수소원자의 150분의 1 크기에 해당하는 0.03㎚급 박막두께를 정확히 측정하는 기술이 개발됐다.
한국표준과학연구원(KRISS, 원장 김명수) 나노이미징기술센터 편광계측팀은 교과부 기관주요사업 및 21세기 프런티어 사업인 나노메카트로닉스사업단(단장 이상록)의 지원을 받아 나노박막 두께를 정확히 측정할 수 있는 초고속 다채널 분광 타원계측기를 개발했다고 16일 밝혔다.
이 타원계측기는 반도체 및 디스플레이 등 나노두께의 박막을 측정하는데 활용하는 장치다.
연구진은 이 계측기를 개발하며, 신개념 알고리즘을 새로 짰다. 기존 반도체 산업용 장비의 측정 속도보다 5배 이상 빠르다. 2000개의 데이터 스펙트럼을 동시에 측정하는데 걸리는 최소시간이 9ms로 매우 짧다. 거의 실시간 측정이 가능하다는 것이 연구진의 설명이다.
연구진은 또 새로운 오차보정 기술도 개발했다. 나노박막 두께 측정 분해능(정밀도)을 0.03㎚(1나노미터는 10억분의 1 m) 수준까지 향상시켰다.
이 장치는 반사나 투과로 인해 빛의 편광상태가 변하게 되는 광학적 기초 원리를 적용해 실시간, 비접촉식, 비파괴 측정이 가능한 장점이 있다.
연구진은 반도체 소자나 평판디스플레이, 태양광소자 등의 산업분야 뿐만 아니라 신약후보 물질, 초고속 스크리닝 등의 나노바이오 측정장비와 화학적 가스 센서 제작 등 다양한 분야에 적용이 가능할 것으로 전망했다.
편광계측팀 조용재 연구원은 “기존에는 노출시간, 모터속도, 회전 당 노광횟수 등을 조절하기 위해 하드웨어를 변경해야 하는 불편이 따랐지만 이 기술은 소프트웨어의 변경만으로 최적의 측정조건을 만들 수 있다”며 “국내외 특허 출원도 이미 완료했다”고 말했다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.co.kr