초록 ▼

1. 최종목표
상압 플라즈마 OES 센서(APP-OES)와 스펙트로미터를 이용한 분광분석 데이터 처리 모듈을 개발하여 상압 증착공정의 이상유무의 진단에 적용
2. 개발내용 및 결과
● 상압 플라즈마 발생장치를 구현하고 분광분석법을 적용하는 APP-OES를 구현
● APP-OES의 크기를 위해 50W급 이하의 파워를 사용하려는 목표를 설정하였으나, 소형 파워 모듈이 판매되지 않으며 개발을 위해서는 비용과 시간이 소모되므로 200W급의 대용량 파워를 사용하여 상압 플라즈마 발생장치를 구현
● 배기구에서 발생되

1. 최종목표
상압 플라즈마 OES 센서(APP-OES)와 스펙트로미터를 이용한 분광분석 데이터 처리 모듈을 개발하여 상압 증착공정의 이상유무의 진단에 적용
2. 개발내용 및 결과
● 상압 플라즈마 발생장치를 구현하고 분광분석법을 적용하는 APP-OES를 구현
● APP-OES의 크기를 위해 50W급 이하의 파워를 사용하려는 목표를 설정하였으나, 소형 파워 모듈이 판매되지 않으며 개발을 위해서는 비용과 시간이 소모되므로 200W급의 대용량 파워를 사용하여 상압 플라즈마 발생장치를 구현
● 배기구에서 발생되는 반응가스를 검출하기 위한 방법으로 소형 체임버를 구성
● 상용화된 OES 센서모듈을 이용, 상압 플라즈마 발생장치에 장착, 실시간 공정데이터 취득
● 제한된 과제개발기간으로 인해 RS232통신 대신 USB포트를 이용한 데이터 전송방식을 채택
● OES 데이터 처리를 위한 3가지의 알고리즘을 개발
● OES 데이터를 실시간으로 전송받아 처리 및 분석할 수 있는 소프트웨어를 구현
● 구현된 알고리즘을 탑재한 컨트롤러의 개발을 목표로 하였으나 하드웨어 구성에서 미진
3. 사업성과
? 기술적 성과
● 상압에서 플라즈마를 발생시키는 기술 자체는 이미 국내 기술이 개발되어 있는 상태이며 OES 자체의 기술도 많은 부분 발전이 있었으나, 이 두 가지의 기술을 접목하여 반도체 및 표면처리 공정가스의 분석과 공정진단 부분에 적용
● 공정이 진행되는 동안에도 공정을 방해하지 않고 실시간으로 데이터를 취득할 수 있도록 OES를 사용하였으며, 진공공정이 아닌 상압 플라즈마 표면처리 공정기술에 적용할 수 있는 공정진단 장치를 개발
● 배기라인에서 흐르는 소량의 반응가스를 취득하여 OES가 장착된 플라즈마 진단 장치를 구현하여 기존의 진공상태에서 ICP type의 플라즈마 발생장치에서 발생하는 챔버 내벽의 코팅물질로 인한 센서의 감도저하 측면을 예방할 수 있는 기술을 적용하려고 하였으나, 플라즈마 발생을 위한 50W급 미만의 소형 파워의 부재 및 배기라인에 직접 연결하기 위한 진공장비의 설비개조 문제로 인해 모사적인 접근 방법을 시도.
● 실시간으로 전송되는 OES 데이터를 수집하고 실시간으로 처리할 수 있는 소프트웨어를 개발
● 대량의 OES 데이터를 실시간으로 처리하고 공정상의 오류를 검출할 수 있는 3가지의 알고리즘을 개발하여 소프트웨어에 탑재
? 경제적 성과
● 두 가지의 상용화 된 기술을 효과적으로 접목하여 하나의 기술로 만들어 내는 본 제안은 물리학, 화학, 광학 및 IT 기술의 접목기술
● 반도체 진공기술 및 상압 플라즈마 박막증착 공정 모니터링을 위한 센서모듈의 개발을 통해 중소기업에서 보유한 부분적인 기술을 효과적으로 재현하여 고부가가치를 창출할 수 있는 차세대 공정 진단에 적용할 수 있는 산업적 효과
● 상압 플라즈마 기상증착을 비롯한 반도체 진공공정기술에도 공통적으로 적용이 될 수 있는 OES 데이터 처리 소프트웨어를 개발하였으며, 향후 데이터 처리 알고리즘을 보완하여 지적재산권을 확보할 예정
? 사회적 성과(일자리 창출 등)
● 본 과제를 수행한 결과 참여기업의 신규 인력의 충원 등 직접적인 사회적 성과는 미약하나, 본 과제를 수행한 주관기관 참여연구원 중 5인의 진로를 통해 간접적인 사회적 성과의 결과는 다음과 같다.
4. 향후추진계획
● 제작된 시작품을 바탕으로 상압 플라즈마 OES를 참여기업에서 제작하는 나노박막 증착장치에 장착할 수 있도록 파워의 용량 및 외형적 크기를 축소하는 개발을 진행할 예정
● 장착된 공정진단 센서를 활용하여 장비의 신뢰성을 증대하고, 진행되는 공정을 실시간으로 모니터링 할 수 있는 공정모니터링 소프트웨어를 제공하여 장비 사용자가 공정에 대한 자신감을 가질 수 있는 방안을 지속적으로 개발할 예정

목차 Contents

• 사업비사용실적보고서...1
• 개발결과의견서...5
• 최종보고요약서(초록)...6
• 목차...8
• 제 1 장 서론...9
• 제 1 절 대상기술의 정의 및 공정 모니터링의 개요...9
• 제 2 절 반도체 플라즈마 공정 모니터링의 중요성...10
• 제 3 절 국내외 관련기술 및 시장 현황...13
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법...17
• 제 1 절 과제개발 내용 및 범위...17
• 제 2 절 OES 데이터 취득 및 실시간 공정 모니터링...19
• 제 3 절 OES 데이터 처리 알고리즘 개발...20
• 제 3 장 사업성과...23
• 제 1 절 기술적 성과...23
• 제 2 절 경제적 성과...23
• 제 3 절 사회적 성과 및 기타 성과...24
• 제 4 장 결론...25
• 제 1 절 반도체 공정진단...25
• 제 2 절 인력양성...25
• 제 3 절 향후 계획...25