핀란드 알토 대학교(Aalto University)의 연구자들이 설립한 선구적인 회사인 ElFys는 광 감지 기술을 토대로 여러 산업에서 사용되는 고성능 광다이오드 제품을 개발하는 활동의 최전선에서 일해왔습니다.
이 글에서는 ElFys의 탁월한 광다이오드 기술과 이 회사의 생산 과정에서 우수성을 달성하는 데 DSX1000 디지털 현미경이 어떤 역할을 수행하는지 알아보겠습니다.
심장의 변화를 감지하는 기술
스마트워치가 어떻게 정확하게 심장 박동을 감지하는지 궁금했던 적이 있으신가요? 손목의 작은 금속 장치가 어떻게 하루 종일 심장 박동의 미세한 변화를 감지할 수 있을까요?
이에 대한 답은 빛을 에너지로 전환하는 광 센서인 광다이오드라는 놀라운 기술에서 찾을 수 있습니다. 스마트워치는 피부로 녹색 광을 방출합니다. 그러면 적혈구가 이 녹색광을 흡수합니다. 심장이 뛸 때 혈관은 주기적으로 확장하고 수축합니다. 이 때문에 반사광의 강도가 변동하게 됩니다. 광다이오드가 이러한 반사광의 변화를 측정하므로 스마트워치는 실시간으로 심박수를 계산할 수 있습니다.
그러나 광다이오드의 탁월한 유용성은 스마트워치 이외의 다른 분야에서도 활용됩니다. 이러한 다기능성 기기는 노트북, 휴대폰, 자동차, 심지어 반지와 같은 다양한 일상 생활용 장치에서 볼 수 있습니다. 공항 수하물 스캐너, 병원의 의료 이미징 장치부터 소매점의 금전 등록기에 이르기까지 그 쓰임은 매우 다양합니다.
감지된 잠재력: ElFys의 시작
2017년, 알토 대학교의 연구자들에 의해 설립된 ElFys는 현대 초소형 전자기기 시스템(modern icro-electromechanical system, MEMS) 나노기술 및 원자층 증착(atomic laye deposition, ALD)을 창의적으로 조합하여 광 센서 분야에 혁신을 일으키며 최첨단 광다이오드 기술의 최전선에서 일하고 있습니다.
이 혁신 기술을 활용하여 EIFys는 하나의 광선도 놓치지 않고 포착함으로써 광 센서에 의존하는 다양한 기기의 성능을 향상합니다. 우수성에 대한 신념과 연구를 위한 노력 덕분에 이 회사는 다양한 산업에서 고성능 광다이오드 제품을 공급하는 선도 기업이 되었습니다.
ElFys의 광다이오드를 뒷받침하는 기술은 전면 표면 나노스트럭처링(front surface nanostructuring), 등각 ALD 알루미나 증착(conformal ALD alumina deposition) 및 유도 접합(induced junction)이라는 세 가지 혁신 기법을 주로 활용합니다. 이러한 독특한 조합을 통해 우수한 광 흡수력과 생성된 전체 전하를 포착하는 능력을 기반으로 최고의 광 감지력을 달성하는 고효율 광다이오드가 만들어집니다.
작업에 맞는 최적의 도구 선택하기
우수성을 추구하는 ElFys는 광다이오드 제품의 품질과 정밀성을 유지하기 위해 고급 검사 장비에 의존합니다. 여기에는 웨이퍼, 칩, 패키지화된 부품의 결함을 감지하는 현미경도 포함됩니다.
이 역할을 수행할 현미경을 선택하면서 ElFys는 뛰어난 유연성을 제공하고 한 가지 목적에만 국한되지 않으며 다양한 유형의 샘플을 지원할 수 있는 기기를 찾았습니다.
ElFys의 설립자 겸 CEO인 Mikko Juntunen 및 프로젝트 관리자인 Juha Heinonen과 Evident가 가진 인터뷰를 통해 이들이 DSX1000 현미경을 선택하게 만든 의사 결정 과정에 대해 알아보았습니다.
DSX1000 디지털 현미경
Mikko는 이렇게 말했습니다."활용 가능한 솔루션에 대해 문의하기 전에 운 좋게도 핀란드 총판인 GWB가 핀란드에 데모 장치를 보유하고 있다는 것을 알게 되었습니다. 결정을 내리기 전에 제품을 직접 경험해 볼 수 있는 훌륭한 기회였습니다.
우리는 GWB를 방문하여 자체 샘플로 DSX1000 디지털 현미경을 테스트하며 그 기능을 직접 확인해 볼 수 있었습니다. 현미경의 기능을 제대로 이해할 수 있었기 때문에 이러한 직접적 경험은 의사 결정 과정에서 중요한 영향을 끼쳤습니다.
이와 대조적으로, 다른 제조업체들은 일반적으로 도구의 기능을 설명하는 데이터 시트만 제공했기 때문에 실제 성능을 확신할 수 없었습니다. 도구를 사용해 볼 수 있어서 우리의 요구 사항을 지속 가능한 방식으로 충족할 수 있다는 확신이 들었습니다. 테스트를 통해 실제로 경험한 덕분에 이 현미경이 우리의 요구 사항을 충족할 것임을 알 수 있었습니다."
우수성 추구
"제 머리 색에서 알 수 있듯이, 저는 이 분야에서 꽤 오랫동안 일했습니다. 저는 현미경하면 Olympus가 떠오릅니다." — Mikko Juntunen, ElFys의 설립자 겸 CEO
DSX1000 디지털 현미경
DSX1000 디지털 현미경은 EIFys에서 실리콘 웨이퍼, 칩, 생산 후 패키지화된 부품에 대한 자세한 검사를 용이하게 하는 필수적인 도구가 되었습니다. ElFys는 반도체 부품의 작은 크기를 고려하여 CD만한 크기의 6인치 폭의 웨이퍼에서 이러한 부품들을 생산하며, 각 웨이퍼에는 수천 개의 부품이 들어갑니다.
워크플로의 첫 단계에서는 웨이퍼의 결함과 칩의 이상을 검사합니다. 이 현미경의 암시야 모드는 긁힘과 결함을 찾아내는 데 특히 유용한 것으로 입증되었습니다. 따라서 품질이 최상인 제품만 출시할 수 있습니다. 또한 ElFys는 이 현미경의 원활한 스티칭 기능이 매우 유용하다고 생각했습니다. 이 기능은 웨이퍼 전체를 검사할 때 중요한 역할을 수행했습니다. 웨이퍼의 크기 때문에 1/4 단위로 웨이퍼를 검사해야 했습니다. 그러나 이 현미경의 원활한 스티칭 기능을 사용하면 큰 고품질 이미지를 만들 수 있었습니다.
표면 장착 부품의 암시야(왼쪽) 및 MIX 조명(오른쪽) 스티칭 이미지.
DSX1000 디지털 현미경을 사용하여 Juha Heinonen이 촬영 이미지 제공: ElFys
ElFys의 한 가지 과제는 투명한 에폭시 층으로 코팅된 칩을 검사하는 것이었습니다. 이 목적으로 사용할 때 이 현미경의 미분 간섭 대비(DIC) 모드는 에폭시 표면의 흠집과 미세 구조를 보여주는 매우 유용한 기능이었습니다.
초기 점검 작업이 끝나면 기기의 가장 민감한 부분에 빛이 도달하도록 하는 데 중요한 역할을 하는 광다이오드 패키지를 검사해야 합니다. 이 시점에서 구조는 2D에서 3D로 변합니다. 따라서 패키지화된 부품을 검사하는 데 이 현미경의 3D 이미징 기능이 결정적 역할을 수행합니다. 3D 이미지를 캡처하는 기능을 통해 복잡한 구조를 포괄적으로 파악할 수 있으며, 여러 수준의 깊이에 대해 동시에 초점을 맞추고 어셈블리에 대한 자세한 정보를 얻을 수 있습니다.
여러 각도에서 촬영된 표면 장착 부품의 암시야 이미지. DSX1000 디지털 현미경을 사용하여 Juha Heinonen이 촬영 이미지 제공: ElFys
DSX1000 디지털 현미경을 같은 산업 내 다른 회사들에게 추천할 의향이 있는지 물었을 때 Juha는 자신 있게 말했습니다. "DSX1000 디지털 현미경은 탁월한 선택입니다. 특히 스테이지에 쉽게 들어맞는 작은 샘플을 취급할 때 그렇습니다. 이 현미경은 다양한 관찰 모드로 탁월한 유연성을 제공하므로 다양한 각도에서 샘플을 탐구할 수 있습니다. 또한 직관적이고 효율적인 사용자 경험을 제공하므로 설정을 조정할 필요가 없고 귀중한 시간을 절약할 수 있습니다.
수많은 유사한 샘플을 관찰해야 하는 반도체 연구와 같은 분야에서 이 도구는 매우 가치가 큽니다. 또한 자동화 및 빠른 이미징 기능 덕분에 연구자들은 여러 샘플을 간편하게 분석하여 생산성과 효율성을 극대화할 수 있습니다. 이 정도 수준의 자동화와 속도를 활용하면 연구자는 더 짧은 시간 동안 더 많은 샘플을 연구하여 워크플로를 상당히 개선할 수 있습니다."
향후 방향
ElFys는 광감지기의 기능을 더 깊은 적외선 스펙트럼까지 확장하기 위해 연구를 지속하면서 광 감지 기술의 경계를 넓히고 있습니다. 이 회사는 다양한 반도체 재료를 사용하여 실리콘의 한계를 극복하고 근적외선 범위에서 관련 반응을 얻음으로써 혈당 또는 젖산염 수치와 같은 매개변수가 관심의 대상인 웨어러블 헬스 기술 등의 산업 분야를 지원하기를 바랍니다.
연구 및 혁신을 기반으로 운영되는 ElFys는 광 감지 기술 분야의 선구자로 떠올랐습니다. 우수성과 다양성에 대한 회사의 신념과 유능한
연구자 및 엔지니어링 리더의 역량 덕분에 이 회사는 업계 발전의 최전선으로 나아가게 되었습니다. 우수성을 추구하며 DSX1000 디지털 현미경을 필수적
협력자로 활용하는 EIFys는 다양한 부문에서 광 감지 기술의 미래를 이끌면서 더 밝은 세상을 만드는 데 기여하고 있습니다.
