UST, 인공지능 활용한 초정밀 측정법 찾았다

기사내용 요약
인공신경망(AI) 적용, 반도체 박막 두께·굴절률 분석 국제표준 제시
UST-KRISS 스쿨 이준영 통합과정생 1저자과 진종한 교수 합작품
측정표준 분야 세계 최고 학술지 'Metrologia'에 논문 게재

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 대학원생과 국책연구기관 연구원이 인공신경망(AI)을 적용해 반도체 박막의 두께∙굴절률 분석하는 국제표준을 제시했다.

과학기술연합대학원대학교(UST)는 UST-한국표준과학연구원(KRISS) 스쿨 이준영 석·박사 통합과정생이 1저자, 진종한 교수(UST 정밀측정 전공책임교수)가 교신저자로 참여한 '인공신경망 알고리즘을 이용한 박막의 두께 및 굴절률 측정' 논문이 측정표준 분야 최고 권위의 학술지 '메트롤로지아(Metrologia)'에 게재됐다고 27일 밝혔다.

이번 논문에서 연구팀은 박막의 두께와 굴절률을 측정키 위해 최고 수준의 엄밀한 측정을 거쳐 결과값 샘플인 '박막 인증표준물질(CRM·Certified Reference Material)'을 활용해 자체 개발한 인공신경망 알고리즘을 검증하고 국제도량형국의 기준에 맞춰 측정불확도(측정결과의 신뢰도를 나타내는 정량적 지표)를 완벽히 평가했다.

'인공지능을 얼마만큼 믿을 수 있을지'를 과학적으로 분석, 제시한 사례로 인공신경망 알고리즘을 활용한 세계 첫 측정표준이다.

그동안 인공신경망은 결과값을 내는 내부 프로세스와 정확도를 제대로 측정키 어려워 측정연구 분야에서 활용성을 인정받지 못했다. 이번 연구결과는 인공지능이 물리량 측정에 유의미하게 활용될 수 있음을 보여준 사례다.

연구팀에 따르면 반도체칩은 내부 박막(thin film)을 설계된 값으로 균일하게 형성할수록 품질이 향상되며 두께가 달라지면 전량 폐기해야 한다.

이로 첨단 반도체 및 디스플레이 산업에서는 품질 및 수율 확보를 위해 박막 두께와 굴절률 실시간 측정이 화두이지만 현재는 한계가 있다. 이 문제 해결에 인공지능(AI) 기술을 적용하면 빠르고 정확한 측정이 가능하다.

특히 향후 반도체 및 디스플레이 산업이 초고도화 될수록 선, 면의 대단위로 박막 두께를 정확하게 측정할 필요성이 높아져 인공신경망 활용 측정의 수요가 증가할 것으로 전망된다.

이번 연구는 AI 기술을 측정표준에 적용하려는 학생의 연구 아이디어, 이를 실현키 위한 UST-한국전자통신연구원(ETRI) 스쿨의 AI 전문가 교수, 국가측정표준기관인 KRISS의 박막 인증표준물질 및 첨단 인프라가 합쳐진 작품이란게 UST의 설명이다.

이준영 학생은 "이번 연구는 AI를 측정분야에 적용할 수 있는 결과로 많은 조언과 지도를 해주신 교수님께 감사드린다"며 '향후 반도체 산업이 고도화 될수록 이번 연구성과가 응용 확산될 것으로 기대된다"고 말했다.

진종한 지도교수는 "일반 대학원에서는 접할 수 없는 측정표준 기술에 AI 기술을 결합해 탄생한 UST만의 차별화된 융합 학문적 성과"라며 "이번 사례를 통해 향후 다학제 연구 활성화에 영감을 주는 사례로 의미가 크다”고 밝혔다.

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