프로젝트 소개
본 과제는 반도체 제조 공정 중 원자층 증착(ALD) 장비에서 발생하는 유해한 공정 부산물을 효과적으로 처리하기 위한 고용량 플라즈마 배기 처리 시스템을 개발하는 연구임. 이는 ALD 장비의 핵심 부분인 건식 펌프(Dry Pump)의 효율을 높여 장비의 생산성을 향상시키는 것을 목표로 함.
연구 목표는 양산용 300 mm ALD 장비 후단에 위치하여 공정 가스의 배기 처리 장치를 개발함으로써 ALD 장비의 생산성을 향상하는 데 있음. 1단계에서는 ALD TiN TiCl4 110sccm 공정에 대응하는 처리 장치 개발을 통해 Plasma Off 발생 빈도율 5,000ppm 이하, Powder 치환율 90% 이상을 달성하며, 2단계에서는 ALD TiN TiCl4 300sccm 공정에 대응하는 장치 개발로 Pump 정지 없이 ALD 생산 가동매수 7,200매, Plasma Off 발생 빈도율 5,000ppm 이하, Powder 치환율 90% 이상을 목표로 함. 또한, 가스 부산물 처리 시스템의 유효성 검증을 위한 실시간 공정 진단기술 개발을 포함함.
핵심 연구 내용은 ALD 공정에서 남은 Precursor를 Plasma를 이용해 안정화된 Powder 형태로 치환시키고 다른 공정 가스도 처리하는 장치 개발임. Pump Trip 발생 요인 제거 및 Powder 전용 Trap 병행 개발을 통해 Main ALD 장비의 생산성 향상을 도모함. 가스 부산물 처리 시스템 유효성 검증을 위한 실시간 공정 진단기술(Gas/Particle) 개발 및 배기부 공정 부산물 친환경 처리 시스템 유동 해석 모델 개발, 그리고 VisGlow 기반 플라즈마 발생장치 내부의 플라즈마 해석을 수행함.
기대 효과는 개발된 PPS 기술을 통해 ALD 공정의 생산성을 대폭 증가시키고, 기존 기술로 대응하기 어려운 ALD 공정 물질 증가에 따른 후처리 기술을 확보하는 것임. 또한, 환경 유해 물질 배출을 저감하여 환경 오염 발생을 억제하고, 국산 ALD 설비의 가격 및 품질 경쟁력을 강화하여 외산 ALD 장비 대체 및 관련 산업의 일자리 증가에 기여할 것으로 전망됨.