시료 표면 거칠기, 저항, 정전용량, 전기전도도 등의 분포를 이미지로 구현
시료 지름 200mm까지 분석할 수 있는 파크시스템스의 대형 측정 장비 NX20 도입
반도체 및 전자부품 신뢰성 평가 분석 기업 큐알티는 AFM(원자현미경)을 활용한 표면 분석 서비스로 전자재료 공정 개선에 나선다고 10일 밝혔다.
AFM은 시료 표면의 원자와 미세한 캔틸레버 팁(Cantilever Tip)의 원자 간 상호 작용하는 힘을 활용해 시료의 형상과 물성을 나노미터(nm) 수준으로 계측 및 분석하는 장비다. 반도체 등 전자재료 공정의 생산효율성을 높이기 위해서는 결함을 신속하게 파악하는 것이 관건인데, AFM은 문제가 발생한 부분의 형상과 크기 깊이 등을 정밀하게 분석할 수 있어 업계의 관심이 높다.
큐알티의 AFM 표면 분석 서비스는 0.05nm에 이르는 Z축 분해능(피사체를 세밀하고 뚜렷하게 쪼개서 볼 수 있는 능력)을 통해 옹스트롬(0.1nm) 단위 분석이 가능한 것이 특징이다. 또한, 분석 목적에 따라 최적화된 캔틸레버 팁을 사용하여 고종횡비(High AR) 구조물 등 일반적인 방식으로 확인이 어려운 시료 표면의 형상도 정밀하게 확인할 수 있다.
이를 통해 시료의 표면 거칠기, 저항, 정전용량, 전기전도도 등의 분포를 이미지로 구현할 수 있게 되었으며, SCM(Scanning Capacitance Microscopy) 측정법을 활용할 경우 반도체 미세 구조 단면에서 도핑 농도 프로파일 이미지도 취득 가능하다. 큐알티는 AFM 시스템을 기반으로 반도체 박막, Glass 기판, 광학 렌즈, Metal Pad 등의 거칠기 분석을 포함해, 디스플레이용 LCD 패널의 Bump 구조와 같은 마이크로 스케일 형상 분석, 미세 공정이 적용된 반도체 소자의 Doping Profile, Micro LED 소자, 이차전지 양극재 분석 서비스를 제공하고 있다.
큐알티가 사용하고 있는 AFM은 파크시스템스의 산업용 대형 시료 측정장비 NX20다. NX20에는 완전 비접촉 모드 기능이 탑재되어 있는데, 캔틸레버 팁과 시료가 서로 닿지 않아 손상을 주지 않으며, 고감도 Z-디텍터로 시료 표면의 정확한 높이를 측정할 수 있다.
큐알티 관계자는 "반도체 불량 분석 및 회로 수정 기술 분야에서 수십년간 쌓아온 큐알티의 전처리 노하우에 첨단 AFM 장비가 더해지면서 보다 정확한 분석 결과물을 확보할 수 있게 되었다"며 "빠르게 변화하는 반도체 분야에서 큐알티만의 차별화된 분석 경쟁력을 유지 확장해 나갈 수 있도록 역량을 집중할 것"이라고 말했다.
