일반기술

소재 생산라인에서의 in-line QC (Qulality Control) 분광검출 기술

초미세 분자화학현미경을 활용하여 연속생산라인에서 제조되는 고부가가치의 부품소재 (예: 대면적/초고집적도의 HD급 차세대 디스플레이 평판) 표면에 존재하는 micrometer 이하 크기의 defect나 불순물 성분 및 입자를 분자화학적 수준에서 공정라인의 중단없이 실시간으로 검출할 수 있게 하는 분광학적 검출 기술이다. 이와 같은 defect/불순물의 화학성분 및 물리적 특성 검출을 통하여 여러 단계로 구성되는 제조 공정라인에서의 불량원인을 실시간으로 찾아내어 해결함으로써 품질관리 효율을 높여 불량발생시 그동안 사용해온 Line-Stop-And-Analyze 방식에 따른 막대한 생산중지/분석/원인규명/해결/생산재개에 따른 손실을 최소화할 수 있게 한다. 1세대 근접장 광학현미경분야의 어려움을 극복하기 위해 Optical Fiber Tip을 쓰는 대신 금속이나 유전체로 된 탐침 끝에 매우 집광이 잘된 레이저 광을 쪼여 주어서 탐침 끝에 레이저의 광밀도가 매우 집중되도록 한 후 이때 형성된 근접장에 시료를 가까이 접근하여 scan하는 방식의 apertureless 근접장현미경이 최근 개발되고 있다. 지금까지는 주로 형광과 적외선 흡수방식의 2세대 근접장현미경 분야가 구현되어 왔으나, 본 기술에서는 세계 최초로 분자의 구조에 대한 화학적 작용기에 대한 정보를 주며 적외선 흡수 방식과는 달리 수용액 시료에 응용까지도 가능한 2세대 근접장 Raman 현미경을 활용할 수 있다. 이를 통해 라인생산 방식으로 연속으로 제조되는 고부가가치의 부품소재 샘플을 bypass시킨 다음 근접장 Raman을 이용하는 분광학적 검출 기법을 활용하여 샘플 표면에 존재하는 micrometer 이하 크기의 defect나 불순물 성분 및 입자를 분자화학적 수준에서 공정라인의 중단없이 실시간으로 검출할 수 있게 하며, 공간 일치도 0.1 nm 이하의 정밀도를 구현할 수 있다.