반도체 패키징 검사, 성능과 속도 한 번에 잡았다

기존보다 100배 넓은 면적 한 번에 검사
표면 미세 결함까지 확인. 산업계 첫 도입 기대

이번에 새로 개발한 측정기술을 적용한 실험 결과다. 광학기기의 분해능을 파악할 때 사용하는 기준 시료인 USAF 타겟 측정 결과로 왼쪽이 진폭이고 오른쪽이 위상이다.

[아시아경제 황준호 기자] 수백 나노미터(10억분의 1미터) 수준의 정밀한 분해능을 통해 반도체 등 첨단 부품 표면의 미세결함을 잡아내는 정밀 측정기술이 개발됐다. 안희경 한국표준과학연구원 첨단측정장비연구소 선임연구원은 이같은 기술을 개발해, 관련 연구 논문이 국제 학술지인 옵틱스 앤 레이저스 인 엔지니어링에 최근 실렸다고 14일 밝혔다.

연구팀은 기존 산업계에서 쓰이는 100배율 렌즈가 장착된 장비보다 정밀하게 표면을 관찰하면서도 한 번에 관찰할 수 있는 면적이 100배 정도 넓고, 분석 시간을 줄인 측정 방법을 개발했다. 이 기술의 핵심은 하나의 반도체 조각에 대해서만 오차를 계산해 그 결과를 모든 조각에 적용하는데 있다. 기술을 사용하면 1 mm × 1 mm의 이미지를 250 나노미터 이하 분해능으로 16분 만에 검사할 수 있다. 기존 기술로는 3시간이 걸리던 작업이다.

안희경 선임연구원은 "반도체 패키징이 소형화된 만큼, 생산과정에서 생기는 표면의 흠집 등의 결함을 세밀하게 검사하는 기술도 요구되고 있다"며 "이번에 개발한 기술에 병렬 처리와 같은 기술을 더해 처리 속도를 최적화한다면 반도체, 디스플레이의 표면 검사와 같이 수백 나노미터 이하의 분해능이 요구되는 산업 분야에 즉시 투입이 가능할 것으로 기대된다"고 말했다.

한편 반도체 패키징은 회로가 설계된 반도체 칩에 전기적 특성 등을 전달할 수 있도록 연결하고 외부환경(충격, 습기)으로부터 안전하게 보호하는 기술을 말한다.

스마트폰 내의 집적회로 측정결과다. b1,c1,d1,e1(100배율 현미경으로 측정한 결과)와 비교해서 b2,c2,d2,e2(KRISS의 측정기술로 측정한 결과)에서 화살표에 보이는 미세한 패턴들이 훨씬 명확하게 관찰됨을 확인할 수 있다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr