ERICA 소재부품융합 첨단제조장비 혁신인재 교육연구단

2022학년 1 학기 두번째 정기세미나를 다음과 같이 개최하오니, 연구단 참여 학생 및 교수님들의 많은 참여를 부탁드립니다.

이번 강연에는 기계공학과 윤준용 교수님의 초청으로 가천대학교 김호준 교수님을 모시고 세미나를 개최합니다.

-----------------------------------------정기 세미나 ----------------------------------------------------- 

1. Title : 반도체 장비 설계를 위한 컴퓨터 시뮬레이션 연구의 현재와 미래

2. Speaker : 김호준  교수님 (가천대학교 기계공학과)

3. Date & Time : Mar. 23(Wen) 2022. 1:00 PM

4. Place : 컨퍼런스 홀 101

5. Abstract

 4차 산업혁명을 견인하고 있는 반도체 산업의 성장은 공정초미세화의 구현가능여부에 의해 결정된다고 볼 수 있다. 

반도체 생산 분야에서 생산원가의 절감과 데이터 처리 속도의 향상이라는 두 가지 목적을 위해 공정미세화가 진행된다. 

동시에 단위시간당의 생산효율을 개선시키기 위해 실리콘 웨이퍼의 크기가 커지고 있다. 따라서 반도체 산업의 성장은 

정밀히 가공되어야 하는 모재의 크기는 증가되어가나 그 모재의 안에 가공되어지는 구조물의 크기는 점점 작아져야 하는 

기술적인 난제들을 해결하는 과정의 결과물이라고 볼 수 있다.

반도체 생산 장비의 설계는 수행되는 공정의 종류에 따라 복잡한 내부기류의 난류특성과 그 안의 기계구조물의 상관관계를 

파악해야 하는 FSI(fluid-structure interaction)부터 초저압 환경에서 이루어지는 기체방전(gas discharge)과 플라즈마(plasma)

발생 등의 다양한 현상들의 이해를 요구한다. 기술의 난이도가 높고 그 진입장벽으로 인해 핵심기술들은 수십년간 선진업체들에 

의해 독점되어 왔다. 반도체 생산 장비 내부의 현상은 그 자체로 multi-scale phenomena로 볼 수 있다. meter scale에 속하는 

장비의 부품의 변화에 따라 nano-meter scale의 구조물의 형성이 영향을 받으며, 동시에 nano-meter scale에서 이루어지는 

미세화학반응에 의해 meter-scale로 계측되는 측정치의 변화가 가시적으로 확인되는 긴밀한 상관관계가 이루어지고 있기 때문이다.

반도체 생산 공정은 위에서 언급한 대로 다양한 물리적·화학적 현상에 대한 이해를 요구하고 있고, 이러한 상황에서 가장 

시급했던 것은 화학반응 자료이다. material property, reaction path 등 화학반응을 계산하기 위해 필요한 기초정보들을 

구하기 어렵기 때문에 공정simulation은 그 계산의 복잡성 외에도 추가적인 난제를 항상 안고 가야 했다. 다행히 GPU 계산 

등의 병렬계산의 발전과 ab initio 계산이나 분자동역학적 계산(molecular dynamics simulation)의 정확성이 상승됨에 

따라 요원했던 화학반응 data의 확보도 한층 수월해졌다.

본 강연에서 국내/국외 반도체 장비 업체와 수행한 공동연구를 통해 얻은 연구결과를 소개하고자 한다. computer simulation을 

통하여 plasma discharge의 분석부터 화학반응 mechanism의 정립 등의 기초 단위의 연구를 수행하여 장비 설계에 적용한 

사례들을 소개하고자 한다.

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감사합니다.