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기술 개요

“표면의 형태와 빛·전기장 조건에 맞춰 플라즈마 공정 제어와 결빙 방지 기능을 구현하는 기능성 소재 기술입니다.”

산업 별 활용 방안

반도체 플라즈마 장비 및 부품 제조 기업

반도체 플라즈마 장비 기업은 웨이퍼 가장자리의 공정 균일도 저하와 소모성 포커스 링의 교체 비용을 함께 관리해야 합니다. 액체금속 액적을 채널과 전극에 결합해 국부 플라즈마 밀도와 세기를 조절하고, 모듈형 세라믹 포커스 링으로 손상된 부품만 교체하는 장비 구조를 설계할 수 있습니다. 기존 장비의 포커스 링과 유체 이송 구조를 대상으로 설계 검토와 시제품 검증 단계부터 결합할 수 있습니다.

곡면·가변형 표면처리 장비를 개발하는 기업·기관

금속·고분자 등 형상이 복잡한 대상의 표면처리 장비는 평면 기준의 고정형 플라즈마로 처리 영역을 맞추기 어려운 경우가 있습니다. 탄성 기판과 신축성 전극을 활용해 대상 표면의 형태에 따라 플라즈마 형상과 발생 세기를 조절하는 장치 구성을 검토할 수 있습니다. 기존 플라즈마 전원 및 처리 장비를 전면 교체하기보다 유연 전극과 기판 변형 구조를 적용하는 모듈 단계에서 PoC를 진행할 수 있습니다.

결빙 방지 기능성 코팅을 개발하는 소재·부품 기업

저온·습윤 환경에 노출되는 유리, 금속 또는 플라스틱 표면용 제품은 결빙을 줄이기 위해 전력 공급형 열선이나 주기적 코팅 보수에 의존하는 경우가 많습니다. 셀룰로오스 나노결정과 금 나노막대의 공동 자가조립 필름을 적용해 가시광 기반 광열 발열을 활용하는 결빙 방지 코팅을 개발할 수 있습니다. 대상 기판의 접착성, 방수층 구성, 반복 결빙·제빙 조건을 확인하는 방식으로 기존 코팅 공정에 단계적으로 결합할 수 있습니다.

기술 설명

어떤 기술인가요?

기능성 표면 기술은 소재의 구조와 전기적·광학적 특성을 활용해 표면에서 일어나는 반응을 목적에 맞게 조절하는 기술입니다. 본 기술 포트폴리오는 액체금속 기반 플라즈마 제어 구조와 빛을 열로 바꾸는 나노소재 필름을 통해 반도체 공정 및 저온 환경의 표면 문제를 다룹니다. 변형되는 기판을 따라 전극과 플라즈마 형상을 함께 바꾸고(특허 1), 액체금속 액적을 이동시켜 웨이퍼 주변의 국부 플라즈마 세기를 제어하며(특허 2), 교체 가능한 세라믹 모듈과 내부 유로로 공정 부품의 유지보수를 단순화하고(특허 3), 셀룰로오스 나노결정과 금 나노막대를 균일하게 배열해 가시광에서 광열 발열을 일으키는 결빙 방지 필름을 구현하는(특허 4) 기법으로 구성됩니다.

어떤 문제를 해결하나요?

1. 복잡한 표면에서 균일하게 작동하기 어려운 플라즈마

기존 대기압 플라즈마 장치는 평면이 아닌 곡면·오목면·변형되는 표면에 적용할 때 전극과 방전 영역이 표면 형상을 따라가지 못해 처리 범위와 세기를 조절하기 어렵습니다. 탄성 유전체 기판 양면에 변형·복원 가능한 전극을 형성하고, 기판의 인장 또는 압력 변형에 따라 플라즈마 형상과 발생량을 변화시키는 방식으로 다양한 표면 형상에 대응합니다.

2. 웨이퍼 가장자리의 공정 균일도와 부품 교체 부담

반도체 플라즈마 공정에서는 웨이퍼 가장자리의 물리적·화학적 불연속성으로 플라즈마 밀도와 세기가 달라질 수 있으며, 포커스 링이 일부 변형돼도 일체형 부품 전체를 교체해야 하는 문제가 있습니다. 채널을 따라 액체금속 액적을 이동시켜 전극 주변 전기장을 조절하고, 분할된 세라믹 모듈 구조로 변형된 부분만 교체할 수 있도록 해 공정 제어와 유지보수 방식을 함께 개선합니다.

3. 빛을 받아도 균일하게 열을 내기 어려운 결빙 방지 코팅

열선이나 히터는 별도 전력 공급과 관리가 필요하고, 일반적인 나노입자 코팅은 건조 과정에서 입자가 가장자리에 몰리는 커피링 현상 때문에 발열 성능이 불균일해질 수 있습니다. 셀룰로오스 나노결정과 금 나노막대를 함께 정렬하는 자가조립 공정으로 광흡수 구조를 균일하게 형성해, 가시광 조사 시 표면에서 발생하는 열을 결빙 방지와 제빙에 활용합니다.