조상준 파크시스템스 상무가 8일 《디일렉》이 개최한 ‘2022 반도체 EUV 글로벌 생태계 콘퍼런스’에서 발표하는 모습.
“반도체뿐만 아니라 유기발광다이오드(OLED), 마이크로LED 등 다양한 분야로 원자현미경 시장이 확대되고 있다. AFM(Atomic Force Microscope, 원자현미경)에 PiFM(Photo-induced Force Microscopy, 광유도력 현미경)을 결합한 자동화 장비를 내년 출시할 예정이다. 2024~2025년이 되면 다양한 원자현미경 개발 소식을 전해줄 수 있을 것으로 기대한다.”
조상준 파크시스템스 상무는 지난 8일 《디일렉》이 개최한 ‘2022 반도체 EUV 글로벌 생태계 콘퍼런스’에서 이같이 말했다.
파크시스템스는 원자현미경 전문기업이다. 미국 브루커(Bruker)에 이어 원자현미경 시장 점유율 2위를 유지하고 있다. 특히 반도체 노광공정에 활용되는 산업용 원자현미경 시장에서는 60% 가량 점유하고 있는 것으로 알려졌다.
반도체 시장에서 원자현미경 수요는 전자현미경과 비교해 아직은 10분의 1 수준이다. 하지만 EUV 장비 도입에 따른 공정 초미세화 및 새로운 트랜지스터 구조 도입에 따라 원자현미경 수요는 가파르게 증가할 것으로 예상된다.
조상준 상무는 “반도체 시장에서 원자현미경은 초소형 결함을 잡아낼 수 있어 기존 전자현미경이 하지 못하는 것을 보완해 준다”며 “반도체 소자가 복잡한 3D 구조로 발전하면서 작은 결함도 성능이나 기능에 영향을 미친다. 결함 제어가 중요해지면서 원자현미경을 사용하는 비중이 늘어나고 있다”고 말했다.
파크시스템스가 개발한 원자현미경 제품은 기존과 달리 ‘비접촉식’ 방식을 채택해 보다 정확한 데이터를 얻을 수 있다는 장점이 있다. 이전 제품들은 직접 접촉하는 방식의 현미경을 채택했기 때문에 시료(물질)을 손상시킬 수 있는 위험이 있다. 아울러 시료의 물리적, 전·자기적, 광학적 성질도 보다 정확히 파악할 수 있다. 원자현미경 시장에서 독보적인 기술력을 확보한 파크시스템스는 지난해 유럽 최대 반도체연구소인 아이멕(IMEC)과 협력관계를 맺기도 했다.
조 상무는 “EUV를 많이 노출하다 보면 마스크나 펠리클에도 주석, 철, 실리콘 등 다양한 불순물로 인해 결함이 생길 수 있다”며 “마스크 결함에 대비할 수 있는 AFM 자동 리페어 시스템을 개발하고 있다”고 말했다.
파크시스템스가 준비하고 있는 또 다른 야심찬 무기는 바로 AFM과 PiFM을 결합한 새로운 형태의 장비다.
조 상무는 “AFM을 통해 나노 크기의 이미지와 시료의 기게적, 전기적, 물리적 특성 등을 살펴볼 수 있다”며 “PiFM 기술이 추가되면 나노 물리 데이터와 결합한 화학 및 분자 성분 정보를 제공할 수 있을 것”이라고 말했다.
