13日 標準硏 素部裝 2周年 成果 公開
한국표준과학연구원이 開發한 半導體 웨이퍼의 휘어짐 測定 裝備. 카메라로 撮影한 뒤 스크린에서 바로 確認할 수 있다. 온라인 記者懇談會 캡처
2019年 7月 日本이 半導體·디스플레이 核心素材에 對한 輸出 規制 措置를 내리면서 弗化水素(HF) 國産化 問題가 떠올랐다. 機體 弗化水素는 半導體 웨이퍼(基板) 위에 回路만 남기고 나머지 物質을 없앨 때 使用하는 核心素材지만 한국은 日本, 美國에서 全量 輸入해왔다. SK머티리얼즈는 日本의 輸出 規制 措置 1年 만인 지난해 6月 超高純度 機體 弗化水素 國産化에 成功했다. SK머티리얼즈는 現在 洗淨用 特殊가스人 三氟化窒素의 生産과 販賣에서는 世界 1位를, 육불화텅스텐의 市場 占有率에서는 世界 1位를 記錄하고 있다.
강상우 한국표준과학연구원 尖端測定裝備硏究所長은 13日 열린 온라인 記者懇談會에서 “短時間에 弗化水素를 包含한 半導體用 가스 素材를 國産化한 것은 SK머리티얼즈과 표준연의 緊密한 協業의 結果"라고 紹介했다. 이날 懇談會는 日本 輸出 規制 以後 지난 2年間 所在·部品·裝備(素部裝) 分野에서 표준연의 成果를 돌아보기 위해 마련됐다.
弗化水素는 半導體 回路를 깎거나 洗淨하는 데 쓰이는 만큼 10nm(나노미터·1nm는 10億 分의 1m) 以下의 精密 回路일수록 正確度와 完成度를 높이기 위해 99.9999% 以上의 超高純度가 必須다.
氣體의 純度를 測定하기 위해서는 直接 測定하거나 氣體에 包含된 不純物을 分析해 이를 除外하는 間接 方式이 있다. 半導體에는 不純物이 많이 섞인 素材가 쓰이는 만큼 100에서 不純物 成分을 빼서 값을 求하는 方法이 主로 使用된다.
標準硏 가스分析標準그룹은 자체적으로 保有한 分析裝備와 物性 分析 等을 利用해 SK머티리얼즈와 技術協力을 進行했다. 표준연 半導體測定裝備팀은 올해 5月 半導體 웨이퍼 公正結果에 直接的인 影響을 미치는 플라스마 密度값과 均一度를 實時間으로 測定할 수 있는 技術을 世界 最初로 開發하는 데 成功하기도 했다. 표준연의 플라스마 測定불擴도는 2% 以內로 世界 最高 水準이다.
이 밖에 半導體 웨이퍼가 휘지 않고 平平한지 쉽게 確認할 수 있는 測定 裝備도 開發했다. 김영식 責任硏究員은 “카메라로 半導體 웨이퍼를 찍는 것만으로도 웨이퍼가 휘어있는지 쉽게 確認할 수 있다”며 “웨이퍼에 휨이 發生하면 半導體 性能에 큰 影響을 미치는 만큼 必須 技術”이라고 말했다.
진종한 韓國標準科學硏究院 責任硏究員이 13日 열린 온라인 記者懇談會에서 디스플레이의 두께와 屈折率을 同時에 測定하는 裝備를 說明하고 있다. 온라인 記者懇談會 캡처
표준연은 디스플레이의 두께와 屈折率을 同時에 測定하는 技術도 公開했다. 旣存에는 屈折率 情報가 없이는 디스플레이 두께를 正確히 測定하기 어려웠지만, 표준연은 디스플레이의 光學 構造를 活用해 事前에 屈折率 情報 없이도 屈折率과 두께를 同時에 測定하는 技術을 開發했다.
진종한 責任硏究員은 “디스플레이뿐만 아니라 半導體 웨이퍼, 배터리 保護膜 等 多樣한 分野에서 두께를 測定하는 데 活用되고 있다”며 “現在 글로벌 디스플레이 會社에 이 技術이 適用돼 테스트가 進行 中”이라고 말했다.
표준연은 이날 院內에 自體 開發한 裝備를 設置한 ‘오픈 이노베이션랩’을 열고 內部를 公開했다. 오픈 이노베이션랩에서는 다양한 分野의 硏究者들이 融合硏究를 進行하는 等 開發 裝備 商用化가 이뤄질 展望이다.
박현민 標準硏 院長은 “世界 最高 水準의 測定 標準과 測定科學技術 力量으로 國內 素部裝 競爭力 强化에 도움이 되겠다”고 밝혔다.
