광학식 3차원 미세형상 측정기술 비교

표 1은 현재 상용화된 대표적인 미세 3차원 측정기술을 나타낸다.
뱍색광 및 광위상 간섭법은 반도체 패턴 측정에서부터 연질재료의 표면거칠기 , BGA 볼 측정, 레이저 마킹 패턴 측정, Via Hole 측정 등 미세형상에 대한 3차원 측정 전반에 폭넓게 적용되는 측정법이다. 이 측정법의 가장 큰 장점은 측정높이, 대물 렌즈의 종류에 상관없이 nm 오더의 동일한 높이 측정 분해능을 구현할 수 있다는 것이다.
공초점 현미경은 기존 현미경의 회절에 의한 수평 분해능을 개선하고자 제안되었으나 현재는 물체표면의 형상측정에도 사용되고 있으며, 수십 μm 단위의 큰 단차에 대해서 형상측정이 가능하다. 하지만 수직분해능은 사용하는 대불렌즈의 배율에 의존하기 때문에 낮은 대물 렌즈 배율에서는 높은 수직분해능을 얻을 수 없다는 단점이 있다. 이 측정법은 세포와 같은 생체분야, 그리고 Bumped Wafer의 미세볼 형상측정에 적용된다.
모아레 측정법은 간편한 측정 시스템과 수십 nm 의 측정영역을 가지는 장점을 이용해 BGA, QFP와 같은 패키지 분야의 인라인 검사에 많이 적용되고 있다. 피조 간섭법은 원리적으로는 광위상 간섭법과 동일하지만 수백mm 이상의 대영역을 nm 이하의 분해능으로 측정할 수 있는 장점을 이용해 주로 웨이퍼의 평탄도(Flatness), 미러(Mirror), CD, DVD 픽업 렌즈의 형상정도 측정에 많이 적용되고 있다.
여기에서는 이중에서 백색광 및 광위상 간섭법의 측정원리와 적용 예를 살펴보고, 향후 발전 방향에 대해 알아 보도록 하겠다.