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국산 연구장비 성능 고도화 활기…소부장 성과
국산 연구장비 성능 고도화 활기…소부장 성과
  • 박남수 기자
  • 승인 2021.07.13 21:10
  • 댓글 0
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표준연, 원천 기술 개발
‘오픈 이노베이션랩’ 개소

반도체용 가스소재 국산화
소부장 맞춤형 인재 양성
한국표준과학연구원 오픈 이노베이션랩. [사진=표준연]
오픈 이노베이션랩. [사진=한국표준과학연구원]

[정보통신신문=박남수기자]

한국표준과학연구원(KRISS)이 국산 연구장비 활용랩을 확장하는 등 국산 연구장비 지원 서비스에 적극 나서고 있다. 

KRISS는 13일 소재‧부품‧장비(이하 소부장) 연구성과 온라인 기자간담회를 개최하고 지난 2년간 소부장 관련 분야에 대한 KRISS의 성과와 향후 계획을 발표했다.

KRISS는 원천기술 개발, 불화수소를 포함한 반도체용 가스소재 국산화, 연구장비 인력양성까지 말 그대로 소부장 전반을 아우르는 A-Z를 실현하고 있다.

 

표준연 반도체측정장비연구팀이 장비 핵심부품에 대한 성능검증 평가를 수행하고 있다. [사진=한국표준과학연구원]
표준연 반도체측정장비연구팀이 장비 핵심부품에 대한 성능검증 평가를 수행하고 있다. [사진=한국표준과학연구원]

■N-Lab, 측정장비 성능검증, 국산 장비개발까지

지난해 ‘반도체 물성측정 공정진단’ 분야 국가연구실(N-LAB)에 지정된 반도체측정장비팀의 핵심 업무는 기업체에서 운용되는 장비의 핵심부품에 대한 성능검증 및 평가, 측정기술 및 장비 개발로 크게 두 가지다.

KRISS 반도체측정장비팀은 2019년 수출규제 문제가 발생한 이후 외산 장비와 국산 장비의 성능 비교 등을 수행해 국산 장비의 성능이 뛰어남을 증명하고, 국산 장비 사용을 장려하는 역할을 하고 있다.

저진공펌프, 플라즈마‧온도‧불순물 등 공정 환경에 대한 모니터링 등 연평균 100건 이상의 성능평가를 수행하고, 기업에서 사용하고 있는 부품에 대한 테스트를 진행해 오고 있다.

반도체측정장비팀은 지난 5월에는 플라즈마 변수를 직접 측정할 수 있는 밀도측정 기술을 개발하기도 했다. 이는 웨이퍼 공정결과에 직접적인 영향을 주는 플라즈마 밀도값 및 균일도를 실시간으로 측정할 수 있으며, 측정불확도 2% 이내로 세계최고 수준이다.

향후 반도체측정장비팀은 기기에 센서가 내장된 ‘지능형 식각공정 장비’ 개발을 추진할 예정이며, 외산에 독점화된 반도체 장비 시장에서 기술혁신을 이룰 것으로 전망된다. 앞으로는 인공지능, 빅데이터를 활용한 새로운 측정장비 개발에도 적극적으로 나설 예정이다.

KRISS 강상우 첨단측정장비연구소장은 “공정 중 측정과 공정 후 측정이 합쳐지면서 인공지능, 빅데이터를 활용한 새로운 측정기술 도입이 요구되는 상황”이라며, “이를 실현하려면 핵심 측정장비의 원천기술 개발이 필요하며, KRISS도 더욱 적극적으로 기술개발에 협력할 것”이라고 포부를 밝혔다.

 

가스분석표준그룹 연구진이 고순도 가스 순도분석 연구를 진행하고 있다. [사진=한국표준과학연구원]
가스분석표준그룹 연구진이 고순도 가스 순도분석 연구를 진행하고 있다. [사진=한국표준과학연구원]

■불화수소 수입의존도 제로 달성

불화수소를 포함한 반도체용 가스의 소재 국산화에는 KRISS 가스분석표준그룹의 기술력이 빛을 발했다. 생산 능력은 갖췄지만, 제품의 품질을 검증하는 문제가 걸림돌이었던 국내 기업에 KRISS가 시의적절하게 애로사항을 해결해 준 것이다.

KRISS는 세계 최상위권 수준의 가스분석 능력을 보유하고 있으며, 불순물 분석에 필요한 가스인증표준물질인 표준가스를 자체 개발하고 생산하는 능력을 보유하고 있다.

이뿐만 아니라, KRISS 가스분석표준그룹은 반도체 산업에 대한 다양한 품질평가와 기술 분석을 제공한다. 반도체 공정에서 사용하는 가스 분석장비의 성능평가, 프리커서의 물성 분석, 진공펌프 배관의 막힘 등과 같은 공정상 애로사항 자문 등을 지원하고 있다.

현재 KRISS와 기술협력을 진행하고 있는 SK머티리얼즈 품질분석 담당 박치복 팀장은 “SK머티리얼즈는 생산과 판매에서 글로벌 1위를 기록하고 있는 세정용 특수가스 삼불화질소(NF3)와 세계 시장점유율 1위인 육불화텅스텐(WF6), 세계 2위인 모노실란(SiH4)을 보유한 국내 소재 산업 선두주자”라며, “앞으로도 KRISS와의 협업을 통해 반도체용 가스 소재의 품질을 향상시켜 High Value 소재 기술회사로 도약함과 동시에 국가 소재 산업의 경쟁력을 한 단계 끌어올리겠다”라고 밝혔다.

KRISS 이상일 화학바이오표준본부장은 “사염화규소와 모노실란 등 반도체용 가스의 품질평가를 순차적으로 진행하고, 국내 업체들과 협의체를 구성해 숙련도 시험을 개최할 예정”이라며, “이를 통해 국내 가스 소재 생산 및 보급업체의 가스 품질향상에 기여할 것”이라고 말했다.

 

■국산연구장비 성능향상과 전문인력 육성까지

KRISS는 국산연구장비의 활용도 제고 및 성능고도화를 위해 △국산연구장비활용랩 오픈 이노베이션랩을 운영하고, 연구장비 분야 전문인력 육성을 위해 △연구장비 SW개발 교육 △‘KRISS-연세대학교 학연교수(KRISS-YU 융합반도체 협동과정)’ 제도를 신설했으며 지속적으로 확대할 계획이다.

KRISS는 국산연구장비에 대한 연구자들의 인식개선과 활용도를 높일 수 있도록 지난 1월부터 ‘국산연구장비활용랩’을 개소해 운영 중이다. 국내 중소기업과 연구자들을 위해 무상으로 국산연구장비를 활용할 수 있는 서비스를 제공하고, 사용법에 대한 교육을 실시한다. 또한, KRISS의 측정표준기술 및 첨단장비개발기술을 활용해 유망 국산 연구장비의 성능평가 및 성능개선 프로그램도 연계할 계획이다.

7월부터 국산연구장비활용랩을 확장 이전해 국산연구장비를 추가하고 지원 서비스를 지속적으로 보강할 계획이다. 또한, 내년부터 연구장비 성능평가 및 성능개선 사업을 통해 국산연구장비의 성능을 평가한 후 신뢰도가 높은 객관적 데이터를 제공함으로써, 국산연구장비에 대한 선입견을 없애고 판로 개척에 도움을 줄 예정이다.

13일 새롭게 개소하는 ‘오픈 이노베이션랩’은 KRISS 자체 개발장비를 설치해 시연할 수 있도록 지원하는 개방형 연구실이다. 다양한 분야 장비 개발자들의 소통 공간으로 활용돼 융합연구 촉진과 실험실 개발장비의 상용화에 기여할 전망이다.

KRISS는 이공계 졸업자 10명을 선발해 지난 3월부터 연구장비 SW개발 교육을 실시하고 있으며, 2021년 하반기부터 연구장비 기업 재직자를 대상으로 SW개발 역량강화를 위한 교육을 진행할 예정이다.

연구장비 SW 개발에 필요한 다양한 연구장비의 이해, 디지털 신호처리, 알고리즘 고도화 관련 전문이론, SW개발 실습프로젝트 등 연구장비기업 맞춤형 교육프로그램을 운영할 계획이다.

KRISS는 연세대학교 융합대학원과의 MOU를 기반으로, ‘KRISS-연세대학교 학연교수(KRISS-YU 융합반도체 협동과정)’ 제도를 오는 9월부터 운영한다. KRISS의 연구원과 연세대학교 교수가 한 팀을 이루어 학생 공동 지도 및 융합연구를 수행하게 되며, 반도체 원천소재 및 측정표준‧과학 분야 연구를 진행할 계획이다.



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