반도체·디스플레이 제조 불량 실시간 분석 장비 나왔다

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반도체와 디스플레이 생산 공정에서 실시간 불량 여부를 진단, 경제성을 크게 높일 수 있는 오염 입자 분석 장비가 나왔다. 반도체와 디스플레이는 공정 이후에나 불량검사를 실시했다. 공정 중간에 미리 불량 여부를 알게 되면 불량으로 인한 손실을 줄일 수 있게 된다.

한국표준과학연구원(KRISS·원장 권동일)은 2014년 측정장비 업체 코셈에 기술을 이전한 실시간 오염 입자 측정 분석장비 `PCDS`가 기술 이전 2년 만에 상용화, 최근 디스플레이 대기업 A사에 공급했다고 12일 밝혔다.

실시간 나노입자 복합특성 분석 장치 `PCDS`
<실시간 나노입자 복합특성 분석 장치 `PCDS`>

PCDS는 강상우 KRISS 박사와 김태성 성균관대 교수 공동 연구팀이 개발했다. 진공 상태에 부유하는 나노미터 영역의 입자 크기, 형상, 성분 등 다양한 특성을 실시간으로 분석하는 장치다. 머리카락 10만분의 1 두께인 나노 입자는 활용 방법에 따라 반도체, 디스플레이 소자 개발에 활용된다. 하지만 동시에 소자를 오염시켜 불량의 원인이 되기도 한다. 나노 입자로 인한 오염 감지를 위해서는 나노 입자의 특성 분석이 필요하다.

기존에는 반도체, 디스플레이 제조 공정을 완료한 후 전자현미경으로 나노 입자를 측정했다. 발견된 불량품은 전량 폐기해야 한다. 대부분의 분석 장비가 진공 환경에서 사용하는데 한계가 있었다.

반도체 제조공정에서 PCDS로 실시간 측정하는 모습과 측정한 복합특성 결과
<반도체 제조공정에서 PCDS로 실시간 측정하는 모습과 측정한 복합특성 결과>

반면에 PCDS는 고진공 환경에서 사용할 수 있다. 전기 입자 분류 기술 및 고도화된 전자현미경 기술을 활용, 대기압 1만분의 1에 해당하는 진공 환경에서 부유하는 수십~수백 나노미터 크기 입자의 복합 특성을 측정할 수 있다.

코셈은 최근 이 제품을 A사 외에 다른 대기업에도 판매하기로 했다. 정부출연연구기관(출연연)과 대학이 공동 개발, 중소기업에 기술 이전한 `공정 오염원 추적기술`이 2년 만에 상용화되는 셈이다. 회사 측은 5년 이내에 500억원 규모 시장을 형성할 것으로 기대했다.

강 박사는 “PCDS 장비는 고집적화·대면적화로 성장하고 있는 반도체, 디스플레이 산업에서 불량 감지 및 오염원 추적을 위한 최적의 해결책을 제공한다”면서 “이 장비는 산·한·연이 융합해 기술 사업화를 성공시킨 대표 사례로, 상용화 이후 수천억원의 산업·경제 효과를 거둘 것”이라고 기대감을 내비쳤다.

대전=김순기기자 soonkkim@etnews.com