반도체 공정에 사용되는 장비 내부는 진공상태입니다. 개발한 오염방지모듈이 부착된 오염입자 측정장치를 평가하는 모습 강상우 박사
반도체 소재가 화학적으로 산소와 결합할 경우 산화되거나 성질이 변할 수 있고, 또 작은 티끌이 치명적인 오류를 발생시킬 수 있기 때문입니다.
그런데 기존의 반도체, 디스플레이 등 광학기를 사용하는 산업체에서는 광학기 내부 윈도우에 묻어 있는 오염물질을 쉽게 제거하지 못해 어려움을 겪어왔습니다.
일반적으로 오염입자를 측정하기 위해서는 장치 외부에서 레이저를 주사하고 윈도우에 투과해 오염물질의 양과 크기를 측정하게 됩니다.
하지만 윈도우가 오염될 경우, 레이저가 윈도우를 통해 일정하게 드나들 수 없어 입자에 대한 정확한 측정이 불가능해집니다.
이 기술은 기존의 장치에 맞게 부착만 하면 사용 가능하도록 맞춤형으로 설계된 것이 특징입니다.
이번에 개발한 장치는 오염입자에 대한 측정부터 제어, 제거까지 모든 프로세스가 가능하면서도 가격은 외산 장비에 비해 절반 이하로 낮췄습니다.
기존의 외산 장비는 오염입자에 대한 측정만이 가능해 기능적인 부분을 만족시키지 못했으며, 제품 가격 또한 높아 활용도가 매우 낮았습니다.
연구팀은 진공상태에서 초음파를 이용해 장비 내부에 퍼져있는 입자의 위치를 제어함으로써 측정효율을 향상시켰습니다.
또한 선택적으로 입자의 거동을 제어해 특정위치에 집속된 입자크기를 측정할 수 있어, 입자의 제어목적과 환경, 조건에 따라 적합한 방법을 제시했습니다.
연구팀은 진공장치의 윈도우에 개발한 오염방지 모듈을 장착해 오염물질이 부착되지 않고, 부착된 오염물질 또한 쉽게 제거되어 레이저 투과율이 완벽하게 유지되는 것을 확인했습니다.
이에 따라 진공장비 내 오염물질로 인해 광학장비의 클리닝 주기보다 센서의 윈도우 교체 주기가 짧아 센서 교체를 위해 산업체의 생산라인 가동을 중지하는 사태를 상당부분 방지할 수 있게 됐습니다.
연구팀은 관련 기술을 반도체나 디스플레이 업체 등 광학 센서를 사용하는 업체에 기술이전 할 계획입니다.
또한 개발한 윈도우 오염방지 모듈이나 집속모듈 크기를 더욱 작게 만들어 장치설치에 대한 제약을 줄이고, 초음파의 전달 효율을 극대화 할 수 있는 기술 개발도 추진할 예정입니다.
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