한국표준과학연구원(KRISS) 연구팀이 첨단 반도체나 디스플레이의 내부 결함을 사진 한 장만으로 검사할 수 있는 기술을 개발하는 데 성공했다.

김영식 KRISS 첨단측정장비연구소 책임연구원 팀은 사진을 이용해 3차원 나노소자의 구조와 특성을 생산라인에서 즉각적으로 파악할 수 있는 측정기술을 개발했다고 국제학술지 `옵틱스 익스프레스` 지난달(1월) 24일자에 발표했다.

반도체 메모리 소자의 효율을 높이기 위해서는 일정 면적에 최대한 많은 소자를 배치해야 한다. 이 때문에 최근에는 박막을 10층 이상 겹겹이 쌓은 다층막 3차원 나노소자를 주로 사용하는데, 다층막 소재는 공정 기술이 복잡해 불량률이 높다는 단점이 있다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 영상분광기와 편광카메라, 대물렌즈를 하나의 시스템으로 엮어 반도체 다층막 소자의 두께와 굴절률을 파악할 수 있는 시스템을 개발했다.

해당 시스템을 이용하면 겹겹이 쌓은 다층막 소자의 두께와 굴절률을 동시에 측정해 실시간으로 불량을 검출할 수 있다. 기존보다 성능을 10배 이상 향상시켰을 뿐만 아니라. 여러 번 측정해야 했던 기존 방식과 달리 사진 1장이면 실시간으로 두께와 굴절률을 측정할 수 있어, 생산라인에서 불량을 곧바로 검출할 수 있다.

김 책임연구원은 "일본 수출규제에 따른 국산 측정 장비의 자립화는 물론 첨단소자의 수율 확보에도 기여할 수 있는 기술"이라며 "3차원 반도체, 차세대 플렉시블 디스플레이 등 국가 경쟁력 확보와 직결되는 최첨단 산업에 필수 장비가 될 것"이라고 설명했다.

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