표준연, "미시" 계측기술 개발 나선다

반도체의 고집적, 소형화, 박막화 추세에 맞춰 소자의 선폭이 최소 2백㎚(나노미터), 두께가 최소 5㎚정도인 반도체 개발에 활용되는 미시(마이크로)계측기술 연구가 활발하게 추진되고 있다.

한국표준과학연구원(원장 정명세)은 기관 고유사업의 일환으로 반도체, 정보통신, 신소재, 의료, 우주항공산업 분야의 나노스케일의 극미세 구조를 가지는 양자소자 연구에 필수적인 기능성 미세구조체 제작 및 특성평가기술, 박막 표면분석기술을 연구중이다.

표준연은 현재 폴리실리콘, 실리콘 산화막을 이용한 표면마이크로머시닝 기술을 포함해 정전형 빗살 공진기와 자이로스코프 미세가공기술, 반도체의 표면 분석에 사용되는 다목적 분석기기 등을 개발해 올해부터 필드테스트에 나설 계획이다.

표준연이 개발한 미시계측기술 중 특히 기능성 미세구조체 제작에 사용되는 비스무트-안티몬 열전쌍과 니크롬 히터를 이용해 개발된 평면형 다중접합 열전변환기는 열감도 최대 15.3㎷/mW, 교류직류 변환 차이가 약 1ppm에 불과해 기존 외국제품에 비해 성능이 우수한 점이 특징이다.

이처럼 미시계측기술 연구가 활발하게 이뤄지고 있는 것은 최근 센서, 전기적 신호처리장치들을 반도체 공정에서 사용하는 기술을 이용해 하나의 칩내에 집적화하는 마이크로머신 기술 수요가 크게 증가하고 있기 때문이다.

표준연은 최근 반도체업계에서 칩의 박막 두께가 얇아지면서 기존 계측기로는 첨단 소자개발이 어려워 0.2㎚에서 수㎚에 이르는 첨단 나노계측기술이 필요하다고 요구하고 있기 때문에 미시계측기술 연구를 본격화하고 있다고 밝혔다.

표준연은 나노특정기기술과 미세영역에서의 미량분석기술, 기능성 미세구조체 제작 및 특성평가기술 개발이 끝날 경우 반도체분야에서 필요한 특정물질 분석용 인증기준물질(CRM)을 제작 보급할 계획이며 생산공정에서 요구되는 공정개선기술, 공정라인용 첨단계측기기 개발에 적극 활용할 방침이다.

<대전=김상룡 기자>