한국과학기술원(KAIST) 기계공학과 이정철 교수팀이 반도체 웨이퍼를 절단하지 않고도 두께 등을 측정하고 검사할 수 있는 웨이퍼 비파괴 분석장비를 개발했다. 이 분석장비는 근적외선의 간섭 효과를 이용한 것으로 실리콘 뿐만아니라 다양한 구조의 반도체 소자 검사도 가능하다. 즉, 반도체 공정 중 소자 결함을 판별하기 위한 실시간 비파괴 검사에 적용될 수 있다.
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.
김만기 기자
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.
김만기 기자
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