식각률 모니터링 장치에 의해 수행되는 산화막 식각률 모니터링 방법에 있어서, 규소(Si) 전극에 설정된 두께로 이산화규소(SiO2) 박막을 증착하여 확장 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 확장 게이트 전극에 산화막 식각용액을 접촉시키는 단계; 기준전극을 상기 산화막 식각용액과 접촉시키고 기준전압을 인가하는 단계; 상기 산화막 식각용액에 의한 상기 이산화규소 박막의 식각에 따라 드레인-소스 전류의 변화를 실시간으로 검출하는 단계; 및 상기 이산화규소 박막의 두께 및 상기 두께에 대응하는 식각 소요시간에 기초하여 상기 이산화규소 박막의 식각률을 연산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 확장 게이트 전극을 형성하는 단계는, 복수의 상기 규소 전극의 각각에 서로 다른 두께로 설정된 상기 이산화규소 박막을 증착하여 형성할 수 있다.
또한, 상기 산화막 식각용액을 덮는 단계는, 기준전극과 확장게이트로 구성된 센싱 전극모듈을 식각 용액에 담궈, 복수의 상기 이산화규소박막이 동시에 식각되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 확장 게이트 전극으로 규소 박막 및 이산화규소 박막의 소재를 사용하고, 기준전극으로 산에 녹지 않는 금속인 Pt, Au 등을 사용하며, 이산화규소 박막의 두께를 이용하여 식각에 소요되는 시간을 모니터링 함으로써 실시간으로 산화막 식각률을 측정할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 확장 게이트 전극의 산화막 식각 원리를 이용하며, FET의 게이트 전극에 확장 게이트 전극의 어레이 모듈을 연결함으로써 각각의 확장 게이트 전극의 식각 시간을 감지하여 정확한 산화막 식각률을 측정할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 산화막 식각률 모니터링 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 FET 바이오센서의 검출원리를 나타내는 등가회로 모델을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 나타낸 FET 바이오센서에 의해 나타나는 Ids 신호 출력 파형의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 이산화규소(SiO2) 박막의 두께를 서로 다르게 설정하여 확장 게이트 전극을 구성한 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 나타낸 확장 게이트 전극에 대응하여 나타나는 Ids 신호 출력 파형의 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 복수의 확장 게이트 전극을 모듈화한 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6의 모듈의 사용 예를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 8은 도 4에 나타낸 확장 게이트 전극에 대응하는 등가회로의 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 산화막 식각률 모니터링 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 산화막 식각률 모니터링 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 FET 소자(10), 기준전극(22), 확장 게이트 전극(24), 산화막 식각용액(30), 전기신호변환 회로부(102) 및 연산 출력부(104)를 포함할 수 있다. 이때, FET 바이오센서(100)의 FET 소자(10), 확장 게이트 전극(24) 및 기준전극(22)은 서로 연결된다. 여기서, FET 소자(10)는 SOI(Silicon On Insulator) 기판에 제작한 나노 FET 소자가 이용될 수 있다. 이때, 나노 FET 소자의 드레인에 일정한 전압 Vds를 걸고, 드레인-소스 전류 Ids의 크기 변화를 검출함으로써 게이트 전극에 축적되는 전하량과 전하의 극성을 측정할 수 있다. 또한, 게이트 전압 Vg는 나노 FET 소자의 임계전압 Vth를 결정할 수 있다.
FET 바이오센서(100)는 나노 FET 소자(10)의 상부 게이트(Top gate)에 확장전극 몸체(20)의 확장 게이트 전극(24)을 연결하여 구성된다. 이때, 확장 게이트 전극(24)에는 타겟분자와 특이적 반응을 유도하는 리셉터 또는 항체가 고정되어 있어서 타겟분자가 전극표면에 흡착된다. 이와 같이, 전극표면에 흡착되는 타겟 분자를 관찰하기 위하여, FET 바이오센서(100)는 기준전극(22)이 확장 게이트 전극(24) 위에 놓여진 용액에 닿도록 설치된다. 이 경우, FET 바이오센서(100)는 타겟분자 흡착에 의한 포텐셜 변화를 측정하기 위하여 나노 FET 소자(10)의 바닥 게이트 전극(Vbg)을 이용하여 나노 FET 소자(10)의 임계전압 천이(shift)를 측정하고, 이를 타겟분자 농도와의 상관관계 분석을 통해 정량 검출하는 원리를 갖는다. 즉, FET 바이오센서(100)는 확장 게이트 전극(24)에 흡착되는 타겟 바이오분자의 흡착에 의해 유발되는 나노 FET 소자의 임계전압 변화를 나노 FET 소자(10)의 바닥 게이트 전극의 전압을 스윕(sweep)함으로써 측정하는 방식이다. 여기서, 확장전극 몸체(20)는 규소(Si) 박막으로 이루어지며, 규소(Si) 박막의 위에 이산화규소(SiO2) 박막을 증착하여 확장 게이트 전극을 형성활 수 있다. 또한, 확장 게이트 전극(24) 위에 BOE 또는 DHF의 산화막 식각용액(30)을 덮을 수 있다. 또한, 기준전극(22)은 금(Au), 백금(Pt) 또는 규소(Si)로 형성될 수 있다.
전기신호변환 회로부(102)는 산화막 식각용액(30)에 의한 이산화규소 박막의 식각에 따라 드레인-소스 전류의 변화를 실시간으로 검출하며, 연산 출력부(104)는 이산화규소 박막의 두께 및 이산화규소 박막의 설정된 두께에 대응하는 식각 소요시간에 기초하여 이산화규소 박막의 식각률을 연산한다.
도 2는 도 1에 나타낸 FET 바이오센서의 검출원리를 나타내는 등가회로 모델을 도시한 도면이다.
도 1에서, 기준전극(22)과 용액 사이, 용액과 확장 게이트 전극(24) 사이의 계면은 극성 커패시터로 표현할 수 있으며, 용액의 pH 변화나 이온농도변화 및 타겟 생체분자의 농도변화를 검출하는 원리는 등가회로를 통해 설명될 수 있다.
즉, 검사 시료의 pH가 변할 경우에 기준전극(22)으로 Ag/AgCl을 사용하고, 확장 게이트 전극(24)으로 금속산화물 소재의 한 종류인 ITO(Indium Tin Oxide) 전극을 사용하면 용액과 접하고 있는 두 전극의 표면은 극성 커패시터로 나타낼 수 있다. 이때, 기준전압(Vref)은 두 극성 커패시터를 직렬 연결하여 나노 FET 소자의 게이트와 연결하는 구조로 표현할 수 있다. 이 경우, 기준전압(Vref)은 두 극성 커패시터와 나노 FET 소자의 커패시터에 의해 분배되므로, 게이트 전극의 전압 Vg는 극성 커패시터의 크기 변화에 의해 바뀌게 되고, 극성 커패시터의 크기 변화는 Ids의 변화로 나타나므로 이를 모니터링 할 수 있다.
또한, 기준전극(22)이 Ag/AgCl이면 pH 변화에 의해 극성 커패시터의 변화는 없고 용액과 확장 게이트 전극(24) 계면의 극성 커패시터 변화만 나타나므로 게이트 전압 Vg에 의한 Ids 변화를 통해 pH 값의 변화를 모니터링 할 수 있다.
또한, 두 전극을 동일한 소재로 사용할 경우, 극성 커패시터의 변화는 서로 상쇄되므로 게이트 전극의 전압 Vg는 항상 일정한 값을 유지하게 되어 pH에 의한 노이즈를 제거할 수 있다. 즉, 기준전극(22)과 확장 게이트 전극(24)의 소재의 활용에 따라 pH 변화를 효과적으로 측정하거나 pH에 의해 유발되는 신호를 상쇄시켜 제거할 수 있다.
한편, 확장 게이트 전극(24)으로 Si/SiO2 전극을 사용하고, 기준전극(22)으로 Pt 와이어(wire)를 사용하여 BOE(Buffered Oxide Etchant) 용액(30)에 담그면, BOE 용액(30)의 식각률에 의해 확장 게이트 전극(24)의 SiO2 박막은 특정 시간이 지난 후에 완전히 제거되어 Si가 노출된다. 이때, BOE 용액의 표면 전위는 변화되며, 그에 따라 실시간 Ids는 도 3에 도시한 바와 같이, SiO2 박막이 완전히 제거되는 시점에 크기가 달라지게 된다. 이 경우, 실시간 Ids의 변화는 모니터링이 가능하므로 Si에 증착된 SiO2 박막의 두께를 정확하게 알고 있다면, 식각에 소요되는 시간을 고려하여 식각 용액 BOH의 SiO2 식각률을 모니터링 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 산화막 식각률 모니터링 장치(100)의 확장 게이트 전극(24)은 도 4에 도시한 바와 같이, 복수의 동일한 두께의 규소(Si) 박막에 이산화규소(SiO2) 박막의 두께를 nm 차이로 서로 다르게 설정하고, 각각의 규소(Si) 박막에 증착함으로써 BOE의 느린 식각률을 정확하게 측정하는 센서로 구현될 수도 있다. 이때, 확장 게이트 전극(24)의 이산화규소(SiO2) 박막 전극의 두께를 이미 알고 있으며, 각각의 이산화규소(SiO2) 박막을 동시에 BOE 용액에 넣어서 Ids를 모니터링 하면, 도 5에 도시한 바와 같이, 이산화규소(SiO2) 박막의 두께 차이만큼 Ids의 출력 변화가 나타나게 되며, 이와 같은 전극별 시간 차이를 이용하여 정확한 식각률을 확인하는 센서로 이용할 수 있다. 이때, 각각의 확장 게이트 전극(24)은 각각 대응하는 나노 FET에 연결되며, 확장 게이트 전극(24)과 용액(30) 계면에서 실리콘산화막이 완전히 제거되어 실리콘전극이 용액에 닿는 시점에 계면 전위 차이가 발생하게 되므로 이로 인해서 Ids 실시간 그래프가 특정 시간에 바뀌는 것을 연산하여 식각률을 출력하도록 구현되는 것이 바람직하다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 산화막 식각률 모니터링 장치(100)의 이산화규소(SiO2) 박막의 두께는 정확하게 조절하여 간단하게 증착할 수 있으며, 복수의 확장 게이트 전극(24)은 서로 다른 두께로 설정된 이산화규소(SiO2) 박막이 증착된 웨이퍼에서 만들어진 실리콘 전극을 집적 통합하여 제작할 수 있으므로, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 저렴하고 쉽게 모듈화할 수 있다. 또한, 이와 같은 산화막 식각률 모니터링 장치(100)는 제작 비용이 저렴하므로 일회용으로 사용하고 폐기하기도 적합하다.
도 6은 복수의 확장 게이트 전극을 모듈화한 예를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 복수의 확장 게이트 전극(24)과 하나의 기준전극(22)을 모듈화하여 센싱 모듈(25)을 구성할 수 있다. 도 6은 다섯 개의 확장 게이트 전극(24)과 하나의 기준전극(22)이 모듈화된 센싱 모듈(25)을 하부에서 바라본 예를 나타낸다.
이때, 센싱 모듈(25)의 각각의 센싱 전극의 표면 즉, 규소 전극 및 이산화규소 박막과 기준전극(22)은 도 7에 도시한 바와 같이, 분석 시료 환경에 노출되며, 각각의 센싱 전극은 FET 소자(10)와 전기적으로 연결된다.
여기서는 하나의 기준전극(22)과 다섯 개의 확장 게이트 전극(24)으로 센싱 모듈이 구성된 것으로 도시하고 설명하였지만, 확장 게이트 전극(24)은 다양한 수로 이루어질 수 있음은 물론이다.
도 8은 도 4에 나타낸 확장 게이트 전극에 대응하는 등가회로의 예를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 산화막 식각률 모니터링 장치(100)는 기준전압이 가해지는 하나의 기준전극(22)과 복수의 확장 게이트 전극(24)의 모듈이 BOE 식각용액(30)과 닿게 된다. 이때, 각 소자의 Ids를 실시간으로 동시에 측정하면 각각의 확장 게이트 전극(24)의 이산화규소(SiO2) 박막의 완전제거 시점에 따라 도 5에 도시한 바와 같은 신호변화가 출력되며, 전극별 시간 차이와 산화막 두께를 고려하면 산화막의 식각률을 모니터링 할 수 있다. 이때, 기준전극(22)으로 Pt 등의 BOE 용액에 녹지 않는 금속을 사용할 수 있으나, bare Si 전극을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 산화막 식각률 모니터링 장치(100)는 이산화규소(SiO2) 박막의 두께에 의해 완전 식각에 의한 제거 시점에 따라 Ids 신호 파형이 다르게 나타나는 원리이므로, 두께가 다른 이산화규소(SiO2) 박막을 갖는 전극을 기준전극으로 사용하는 것도 가능하다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 산화막 식각률 모니터링 방법을 나타낸 흐름도이다. 본 발명의 실시예에 따른 산화막 식각률 모니터링 방법은 도 1에 나타낸 산화막 식각률 모니터링 장치(100)에 의해 수행될 수 있다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 규소(Si) 박막의 위에 설정된 두께로 이산화규소(SiO2) 박막을 증착하여 확장 게이트 전극(24)을 형성할 수 있다(S110). 이때, 확장 게이트 전극(24)은 동일한 두께의 복수의 규소(Si) 박막에 서로 다른 두께로 설정된 이산화규소(SiO2) 박막을 각각 증착한 복수의 형태로 구현될 수 있다.
다음으로, 확장 게이트 전극(24)의 위에 산화막 식각용액(30)이 증착된다(S120). 이때, 산화막 식각용액으로 BOE 용액 또는 DHF 용액이 사용될 수 있다. 또한, 확장 게이트 전극(24)이 복수의 형태로 구현된 경우, 산화막 식각용액은 각각의 확장 게이트 전극(24)을 동시에 덮도록 구현되는 것이 바람직하다.
기준전극(22)은 산화막 식각용액(30)에 접촉되어 기준전압을 인가한다(S130). 이때, 전기신호변환 회로부(102)는 인가되는 기준전압에 대응하여, FET 소자(10)의 드레인-소스 전류 Ids의 변화를 실시간으로 검출한다(S140). 여기서, 확장 게이트 전극(24)이 복수의 형태로 구현된 경우, 기준전극(22)은 각각의 확장 게이트 전극(24)으로 동시에 기준전압을 인가하며, 전기신호변환 회로부(102)는 각각의 확장 게이트 전극(24)에 대응하는 FET 소자(10)를 통해 Ids의 변화를 실시간으로 검출하는 것이 바람직하다.
연산 출력부(104)는 확장 게이트 전극(24)의 이산화규소 박막의 두께 및 설정된 이산화규소 박막의 두께에 대응하는 식각 소요시간에 기초하여 이산화규소 박막의 식각률을 연산한다(S150). 이때, 확장 게이트 전극(24)이 복수의 형태로 구현된 경우, 각각의 이산화규소 박막의 두께는 이미 알고 있으며, 연산 출력부(104)는 기준전극(22)에 의해 각각의 확장 게이트 전극(24)으로 동시에 인가되는 기준전압에 따른 각각의 Ids의 변화를 모니터링 함으로써 각각의 확장 게이트 전극별 시간 차이를 이용하여 정확한 식각률을 연산할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 다음의 특허청구범위뿐만 아니라 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (8)

  1. 규소(Si) 전극 및 상기 규소 전극에 설정된 두께로 증착되는 이산화규소(SiO2) 박막을 포함하는 확장 게이트 전극;
    상기 확장 게이트 전극에 접촉하는 산화막 식각용액;
    상기 산화막 식각용액과 접촉하여 기준전압을 인가하는 기준전극;
    상기 산화막 식각용액에 의한 상기 이산화규소 박막의 식각에 따라 드레인-소스 전류의 변화를 실시간으로 검출하는 전기신호변환 회로부; 및
    상기 이산화규소 박막의 두께 및 상기 두께에 대응하는 식각 소요시간에 기초하여 상기 이산화규소 박막의 식각률을 연산하는 연산 출력부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 산화막 식각률 모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 확장 게이트 전극은 동일한 두께의 복수의 규소 기판을 기저소재로 구비하며, 각각의 상기 규소 기판에 대응하여 상기 이산화규소 박막이 서로 다른 두께로 설정되어 증착되는 것을 특징으로 하는 산화막 식각률 모니터링 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전기신호변환 회로부는 복수의 상기 확장 게이트 전극으로 이루어진 확장게이트 전극 모듈 상기 규소 전극 및 각각의 두께의 상기 이산화규소 박막으로 제작된 어레이 - 을 상기 산화막 식각용액에 접촉시키며, 상기 기준준극을 통해 상기 산화막 식각용액에 기준전압을 인가하여 드레인-소스 전류의 변화를 검출하는 것을 특징으로 하는 산화막 식각률 모니터링 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 산화막 식각용액은 BOE(Buffered Oxide Etchant) 또는 DHF(Diluted Hydrofluoric) 용액인 것을 특징으로 하는 산화막 식각률 모니터링 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기준전극은 금(Au), 백금(Pt) 또는 규소(Si)로 형성되는 것을 특징으로 하는 산화막 식각률 모니터링 장치.
  6. 산화막 식각률 모니터링 장치에 의해 수행되는 산화막 식각률 모니터링 방법에 있어서,
    규소(Si) 전극에 설정된 두께로 이산화규소(SiO2) 박막을 증착하여 확장 게이트 전극을 형성하는 단계;
    상기 확장 게이트 전극에 산화막 식각용액을 접촉시키는 단계;
    기준전극을 상기 산화막 식각용액과 접촉시키고 기준전압을 인가하는 단계;
    상기 산화막 식각용액에 의한 상기 이산화규소 박막의 식각에 따라 드레인-소스 전류의 변화를 실시간으로 검출하는 단계; 및
    상기 이산화규소 박막의 두께 및 상기 두께에 대응하는 식각 소요시간에 기초하여 상기 이산화규소 박막의 식각률을 연산하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 산화막 식각률 모니터링 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 확장 게이트 전극을 형성하는 단계는,
    동일한 두께의 복수의 상기 규소 박막의 각각에 서로 다른 두께로 설정된 상기 이산화규소 박막을 증착하여 형성하는 것을 특징으로 하는 산화막 식각률 모니터링 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 산화막 식각용액을 덮는 단계는,
    복수의 상기 규소 박막 및 각각의 상기 이산화규소박막을 동시에 덮는 것을 특징으로 하는 산화막 식각률 모니터링 방법.

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