초록 ▼

최종목표
- 사파이어 웨이퍼 손상이 가지 않는 Dry Powder 소재 선정
- 대형 제품의 Alumina 소재 소결기술 개발
- 50G 사이즈 장비 대응 가능한 세라믹 블록 제작
- 다양한 형태 및 가공조건의 폴리싱(DMP, CMP) 장비 대응

개발내용 및 결과
1. 세라믹 블록 설계 및 제작
- 사파이어 웨이퍼의 손상을 주지 않는 소재 선정
- 수축률에 따른 형상 설계 (충진된 파우더의 충진 밀고, 성형 후 성형밀도가 클수록 수축률은 작아지는 현상)
2. 세라믹 블록 그린

최종목표
- 사파이어 웨이퍼 손상이 가지 않는 Dry Powder 소재 선정
- 대형 제품의 Alumina 소재 소결기술 개발
- 50G 사이즈 장비 대응 가능한 세라믹 블록 제작
- 다양한 형태 및 가공조건의 폴리싱(DMP, CMP) 장비 대응

개발내용 및 결과
1. 세라믹 블록 설계 및 제작
- 사파이어 웨이퍼의 손상을 주지 않는 소재 선정
- 수축률에 따른 형상 설계 (충진된 파우더의 충진 밀고, 성형 후 성형밀도가 클수록 수축률은 작아지는 현상)
2. 세라믹 블록 그린 가공 및 소성 기술 개발
- 세라믹 블록 형상에 따른 Concave 및 Convex 형태의 그린 가공
- 형상 부위별 소성 시 소결 수축율을 고려한 가공
3. 세라믹 블록 형상가공 기술개발
- 성형 공정을 거친 세라믹 블록의 형상 가공
- 정밀 가공 전 황삭, 정삭 형태의 가공을 통한 생산성 향상
4. 세라믹 블록 정밀가공 기술개발
- 형상 가공을 거친 세라믹 블록의 정밀 가공
- 랩핑, 폴리싱 가공을 통한 평탄도, 표면조도 확보
5. 세라믹 블록 시제품 검증
- U/V 형광 검사기 또는 잉크 검사를 통한 외관 검사
- 3차원 측정기 및 표면조도기를 통한 치수 평탄도, 표면조도 측정

기술개발 배경
세라믹 블록은 마운팅 공정에서 사파이어 웨이퍼를 고정시켜 단면을 폴리싱하기 위하여 사용된다. 이렇게 사파이어 웨이퍼가 세라믹 블록에 마운팅되면 DMP 및 CMP 공정에서 세라믹 블록으로 폴리싱이 이루어지면서 이동하게 된다.

마운트 공정에서 세라믹 블록에 사파이어 웨이퍼가 Wax Bonding 되기 때문에 세라믹 블록은 접착성을 높이기 위해 일정한 표면조도값을 가져야 한다. 세라믹 블록의 표면조도값이 크면 사파이어 웨이퍼 접착시 들뜸 현상이 일어나고, 표면 조도값이 작으면 접착성일 떨어져 폴리싱 공정에서 사파이어 웨이퍼가 떨어져 나가는 문제점을 가지고 있어 세라믹 블록의 사이즈가 커져도 그에 따른 전체 면적에 동일한 표면 조도값을 가져야 한다. 마운트 공정을 거쳐 사파이어 웨이퍼가 접착된 세라믹 블록은 DMP 및 CMP 공정을 거치게 된다. DMP 공정은 슬러리를 다이아몬드 입자와 오일을 CMP 공정은 슬러리로 화학액(Compol)을 사용하여 사파이어 웨이퍼의 고평탄화를 만드는 공정이다.

DMP 및 CMP 공정에서 하부 정반의 형태 및 가공 조건에 따라 세라믹 블록은 오목(Concave) 또는 볼록(Convex)형상을 요구하게 된다. 이는 회전 및 하종에 의한 가공을 하기 때문에 웨이퍼 전체의 평탄도를 맞추기 위해서 세라믹 블록 또는 형상을 달리하는 이유이다. 현재 사용되고 있는 DMP 및 CMP 장비는 하정반의 크기에 따라 36G(φ910), 50G(φ1270)로 나뉜다. 생산성 향상을 위해 장비의 사이즈는 더욱 더 커질 것으로 예상된다.

따라서 앞서 언급한 바와 같이 50G 사이즈의 장비용 세라믹 블록을 개발하게 되면 수입 대체 효과 뿐만 아니라 더 큰 사이즈의 제작할 수 있는 기초를 확립할 수 있다.

핵심개발 기술의 의의
36G 장비에 사용하고 있는 세라믹 블록은 국내 세라믹 블록 제작업체에서 일부 생산을 하고 있지만 50G에 사용되는 대구경 세라믹 블록은 일본의 교세라에서 전량 수입되고 있는 실정이다. 당사에서 개발한 50G 대구경 세라믹 블록은 국내 최초이다. 국내 고객사들은 수입대체로 인한 가격이 저렴하고 빠른 납기로 인하여 국제 경쟁력을 높일 수 있다.

적용 분야
- 반도체 웨이퍼 폴리싱용 세라믹 블록, SiC Vacuum Chuck
- 반도체, LCD, LED 공정에 사용되는 세라믹 소재의 대구경 정밀 가공 기술 적용이 가능함.

(출처 : 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 3
• 기술 개발사업 주요 성과 ... 11
• 목차 ... 15
• 제 1 장 서론 ... 16
• 제 1 절 과제의 개요 ... 16
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 19
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 19
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 20
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 22
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 84
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 84
• 1. 연구개발 추진 일정 및 추진 실적 ... 84
• 2. 기술개발의 결과물 ... 85
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 88
• 1. 기술 개발 추진 체계 ... 88
• 2. 기술 개발 추진 내역 ... 88
• 3. 기업별 역할 및 추진 내역 ... 89
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 89
• 제 4 절 자체보안관리진단표 ... 91
• 끝페이지 ... 91