다아라 매거진 _ 2017.10

기술뉴스

[Technical News]‘센티미터’부터 ‘나노미터’까지…빛과 전자로 동시에 보는 현미경 나왔다

KRISS 연구원, 광·전자 융합현미경 원천기술 기반 기업 창업

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광전자 융합현미경의 외부 및 내부 3D 이미지


#‘구글 어스’는 1만km 이상의 지구 형상에서부터 10m 미만의 우리 집까지 수백, 수천만 배의 축척을 변화시키며 목표지점의 정보를 손쉽게 얻게 해준다.

보이지 않는 미시세계에서도 cm(센티미터)부터 nm(나노미터)까지 자유자재로 해상도를 변화시키는 현미경이 있다면 ‘구글 어스’처럼 다양한 이미지 정보를 한 번에 얻을 수 있다.

KRISS 첨단측정장비연구소 조복래 책임연구원이 신개념 측정검사장비 전문기업인 ㈜모듈싸이를 창업했다. 모듈싸이의 주요 사업 분야는 멀티 해상도 이미징을 위한 광전자 융합현미경의 개발과 제조다.

현미경은 크게 가시광선을 사용하는 광학현미경과 전자 빔을 사용하는 전자현미경으로 구분된다. 광학현미경은 컬러 이미지 및 3차원 정보를 볼 수 있지만 마이크로미터(μm) 미만의 해상도를 제공하지 않는다. 또한 전자현미경은 나노미터(nm)급의 고해상도 정보를 통해 원소단위의 정보를 알 수 있지만, 이미지가 흑백이라는 단점이 있다. 기존에는 이미지 정보를 다양하게 얻기 위해 광학현미경과 전자현미경에 시료를 옮겨가며 관찰했다. 이 경우 시간·공간적 효율이 떨어짐은 물론 이동 과정에서 시료가 손상될 가능성도 있다.

연구원 창업기업 모듈싸이는 개별 플랫폼인 광학현미경과 전자현미경을 하나로 통합하는 ‘광전자 융합현미경’ 기술을 기반으로 출범했다. 세계 최초로 개발된 융합현미경은 광학과 전자 다른 두 종류의 대물렌즈를 융합한 KRISS 조복래 박사팀의 원천기술을 통해 탄생할 수 있었다.

연구진은 렌즈의 형태를 간섭하지 않는 형태로 재설계해 물리적 제약을 극복했으며, 전자제어계와 소프트웨어 등의 필수요소까지 통합함으로써 빛과 전자로 동시에 관찰하는 현미경을 구현했다. 광전자 융합현미경은 특히 반도체나 디스플레이 공정에서 불량품을 검출하는 데 효과적으로 사용할 수 있다. 먼저 광학 파트를 통해 마이크로 수준에서 결함이 의심되는 곳을 컬러로 파악한 후, 동시에 전자 파트로 나노 수준까지 성분을 정밀 관찰한다면 검출의 정확도를 향상시키고 소요시간을 크게 단축할 수 있다.

모듈싸이는 반도체, 디스플레이 등 전자업계의 공정용 측정검사장비에 대한 개발 및 라이센싱을 수행할 예정이다. 장기적으로는 제품의 다양화와 소형화를 통해 바이오 물질의 실시간 검사를 필요로 하는 의료업계까지 사업 범위를 점차 확대할 계획이다.

2019년에는 KRISS의 독자적인 광학계, 전자총 원천기술을 융합한 ‘초고속·초고분해능 광전자 융합현미경’을 선보일 예정이다.

조복래 박사는 “현재 많은 업체로부터 융합현미경에 대한 측정검사장비 적용을 의뢰받고 있다”라며 “다년간 축적한 독자적인 현미경 설계기술을 보유하고 있기 때문에 검사수요에 따라 얼마든지 맞춤형으로 개조 탑재할 수 있다”라고 말했다.

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