반도체와 같은 차세대 첨단부품 표면의 미세 결함을 단시간에 정밀하면서 넓게 검사할 수 있는 기술이 국내 개발됐다.
이 기술을 적용한 측정 장비는 기존에 쓰이는 100배율 렌즈 장착 장비보다 부품 표면을 자세하게 볼 수 있고, 관찰 가능 면적도 100배 정도 넓다. 반도체 패키징 소형화 추세에 꼭 필요한 기술이다. 현재 산업에 즉시 투입 가능한 수준이다.
한국표준과학연구원(원장 박현민)은 안희경 첨단측정장비연구소 선임연구원팀이 수백 나노미터(㎚) 수준 고정밀 분해능으로 첨단부품 표면 미세 결함을 빠르게 검사하는 측정기술을 개발했다고 14일 밝혔다.
최근 발광다이오드(LED)와 저배율 대물렌즈를 이용, 물체를 여러 각도에서 비춰 반사 신호를 병합·활용하는 광학식 측정 연구가 주목을 받는다. 고분해능·광영역 측정이 가능하지만, 시간이 오래 걸려 바로 활용이 어려웠다. 넓은 측정 영역을 조각으로 나눠 관찰하고 조각별 오차 계산이 필수기 때문이다.
연구팀은 새로운 알고리즘을 개발, 이런 문제점을 극복했다. 하나의 조각에 대해서는 오차를 계산하고 그 결과를 모든 조각에 적용하는 것이 핵심이다. 높은 분해능을 구현하면서 시간이 오래 걸리는 단점을 해소한 것이다.
가로·세로 1밀리미터(㎜) 이미지를 250㎚ 이하 분해능으로 검사할 수 있다. 걸리는 시간은 16분에 불과하다. 2018년 기술 수준으로 같은 면적을 검사하는 데 3시간이 걸렸다.
고부가가치 최첨단산업 분야에 활용할 수 있다. 유연 디스플레이, 반도체 웨이퍼 레벨 패키징 표면 결함 검출이 가능하다. 인공위성이나 무인 항공기에 쓰이는 초미세 광학부품 이미징에 활용하는 것도 기대된다.
안희경 표준연 선임은 “병렬 처리와 같은 기술을 사용, 처리 속도를 최적화한다면 반도체와 디스플레이 표면 검사와 같이 수백 ㎚ 이하 분해능이 요구되는 산업 분야에 즉시 투입 가능할 것”이라고 전망했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
