본 연구에서는 평판 디스플레이 Photo공정 중에서 무회전 도포(Spinless Coating)방식으로 기판(Glass)에 감광제 약액을 도포한 후 용매(Solvent)를 제거시키기 위한 진공건조장치(Vacuum dryer)에서 감광제 도포막의 품질에 영향을 주지 않는 범위 안에서의 용매 제거시간을 단축하기 위한 진공챔버의 용적에 따른 진공포트의 크기 및 배치에 대한 최적화를 구현하였다. 구현된 챔버의 용적과 진공포트의 크기 및 배치를 바탕으로 진공건조장치를 챔버, 챔버 구동부, 기판 구동부, 진공펌프, 그리고 $N_2$ 공급부로 모듈화하여 구성하였으며. 실제 도포 기판을 이용하여 진공건조를 실시한 후 도포막을 검사함으로써 진공포트에 대한 최적화를 검증함과 동시에 진공건조 능력을 확인하였다.
반도체소자 및 디스플레이 제조공정의 핵심 환경인 진공을 형성 유지하기 위한 건식진공펌프는 높은 성능과 신뢰성을 필요로 한다. 건식진공펌프의 개발을 위해서는 다양한 고려와 세밀한 기술적 검토가 필요하다. 본고에서는 반도체 및 디스플레이 제조 공정용 건식진공펌프 개발 과정을 단계별로 소개하고 향후 기술발전 방향에 대해 소개하고자 한다.
Schottky Emitter (SE)는 미국 FEI의 L. W. Swanson 그룹이 개발하여 상용화시킨 전자원이며, 고분해능 전자현미경용 전자원 시장에서 가장 큰 점유율을 차지하고 있다. 상온에서 작동하는 cold field emitter (CFE)에 비해 휘도(brightness)가 10~100배 정도 낮으나, 10-10 Torr 영역의 초고진공에서도 수시간 미만의 방출전류 안정성을 가진 CFE에 비해 수개월이상 안정된 방출전류를 전자현미경에 제공하므로, 반도체 측정, 검사 등과 같이 고분해능과 안정성이 동시에 요구되는 분야에서는 SE전자원은 필수 요소가 되어있다. 현재 SE 전자원은 일본, 미국, 영국의 4개사가 과점하고 있는 상태이다. SE 전자원이 안정되게 작동하기 위해서는 10~10 Torr 영역의 초고진공 환경이 요구된다. 한국 전자현미경 업체는 국책과제 등을 통해 SE 전자총을 개발해 왔으나, 진공기술과 광학계 설계기술이 부족하여 안정된 SE 전자총의 개발에 성공하지 못하였다. 본 발표에서는 10~10 Torr 영역에서 200 microA 이상의 전류를 안정되게 방출하는 SE 전자총의 전자빔 방출 및 진공특성을 보고한다. 시뮬레이션을 통해 구한 전차총의 전자원 위치 변화, 건렌즈 초점거리, 수차 등의 광학특성을 보여준다. 전자총을 전자현미경 경통에 탑재하고 제어하기 위해서는 전자총뿐만 아니라 전자현미경 전체의 광학특성을 이해할 필요가 있다. 전자총을 현미경에 통합 제어하기 위한 기술과제에 대해서도 간략히 보고한다.
고진공영역에 사용되는 터보분자펌프, 이온펌프, 크라이오펌프 등의 특성평가 장치의 신뢰성을 확보하기 위해서는 신뢰성이 검증된 이온게이지를 이용한 고진공 측정기술이 확보되어야한다. 본 발표에서는 고진공펌프 특성평가를 위한 유량계와 평가기술에 대한 국제적인 동등성을 확립하고 검증하기 위해 한국표준과학연구원에서 수행해오고 있는 고진공 및 초고진공분야의 국제비교 및 ISO/TC 112 위원회 활동에 대해 소개한다.
고진공영역에 사용되는 터보분자펌프, 이온펌프, 크라이오펌프 등의 특성평가 장치의 신뢰성을 확보하기 위해서는 신뢰성이 검증된 미세 유량발생 장치를 포함한 이온게이지를 이용한 고진공 측정기술이 확보되어야한다. 본 발표에서는 고진공펌프 특성평가를 위한 미세 기체유량계와 펌프 평가기술에 대한 국제적인 동등성을 확립하고 검증하기 위해 수행해오고 있는 진공 분야의 국제비교 및 ISO/TC 112 위원회 활동에 대해 소개한다.
당사는 각종 진공 장비를 개발/제작한 경험을 바탕으로 25년 동안 진공 산업 발전에 기여하여 왔으며 자체 기술로 HIGH VACUUM 응용시스템 설계 및 제작하고 있다. 이와 함께 3D CAD를 이용한 consulting 및 Modeling 분석을 수행하여, 자체 기술로 설계 및 제작 판매하고 있다. Vacuum System은 In-line System (ITO, SiO2, Cr Tio2, Ag, Al 등), Roll to Roll(Web) Sputtering system (ITO, SiO2, Ar, Metal 등), 유기 EL 박막 진공 증착 장치, PECVD System, Evaporator 시스템 등을 제작 공급하고 있다. 현재 Roll to Roll(Web) Sputtering System은 Dual Cathode를 사용하는 방식으로 개발중에 있으며, 평판 디스플레이용 대면적 Glass를 위한 In-line Sputtering System을 같이 개발하고 있다.
고진공 상태의 희박한 농도를 가진 분자들은 불연속체의 특징을 가지게 되며, 일반적인 연속체 시뮬레이션으로 물리적 현상을 예측할 수 없었다. 이에 불연속체 시뮬레이션이 가능하도록 분자동역학을 기반으로 한 해석기술을 구축하기 위한 연구를 진행하였다. 아울러 태양전지 고진공 증발증착 공정의 실험결과와 비교하여 시뮬레이션의 적합성을 확인하고 변수의 영향도를 검토하였다. 향후 다양한 변수에 따른 시뮬레이션이 진행되어야 하며, 불연속체와 관련된 솔루션을 제공할 수 있는 데이터와 노하우의 축적 및 해석기술 표준화가 진행되어야 한다.
지식경제부의 청정제조기반 산업원천개발사업의 일환으로 진행 중인 "초고진공펌프 개발" 과제 중 제 3 세부 과제인 "고진공펌프종합특성평가시스템 설계, 진단기술 개발" 과제에서 진행되고 있는 연구수행결과 및 기 구축 돈 저진공펌프 종합특성평가시스템을 활용한 진공펌프의 상용화를 위한 신뢰성 평가에 관하여 소개한다. 10(3) mbar~ 10(-10) mbar 영역의 국내 진공펌프 개발 수준의 선진화를 위한 모든 특성평가장치의 국제적 신뢰성이 있는 완벽한 성능평가의 구현에 있다고 할 수 있다. 고진공펌프개발 총괄과제의 대명제는 "국제적 신뢰성을 가지는 상용화 제품의 완성"이며, 전체 사업 추진기간 동안 제품 개발 주체인 산업체에 상용화를 위한 신뢰성 기반기술의 완벽한 구현의 제공에 있다고 할 수 있다. 이러한 고진공펌프의 신뢰성 평가는 저진공펌프의신뢰성 평가기술에 기반을 두고 있으며, 기 개발 완료된 특성평가뿐만 아니라 실질적으로 공정현장에서 판단할 수 있는 내구성진단 및 제작회사에서의 기계적 신뢰성 진단기술의 복합적인 요인들의 집합적인 분석에 기인하고 있다고 판단할 수 있다. 상용화 단계의 내구성 및 신뢰성 확보를 위한 전제 조건은 대외적으로 공표할 수 있는 시험평가 데이터와 개발 주체에서 기밀 수준으로 유지해야만 하는 민감한 자료의 상시 생산 infra의 구축으로 볼 수 있다. 이러한 진공펌프개발이라는 과제의 대명제를 완성하기 위하여 추진 연구개발 방향 등 진행형인 2년간의 최종 상용화에 필요한 국제 신뢰성, 공정대응성 확보 등 핵심사업 추진내용을 소개하고자 한다.
차세대 디스플레이로 부각되는 FPD(Flat Panel Display)의 제작과정에서 수행되고 있는 기존의 배기 봉착 공정을 진공 인-라인 방식으로 대체함으로써 PDP나 FED의 생산성 및 효율성을 혁신적으로 높일 수가 있다. 매우 취약한 진공실장 기술 및 관련 장비를 개발함으로써 FPD 양산화에 절대적으로 필요한 패널의 생산성 및 수율, 수명을 높일 수 있다. 국내 첨단산업의 경우 생산 장비의 해외 의존도가 너무 높아 국가 기술경쟁력 약화의 한 원인이 되고 있으므로 FPD의 개발 초기단계에서부터 장비 제작업체와의 유기적 협력을 통해 필수적 생산 장비의 조기개발을 통해 장비 국산화를 이룰 수 있다. 본 고에서는 현재 21세기 차세대 신기술 산업으로 평가받고 있는 평판디스플레이의 진공 인-라인 실장 기술을 할 수 있는 경원대학교에서 자체 개발한 진공 인-라인 실장과 장비에 대해 기술하고자 한다.
반도체/디스플레이 산업분야의 발전으로 진공 공정 기술력 또한 증진되고 있다. 반도체소자의 초미세화, 진공부품의 대면적화가 진행 되면서 진공 공정 중에 발생하는 오염입자를 제어하는 것이 이슈가 되고 있다. 오염입자는 플라즈마의 물리적인 부식과 활성이 높은 화학반응에 의해 진공부품에서 부식이 진행되어 발생하며, 이는 반도체 및 디스플레이 부품의 신뢰성측면과 수율저하 등 life time의 근본적인 문제점으로 대두되고 있다. 본 연구에서는 반도체/디스플레이 장비용 코팅부품으로 많이 사용되고 있는 Al2O3 코팅막을 이용하였으며, sealing time에 따른 Anodic Aluminum Oxide (AAO) electrode의 물성특성평가 및 진공평가기술을 이용하여 life time을 예측하는 연구를 수행하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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