이미지 한 장으로 반도체·디스플레이 내부 결함 검사

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이미지 한 장으로 반도체·디스플레이 내부 결함 검사

이준기 기자   bongchu@
입력 2020-02-11 20:24

표준과학硏 김영식 박사 연구팀
'3차원 나노소자 측정장비' 개발
공간 분해능력 기존보다 10배 이상


김영식 표준연 박사가 이미지 한 장으로 나노소자의 두께와 굴절률을 동시에 측정할 수 있는 장비를 통해 3차원 나노소자를 측정하고 있다. 표준연 제공



이미지 한 장으로 첨단 반도체나 디스플레이 내부 결함을 검사할 수 있는 측정기술이 개발됐다.
한국표준과학연구원은 김영식 박사 연구팀이 3차원 나노소자 이미지 한 장으로 두께와 굴절률 등을 파악할 수 있는 '3차원 나노소자 측정장비'를 개발했다고 11일 밝혔다.

메모리 소자는 패키징 기술 발달로 갈수록 초고속화, 대용량화의 한계를 넘어서면서 다층막 3차원 나노소자가 개발되고 있다. 3차원 나노소자는 반도체, 플렉시블 디스플레이, 사물인터넷 센서 등 첨단 분야에 널리 쓰이고 있다.

하지만, 소자 성능 향상과 맞물려 제품 불량률이 높아지면서 이를 비파괴 방식으로 실시간 검출할 수 있는 기술 개발은 더딘 상황이다.


연구팀은 영상 분광기, 편광 카메라, 대물렌즈를 하나의 시스템에 융복합한 '3차원 나노소자 측정장비'를 개발했다. 이 측정장비는 여러 번의 측정을 거친 복잡한 과정을 한 번의 측정으로 통합한 것으로, 공간 분해능력이 기존에 비해 10배 이상 높다.

3차원 나노소자가 측정장비를 통과하면 대물렌즈에 특정 간섭무늬가 생성되는 데, 이 무늬는 영상 분광기와 편광 카메라를 통해 나노소자의 최종 두께와 굴절률 값으로 산출된다. 이를 통해 반도체, 디스플레이 등에 쓰이는 첨단 소자의 두께와 굴절률을 측정, 소자의 수율 확보를 통해 품질을 유지할 수 있게 된다고 연구팀은 설명했다.

김영식 표준연 박사는 "일본 수출규제에 따른 국산 측정장비의 자립화와 첨단소자 수율 확보에 기여할 것"이라고 말했다. 이 연구결과는 국제 학술지 '옵틱스 익스프레스'와 '옵틱스 레터스'에 각각 실렸다.

이준기기자 bongchu@dt.co.kr

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