김영식 표준연 박사 "나노 검사공정 획기적 단축"

광학단층촬영 기술로 다층막 나노구조를 3차원 측정한 결과화면.<사진=한국표준과학연구원 제공>
광학단층촬영 기술로 다층막 나노구조를 3차원 측정한 결과화면.<사진=한국표준과학연구원 제공>
국내 연구팀이 다층막 나노구조를 완벽히 재현하는 광학단층촬영 기술을 개발했다.

한국표준과학연구원(원장 박상열)은 김영식 첨단측정장비연구소 박사 연구팀이 다층막 나노소자 구조를 측정하는 단층촬영 기술을 개발했다고 25일 밝혔다.

연구팀은 그동안 다층막 측정의 난제로 남아있던 '직접적인 비파괴 측정'을 실현함으로써 나노구조의 완벽한 3차원 이미지를 얻을 수 있게 됐다.

나노기술 핵심은 정해진 2차원 면적에 최대한 많은 소자를 배치하는 것이다. 제한된 공간에서 박막층을 겹겹이 쌓는 3차원 다층막 구조가 개발되면서 나노기술은 초고속화·대용량화 한계를 뛰어넘었다.
 
첨단 나노기술 공정이 복잡해지는 가운데 그동안 이를 뒷받침할 측정기술이 절대적으로 부족했다. 나노기술 수요에 대응하기 위해 생산성이 중요하지만 현재 다층막 나노구조를 측정하는 기술은 과정이 복잡하거나 현장 적용이 어렵다는 문제를 안고 있다.

현재 공정에서는 측정을 위해 타원계측법을 이용하거나 모조품 형태의 시료를 모니터링하고 있다. 하지만 현재 비파괴 측정은 간접적 정보를 종합해 나노구조를 예측하는 방식이라 얻을 수 있는 정보가 제한적이다. 복잡한 추가 공정을 거쳐야만 한다.

연구팀이 개발한 광학단층촬영 기술은 겹겹이 쌓인 물질마다 빛의 간섭에 차이가 발생한다는 점을 이용했다. 분광 분석기술, 편광·반사율 측정기술 등을 하나로 융합함으로써 다층막 나노구조를 실제와 가장 유사하게 구현했다.

광학단층촬영 기술의 특징은 나노구조에 어떠한 손상도 주지 않음과 동시에 현미경처럼 층별 두께와 표면의 형상까지 직접적으로 측정할 수 있다. 또 완벽한 정보를 바탕으로 3차원 이미지를 구현할 수 있어 구조를 정확하게 분석할 수 있다.

김영식 박사는 "광학단층촬영 기술은 나노 검사공정을 획기적으로 단축할 수 있다"라며 "국내 측정 장비의 수준을 한 단계 발전시켜 현재 3% 미만으로 매우 낮은 우리나라의 시장 점유율을 향상시키는데 기여하겠다"고 말했다.

한편, 이번 연구결과는 국제학술지 네이처 자매지인 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)' 지난달 온라인판에 게재됐다.

저작권자 © 헬로디디 무단전재 및 재배포 금지