KAIST, 근적외선 활용한 비파괴 분석장비 개발
이정철 교수는 19일 "이 기술은 널리 사용되는 적외선 광원을 사용해 비파괴 방식으로 반도체 물질 내부 구조를 측정한 점에서 기존 방법과 다르고, 안전하고 정밀한 장점 때문에 반도체 소재 및 소자 검사 속도를 향상하는 효과를 가져와 반도체 관련 산업과 우리 삶의 발전에 기여할 것"이라고 말했다.
연구진은 1㎛급의 두께를 갖는 실리콘 박막-공동 구조의 두께를 비파괴적으로 측정하기 위해 근적외선 간섭 현미경을 개발했다. 실리콘의 광특성과 빛의 간섭 길이를 고려해 근적외선 계측 장비를 설계 및 구축했다. 또 개발한 근적외선 간섭 현미경은 1㎛급과 서브 1㎛급의 단층 박막-공동 구조를 100 나노미터(㎚) 미만의 편차로 측정했다. 이에 더불어 다중 반사로 인한 가상의 경계면을 특정하는 방법을 제안해 복층의 실리콘 박막-공동 구조에서 숨겨진 실리콘 박막의 두께 측정에 성공했다.
이번 연구는 실리콘 박막-공동 구조뿐만 아니라 기능성 웨이퍼인 실리콘 온 인슐레이터(SOI) 웨이퍼에서도 실리콘과 내부에 숨겨진 산화막의 두께도 측정했다. 또한 적합한 파장 선택을 통해 실리콘 뿐만아니라 게르마늄 등 다른 반도체 물질의 비파괴 검사도 성공했다. 즉 다양한 구조의 반도체 소자 비파괴 검사에 적용이 가능한 것이다.
한편, 연구진은 이번 연구결과를 국제학술지 '어드밴스트 엔지니어링 머터리얼즈(Advanced Engineering Materials)'에 발표했으며, 지난 10월 호의 후면 표지 논문(back cover)으로 선정됐다.
monarch@fnnews.com 김만기 기자
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