산업체에 이전… 반도체 공정 검사용 장비 국산화 추진
경쟁력 강화로 연간 수천억원대 산업·경제적 효과 기대
■ 사업화 유망 히든테크
<34> 반도체 공정 분석장치
성균관대 김태성 교수팀
성균관대 김태성 교수 연구팀이 개발해 코셈에 기술이전한 반도체 공정 입자 감지 및 분석장치 모습. 김태성 교수 제공
반도체 및 디스플레이 공정 등에서 발생하는 오염입자를 실시간 측정할 수 있는 기술이 산업체에 이전돼 반도체 공정 검사용 장비 국산화가 추진된다.
이 장비가 상용화되면 반도체 수율 및 생산성 향상, 제품 성능 업그레이드로 이어지는 입자 측정장비가 국산화되는 만큼 국내 반도체 장비 경쟁력 강화 및 수입 대체로 인해 연간 수천억원의 산업·경제적 효과를 거둘 수 있을 것으로 기대된다.
김태성 성균관대 교수(기계공학과)팀은 반도체 제조 공정에서 발생하는 수백 나노미터(㎚) 크기 입자를 실시간 측정할 수 있는 '반도체 공정 입자 감지 및 분석 장치' 기술을 대덕특구 기업인 코셈에 이전하고, 본격적인 상용화에 나선다고 7일 밝혔다.
이 기술은 압력 차이에 의해 유입된 입자를 집속 및 가속시킨 뒤 집속된 입자의 하전량에 따라 분류해 입자를 측정할 수 있는 'PBMS' 기술을 적용한 것으로, 저압의 진공상태에서 5∼500㎚ 크기 오염입자를 실시간 모니터링할 수 있다. 또 200㎚ 이하 입자의 분포 측정이 가능해 오염입자 발생 시 즉각적인 대처가 가능하다. 이 때문에 반도체 공정 중 클린룸이나 작업자, 제조장비로부터 나오는 오염입자를 최소화하거나 제어할 수 있어 반도체, 디스플레이 등의 수율을 높여 생산성 향상에 도움이 될 전망이다. 아울러 오염입자의 실시간 측정 및 상시 모니터링이 가능해 내부 입자를 비실시간으로 측정하는 데 드는 추가 비용을 줄일 수 있을 뿐 아니라 오염입자 제어를 쉽게 해 관련 산업 종사자의 작업환경 개선도 가능케 한다.
지금까지 반도체 공정에 사용하는 '저압용 DMA'나 'ISPM' 방법은 오염원 발생 시 즉각적인 대처가 불가능했고, 장비 크기도 커 실제 양산공정에 적용하기 힘든 한계를 안고 있었다. 김 교수팀은 장비 소형화를 통해 협소한 공정팹 공간에서도 활용할 수 있도록 개발했으며, 2년 후 상용화 장비를 선보인다는 계획이다. 연구팀은 미래창조과학부 연구성과 사업화 지원사업을 통해 기술 상용화를 추진하고 있다.
김 교수는 "실시간 오염입자 장치는 반도체와 디스플레이는 물론 태양전지, LED 생산 공정에도 활용할 수 있다"고 말했다.
