디스플레이 제조 성능 향상을 위한 대기압 플라즈마 장비 이상 감지 고도화 기술 = Enhanced Abnormality Detection in Atmosphere Pressure Plasma Equipment for Improved Display Manufacturing

국문 초록 (Abstract)

디스플레이 제조 성능 향상을 위한 대기압 플라즈마 장비 이상 감지 고도화 기술

디스플레이 제조 공정에서 고종횡비 미세 패턴 제작 요구가 증가하면서 표면 세정의 중요성이 더욱 커지고 있다. 이러한 배경에서 대기압 플라즈마(Atmospheric Pressure Plasma, AP Plasma) 표면 세정 설비는 진공 시스템 없이 인라인 공정이 가능하여 널리 사용되고 있다. 그러나 AP Plasma 설비는 반복적인 열응력과 고주파 방전으로 인해 아노다이징된 전극의 절연층에 미세 크랙이 발생하며, 이는 플라즈마 밀도 불균일을 야기하여 후속 공정 불량 및 생산 수율 저하를 초래한다. 기존 반도체 공정에서 일반적으로 사용되는 플라즈마 상태 진단 기술인 Langmuir probe, 광학 방출 분광법(Optical Emission Spectroscopy, OES), 잔류 기체 분석법(Residual Gas Analyzer, RGA)은 진공 환경이나 국부적인 위치에서만 측정이 가능한 기술로서 대면적 디스플레이 제조 공정에 적용하기에는 구조적,기술적 한계가 있다. 따라서 대면적 AP Plasma 설비의 실시간 이상 감지를 위한 새로운 진단 기술 개발이 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 AP Plasma 설비 시스템을 등가회로로 모델링하여 전극 크랙으로 인한 플라즈마 상태 변화를 임피던스 관점에서 수학적으로 증명하고, 접지선 전류 모니터링 시스템을 통해 실시간 이상 감지가 가능함을 실험적으로 검증하였다. 제안된 기술은 기존 진단 기술로는 측정이 어려웠던 대면적 대기압 플라즈마의 상태 변동을 저비용으로 실시간 모니터링할 수 있으며, 장비의 운전 안정성과 디스플레이 제조 성능 향상 등 실질적인 산업적 효과를 기대할 수 있다.

목차 (Table of Contents)

• 표 차례
• 그림차례
• 약기호표
• 국문 요약
• 제1장 서론
• 1.1. 연구 배경 및 목적
• 제2장 플라즈마 진단 기술
• 2.1. 플라즈마 진단 기술 개요
• 2.2. Langmuir Probe 진단 기법
• 2.2.1 기본 원리와 측정 메커니즘
• 2.2.2 디스플레이 제조에서 Langmuir Probe 적용의 한계
• 2.2.3 Wafer Type Probe 기술의 발전과 한계
• 2.3. 광학 분출 분광법
• 2.3.1 기본 원리와 측정 메커니즘
• 2.3.2 스펙트럼 분석과 정량화 기법
• 2.3.3 OES 기술의 대면적 플라즈마 진단의 어려움
• 2.4. 잔류 기체 분석법
• 2.4.1 기본 원리와 측정 메커니즘
• 2.4.2 플라즈마 공정 모니터링 응용
• 2.4.3 대기압 플라즈마 적용의 근본적 제약
• 2.5. 플라즈마 이상 모니터링 기술 정리
• 제3장 대면적 대기압 플라즈마 상태 변화 감지 기술
• 3.1 임피던스 매칭
• 3.2 정상 상태 등가회로
• 3.3 전극 균열 발생 시 변화
• 제4장 측정 시스템 구성 및 실험 방법
• 4.1 비접촉 유도 전류 센서를 이용한 접지선 전류 모니터링
• 제5장 실험 결과 및 검증
• 5.1 애노드 균열에 따른 전류 성분 분석
• 5.1.1 시간 영역 전류 특성
• 5.1.2 RMS 전류 특성
• 5.1.3 주파수 스펙트럼 특성
• 5.2 특성 결과 정리
• 5.2.1 물리적 메커니즘 해석
• 5.2.2 검출 신뢰성 평가
• 제6장 결론
• 참고문헌
• 영문요약