백색광간섭계를 이용한 알루미늄 박막의 인장 물성 측정

김상교; 오충석; 이학주

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김상교 (한국기계연구원) 오충석 (금오공과대학교) 이학주 (한국기계연구원)

저널정보: 한국비파괴검사학회 비파괴검사학회지 비파괴검사학회지 제30권 제5호

발행연도: 2010.10

수록면: 471 - 478 (8page)

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박막은 마이크로 전자 장치, 자기 기록 매체, 미세 기전 시스템 및 표면 코팅과 같은 다양한 응용에 있어서 매우 중요한 역할을 수행하는 재료이다. 이러한 박막의 재료 물성 값은 상응하는 거시 재료의 물성 값과 다를 수 있기 때문에 박막의 기계적 물성 값들을 신뢰성 있게 측정할 수 있는 시험법의 개발이 요구되어져 왔다. 본 연구에서는 종래의 약 처짐 시험법과 단축 인장 시험법의 한계성을 극복하기 위해 나노미터 이하의 면외 변위 측정 분해능을 갖는 백색광 간섭계를 채택한 새롭고 간편한 시험법을 개발하였다. 개발된 시험법의 유효성을 검증해 보기 위하여 스퍼터링을 포함한 마이크로 공정에 의해 자유지지 알루미늄 박막 시험편을 제작한 뒤 이를 이용하여 인장 물성 값을 측정하였다. 폭 0.5 mm, 두께 1㎛인 시험편을 실리콘 다이상에 1~5개 제작하여 사용하였다. 모터 구동 팁, 하중계 및 6 자유도 정렬 장치로 구성된 시험기를 자체적으로 제작한 뒤 막 처짐 시험을 수행하였다. 시험기는 가능한 작게 제작하여 상용 백색광 간섭 현미경 아래에 설치 가능하도록 하였다. 백색광 간섭무늬를 이용하여 시험편과 시험기 사이의 정렬 맞춤을 수행하였다. 영 계수는 62 GPa, 항복점은 247 MPa로 측정되었다.

#알루미늄 박막 #막 처짐 실험 #인장 물성 #백색광 간섭계 #항복점 #영 계수 #Aluminium Thin Film #Membrane Deflection Experiment #Tensile Properties #White Light Interferometer #Yield Point #Young's Modulus

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1. [단행본] - L. B. Freund / 2003 / Thin film materials / Cambridge University Press : 1 ~ 2

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6. [학술지(정기간행물)] - T. Tsuchiya / 2002 / Tensile testing system for sub-micrometer think films / Sensors and Actuators A 97 : 492 ~ 496

7. [학술지(정기간행물)] - I. Chasiotis / 2002 / A new microtensile tester for the study of MEMS materials with the aid of atomic force microscopy / Experimental Mechanics 42 : 51 ~ 57

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