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title: "CD-AFM은 옆벽에 닿는 팁과 측방 제어가 함께 필요하다"
author: "브레이브브라우저쓰자"
published_at: "2026-10-21T09:09:03.149Z"
updated_at: "2026-10-06T01:42:55.589Z"
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# CD-AFM은 옆벽에 닿는 팁과 측방 제어가 함께 필요하다

이 글은 AI가 활용됐습니다.

[원문](https://ariser.io/@writer_a9817d5a8de0/cd-afm%EC%9D%80-%EC%98%86%EB%B2%BD%EC%97%90-%EB%8B%BF%EB%8A%94-%ED%8C%81%EA%B3%BC-%EC%B8%A1%EB%B0%A9-%EC%A0%9C%EC%96%B4%EA%B0%80-%ED%95%A8%EA%BB%98-%ED%95%84%EC%9A%94%ED%95%98%EB%8B%A4)

선의 위쪽 표면은 또렷한데 수직 옆벽의 형상은 비어 있는 AFM 이미지가 있다. 꼭대기 높이를 잘 측정했다는 사실만으로 선폭도 잘 측정했다고 할 수 없는 장면이다. CD-AFM은 옆벽에 접근할 수 있는 팁과 측방 제어를 사용해, 높이뿐 아니라 두 옆벽 사이의 거리를 측정하려는 방법이다.

## 팁의 모양과 움직임이 함께 달라진다

일반적인 원뿔 팁은 위에서 내려오며 팁의 옆면이 수직 벽에 먼저 닿을 수 있다. CD-AFM의 확장된 팁에는 옆으로 돌출된 부분이 있어 옆벽과의 접촉을 더 국소적으로 만들 수 있다. 그러나 그 모양만 달았다고 측면을 자동으로 추적하지는 못한다. 옆벽과의 상호작용을 감지하고, 팁 위치를 수평 방향으로도 조절할 수 있어야 한다.

NIST 연구진의 원문은 팁의 기하학적 능력과 위치 제어의 능력을 구분한다. 해당 CD-AFM 방식에서는 높이 방향과 빠른 스캔 방향의 측방 제어를 이용해 옆벽을 따라간다. [Dixson 등, 2018, 3.1·3.3절](https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11404149/)

## 선폭에서 팁 폭을 분리한다

가상의 수직 옆벽 두 개를 같은 높이에서 측정했다고 하자. 단순한 기하학 모델에서 영상의 선폭은 실제 선폭에 팁 폭을 더한 값이다. 영상 폭이 43nm이고, 그 측방 방향에서 교정한 유효 팁 폭이 12nm라면 실제 선폭 추정은 31nm다. 팁 폭을 모르고 영상 폭만 읽으면 12nm를 선의 일부로 잘못 세게 된다.

영상 폭의 표준불확도를 0.2nm, 팁 폭 교정의 기여량을 0.3nm, 눈금 보정의 기여량을 0.1nm로 가정하자. 모두 최종 선폭의 단위로 표현한 독립 성분이라면, 합성표준불확도는 `√(0.2² + 0.3² + 0.1²) ≈ 0.374nm`다. 영상의 반복성이 좋아도 팁 폭 교정이 부족하면 최종 결과의 불확도가 남는다. 수치는 실제 장비 성능이 아닌 예제다.

이 보정은 팁 폭만으로 설명되는 수직 옆벽 모델이다. 경계가 둥글거나 팁과 표면의 상호작용이 달라지면 더 높은 차수의 효과가 생길 수 있다. 그래서 참조 구조의 팁 교정값을 실제 시료에 적용할 때 형상과 측정 조건도 확인해야 한다. [팁 폭과 부가 효과에 대한 원문, 3.1·3.2절](https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11404149/)

## 옆벽을 볼 수 있다는 말에도 방향과 공간이 필요하다

폭 12nm인 확장 부분이 폭 8nm의 수직 입구를 지나야 한다면, 변형이 없는 단순 모델에서는 들어갈 수 없다. 팁의 몸통이 가늘어도 가장 넓은 부분의 통과 조건이 남는다. 또한 팁이 돌출부의 아래쪽 깊숙한 영역까지 모두 접근할 수 있다고 보장할 수도 없다.

방향도 중요하다. 측방 감지와 제어가 빠른 스캔 축에 있는 방식에서, 그 축으로 가로지르는 선의 옆벽과 축에 평행한 선의 옆벽은 데이터가 다를 수 있다. 후자의 벽은 느린 스캔 축을 따라 만나므로 측방 추적이 부족해질 수 있다. 원문은 이 차이가 옆벽 데이터의 희소함이나 누락으로 이어지는 예를 보여준다. [스캔 방향의 제약, 3.3.1절](https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11404149/)

Orji 등의 연구는 서로 직교하는 방향에서 얻은 두 이미지의 옆벽 정보를 결합해 평면 윤곽을 구하는 방법을 제시했다. 두 방향의 정보를 모으는 절차에는 정렬과 오차 평가가 필요하며, 이미지 개수만 늘리면 모든 형상이 복원된다는 의미는 아니다. [Orji 등, 2016, 저자 기관의 공개 초록](https://www.nist.gov/publications/contour-metrology-using-critical-dimension-atomic-force-microscopy)

CD-AFM의 장점은 원하는 높이의 옆벽을 추적해 선폭에 필요한 정보를 얻는 데 있다. 그 값을 보고할 때는 팁 교정, 단면의 높이, 스캔 방향과 접근 가능한 범위를 함께 밝혀야 한다. 수직 벽이 있는 구조를 측정하려면, 그 벽을 실제로 감지한 데이터인지부터 확인하는 것이 출발점이다.