차세대 반도체 산업의 필수 기반기술인 1㎚는 물론 최대 0.1㎚까지 산화막 두께를 잴 수 있는 세계 최고 수준의 초정밀 측정 기술을 국내 기술진이 개발했다.
KRISS(한국표준과학연구원·원장 정광화) 전략기술연구본부 나노측정센터 김경중 박사 연구팀은 반도체 소자 공정의 난제로 여겨졌던 나노미터(10억분의 1 m) 두께의 산화막을 측정하는 기술 체계와 인증표준 물질을 개발, 삼성전자와 하이닉스반도체의 공정라인에 적용시키는데 성공했다고 4일 밝혔다. 이 측정기술 체계는 지식경제부의 ‘시스템 IC-2010 사업’의 지원을 받아 개발됐다.
KRISS 연구진은 측정대상 표면에 X레이를 쪼여 방출되는 전자의 에너지를 관찰하는 대표적인 표면분석법인 X레이광전자분광법(XPS)과 절대두께 측정법인 고분해능 투과전자현미경(TEM)의 장점을 활용해 나노미터의 산화막 두께 측정 체계를 확립했다고 설명했다.
실제 연구진은 이 연구결과를 바탕으로 세계 각국이 참여한 국제도량형위원회 표면분석 분야 국제비교(KC)인 ‘나노미터 이산화규소(SiO2) 박막의 두께 측정 테스트’에서 100억분의 1m인 0.1㎚까지 측정하는 개가를 올렸다.
김 박사는 “그동안 나노미터 산화막 두께 측정 기준에 대해 미국, 일본, 영국 등 세계 각국의 의견대립이 팽팽히 맞섰지만 향후는 국내 기술로 국제적 합의가 도출될 것으로 본다”며 “앞으로 나노미터급 산화물 박막의 두께 측정에 대한 국제표준을 제정하고 인증표준물질을 보급해 업계와 공동분석을 실시할 계획”이라고 말했다.
대전=박희범기자@전자신문, hbpark@