초록 ▼

□ 핵심기술
o 1세부
- 반도체 패턴&디스플레이 패널 검사용 광학계의 설계 및 성능 시뮬레이션
- 복합광 위상복원 알고리즘 기술 개발
- 파장에 따른 시뮬레이션 database 구축

o 2세부
- UV 광원에 적합한 다중 검출기 배열을 위한 광학 설계 기술
- UV 파장에 적합한 광학 특성을 갖는 광학부품 개발 기술
- UV 파장 채용을 위한 광학 설계 기술
- UV 파장의 Dark field 광원 설계 기술
- 초고속, 초정밀 스테이지 제작 및 초미세 진동(Nano-D

□ 핵심기술
o 1세부
- 반도체 패턴&디스플레이 패널 검사용 광학계의 설계 및 성능 시뮬레이션
- 복합광 위상복원 알고리즘 기술 개발
- 파장에 따른 시뮬레이션 database 구축

o 2세부
- UV 광원에 적합한 다중 검출기 배열을 위한 광학 설계 기술
- UV 파장에 적합한 광학 특성을 갖는 광학부품 개발 기술
- UV 파장 채용을 위한 광학 설계 기술
- UV 파장의 Dark field 광원 설계 기술
- 초고속, 초정밀 스테이지 제작 및 초미세 진동(Nano-Damping) 제어기술
- 초고속 이미지 데이터 처리 기술: 단일검출기 처리속도 960 MPS

o 3세부
- 패널 검사용 광학 기술
- 검사용 영상 분석 알고리즘

□ 최종목표
o 1세부 : 반도체/디스플레이 측정검사용 광학 시뮬레이션 원천기술 개발
- 검사 장비용 광학계 설계를 위한 광학 시뮬레이션 기술
- 검사광원 파장 변화, 입사광 및 detector 각도의 변화에 따른 검사신호의 변화예측
- 피검사체 물질의 광학상수 변화에 따른 광학특성 시뮬레이션 기술
- 시뮬레이션 결과를 검증할 수 있는 프로토타입 제작과 실험적 검증

o 2세부 : 다중 검출기 배열 기술을 적용한 고속 결함 검사 장비 개발
- Bright-Field와 Dark-Field 방법의 검사가 가능한 Combo 기능의 결함검사 장비 개발

o 3세부 : 1/12 서브셀급 분해능 및 1.2m/sec 영상 스캔 속도를 갖는 디스플레이 검사 핵심기술 개발 및 장비화
- 1/12 서브셀급 FPD 점등 검사 알고리즘(SW)
- 고속 검사를 위한 병렬 처리 알고리즘(SW)
- 고속 라인스캔 스테이지(HW)
- 고분해능 렌즈(HW)
- 고휘도 조명(HW)
- 장비 제어 시스템(SYS)

□ 개발내용 및 결과
o 1세부
- 최대 검출감도 20nm인 광학시스템 설계
- Beam uniformity 5%이내인 Illumination system 설계
- 분해능 40.4㎛를 갖는 LCD 패널 검사 장비 개발
- 6.7 nm beyond EUV (BEUV) 파장의 이미징 database 구축
- 재현성≤1nm, S/N ratio≥150을 만족하는 복합광 검사장비 프로토타입 제작 및 성능평가
- L/S pattern 16nm half pitch(wafer scale) 이미지 재구성

o 2세부
- 30nm급 Dark-Field 반도체 패턴 미소 결함 검사기 개발
․ 최대 검출감도: 30nm
․ 검사 속도 @ 최대 검출감도: 8 WPH
․ 검사 속도 @ 50nm 검출감도: 30 WPH
․ 스테이지 반복정밀도: 0.1 um
․ 스테이지 최대속도: 800 mm/s
․ 단일검출기 이미지 처리속도: 960 MPS
․ Uptime: >95%
- Dark-Field 패턴 미소 결함 검사기 Hardware 개발
․ 12개의 이미지 센서로 구성된 48M, 180Hz 초점면조립체
․ 355nm UV 파장기반의 Imager
․ 5가지 조명모드 및 Polarizer를 갖는 DF 조명 모듈
․ 355nm, 1%이하의 광파워 안정성을 갖는 레이저 시스템
․ λ/2와 λ/4 위상지연 판으로 구성된 7가지 모드의 Analyzer
․ DOF 0.2um 대물렌즈에 대응가능한 180Hz 자동초점시스템
․ 최고속도 800mm/s, 반복재현성 0.1um의 XY Stage
․ 3nm 분해능, 9nm 반복재현성, 250Hz의 Z-Stage
․ SMFF,FFF+ 알고리즘을 적용한 Active vibration isolator
․ 듀얼암 웨이퍼 이송로봇을 채용을 EFEM
- Dark-Field 패턴 미소 결함 검사기 Software 개발
․ DF 결함검사기 운용 소프트웨어
․ 결함 검출을 위한 Advanced 2D Die 비교 알고리즘
․ 이미지 전처리를 위한 Histogram matching 및 RANSAC 알고리즘
․ SIMD와 Open MP를 이용한 이미지 처리 고속화
․ Test Utility 제작

o 3세부
- 화소 검사 알고리즘 개발
․ White/Black point/line defect
․ 결함좌표 정합 알고리즘
- 고속 검사를 위한 알고리즘 최적화 및 병렬처리 기술 개발
․ 1/12 서브셀 분해능 및 8패턴 기준 알고리즘 검사 속도 16 sec
- 최대 속도 1.2m/sec의 초고속 라인 스캔 기술 개발
․ 고속 검사 스테이지 및 모션/카메라 동기화 기술
- 1/12 Sub cell 급 광학 unit 개발
․ 렌즈 분해능 1/12 Sub cell, 밝기값 F# 2.5
․ 고휘도 조명 개발 : 밝기 1928k lx, 균일도 1.5%

□ 기술개발 배경
o 반도체 및 디스플레이장비는 패턴을 구현하는 전공정장비와 최종제품 형태를 만드는 후공정장비, 각 공정 step 별로 불량 및 Defect를 검출하는 측정, 검사 장비로 구분
o 노광 장비와 검사 장비의 국산화가 시급

□ 핵심개발 기술의 의의
o 1세부
- 광학시스템의 검출감도는 세계 최고 수준은 30nm이고 연구 개발전 국내수준은 60nm이다. 연구의 최종 목표는 28nm급 결함을 검출 할 수 있는 고해상도 검출 시스템을 설계.
- 복합광 검사시스템의 세계 최고 수준은 1Xnm급이고 연구 개발 전 국내에서는 갖추고 있지 않은 기술임. 연구의 최종 목표는 16nm급의 복함광 검사 기술을 갖추는 것을 목표로 함.

o 2세부
- 반도체 결함검사 장비의 국산화
․ 국내 반도체 소자업체는 결함검사장비 구매를 위해 매년 수천억원의 비용을 지불하고 있으므로 상업화 성공시 천억 원대의 수입대체 효과 기대.
․ 국내 결함검사기 시장의 70%이상을 장악하고 있는 미국 KLA-Tencor사에 대한 국내 업체의 기술종속도 완화

o 3세부
- 1/12 서브셀의 고해상도 검사 알고리즘 신규 개발
․ 기존 자사 VAP 장비에 장착된 일본산 검사 소프트웨어의 경우 1/3 서브셀 검사만 가능.
- 1.2m/sec 고속 라인 스캔 기술 및 영상 병렬 처리 기술 개발로 대면적 및 소형 패널 고속 검사 장비에서의 생산성 확대를 위한 기반 기술 확보(2014년 애플 아이워치용 P-OLED 점등 검사용 검사기 사업화)

□ 적용 분야
o 1세부 : 디스플레이 패널 검사, 반도체 웨이퍼 결함 검사

o 2세부
- 실리콘웨이퍼 기반의 DRAM 패턴 결함 검사 공정
- 실리콘웨이퍼 기반의 Flash Memory 패턴 결함 검사 공정
- 실리콘웨이퍼 기반의 비패턴 웨이퍼 표면검사

o 3세부 : 고속 라인 스캔을 기반으로 하는 비전 자동 검사 분야 및 패널 및 센서 등 화소 결함 검사 장비.

( 출처: 최종보고서 초록 - 3. 개발결과 요약 4p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 11
• 목차 ... 14
• 제 1 장 서론 ... 15
• 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 15
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 33
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 33
• 1. 최종 목표 ... 33
• 2. 평가방법 ... 36
• 제 2 절 연차별 개발내용 및 개발 범위 ... 38
• 제 3 절 수행 결과의 보안등급 ... 39
• 제 4 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 39
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 40
• 제 1 절 연차 연구개발 결과 ... 40
• 1. 연차별 연구개발 일정 ... 40
• 2. 주요결과 ... 42
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 46
• 제 3 절 시장현황 및 사업화 전망 ... 48
• 제 4 절 자체보안관리진단표 ... 51
• 끝페이지 ... 52