반도체 패키징 검사, 성능·속도 두 마리 토끼 잡았다

표준연, 기존보다 100배 넓은 면적 한 번에 검사…표면 미세 결함도

표준연이 차세대 첨단부품 표면의 미세 결함을 정밀하면서도 빠르게 검사할 수 있는 측정기술을 개발하는 데 성공했다.

한국표준과학연구원(KRISS·원장 박현민)은 첨단측정장비연구소 안희경 선임연구원이 수백 나노미터 수준의 정밀한 분해능으로 첨단부품 표면의 흠집 등 미세 결함을 빠르게 검사할 측정기술을 개발했다고 14일 밝혔다.

KRISS에 따르면 이 기술을 적용한 측정 장비는 기존 산업계에서 사용하고 있는 100배율 렌즈를 장착한 장비보다 자세하게 표면을 관찰할 수 있고 한 번에 관찰할 수 있는 면적이 100배 정도 넓다.

KRISS 안희경 선임연구원이 개발한 장비로 측정실험을 진행하고 있다.

이 기술은 넓은 측정영역을 조각으로 나눠 관찰하고 각 조각 오차를 모두 계산한다. 최종적으로 넓은 측정영역을 얻는 데 많은 시간이 소요된다. 반도체 공정에서 생산 효율을 높이려면 검사 시간 단축이 필수적이기에 해결이 필요하다.

안 선임연구원은 새로운 알고리즘을 개발해 이를 극복했다. 기술의 핵심은 하나의 조각만 오차를 계산해 그 결과를 모든 조각에 적용할 수 있다는 데 있다. 이 기술은 높은 분해능을 가지면서도 시간이 오래 걸리는 단점을 해결했다.

이 기술을 사용하면 1mm × 1mm 이미지를 250나노미터 이하 분해능으로 16분 만에 검사할 수 있다. 2018년 기술을 기준으로 하면 같은 면적을 검사하는데 약 3시간이 소요된다.

안 선임연구원은 “병렬 처리와 같은 기술을 사용해 처리 속도를 최적화한다면 반도체·디스플레이 표면 검사와 같이 수백 나노미터 이하 분해능이 요구되는 산업 분야에 바로 투입할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

KRISS는 이 기술을 광계측 장비 및 모듈 전문기업인 넥센서에 기술이전 했다. 이 기술은 국제학술지 옵틱스 앤 레이저스 인 엔지니어링(Optics and Lasers in Engineering, IF:4.273)에 게재됐다.