박희재 교수님 연구실: 정밀측정 연구실(metrol) 

연구실 대표 김민규 연구원

Q1. 연구실에 대해서 간략하게 소개해 주세요.
저희 연구실은 정밀 측정과 관련된 분야를 연구하고 있습니다. 구체적으로는 3차원 측정기, 레이저 간섭계, 비전 등 기본적인 측정 방법 등을 도맡고 있으며, AFM과 같은 현대적인 장치들도 사용하여 연구를 진행할 수 있습니다. 현재에는 빛을 이용한 비파괴 측정 방법들을 활발히 연구하고 있습니다. 3차원 형상을 측정하기위한 간섭계 하드웨어를 개선하는 연구들이 진행되었고, 두께 측정을 위한 반사계, 이미징 반사계 등의 방법들도 연구하고 있습니다. 특히 저는 반도체와 디스플레이 산업에서 활발히 사용되고 있는 엘립소미트리 방법론을 맡아 개발하고 있습니다.  엘립소미트리 방법은 초박막 및 다층박막의 두께를 반사된 편광신호를 통해 분석하는 비파괴 방법론으로 공정 수율을 높이기 위해 매우 활발히 사용되는 방법입니다.

Q2. 대표 연구에 대해 간략히 소개 부탁드립니다.
 연구실에서 하는 목표들은 대부분 가장 현대적인 측정 방법의 시퀀스나 신호를 개선하기 위한 연구들입니다. 측정 방법을 간소화하여 측정 시간을 줄이는 방법이나, 다양한 신호를 얻어 측정 정밀도를 높이는 방법들이라고 할 수 있습니다. 대표 연구 업적물로는 공간 광 변조기를 이용한 엘립소미트리 및 반사계의 개선, 간섭계를 통한 3차원 형상 측정과 비전을 이용한 이물 검출 등이 있습니다. 이 외에 Multi order retarder을 이용한 원샷 엘립소메트리나, 마이크로 엘립소메트리 등이 있습니다. 연구실 내부에 광학을 이용한 연구를 진행하기 위한 많은 장비들이 있기 때문에 새로운 아이디어나 어플리케이션이 있으면 진행을 합니다. 기대효과로는 자동화 시스템에 사용되는 광학 측정 시스템을 개선하고, 생산 수율을 높이는 효과를 최종 목표로 갖고 있습니다.

Q3. 해당 연구를 진행하면서 가장 힘들었던 점과 이를 극복한 방법이 있나요?
 다양한 연구들을 진행하면서 가장 힘들었던 점은 샘플을 구하는 것입니다. 실제 산업 현장이 아닌 실험실 환경이기 때문에 공정과정에서 실제로 오가는 샘플들을 접하기가 쉽지 않습니다. 대부분 회사 보안과 관련된 중요한 내용들이 때문에 접근이 어렵습니다. 이에 연구실에서는 산학협력을 통해 다양한 샘플들과 산업현장의 최전선에 있는 문제들을 직접 확인하고, 이를 개선하는 방법들을 연구하고 있습니다. 특히 새로운 내용들을 특허로 먼저 등록하는 연구실 분위기가 조성되어 있어, 산학을 진행하기 좋은 환경이라고 생각합니다.

Q4. 연구실에서 보유하고 있는 특별한 장치 또는 설비가 있나요? 없다면 외부에서 자주 사용하는 장비가 있나요?
연구실에는 다양한 장비들이 있습니다. 간섭계, 반사계, 엘립소미트리 그리고 afm 외에 현대적인 측정 장비들이 있습니다. 외부에서는 주로 샘플을 제작하는 장비들을 아웃 소싱하고 있습니다. 증착 장비들을 반공연과 같은 반도체 제작 연구소에서 주로 이용하고 있습니다. 그리고 실험 장비를 개발하면, 이를 테스트하기 위해 3d프린터를 적극 활용하고 있습니다.

Q5. 이외에 하고 싶으신 말씀 부탁드립니다.
진리를 보는 눈과 직관은 지식과 경험의 축적을 통해 이루어 진다고 생각합니다. 연구자가 되어 실험실에서 다양한 경험들을 하고 실패를 경험하면, 그보다 값진 배움은 없다고 생각합니다. 미래 진로를 연구자로 선택할 수도 있지만, 그렇지 않은 경우에도 실험실에서 현대에 과학계가 직면한 문제들을 해결하기 위해 직접 설계하고, 논문을 작성하는 과정은 이학, 공학계에 있어서 매우 중요한 배움이라고 생각합니다. 커리어에 개발과 창작의 분야가 필요한 사람이라면 연구자로서 특정기간 경험하는 것이 매우 중요하다고 생각합니다.
측정 분야는 우리나라에서는 많이 알려지지 않았지만, 해외에서는 매우 중요한 분야입니다. 제품을 설계하거나, 개발하는 과정에서 장비들이 갖는 한계와 강점을 명확하게 알고, 숫자로 이야기할 수 있습니다. 이렇게 숫자와 데이터를 통한 검증과 주장을 하기 위해서는 연구의 경험이 매우 중요한 요소라고 생각합니다. 자신의 진로에 위와 같은 소양이 필요하다면, 연구 경험을 쌓아보는 것이 좋은 커리어가 될 수 있다고 생각합니다.

MEch-SSENGER 정석철