국내 연구진이 국산 장비를 이용해 반도체 산화막 두께를 정확히 측정하는 데 성공, 반도체 공정 난제를 해결했다.23일 한국표준과학연구원에 따르면 나노구조측정센터 김경중 책임연구원팀은 나노미터(㎚)급 산화막의 절대두께를 측정하는 '상호보정법'을 10여년 연구 끝에 완성했다.
상호보정법은 하나의 물질을 두 가지 방법으로 측정해 결과의 정확도를 높이는 기술이다.
연구팀은 국내 중소기업 케이맥이 만든 측정 장비인 중에너지 이온 산란 분광기(MEIS)를 이용했다.지금까지는 투과 전자현미경(TEM), 분광 타원계측기(SE), 엑스선 반사측정기(XRR) 등으로 산화막을 측정했다.
하지만 이렇게 측정한 산화막 두께는 실제와 큰 차이가 있었다.
연구팀은 여러 번 측정했을 때 동일한 결과가 나와 재현성이 좋은 MEIS로 산화막 두께를 측정했다.이어 길이 단위 소급성을 갖는 TEM 측정 결과로 보정한 값을 국제적으로 검증된 측정값과 비교한 결과 정확도가 입증됐다고 연구진은 설명했다.
이번 연구 성과는 반도체 공정의 난제를 풀었다는 평가다.
반도체 산화막 두께를 일정하게 유지하고 정확히 측정하는 것은 반도체 품질을 결정짓는 핵심 요인이기 때문이다.김 책임연구원은 "일본 수출규제 등으로 인한 경제 위기에서 중소기업과 국가 측정표준기관이 협력한 좋은 사례"라고 말했다.
연구 성과를 담은 논문은 국제 학술지 '메트롤로지아'(Metrologia) 온라인판에 게재됐다.