TRIZ의 40가지 발명원리를 이용한 Oxide etcher 장비 HCR Screw shape 개선 연구

초록

오늘날 반도체 산업에서는 고성능, 저전력, 미세공정 기술이 핵심 Trend로 부상하고 있다. 특히 AI, Data Center, 전기차 등 첨단 기술의 수요 증가로 3nm 이하의 초미세 공정이 본격화되면서, Etching(식각) 공정의 중요성이 더욱 부각되고 있다. Etching 공정은 반도체 회로 Pattern의 정밀도를 좌우하는 핵심 기술로, 새로운 소재와 구조를 적용한 반도체 설계에서 필수적이다. 이와 함께 Plasma 기반 Dry Etching 기술과 같은 고도화된 공정이 도입되어 미세 Pattern 구현과 생산성 향상을 동시에 추구하고 있다. 그러나 이러한 미세 공정에서 발생하는 불량과 손실은 생산 효율과 품질에 직접적인 영향을 미친다. 특히 Etching 과정에서의 미세 Pattern 손상, 균일성 저하, 잔여물등의 미세한 문제는 반도체 수율을 낮추는 주요 원인이다. 이를 해결하기 위해 정밀한 공정 제어와 장비의 안정성 확보가 필수적이며, 고성능 장비를 통해 이러한 문제를 최소화하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 반도체 Etching 공정에서 온도상승으로 인해 발생하는 Screw shape 변경을 통한 Screw 마모 개선 사례를 다루고 있다. Screw 마모 문제를 해결하기 위해 TRIZ의 CECA(Cause-effect chain analysis) 접근법과 기능적, 물리적 모순 분석을 통해 문제를 정의하고 근본 원인을 도출하였다. TRIZ의 40가지 발명 원리를 적용하여 이상적인 최종 결과 (IFR: Ideal Final Result)를 설계했으며, Screw shape 변경을 통해 마모 저감과 내구성 향상을 실현하였다. 본 연구를 통해 TRIZ는 문제 정의에서 해결까지 전 과정을 혁신적으로 이끄는 핵심 역할을 수행하는데 매우 유용하며 복잡한 공정 문제를 체계적으로 분석하고 창의적 해결책을 도출하는 강력한 도구로, 공정 효율성과 장비 수명의 동시 최적화를 위한 혁신적 접근을 제시하여 그 효용성을 입증하였다.

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