근적외선 분광타원해석기 개발 및 응용

Abstract

최근 산업에서 반도체 소자의 이용범위는 광범위해지고 있다. 전통적으로 가장 유명한 DRAM이나 CPU와 같은 메모리 및 계산을 위한 소자뿐만이 아니라 출입증 카드나 전자여권과 같은 신분확인용 카드를 시작으로 음식점, 화장품판매점, PC방과 같은 다양한 분야의 소매회사들의 멤버쉽 카드 및 T-money와 같은 교통카드 혹은 고속도로 통행카드(ex 하이패스카드 혹은 전자카드)와 같은 지불용 카드 등 카드내장용 칩의 사용이 기하급수적으로 많아지고 있다. 뿐만 아니라 지구 온난화 및 고갈되는 화석에너지에 대한 대체 에너지로서 개발되어 현재 많은 관심 속에 점점 보급화 되어가는 태양전지 등의 응용으로 실리콘 웨이퍼의 두께는 해마다 매우 얇아져 가고 있다. 이러한 해당 디바이스의 전자적 물리적 특성은 기판이 되는 si wafer의 두께 및 두께 균질도에 의해 크게 좌우가 된다. Synova-USA Inc 자료에 따르면 수년 내에 웨이퍼의 두께는 수 마이크로미터 대에 도달하게 될 것으로 예상된다. 그렇기 때문에 그에 따른 엄격한 두께와 특성 컨트롤이 필요할 것으로 예상하게 된다. 다가오는 화석에너지의 고갈은 사회적으로 큰 우려를 낳고 있다. 뿐만 아니라 지금까지 사용한 화석에너지로 인하여 환경문제는 나날이 심각해지고 있다. 그렇기에 그린에너지는 앞으로 많은 성장을 할 것으로 예상되는데, 그중에서 태양전지는 가장 각광받은 친환경 에너지 사업 분야중 하나이다. 태양전지의 효율을 높이기 위해서는 무엇보다 태양전지의 특성을 측정 할 수 있는 장비의 개발이 필요하다. Ellipsometry는 특정 편광 상태로 시편에 입사한 빛이 반사된 후에 타원 편광으로 변하고 그 편광 상태의 변화를 분석하여 시편이 지닌 정보를 찾아내는 기술이다. 비 파괴적으로 측정할 수 있고 민감도가 뛰어나 그 응용분야가 매우 넓은 기술이다. 본 연구에서는 Si-wafer의 두께를 측정하기 위하여 wafer에 대해 투과력이 있는 적외선을 이용한 ellipsometer를 개발할 수 있도록 그 전단계인 근적외선 ellipsometer를 개발함으로서 기본기술을 획득하여 앞으로 웨이퍼 초판막화 과정에 응용이 가능하도록 연구하였다. 또한 개발된 ellipsometer의 응용분야로서 현재 가장 각광받고 있는 2세대 박막형 태양전지인 CIGS의 광특성 측정에 응용하였다.