비유해물질 기반 친환경 CMP pad 전주기 순환기술 개발

본 사업은 강화되는 글로벌 유해화학물질 규제에 대응하고 반도체·디스플레이·모빌리티 산업에서 요구되는 친환경 소재 기술을 선제적으로 확보하기 위해 추진된다. PFAS 등 유해물질 규제 강화에 따라 국내 화학·제조 산업의 경쟁력 유지가 중요한 시점으로, 이를 지원하기 위해 고부가가치 산업용 소재·부품 국산화를 촉진하는 것이 핵심이다. 대학·연구기관·기업 등 다양한 기관이 참여 가능하며, 산업 전반의 친환경 전환과 글로벌 규제 대응력을 높이는 방향으로 구성된 것이 올해 공모의 특징이다.

이 과제는 반도체 5nm CMP 공정을 목표로 MOCA-free Top-Pad와 PFAS-free Bottom-Pad를 개발하고, 폐기된 패드를 재활용하여 재생 폴리올을 제조하는 전주기 기술을 확보하는 데 중점을 둔다. 패드 성능을 위한 기공 크기, 수명, 마모율, 복원률 등 정량 지표를 충족하는 동시에 환경 규제 대응을 위한 무유해성 기반의 소재 기술을 개발한다. 또한 폐패드의 해중합 및 자원순환 공정을 고도화하여 TRL4~7 수준까지 끌어올리는 것을 목표로 하며, 이를 통해 반도체 제조 공정의 친환경성과 비용 절감 효과를 동시에 달성하고자 한다.

본 과제는 반도체 CMP 공정의 핵심 소모품인 패드의 친환경 전환과 자원순환 기반 구축을 목표로, 소재 개발부터 재활용 기술 확보까지 전주기 기술 체계를 마련하는 데 중점을 둔다. 주요 연구 내용은 다음과 같다. 1. MOCA-free CMP Top-Pad 제조기술 개발 - 기존 유해성 이슈가 큰 MOCA 기반 소재를 대체하기 위한 비유해성 고분자 조성 설계 - 패드 물성 확보를 위한 기공 구조 제어, 마모 특성 개선, 수명 향상 기술 개발 - CMP 공정에서 요구되는 정량 지표(기공 크기, 마모율, 반응 안정성 등) 도출 및 검증 2. PFAS-free CMP Bottom-Pad 제조기술 개발 - PFAS 계열 규제 강화에 대응하는 대체 소재 발굴 및 합성 기술 개발 - 패드 밀착성, 복원률, 내화학성 확보를 위한 복합 소재 기반 구조 설계 - 5nm급 CMP 장비 요구 조건을 만족하는 성능 검증 3. CMP 폐패드 해중합 및 재생 폴리올 제조기술 개발 - 폐기물 절감을 위한 해중합 공정 개발 및 불순물 제거 기술 확립 - 재생 폴리올의 품질 기준 정의 및 패드 제조용 원료로의 적용성 평가 - 최종적으로 패드 제조 공정과 연계한 순환 자원 시스템 구축 4. 성능 검증 및 실증 - 반도체 제조 환경에서의 공정 실증, 내구성 평가 및 장비 호환성 검증 - TRL4~7 달성을 위한 단계별 실험·파일럿급 실증 수행 이 과제는 친환경 규제 대응뿐 아니라 공정 비용 절감, 자원순환 체계 강화, 소재 국산화까지 동시에 달성할 수 있는 전략적 과제로 구성되어 있다.