诺贝尔奖技术“超高分辨率荧光显微镜”，正成为半导体产业的跨时代检测方案
汉阳大学化学专业金斗里教授研究团队于12日宣布，开发了无需荧光分子附着即可以超高分辨率呈现半导体纳米结构的新型荧光成像技术“Inverted PAINT”。
随着近年来半导体器件的微缩化加速，传统测量技术在分辨率和适用范围上面临者限制。因此，业界开始关注着能够观测纳米级结构的超高分辨率荧光显微镜（Super-resolution Fluorescence Microscopy）技术。该技术突破了传统光学显微镜的分辨率限制可呈现数十纳米级图像，并因此获得了2014年诺贝尔化学奖。然而，由于必须将荧光分子直接附着于样品且需复杂的前处理工序，导致其在产业现场应用受限。
金教授研究团队开发的Inverted PAINT技术，是一种检测置于样品上的荧光体与半导体表面之间因电气相互作用而产生的瞬时荧光信号的方法。通过该方式，即便不附着荧光分子，也能以约10纳米级的分辨率重建表面精密结构。
特别是，该技术利用荧光体根据电荷分布发生响应的原理，实现了材料特异性可视化。例如，二氧化硅（负电）和硅（正电）等可将表面电荷特性不同的材料分别用不同颜色区分，从而实现多色超高分辨率成像。这是传统光学显微镜或电子显微镜难以实现的方式。
此外，在以工业用半导体晶圆为对象进行的实验中，该技术清晰捕捉到了现有方法难以辨识的数十纳米大小的微小缺陷，并验证了无需切割样品即可进行三维结构可视化的可行性。
金斗里教授表示：“此次研究的核心是将半导体领域长期关注的超高分辨率荧光显微镜技术，发展为可实际应用于半导体纳米结构检测的技术形式。特别是它还可应用于半导体以外的不透明无机材料，有望将超高分辨率荧光成像技术扩展为更通用的分析工具”。
此次研究在科学技术信息通信部与韩国研究财团主办的理工领域基础研究项目（优秀青年研究支援项目、基础研究室支援项目）以及韩国东丽科学振兴财团主办的韩国东丽奖学金项目的支持下进行。研究成果已刊登于Wiley出版的世界权威国际权威学术期刊《Advanced Materials》。该论文为《Inverted PAINT for Material-Specific Super-Resolution Fluorescence Imaging of Semiconductors》，郑义敦研究员作为第一作者，金斗里教授作为通讯作者参与。