전자빔 직접 조사법을 이용한 AFM용 나노 프로브의 제작 = Fabrication of Nano Probe for Atomic Force Microscopy Using Electron Beam Direct Deposition Method

국문 초록 (Abstract)

반도체 소자의 선폭이 나노미터 스케일로 진입함에 따라 소자의 물리적 특성을 나노미터 스케일에서 정밀하게 측정하고자 하는 요구가 증대되고 있다. Atomic Force Microscopy (AFM)은 나노미터 이하의 해상도를 가지고 물질 표면의 기하하적, 전기적 특성 등을 측정할 수 있으므로 나노소자 연구에 필수적인 도구가 되었다. 그러나 AFM은 낮은 측정속도와 탐침의 기하학적 형상에 의한 AFM 영상의 왜곡 등과 같은 치명적인 단점도 가지고 있다. AFM의 낮은 측정 속도를 개선하기 위해서 진보된 마이크로머시닝기술을 이용하여 캔틸레버의 크기를 줄이거나 캔틸레버 위에 박막 구동기를 집적시키는 등의 노력이 진행되고 있으나, 이 경우 전통적인 식각 공정을 이용하여 캔틸레버 위에 tip을 형성하는 것이 매우 어렵다. 본 연구에서는 이미 제작된 캔틸레버 위에 전자빔 조사법을 이용하여 탄소상 tip을 직접 성장시킴으로써 전통적인 식각 공정에 비해 매우 간단하고 값싸며, 활용도가 높은 공정을 개발하였다. 탄소상 tip 성장에 필요한 탄소 소스는 dipping 방법을 이용하여 공급하였고, 시분할법을 사용하여 캔틸레버의 원하는 위치에 tip을 성장시킬 수 있었다. 이렇게 제작된 tip은 최대 5 ㎛ 높이까지 가능했으며, 종횡비는 10:1 이상이어서 tip의 형상에 의한 AFM 영상 왜곡 현상을 최소화할 수 있을 것으로 기대된다.