국가뿌리산업진흥센터

차세대 동력사업인 FPD와 반도체

평판디스플레이(FPD, Flat Panel Display) 및 반도체 산업은 국가 차세대 동력사업으로 분류돼 있는 주요한 사업군이다. 현재 평판디스플레이 및 반도체 시장에서 우리나라는 세계 1위의 경쟁력을 갖고 있지만 제조장비 및 제조장비 부품은 대부분 수입에 의존하고 있는 상황이다. 평판디스플레이 및 반도체 시장은 정보화와 디지털화가 가속될수록 성장 가능성이 풍부하며 그에 따른 기술개발이 필수적으로 요구되는 분야다.

(주)위지트는 디스플레이나 반도체 제조를 위한 장비를 생산하는 업체다. 디스플레이는 일반적으로 증착(PE CVD) - 세정 및 PR도포 - 노광 - 현상 - 식각(건식) - PR 박리 - 검사의 과정을 거쳐 생산되는데 위지트에서는 이중 증착과 노광, 식각 공정에 필요한 장비를 생산한다.

노광과 식각 공정을 합쳐 패턴 공정이라고도 하는데 노광은 자외선을 통해 글라스 위에 마스크 패턴을 형성하는 공정이고 식각은 그렇게 새겨진 패턴에 맞춰 글라스 위에 형성된 증착막을 제거하는 공정이다. 에칭(Etching)이라 불리는 식각공정의 핵심부품은 상부전극(Upper Electrode)이다. 디스플레이의 크기가 점점 더 커질수록 균일한 식각을 위해서는 상부전극을 통과하는 플라즈마 가스를 균일하게 분사시키는 것이 핵심기술인데 그러기 위해서는 상부전극의 신뢰성과 내구성이 중요하다.
 

위지트는 상부전극 제조에 있어 세계 최고 수준의 기업이다. 국내 1위의 디스플레이 제조업체에 상부전극을 독점적으로 공급하고 있으며, 중국의 대형 디스플레이 회사에도 공급하고 있다. 위지트는 전 세계 식각장비 시장을 선점했던 일본의 TEL 사의 OEM업체로 지정돼 TEL사의 선진 기술을 도입해 발전시켜 왔는데 현재는 TEL사 이상의 품질을 갖는 제품을 생산하고 있다.

상부전극의 핵심기술, 아노다이징(Anodizing)

국가뿌리산업진흥센터의 기술협력지원사업 수요기업인 CSOT는 LCD 및 OLED 패널을 생산하는 업체로 중국의 최대 TV제조사인 TCL의 자회사다. 위지트와 CSOT는 지난 2009년부터 인연을 맺고 위지트의 상부전극을 비롯한 디스플레이 제조 부품을 CSOT가 공급받고 있었다. 위지트와 CSOT는 지원사업을 통해 친환경 차세대 파티클 저감 표면기술이 적용된 8세대 상부전극을 개발했다. 8세대 상부전극의 크기는 2,500mm*2,700mm*12mm인데 이를 처리할 수 있는 크기의 표면처리 설비가 필요했다. 위지트는 4,000mm*5,000*1,200mm크기의 설비를 보유하고 있어 향후 11세대까지 대응 가능하기 때문에 이번 기술개발을 무리 없이 진행할 수 있었다.

이번 개발은 수요기업의 애로사항으로부터 시작됐다. 디스플레이 제품이 갈수록 고해상도화하고 이에 따라 관리 기준이 점점 엄격해지면서 새로운 기준에 따라 불량률이 증가하는 현상이 발생했다. 또한 상부전극의 부품 교체시 약 12시간이 소요됨에 따라 장시간 장비 미사용으로 인한 생산 수율이 저하되는 문제가 노출됐었다.

상부전극은 소모성 부품이다. 알루미늄 덩어리인 상부전극은 일정 기간이 지나면 다시 재활용해 사용해야 하는 부품인데, 상부전극의 핵심은 내식성이다. 즉 외부 오염요인으로부터 얼마나 오래 견딜 수 있는지가 상부전극 기술력의 핵심이다. 상부전극 불량 중 가장 큰 원인은 파티클인데 CL가스와 SF6가스 등 에칭공정에서 분사되는 가스로부터 부식되어 나온 파티클이 상부전극의 성능을 저하시키게 된다.

따라서 상부전극의 성능을 강화시키고 수명을 연장시키기 위해서는 이런 오염요인으로부터 상부전극을 보호하기 위한 가장 강한 피막을 형성시키고 물성을 강화해야 한다. 이렇게 피막을 형성시키기 위한 위지트의 핵심기술력이 아노다이징(Anodizing)이다. 아노다이징은 Anode(양극)와 Oxidation(산화)의 합성어로 전기화학 반응을 통해 산화물 피막을 인위적으로 생성해 가혹한 환경을 견딜 수 있도록 내구성을 강화한 기술이다.

기술력으로 신뢰를 얻다

“기술개발을 통해 수요기업인 CSOT에서는 상부전극이 일정 수명 이상 사용할 수 있기를 원했습니다. 기존 CSOT의 상부전극의 수명은 챔버별로 다르기는 했지만 대부분 400 시간에도 못 미쳤습니다. 그래서 500 시간 이상 사용할 수 있는 상부전극을 원했습니다. 식각장비 내 다른 부품들의 수명은 1,000시간이었는데 상부전극만 수명이 400 시간도 안 되기 때문에 그에 대한 보완을 원했습니다.” 개발을 주도한 박상명 소장은 개발을 성공적으로 마치며 수요기업인 CSOT로부터 신뢰를 얻었다는 점을 가장 큰 소득으로 꼽았다. 향후 중국수출을 확대해 나가는 데 큰 힘이 될 것으로 기대된다.

독일의 경영학자 헤르만 지몬이 주창한 개념으로 히든챔피언(Hidden Champion)이 있다. 대중들이 잘 알지 못하고 규모도 작지만 특화된 경쟁력으로 세계시장에서 선점하는 강소기업을 일컫는 말이다. 위지트는 우리에게 히든챔피언 같은 기업이다. 작지만 강한 기업 위지트가 세계 속으로 더 크게 성장해 나가기를 기원한다.

< 출처 : 2015 뿌리기업-수요기업 기술협력지원사업 결과안내집 >