▲ 김창수 표준연 박사(左)가 이번에 개발한 단결정 웨이퍼 면방위 표준물질을 설명하고 있다..

반도체 및 LED 웨이퍼(기판)의 품질에 영향을 미치는 면방위(결정면과 웨이퍼 표면 각도)를 보다 정확하게 측정할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국표준과학연구원(KRISS, 원장 강대임) 신기능재료표준센터 김창수 박사팀이 단결정 웨이퍼의 새로운 면방위 측정기술 이론을 정립하고 이를 통해 면방위 표준물질을 개발했다고 26일 밝혔다.

우수한 반도체, LED 및 전자소자의 생산은 웨이퍼 면방위 크기를 얼마나 정확히 측정하고 제어하느냐에 달려있다.

현재 산업현장에서는 X-선을 이용하여 단결정 웨이퍼의 면방위를 측정하는 미국재료시험협회(ASTM)의 측정 방법을 활용하고 있으나 측정장치 회전축의 편심(중심이 한쪽으로 치우치는 상태)으로 인해 측정값이 부정확할 뿐만 아니라 오차가 크다는 단점이 있었다.

김창수 박사팀이 개발한 측정법은 측정 장비의 회전축 편심에 의한 오차를 자체적으로 없앨 수 있는 신기술이다. 새로운 면방위 측정이론을 바탕으로 회전축 편심을 자체적으로 보정함으로써 편심의 영향을 상쇄시킬 수 있다.

기존 측정방식에 비해 약 10배 이상의 정확도를 가지고 있어 보다 우수한 제품 생산이 가능하고 불량률도 현저히 낮출 수 있는 것으로 나타났다. 이에 각 산업체에서는 개발된 면방위 표준물질을 이용해 보유한 측정 장비를 교정함으로써 정확도 및 신뢰성을 확보할 수 있게 됐다.

김창수 박사는 “이번 연구 성과는 고품질의 반도체 소재 및 소자 생산을 이룰 뿐만 아니라 향후 면방위 측정에 대한 새로운 표준안으로 발전할 수 있을 것”이라고 말했다.

한편 이번 연구 성과는 해외특허 출원을 완료했으며 재료분야의 세계적 학술지인 ‘Jounal of applied Crystallography’ 10월 호에 실릴 예정이다.