별첨		고위험·고성과 R&D 프로젝트 RFP (3개)

과제명		RFP-1
기술분야		이차전지
과학기술 표준분류		대분류			전기/전자	중분류	전지	소분류	이차전지
과제명	총괄	화재·폭발 위험 원천 차단 이차전지용 3중 열관리 소재 기술 개발
	세부1	고성형성 Al 기반 고내열 파우치 필름 개발
	세부2	열폭주 지연·방지용 고안전성 배리어 필름 개발
	세부3	고성능 이차전지팩용 고효율 냉각 외장재 개발
1. 개요
□ 개념 ◦ 최근 세계적인 친환경 정책 추진 강화 및 탄소중립 실현을 위해 이차전지의 중·대형 응용분야인 EV 및 ESS의 급속한 보급 확대와 함께 대용량 이차전지에 대한 필요성 및 수요가 빠르게 증가하고 있으나, 이에 비례하여 이차전지의 화재·폭발사고 또한 매년 증가하는 추세에 있어, 이차전지의 근본적인 안전대책 강화에 대한 논의가 지속적으로 제기되고 있는 상황임 ◦ 이차전지의 사고를 예방하며 안정적인 충방전 구동을 관리하는 열관리 시스템(TMS) 개념을 바탕으로, 1) 발화의 가능성을 낮추고 외부 충격으로부터 이차전지의 구성품을 보호하기 위한 고성형성 Al 기반 고내열 파우치 필름 개발, 2) 셀의 발화로 야기되는 모듈, 팩의 연쇄적인 폭발 사고를 방지하고 화재의 확산을 지연하기 위한 고안전성 배리어 필름 개발, 3) 전지 구동 중 발생하는 열의 신속한 배출을 유도하여 현존 냉각모듈 시스템 대비 냉각 효율 향상을 위한 고열전도성 외장재 개발로 3중의 안전체계 구축이 필요함 □ 개발내용 및 범위 ◦ 세부과제 1 - 고내열 파우치 필름 구조 설계 및 신규 소재 제작 - 이종 소재간 접착특성 강화를 위한 표면처리 및 접착 코팅 기술 개발 - Lab scale, Pilot scale, Mass scale 고성형성 파우치 필름 제작 - 고성형성 파우치 필름의 기계적 물성 향상 기술 개발 ◦ 세부과제 2 - 고온 안전성 배리어 필름 구조 설계 및 신규 소재 개발 - 고강도 불연 소재 개발 - 이종 소재간의 접착특성 강화를 위한 경량 불연 소재 전·후처리 기술 개발 - 셀 제조를 위한 열봉합강도 향상 기술 개발 ◦ 세부과제 3 - 고효율 냉각 외장재 구조 설계 및 신규 소재 개발 - 고성형성 냉각 외장재 제조 기술개발 - 고열전도도 냉각 외장재용 신규 소재 개발 - 냉각 외장재 내구성 향상 기술 개발
2. 지원 필요성
□ 기술개발 필요성 ◦ 중·대형 이차전지의 안전성 향상을 위한 모듈, 팩 레벨에서 여러 종류의 소재, 부품 등을 활용한 열관리 시스템(Thermal Management system, TMS)을 도입하여 발화사고에 대한 잠재적인 위험 요소 예방 및 화재 지연 또는 억제 기술을 개발 중임 ◦ 그러나, 막대한 재산상의 손해나 인명피해를 초래하는 사고들이 여전히 빈번하게 발생하는 상황이며, 이에 따라 EV·ESS용 대용량 이차전지의 안전성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 고성형성 다층구조 파우치 필름 개발과 더불어 고안전성 배리어 필름 및 고효율 냉각 외장재 개발이 시급히 요구되고 있음 □ 중소기업 생태계 활성화 측면 필요성 ◦ 이차전지의 구조 설계 및 신규 소재를 적용한 차별화된 제품을 개발함으로써 인접 소재산업 (고분자 필름산업, 금속소재 산업, 복합소재 산업)의 기술력 향상과 적용 분야 확대를 통한 주변 생산자와 사용자 간 공진화를 통해 중소기업 생태계를 활성화할 수 있음 ◦ 글로벌 파우치 필름 시장의 공급망을 새롭게 재편하여 독점적 지위를 보유한 수입 업체 대비 국내 중소기업의 산업생태계를 확보할 수 있는 사회적 기반을 형성할 수 있을 것으로 기대됨 □ ESG 등 사회적 지원 필요성 ◦ 고안전 특성이 향상되고, 잠재적 위험 요소를 예방·방지할 수 있는 기능이 구비된 이차전지 및 EV·ESS 산업에 사회적 비용 절감이 예상되며, 시장의 성장은 기존의 전망보다 더욱 커질 것으로 예측됨 ◦ 파우치 필름 시장의 성장이 지속 예상됨에 따라 지역 인력을 우선 채용하여 지역 사회와의 상생 파트너십 구축과 동시에 일과 삶의 균형 있는 기업문화를 구축하여 사회적 문제 해결, 일자리 창출 효과에 크게 기여가 가능함 □ 활용분야 ◦ 파우치 필름은 파우치 타입 대용량 이차전지가 활용되는 EV, 전기선박, 전기비행기, 드론 등 수송 분야 및 ESS 분야에 활용 가능하며, 제조공정 상 고압의 정수압성형이 적용되는 차세대 전고체 전지에도 적용 가능함 ◦ 고안전성 배리어 필름 및 고효율 냉각모듈 시스템용 외장재는 원통형, 각형 및 파우치 타입을 포함한 모든 타입의 이차전지 응용분야에 활용 가능하며, 화재·폭발 관련된 EV, ESS 분야 중심으로 개발 완료 시 즉시 적용이 가능함
3. 지원기간 및 규모
◦ 개발기간 : 36개월 ◦ 총 투입비용: 100억원 이내(정부출연금 30억원 이내) ◦ 주관기관 : 중소기업

□ (이차전지) 화재·폭발 위험 원천 차단 이차전지용 3중 열관리 소재 기술 개발

과제번호	RFP-1-1
총괄과제명	화재·폭발 위험 원천 차단 이차전지용 3중 열관리 소재 기술 개발
기술분야	이차전지
과학기술 표준분류	대분류			전기/전자	중분류	전지	소분류	이차전지
세부과제명	(세부1) 고성형성 Al 기반 고내열 파우치 필름 개발
1. 개요
□ 개념 ◦ 이차전지용 파우치는 이차전지의 안전을 책임지는 외장재로써 내충격성, 내핀홀성, 내전해액성, 기체차단성, 높은 기계적 물성, 절연성 등 다양한 요구 물성을 충족시켜야 하기 때문에 7층 이상의 다층구조 형태로 이루어져 있으며, 복잡한 구조로 인해 전지 내부 설계 용이성 향상과 파우치의 성형성 증가가 주요 개발 항목임 ◦ 이차전지의 중·대형 응용분야인 EV 및 ESS의 급속한 보급 확대와 함께 화재·폭발 사고 또한 급속히 증가하고 있어 이차전지의 근본적인 안전 대책을 마련하는 것이 시급한 과제이며, 따라서 화재 안전성을 높이기 위해 내열성, 산소·수분 차단성, 내화학성 강한 sealing성 및 내열성이 우수한 파우치 개발이 필요함 □ 개발내용 및 범위 ◦ 파우치의 성형성 향상(>12 mm) ◦ 고성형성 파우치의 내화학성 및 배리어 특성 향상 기술 개발 (내전해액성 및 절연성 향상 및 수분투과도(<0.005 g/㎡day) 산소 투과도(<0.005 ㎤/㎥*24hrs*atm) ◦ 고성형성 파우치 필름의 내열성 향상 기술 개발 ◦ 고안전성 파우치 필름 구조 설계 및 신규 소재 제작 ◦ Lab scale, Pilot scale, Mass scale 고성형성 파우치 필름 제작 ◦ 양산 프로세스 윈도우 설정 및 생산 표준화 기술 개발* * Mass Scale 단계에서의 개발 지표
2. 지원 필요성
□ 기술개발 필요성 ◦ 파우치 타입 이차전지의 개발 흐름은 부피·무게당 에너지밀도를 높이기 위하여 박막형, 경량형으로 제작됨과 동시에 전지 내부 설계 용이성을 증가시키기 위한 방향으로 진행되어 오고 있음. 이에 따라 제작이 매우 까다롭고 성형 시 응력이 집중되는 곳에 핀홀 및 크랙이 발생할 가능성이 매우 높기 때문에 성형성 향상 기술이 요구됨 ◦ 이차전지의 화재·폭발 메커니즘은 일반적으로 배터리에 이상 현상이 발생하면 셀 내부의 온도가 100 ℃ 이상으로 증가하고 전해액은 기화하여 셀 내부의 압력을 증가시키며, 증가된 압력으로 인해 파우치가 열리면서 가연성 전해물질 및 기화 분출이 발생하면서 화재가 발생하는 것으로 이해되고 있음 ◦ 이상 현상은 전지 외부 충격, 음극의 덴드라이트 발생·성장, 분리막 손상에 기인한 양극·음극의 쇼트 발생, 이차전지 내부로 수분·산소 침투 등이 주요원인으로 추정되며, 이상 현상을 방지하고 안전성 확보를 위해 내열성, 산소·수분 차단성, 열 봉합강도, 기계적 강도 및 절연성이 모두 향상된 파우치 기술 개발이 필요함 ◦ 글로벌 전기차 및 이차전지 시장은 국제유가 상승 및 각국의 환경 정책 등과 맞물려 급성장하였으며 세계 전기차 시장이 성장하면서 이차전지 수요 또한 급격하게 증가하여 파우치 필름의 수급이 2024년부터 부족할 것으로 전망되어 선제적인 대응이 필요함 □ 기술적 독창성 ◦ 높은 에너지밀도 구현 및 다양한 디자인의 이차전지 구현을 위하여 성형 특성이 기존 9㎜ 수준에서 약 30% 이상 우수한 12㎜ 이상으로 향상된 고성형성 파우치 개발로 기술적 독창성을 지님 ◦ 외부충격, 내부 압력상승에 의한 저항성이 원형·사각 캔 타입에 동등한 수준에 해당하는 높은 물성의 고성능 파우치 개발 ◦ 산소·수분 투과도가 기존 파우치보다 100배 이하로 낮아진 높은 수준의 배리어 기능을 가지는 고배리어 성능의 파우치 개발 ◦ 화재 및 폭발 사고의 지연·방지를 위하여 기존 파우치보다 내열성이 강화된 Al 기반 파우치 개발 □ 중소기업 생태계 활성화 측면 필요성 ◦ 기술력 있는 중소기업이 연구개발을 통해 혁신적인 제품을 개발하여 초격차 기술을 확보하고 주변 생산자와 사용자 간 공진화를 통해 중소기업의 생태계를 활성화 할 수 있음 ◦ 화재·폭발 위험요소를 방지할 수 있는 이차전지용 첨단소재는 잠재적 위험요소의 예방·방지를 통하여 사회의 안전망을 높이고 사회적 비용 절감할 수 있으며 독점적 지위를 가진 타국 업체가 지배하고 있는 파우치 필름 시장의 질서를 새롭게 재편하여 중소기업의 산업생태계를 확보할 수 있는 사회적 기반을 형성할 수 있을 것으로 기대됨 □ ESG 등 사회적 지원 필요성 ◦ 지역 인력을 충원하여 회사와 지역간 상생 파트너십 구축과 동시에 일과 삶의 균형 있는 기업문화를 구축하여 일자리 창출 효과에 크게 이바지할 수 있을 것으로 예상됨 ◦ 고안전성·고성형성 파우치 필름 개발을 통해 EV 시장침투율을 보다 빠르게 향상시킬 수 있으며 이는 이산화탄소 및 미세먼지 배출 저감을 촉진할 수 있음 □ 활용분야 ◦ 화재·폭발 방지 고안전성 소재는 원통형, 각형 및 파우치 타입을 포함한 모든 타입의 이차전지에 활용 가능하며, 전기차의 안전성을 확보하기 위해 개발 완료 시 즉시 적용이 가능함 ◦ 고성형성·고안전성 파우치 필름은 고에너지밀도를 요구하는 대용량 이차전지가 활용되는 EV, 전기선박, 드론 등 수송분야와 ESS 분야에 활용 가능하며, 제조 공정상 고압의 정수압성형이 요구되는 차세대 전고체 전지에도 적용될 수 있을 것으로 예상됨
3. 지원기간 및 규모
◦ 개발기간 : 36개월 ◦ 총 투입비용: 40억원 이내(정부출연금 12억원 이내) ◦ 주관기관 : 중소기업

과제번호	RFP-1-2
총괄과제명	화재·폭발 위험 원천 차단 이차전지용 3중 열관리 소재 기술 개발
기술분야	이차전지
과학기술 표준분류	대분류			전기/전자	중분류	전지	소분류	이차전지
세부과제명	(세부2) 열폭주 지연·방지용 고안전성 배리어 필름 개발
1. 개요
□ 개념 ◦ 화재·폭발 방지를 위한 파우치 필름 개발은 매년 증가하는 배터리 관련 사고에 대비하여 1,000℃ 이상의 고온 환경에서 발생되는 화재·폭발 방지가 가능한 열안전성 배리어 필름 개발 ◦ 열안전성을 확보하여 안전하지만 성형성이 뛰어나고 무게가 가벼워 이차전지의 에너지밀도를 희생하지 않는 배리어 소재 개발 ◦ 외부 충격이나 화학물질에 영향을 받지 않는 내충격 강도 및 내화학성이 뛰어난 배리어 소재 개발 □ 개발내용 및 범위 ◦ 고온 안전성 배리어 필름 구조 설계 및 신규 소재 개발 - 난연 필름 소재 개발(20분이상) - 배리어 복합소재 개발 - 성형성 확보 기술 개발(9mm 이상) - 고강도 불연 소재 및 배터리 화재시 용융붕괴 없는 고안전 소재개발 - 이종 소재 간의 접착 특성 강화를 위한 전·후처리 기술 개발 - 배리어 필름의 내충격 강도 향상 기술 개발 - 배리어 필름의 내화학성 향상 기술 개발 - 셀 제조를 위한 열봉합강도 향상 기술 개발 ◦ 고온 안정성 배리어 필름 스케일업 기술 개발 - Lab. Scale → Pilot Scale → Mass Scale 단계의 3단계 스케일업 기술 개발 - 양산 프로세스 윈도우 설정 및 생산 표준화 기술 개발* * Mass Scale 단계에서의 개발 지표
2. 지원 필요성
□ 기술개발 필요성 ◦ 전기차 보급이 본격적으로 증가하면서 전기차 화재의 주 요인으로 꼽히는 이차전지의 안전성에 대한 우려도 함께 커지고 있음. 이차전지의 화재·폭발시 화염의 온도는 약 1,000℃ 수준으로 알려져 있지만 현재 이차전지에는 녹는점 660℃의 Al 소재의 원통형·사각형 케이스 및 파우치 필름이 적용되어 있어 화재·폭발에 대하여 매우 취약한 상황임. 이에 화재·폭발을 방지할 수 있는 소재 기술 개발의 중요성이 증대되고 있음 □ 기술적 독창성 ◦ 기존 배리어 필름 소재는 소재 본연의 특성으로 인해 열폭주 방지가 불가능함 ◦ 기존 보고된 고온 안정형 배리어 필름은 고온 안전성 확보를 위한 소재 도입으로 인한 무게 상승, 균일성 감소, 성형성 감소로 인해 상용화에 실패 ◦ 본 과제의 결과물은 제어되지 않은 상태에서 짧은 시간 내에 1,000℃ 이상 고온 환경에서 발생되는 열에너지를 Cell 단위, Module 단위, Pack 단위 간뿐만 아니라, 이차전지 계층간(Cell-Module-Pack) 열의 이동 및 열폭주 방지가 가능하면서도 이차전지 안전성과 에너지 저장 성능을 동시 향상시키는 차별성 보유 □ 중소기업 생태계 활성화 측면 필요성 ◦ 열폭주 지연·방지용 고안전성 배리어 필름 제조 기술은 중소기업이 연구개발을 통해 혁신적인 제품을 개발하여 초격차 기술을 확보하고 주변 생산자와 사용자 간 공진화를 통해 중소기업의 생태계를 활성화 할 수 있음 ◦ 불연소재처리, 이종소재접합, 필름 성형 산업 등 다양한 중소기업 산업 활성화에 기여할 수 있음 □ ESG 등 사회적 지원 필요성 ◦ 화재·폭발 위험 요소를 방지할 수 있는 배리어 필름 소재는 안전사고로 인한 사회적 비용을 절감할 수 있으며 시장의 규모는 추후 지속적으로 커질 것으로 예상됨. ◦ 지역 인력을 충원하여 회사와 지역간 상생 파트너십 구축과 동시에 일과 삶의 균형 있는 기업문화를 구축하여 일자리 창출 효과에 크게 이바지 할 것으로 예상됨 □ 활용분야 ◦ 안전 확보가 필수적인 모든 타입의 이차전지에 즉각적으로 활용 가능하며 이차전지가 핵심 부품인 전기차, 도심항공모빌리티, 전기선박, 에너지저장시스템 등에 확장하여 활용 가능함 ◦ 화재·폭발 방지 배리어 필름은 직접적으로 신체에 접촉되어 안전이 더욱더 중요한 유연 웨어러블 기기에 활용 가능함 ◦ 고온 안전성 배리어 필름은 다양한 개인용 전자기기 및 산업용 장비에도 활용 가능함
3. 지원기간 및 규모
◦ 개발기간 : 36개월 ◦ 총 투입비용: 35억원 이내(정부출연금 12억원 이내) ◦ 주관기관 : 중소기업

과제번호	RFP-1-3
총괄과제명	화재·폭발 위험 원천 차단 이차전지용 3중 열관리 소재 기술 개발
기술분야	이차전지
과학기술 표준분류	대분류			전기/전자	중분류	전지	소분류	이차전지
세부과제명	(세부3) 고성능 이차전지 팩용 고효율 냉각 외장재 개발
1. 개요
□ 개념 ◦ 현재의 이차전지 시스템 및 향후 차세대 고용량 이차전지의 화재·폭발 사고에 대한 잠재적 위험 요소 예방 및 억제를 위하여 이차전지의 직·간접적인 냉각 시스템의 효율을 향상시킬 수 있는 새로운 고효율 냉각 외장재* 개발 ◦ 기존 냉각용 신규 외장재의 성능 범위를 벗어나 고열전도도, 고내구성 (산화·부식), 높은 성형성을 지니는 고성능 이차전지 팩용 고효율 냉각 외장재 개발 * 기존 이차전지용 냉각 외장재는 금속판을 성형하여 단독으로 사용 □ 개발내용 및 범위 ◦ 고효율 냉각 외장재 구조 설계 및 신규 소재 개발 - 고열전도도 냉각 외장재용 신규 소재 개발 - 냉각 외장재 열처리 기술 개발 - 냉각 외장재 산화·부식 방지 기술 개발 - 이종 물질 간 접합 기술 개발 - 고성형성 냉각 외장재 제조 기술개발 ◦ 냉각 외장재 내구성 향상 기술 개발* - 0.005 g/㎡day 이하 수분 투과도 및 7일 이상의 수압 내구성을 달성하는 안정화 기술 개발 * 수냉식 냉각관에 적용 시 산화·부식 여부 판단 ◦ 냉각 외장재 스케일업 기술 개발 (Lab. Scale → Mass Scale) - Lab. Scale → Pilot Scale → Mass Scale 단계의 3단계 스케일업 기술 개발 - 양산 프로세스 윈도우 설정 및 생산 표준화 기술 개발* * Mass Scale 단계에서의 개발 지표
2. 지원 필요성
□ 기술개발 필요성 ◦ 화재·폭발 예방 및 방지 관련 냉각 모듈 시스템 시장은 2027년까지 연평균 성장률 약 30%, 총 약 20조원 시장으로 매우 높은 성장이 전망됨 ◦ 국민의 안전을 위해 고성능 이차전지에서부터 EV에 이르기까지 전 주기에 걸친 안전을 확보하고, 잠재적 위험 요소를 예방하기 위해 이차전지 외장재, 모듈, 팩 등에 적용되는 냉각모듈 시스템용 외장재 개발이 필요함 ◦ 고성능 냉각 외장재 신규 제품 개발을 통해, 고난이도 냉각 외장재 기술의 국산화 및 내재화를 이루며, 대외 의존도가 높은 이차전지 냉각 시스템 시장의 대외 경쟁력 강화 가능 □ 기술적 독창성 ◦ 기존 냉각 시스템에 적용된 금속 소재와 달리 새로운 형태의 복합 냉각 소재를 적용하여 열전도도, 냉각 매체에 대한 내부식성, 무게 및 성형한계를 극복하는 신개념 팩 냉각용 외장소재 개발 ◦ 신규 소재 개발이 단일 금속 소재범위에서 벗어나 새로운 신규 소재 및 소재군의 조합을 통해 새로운 소재 개발적 측면에서의 독창성을 가짐 □ 중소기업 생태계 활성화 측면 필요성 ◦ 이차전지 외장재 기반기술을 바탕으로 새로운 구조 설계 및 신규 소재를 적용한 차별화된 제품을 개발함으로써 주변 생산자와 사용자 간 공진화를 통해 중소기업의 생태계를 활성화 할 수 있음 □ ESG 등 사회적 지원 필요성 ◦ 이차전지에 대한 높은 안전성이 확보되고, 잠재적 위험 요소를 예방·방지할 수 있는 기능이 구비될 경우, 안전에 대한 사회적 비용 절감이 예상되며, 이에 따른 이차전지 팩용 냉각 소재 시장 성장은 기존의 전망·성장치보다 더욱 커질 것으로 예상됨 ◦ 따라서, 이차전지 시장 성장이 지속 및 가속화가 예상됨에 따라 지역 인력을 우선 채용하여 회사와 지역 간 상생 파트너십 구축과 동시에 일과 삶의 균형있는 기업문화를 구축하여 사회적 문제 해결, 일자리 창출 효과에 크게 이바지 할 것으로 예상됨 □ 활용분야 ◦ 고성능, 대용량 이차전지가 활용되는 전기차, 전기선박, 전기비행기, 드론 등 운송 분야 및 재생에너지 연계 ESS 분야에 활용 가능하며, 고성능 차세대 전고체 전지에도 적용 가능함 ◦ 화재·폭발 지연 및 방지용 고효율 냉각 외장재는 원통형, 각형 및 파우치 타입을 포함한 모든 타입의 이차전지가 적용되는 응용분야에 활용 가능하며, 화재·폭발 위험이 높은 전기차 및 ESS 분야 중심으로 개발 완료 시 즉시 적용이 가능함 ◦ 고효율 냉각 외장재는 특수 목적용 방위산업(잠수함, 선박, 드론 등) 및 항공 우주 등의 특수 목적 분야에 활용 가능함
3. 지원기간 및 규모
ㅇ 개발기간 : 36개월 이내 ㅇ 총 투입비용 : 25억원 이내(정부출연금 6억원 이내) ㅇ 주관기관 : 중소기업

과제명		RFP-2
기술분야		로봇-바이오융합
과학기술 표준분류		대분류			보건의료	중분류	치료/진단기기	소분류	수술용 로봇
과제명	총괄	최소 침습 수술을 위한 고굴절 유연 수술 로봇 플랫폼 개발
	세부1	고굴절 유연 수술로봇 통합 플랫폼 개발
	세부2	능동 경로 제어·고정 및 로봇 진입 경로 시각화 기술 개발
	세부3	전층 봉합 기술 개발 및 통합 로봇 플랫폼 전임상 검증
1. 개요
□ 개념 ◦ 자연개구부 진입․단일공 진입 복강수술을 위한 고굴절 유연 수술로봇 플랫폼 개발 ◦ 식도, 항문, 질 등의 자연개구부 진입 또는 배꼽 등을 관통하여 단일공 복강 수술이 가능한 유연성 및 소형화를 만족하는 수술 로봇 플랫폼의 개발 ◦ 고굴절 유연 수술로봇 플랫폼의 임상시험 계획서 식약처 승인 신청 ◦ 유연 수술 로봇의 핵심기술에 기반 한 상용 구성 모듈 개발 및 식약처 품목허가 승인 □ 개발내용 및 범위 ◦ 고굴절 유연 수술 로봇 통합 플랫폼 개발 - 자연 개구부 진입 또는 단일공 진입을 통해 복강 내 타깃 환부에 접근할 수 있는 길이와 유연성, 소형화가 달성된 고굴절 유연 수술로봇 플랫폼의 개발 - 환자의 소화기관을 통과할 수 있고, 복강 내 타 장기와의 접촉을 최소화할 수 있는 유연성을 만족하는 고굴절 유연 수술로봇 플랫폼의 개발 ◦ 고굴절 유연 수술 로봇 구성 모듈 개발 및 상용화 - 유연 수술로봇 플랫폼의 핵심 기술 기반 상용 구성 모듈의 개발 - 상용 구성 모듈의 식약처 품목허가 획득 및 사업화 ◦ 고굴절 유연 수술 로봇 통합 플랫폼 대상 임상시험 계획서 신청 - 임상시험 계획서 신청을 위한 공인 성능 시험 평가 완료 - 개복수술, 복강경수술과 같은 기존 수술법 대비 우월성 검증을 위한 임상시험 계획 수립 및 식약처 임상시험 계획서 승인 신청
2. 지원 필요성
□ 기술개발 필요성 ◦ 최근 전 세계 치료분야는 환자의 신체 절개 및 관통을 최소화하는 방향으로 발전 중이며, 유연 로봇 기술은 이러한 개발 방향에 있어서 중추적인 역할을 하는 기술 ◦ 고굴절 유연 로봇을 활용한 최소 침습 수술은 시각적으로 신체 외부 무흉터 치료를 실현하며, 환자에게 빠른 회복과 미용적, 심미적으로 큰 개선을 가져오는 장점 보유 □ 기술적 독창성 ◦ 현행 중재 수술 로봇은 복부에 다수의 관통을 동반하는 복강경 수술로봇 또는 짧은 직선 형태의 단일공 수술 로봇에 한정 ◦ 동 기술은 긴 길이와 높은 유연성을 기반으로 복부 관통이 최소화되거나 배제되는 동시에 복강 내 적용 가능한 장기의 확대를 실현하는 글로벌 차세대 로봇의 개발을 목표로 추진 □ 중소기업 생태계 활성화 측면 필요성 ◦ 유연 수술 로봇 및 기기를 활용한 최소 침습 또는 자연 개구부 진입 치료의 글로벌 상용화를 목표로 하며, 해당 산업과 관련된 다양한 유연 치료기기 제품군의 전반적인 확대를 견인함으로써 중소기업 생태계 활성화에 기여 □ ESG 등 사회적 지원 필요성 ◦ 침습 및 흉터 최소화로 인한 환자의 치료 이후 삶의 질 증대 ◦ 환자의 조기 일상 복귀로 인한 개인적․사회적 경제 손실 감소 ◦ 의료기관의 병상 회전율 증대로 인한 환자 수용 증대 □ 활용분야 ◦ 최소 침습 복강 수술 분야 ◦ 단일공 최소 침습 복강 수술 분야
3. 지원기간 및 규모
◦ 개발기간 : 36개월 이내 ◦ 총 투입비용 : 100억원 이내(정부출연금 30억원 이내) ◦ 주관기관 : 중소기업

□ (로봇·바이오융합) 최소 침습 수술을 위한 고굴절 유연 수술 로봇 플랫폼 개발

과제번호	RFP-2-1
총괄과제명	최소 침습 수술을 위한 고굴절 유연 수술 로봇 플랫폼 개발
기술분야	로봇-바이오융합
과학기술 표준분류	대분류			보건의료	중분류	치료/진단기기	소분류	수술용 로봇
세부과제명	(세부1) 고굴절 유연 수술로봇 통합 플랫폼 개발
1. 개요
□ 개념 ◦ 곡선 경로를 통과하여 복강 내 장기에 대한 치료를 수행할 수 있는 긴 길이의 유연 몸체를 가진 멀티암(multi arm) 로봇 기술의 개발 ◦ 각 세부에서 개발된 고굴절 유연 수술 로봇 플랫폼의 핵심 기술들이 적용된 통합 플랫폼 시제품 개발을 통해 최소 침습 유연 수술로봇의 상용화 ◦ 고굴절 유연 수술로봇 통합 플랫폼의 임상 시험 계획서 식약처 승인 신청 ◦ 핵심 기술들 기반 구성 모듈의 독립제품화 및 식약처 품목 허가 승인 □ 개발내용 및 범위 ◦ 고굴절 멀티암 유연 로봇 기술 개발 - 인체 내부 장기에 곡선 경로로 접근할 수 있는 충분한 길이․유연성을 갖춘 수술로봇 기술 - 인체 장기의 고굴절 환경 하에서 1.2N 이상의 거상력을 가진 2개 이상의 로봇 팔을 장착한 유연 수술 로봇의 외형 및 제어 소프트웨어 개발 - 의료진 중심의 로봇 조종 장치 개발 ◦ 고굴절 유연 수술로봇 통합 플랫폼 시제품 개발 - 각 세부에서 개발된 핵심 기술이 융합된 통합 로봇 플랫폼의 개발 ◦ 고굴절 유연 수술로봇 통합 플랫폼 임상시험 계획서 신청 - 유연 수술로봇 플랫폼의 임상적 우월성을 입증하기 위한 임상시험 수립 - 임상 시험 계획서 식약처 승인 신청 ◦ 핵심 기술 기반 구성 모듈 상용화 - 고굴절 유연 수술로봇의 핵심 기술을 활용한 상용 구성 모듈 개발 - 상용 구성 모듈 양산화 및 식약처 품목허가 승인
2. 지원 필요성
□ 기술개발 필요성 ◦ 기존의 직선형 치료기기 및 수술 로봇은 최소 침습 또는 단일공 진입을 통해 복강 장기 수술을 수행하기에는 임상적, 기술적 제약이 큼 ◦ 자연개구부 및 배꼽과 같이 부담이 적은 통로를 관통하여 수술을 수행하기 위해서는 긴 길이와 높은 유연성을 가진 수술 로봇의 개발이 필수 □ 기술적 독창성 ◦ 기존의 직선형 중재 수술기기 및 수술로봇은 짧은 길이의 직선 형태를 가지고 있어 필연적으로 다수의 관통을 필요로 하거나 목표 환부 인근의 관통을 동반하게 되나, 동 기술은 복부 관통을 최소화하거나 전무하다는 차별성 보유 ◦ 과거 개발되었던 유연 수술로봇 분야의 개발제품들은 대부분 짧은 길이와 낮은 유연성으로 상용화에 실패 ◦ 동 기술은 임상 환경과 의료진 요구치를 충족하는 길이 및 유연성, 동작성 등의 달성과 의료진 사용성 측면에서의 개선을 위한 개발을 포함하여 글로벌 임상에서 활용이 가능한 로봇 플랫폼을 개발하는 것을 목표로 추진 □ 중소기업 생태계 활성화 측면 필요성 ◦ 초미세 와이어로프, 플랫코일튜브, 환형 니들 등 유연 치료기기․로봇에 필요한 다양한 신규 부품 산업으로 확대 가능 ◦ 메탈인젝션몰딩(MIM) 공법, 초소형 부품 가공, 금속 3D 프린팅 등 초소형 의료로봇의 가공․제조․생산 관련 기반 산업 활성화에 기여 □ ESG 등 사회적 지원 필요성 ◦ 복부 절개․관통으로 인한 합병증 감소 ◦ 빠른 회복으로 인한 입원 기간 감소, 조기 퇴원, 전체 의료비용 감소 □ 활용분야 ◦ 소화기관 유연 치료기기 분야 ◦ 높은 곡률의 협소 공간 작업 로봇 분야 ◦ 가정용, 산업용 초소형 로봇 액추에이터 분야
3. 지원기간 및 규모
◦ 개발기간 : 36개월 이내 ◦ 총 투입비용 : 40억원 이내(정부출연금 12억원 이내) ◦ 주관기관 : 중소기업

과제번호	RFP-2-2
총괄과제명	최소 침습 수술을 위한 고굴절 유연 수술 로봇 플랫폼 개발
기술분야	로봇-바이오융합
과학기술 표준분류	대분류			보건의료	중분류	치료/진단기기	소분류	수술용 로봇
세부과제명	(세부2) 능동 경로 제어·고정 및 로봇 진입 경로 시각화 기술 개발
1. 개요
□ 개념 ◦ 고굴절 유연 복강 수술 로봇의 능동 경로 제어 및 고정 기술 개발 ◦ 유연 수술로봇이 인체의 소화기관을 통과할 수 있는 동시에 복강 내에서 타 장기를 회피해 목표 환부에 도달할 수 있도록 하는 기술 ◦ 기존의 내시경과 같은 의료기기의 전면부 시야만 확보할 수 있다는 한계를 극복하고 로봇 몸체의 형상 및 진입 경로에 대한 시각화된 정보를 의료진에게 제공하는 기술 □ 개발내용 및 범위 ◦ 유연 수술 로봇 능동 경로 제어 및 고정 기술 - 유연 수술로봇이 복강 내에서 목표 환부에 도달하기 위해 능동적으로 경로를 제어하며, 진입할 수 있도록 하는 6자유도 이상의 유연 로봇 기술 - 목표 환부에 도달한 유연 수술로봇이 안정적으로 수술을 수행할 수 있도록 유연 몸체의 자세를 고정할 수 있는 기술 ◦ 유연 경로 시각화 기술 및 시뮬레이터 개발 - 최소 침습 수술에 대해 훈련, 교육, 연습할 수 있는 시뮬레이터 개발 - 체내 진입한 유연 수술 로봇의 휘어진 경로에 대한 정보를 의료진에게 제공하기 위한 시각화 기술 및 정보 제공 소프트웨어 개발 - 복강 내의 주요 장기 기준 위치 오차 3mm 이하의 정밀한 3D VR/AR 시각화 기술 개발 ◦ SW 유저 인터페이스 개발 - 수술 의료진을 대상으로 효과적인 정보 제공을 위한 유저 인터페이스 시스템 개발
2. 지원 필요성
□ 기술개발 필요성 ◦ 터널 형태인 소화기관과 달리 열린 공간이라고 할 수 있는 복강 내부에서는 유연 수술로봇이 타깃 환부로 능동적으로 접근할 수 있는 기술의 개발이 필요 ◦ 복강 내 진입을 위해 유연한 특성을 가져야 했던 로봇의 몸체는 환부 진입 이후 수술을 위해서는 작업 중 안정적으로 고정되는 기술 필요 ◦ 복강 내 진입한 유연 수술로봇이 목표 환부 외 타 장기에 접촉 및 외력을 가하여 합병증을 유발하는 것을 방지하기 위해 로봇의 몸체 형상에 대한 정보를 의료진에게 실시간으로 제공하는 기술개발 필요 □ 기술적 독창성 ◦ 기존에 대장 진입을 위해 사용되던 형상 고정 기술의 경우 대장 내 터널형태의 경로를 수동적으로 진입하여 일시적으로 고정되는 기술로써 열린 공간인 복강 내 장기를 대상으로 활용 불가능 ◦ 본 과제 개발 기술은 능동적으로 방향 제어 및 진입을 통해 복강 내에서 로봇의 위치 및 접근 방향을 제어한 뒤 수술 중에는 경로를 고정하여 작업의 안정성 확보가 가능하다는 독창성 보유 □ 중소기업 생태계 활성화 측면 필요성 ◦ 유연 수술 로봇의 능동 경로 제어 기술은, 소화기관 내로 한정되던 다양한 유연 치료기기들의 적용분야를 복강내로 확대할 수 있으며 이를 통해 국내 여러 중소기업들의 유연 치료기기 제품의 적용분야 확대를 견인 ◦ 경로 시각화 기술은 전 세계적으로 높은 성장률을 보이고 있는 의료시뮬레이터 산업의 기술 개선에 활용될 수 있으며 관련 산업 내의 제품 개선 및 신제품 출시 등에 기여 전망 □ ESG 등 사회적 지원 필요성 ◦ 본 과제로 개발되는 능동 경로 제어 및 고정 기술과 로봇의 경로 시각화 기술은 수술 중 발생하는 다양한 합병증과 의료과실을 감소시키고 환자의 안전한 치료 및 회복을 위해 필수적인 기술 □ 활용분야 ◦ 유연 형태 수술 로봇 및 치료기기 활용 수술 분야 ◦ 글로벌 소화기내과 시장
3. 지원기간 및 규모
◦ 개발기간 : 36개월 이내 ◦ 총 투입비용 : 35억원 이내(정부출연금 12억원 이내) ◦ 주관기관 : 중소기업

과제번호	RFP-2-3
총괄과제명	최소 침습 수술을 위한 고굴절 유연 수술 로봇 플랫폼 개발
기술분야	로봇-바이오융합
과학기술 표준분류	대분류			보건의료	중분류	치료/진단기기	소분류	수술용 로봇
세부과제명	(세부3) 전층 봉합 기술 개발 및 통합 로봇 플랫폼 전임상 검증
1. 개요
□ 개념 ◦ 유연 수술로봇의 복강 진입을 위해 발생시킨 복부 및 소화기관의 천공을 봉합하기 위한 봉합 기술의 개발 필요 ◦ 피부 및 장기의 근육층과 점막층을 모두 봉합할 수 있는 전층 봉합 기술의 개발 ◦ 고굴절 유연 수술로봇 통합 플랫폼에 대한 의료진 사용성 평가 및 전임상 검증 ◦ 고굴절 유연 수술로봇 통합 플랫폼에 대한 임상 시험 설계 □ 개발내용 및 범위 ◦ 전층 봉합 기술 개발 - 유연 수술로봇의 진입과정 또는 수술과정 중 발생할 수 있는 30mm 이상의 대형 천공에 대한 봉합 기술의 개발 - 일반적인 장기 벽의 점막층, 점막하층, 근육층을 모두 봉합할 수 있는 전층 봉합과 이상의 연속 봉합이 가능한 봉합 기술의 개발 - 전층 봉합기술이 적용된 구성 모듈의 상용화 및 식약처 품목허가 승인 ◦ 고굴절 유연 수술 로봇 플랫폼 사용적합성 평가 - 고굴절 유연 수술로봇 통합 플랫폼에 대해 잠재유저인 의료진의 참여를 통한 사용적합성 평가 수행 - 사용 적합성 평가 결과 분석 및 로봇 개선사항 도출 ◦ 고굴절 유연 수술 로봇 플랫폼 전임상 시험 검증 - 고굴절 유연 수술로봇 통합 플랫폼 및 상용 구성 모듈에 대한 in-vitro & in-vivo 전임상 시험 검증 ◦ 고굴절 유연 수술 로봇 플랫폼 임상시험 설계 - 개복수술, 복강경수술 등 타 수술법 대비 고굴절 유연 수술로봇 통합 플랫폼의 우월성을 검증하기 위한 임상시험 설계
2. 지원 필요성
□ 기술개발 필요성 ◦ 타깃 환부 및 진입과정에서 발생하는 천공 및 출혈 상황에서 필요한 봉합기술의 개발은 유연 수술 로봇 플랫폼의 임상적용을 위한 필수 기술 ◦ 유연 수술로봇의 임상 적용을 위해 필요한 기술임과 동시에 별도의 상용화를 통한 구성 모듈의 독립 제품으로써의 가치가 높은 필수 기술 □ 기술적 독창성 ◦ 과거의 유연 수술로봇들은 안정적인 봉합결과를 도출하지 못하였으며 사실상 이로 인해 임상적용에 어려움을 겪었던 것으로 평가 ◦ 현행 내시경 봉합기는 대장 진입이 불가능 하다는 한계를 가지고 있으며 제안기술은 인체 자연개구부를 통한 관통을 모두 봉합이 가능 □ 중소기업 생태계 활성화 측면 필요성 ◦ 유연 봉합 기술의 개발은 단일공 수술, 최소 침습 수술과 같은 차세대 치료 시장의 확대를 견인할 수 있으며 이로 인한 신산업의 성장은 다양한 중소기업 생태계 활성화 견인 □ ESG 등 사회적 지원 필요성 ◦ 천공, 출혈 등의 상황에서 개복이나 관통을 동반하지 않고 조기에 봉합이 가능해지면 관련 합병증으로 인한 환자 및 의료진의 부담을 크게 완화시킴 ◦ 환자의 조기 일상 복귀로 인한 개인적․사회적 경제 손실 감소 □ 활용분야 ◦ 유연 수술로봇 및 치료기기 활용 수술 분야 ◦ 글로벌 소화기내과․외과․산부인과 시장 등
3. 지원기간 및 규모
◦ 개발기간 : 36개월 이내 ◦ 총 투입비용 : 25억원 이내(정부출연금 6억원 이내) ◦ 주관기관 : 중소기업

과제명		RFP-3
기술분야		반도체
과학기술 표준분류		대분류			전기/전자	중분류	반도체 장비	소분류	측정/ 검사장비
과제명	총괄	300mm 웨이퍼 복합 다층 박막 초정밀 두께 측정 기술 개발
	세부1	반도체 소자 제조공정 단층·다층 금속층 두께 측정 기술 개발
	세부2	반도체 소자 제조공정 다층 절연층(유전막) 두께 측정 기술 개발
	세부3	반도체 소자 제조공정의 금속 및 절연층(유전막) 두께를 초정밀로 측정하는 인라인 반도체 장비 개발
1. 개요
□ 개념 ◦ 반도체 전·후 공정에서 제작되는 박막(thin film) 또는 후막(thick film)의 다층(multiple layer) 금속 및 절연층(유전막)의 두께를 국·내외 최고수준 이상의 정밀도로 측정할 수 있고, 반도체 인라인 공정에 적용할 수 있는 측정 기술과 이를 구현한 측정 장비 개발 □ 개발내용 및 범위 ◦ 세부과제1 - 단층 금속 박막 (20 nm ~ 100 Å)에 대하여 측정 정확도 4%, 정밀도 1.3% 이내 두께 측정 기술 개발 - 단층 금속 후막 (100 Å ~ 10 ㎛)에 대하여 측정 정확도 3%, 정밀도 1.0% 이내 두께 측정 기술 개발 - 다층 금속 두께 고속, 고정밀 측정 기술 개발 ◦ 세부과제2 - 반도체 소자 제조공정 단일 5종 이상의 단일막 절연층(유전막)에 대하여 1 nm이하 두께 측정 기술 개발 - 5층 이상의 다층으로 구성된 절연층 복합 구조의 두께 측정 기술 개발 - 두께 측정 기술의 신뢰성 확보를 위한 방안 ◦ 세부과제3 - 20 nm~10 ㎛ 두께 단일막·복합 다층(최소 3Layer)막의 인라인 측정 정밀도 및 생산성 향상 기술 개발 - 동일 위치 계측 반복 정밀도 1.1 % 이내 및 위치 이동·복귀 복합 다층막 계측 반복 정밀도 1.3 % 이내 초정밀 인라인 측정 장비 기술 개발 - 복합 다층막 초정밀 두께 측정 기술의 반도체 인라인 계측 시스템 개발
2. 지원 필요성
□ 기술개발 필요성 ◦ 인공지능, 자율주행에 필요한 미래 반도체 디바이스는 패키징 기술의 혁신을 통하여 전력 효율 향상과 고성능화를 달성하고자 2.5차원을 넘어 3차원 또는 3.5차원으로 진화함. 이종 접합, 소재 개발이 핵심 난제로 주목받으면서 나노미터 정밀도의 박막 제어, 평가, 품질 관리에 필요한 혁신적 기술 개발의 필요성이 대두됨 ◦ 안정적인 반도체 장비 공급망을 구축하는 것은 반도체 산업의 핵심 기반이며, 중장기적인 관점에서 핵심 장비의 내재화 필요성이 있음 □ 기술적 독창성 ◦ 기존의 금속 및 절연층 두께 측정 장비는 2차원 또는 2.5차원 패턴에 제한되었다면 새로운 기술은 3차원 복잡한 패턴의 다층 복합 박막 측정에 활용될 수 있는 고성능 및 고정밀 기술로써, 반도체 고성능화와 고집적화의 동향은 패턴의 형태가 3차원을 넘어 3.5차원으로 복잡화됨 □ 중소기업 생태계 활성화 측면 필요성 ◦ 반도체 장비 산업은 우리나라의 주력 산업분야인 반도체 산업의 기반을 형성하고 있으나, 국내 대부분 관련 업계가 중소·중견 기업으로 자원제약과 자체 개발 재원 조달에 한계가 존재하므로 핵심 장비산업 분야에 정부의 지원 필요 ◦ 반도체 산업 현장에서 적용할 수 있는 계측 설비를 개발함으로써, 기존 반도체 제조 설비와 계측 설비, packaging, 각종 화학 소재 등 많은 종류의 반도체 관련 산업을 활성화시킬 수 있음 □ ESG 등 사회적 지원 필요성 ◦ 본 기술 개발에 필요한 부품들 가운데서 EFEM, Robot, Stage, PC, 그 외 기타 전기 부품과 기계 조립류 부품들의 국산화가 함께 진행될 계획이므로 본 과제를 성공적으로 수행하여 추가적인 제조와 후속 모델의 지속적인 개발로 고용 창출이 기대 ◦ 하이엔드급 반도체 계측 설비 개발에 있어, 수요처·기업·출연 연구소·대학 연구소 간의 적극적인 협력이 필수적이므로, 산·학 연계가 지속되면 전문적인 인적 네트워크 인프라 및 생산성 향상이 기대됨 □ 활용분야 ◦ FinFET, MOSFET, AP, DRAM, NAND-FLASH 등 반도체 패턴 금속 배선 두께 측정 ◦ 반도체 및 첨단 산업 분야 전도성 박막 연구 분야 ◦ 도금 및 코팅 산업 ◦ 하이브리드 본딩의 차세대 패키징 기술 ◦ LCD 산업의 컬러 필터 ◦ 초정밀 광부품 코팅 검사, 분석 기술
3. 지원기간 및 규모
◦ 개발기간 : 36개월 이내 ◦ 총 투입비용 : 100억원 이내(정부출연금 30억원 이내) ◦ 주관기관 : 중소기업

□ (반도체) 300mm 웨이퍼 복합 다층 박막 초정밀 두께 측정 기술 개발

과제번호	RFP-3-1
총괄과제명	300 mm 웨이퍼 복합 다층 박막 초정밀 두께 측정 기술 개발
기술분야	반도체
과학기술 표준분류	대분류			전기/전자	중분류	반도체 장비	소분류	측정/ 검사장비
세부과제명	(세부1) 반도체 소자 제조공정 단층·다층 금속층 두께 측정 기술 개발
1. 개요
□ 개념 ◦ 반도체 소자 제조공정 단층 및 다층 금속층 두께 측정 기술 개발 □ 개발내용 및 범위 ◦ 단층 금속 박막 (20 nm ~ 100 Å) 두께 측정 기술 개발 - 금속 박막 두께 측정 장비 개발 및 최적화 - 측정 정확도 4% 및 측정 정밀도 1.3% 이내 확보 ◦ 단층 금속 후막 (100 Å ~ 10 ㎛) 두께 측정 기술 개발 - 금속 후막 두께 측정 장비 개발 및 최적화 - 측정 정확도 3% 및 측정 정밀도 1.0% 이내 확보 ◦ 다층 금속 두께 고속, 고정밀 측정 기술 개발 - 다층 금속 후막 측정 정확도 3% 및 측정 정밀도 1.3% 이내 확보 - 다층 금속막 두께 측정 최적화 알고리즘 - 표준 측정기와의 상호 연관성 검증
2. 지원 필요성
□ 기술개발 필요성 ◦ 5 nm를 넘어 3 nm의 초미세 반도체 공정이 실용화되면서 초박막 3차원 패턴 구조의 복잡한 금속 배선의 측정 평가 장비의 중요성이 커지고 있음 ◦ XRR, XPS 및 타원 편광 엘립소메터 등 광을 기반으로 하는 초박막 두께 측정 장비의 경우 금속박막의 두께 측정이 어렵고 반도체 소자 미세화 및 첨단 패키징 기술 발전에 따른 측정 수요에 부합하지 못하므로 인라인 공정에 활용할 수 있는 고정밀 측정 기술이 필요함 ◦ 초박막 금속 두께 측정 장비는 수십억을 상회하는 고가 외산 장비로 Fab 라인별 2~3대의 수요가 있으며, 소자 제조공정의 필수 계측 장비로 국산화 개발이 절실한 핵심 계측 장비 중 하나임 □ 기술적 독창성 ◦ 기존의 2차원적 패턴에서 최근의 고성능 고집적화를 위한 FinFET, 4F 스퀘어 기술과 같이 3차원 반도체 소자의 나노미터 금속 배선 측정 기술 ◦ 초미세 금속 배선의 박막·후막 첨단 인라인 측정 기술 ◦ 다층 금속 박막 경계층에서의 모호성 해결, 선택적인 흡수 및 산란 특성을 고려한 하이퍼 스펙트럼 기술 등 기존 한계를 극복한 첨단 측정 기술 개발 ◦ 광물리학 기반 두께 측정 최적화 모델링 피팅 알고리즘에 의한 다층 금속 박막 두께 측정 정밀도 고도화 □ 중소기업 생태계 활성화 측면 필요성 ◦ 금속 초박막~후막 계측장비의 국산화 시 해외 대형 계측검사 장비와 견줄 수 있는 중견기업으로 성장을 견인 할 수 있는 고부가가치 사업화가 가능하며, 양질의 고용 창출이 가능한 강소 중소, 중견 기업에 적합한 반도체 계측 장비임 ◦ 소재 분석을 위한 연구 기업, 광부품 제작 및 조립 기업, 광원 업체 등 다양한 중소기업 간 협력을 유발하여 기술력을 증대시킴 ◦ 금속 두께 측정 기술을 이용하여 다양한 도금 및 코팅 기업, 나노-바이오 소재 개발 기업의 품질 향상과 공정 최적화를 도모함 □ ESG 등 사회적 지원 필요성 ◦ 기업, 연구소, 수요처 간 협업을 통한 하이앤드급 계측기술 국산화를 통한 국내 고부가가치 계측 기술 저변 확대 기대 ◦ 개발 장비의 주요 모듈 부품인 Stage, Robot, 기계적 부품의 국산화로 국내 부품 산업 활성화 및 후방 산업 분야 경제적 낙수 효과 기대 ◦ 국가 기간산업인 반도체 제조 분야 고부가가치의 필수 계측 장비 사업화를 통한 외화 절감과 수출을 통한 외화 획득 및 양질의 일자리 창출 기대 □ 활용 분야 ◦ FinFET, MOSFET, AP 등 반도체 패턴 금속 배선 두께 측정 ◦ 반도체 및 첨단 산업 분야 전도성 박막 연구 분야 ◦ 도금 및 코팅 산업
3. 지원기간 및 규모
◦ 개발기간 : 36개월 이내 ◦ 총 투입비용 : 30억원 이내(정부출연금 12억원 이내) ◦ 주관기관 : 중소기업

과제번호	RFP-3-2
총괄과제명	300mm 웨이퍼 복합 다층 박막 초정밀 두께 측정 기술 개발
기술분야	반도체
과학기술 표준분류	대분류			전기/전자	중분류	반도체 장비	소분류	측정/ 검사장비
세부과제명	(세부2) 반도체 소자 제조공정 다층 절연층(유전막) 두께 측정 기술 개발
1. 개요
□ 개념 ◦ 반도체 소자 제조공정의 다양한 소재로 구성된 절연층(유전막) 다층 구조 두께 측정 기술 □ 개발내용 및 범위 ◦ 반도체 소자 제조공정 단일 절연층 두께 측정 기술 개발 - 반도체 (1 nm ~ 10 ㎛) 단층 박막 비파괴 인라인 두께 측정 시스템 개발 - 5종 이상의 다른 절연층 소재의 두께 측정 기술 확보 - 1 nm 이하 두께를 정밀하게 측정할 수 있는 기술 개발 ◦ 다층 절연층 복합 구조의 두께 측정 기술 개발 - 다층 절연층 박막의 통합 비파괴 인라인 두께 측정 시스템 개발 - 5층 이상의 다층 박막의 통합 두께 측정 또는 단계별 측정을 통한 개별 박막의 두께 측정 기술 확보 및 정확도 검증 - 4% 이내* 두께 측정 정확도 확보 * 10 nm 기준의 정확도이며 제안사별 달성 목표를 구체적 근거에 기반하여 제시 가능 ◦ 두께 측정 기술의 신뢰성 확보를 위한 방안 - 절연층 소재 물질 상수 분석 - 투명막에서의 굴절, 반사 모델링 및 최적화 알고리즘 개발
2. 지원 필요성
□ 기술개발 필요성 ◦ HBM(High Bandwidth Memory), 인터포저 패키징 등 최신 하이브리드 본딩 공정 수율을 높이기 위해 금속과 절연층(유전막)으로 구성된 복합층의 초정밀 고속 측정 기술 개발로 국내 기업의 기술 경쟁력 확보가 시급함 ◦ 반도체 제조공정에서 박막의 두께 측정 장비는 해외 계측 장비 회사에서 독점 공급하고 있으나, 반도체 소자 미세화 및 첨단 패키징 기술 발전에 따른 비용적, 기술적 측면에서 측정 수요에 대응하지 못하고 있어 더 정밀하고 비용 효율적인 측정 장비 개발이 필요함 ◦ 다층 진공 증착 공정에서 두께 측정을 위해 환경 변화 시에 발생하는 표면의 결함, 산화막, 오염 등에 의한 측정값의 부정확성을 해결하기 위해 다층 박막의 증착 공정 완료 후의 정밀 두께 측정 기술 개발이 필요함 ◦ 초정밀 투명 유전막 측정 기술은 반도체 측정 분야뿐만 아니라 약물 전달에 따른 세포막의 미세 변화와 같은 첨단 바이오 산업을 견인하고, 광학 코팅 등 타 산업에의 파급효과가 매우 큰 핵심 기술 □ 기술적 독창성 ◦ 단층의 절연층(유전막) 두께를 측정하는 기술을 뛰어넘어 다층의 복합 박막을 나노미터 수준에서 정밀하게 측정하는 인라인 계측 기술 ◦ 다양한 종류의 절연층 두께를 하나의 기술로 측정하며, 1 nm 이하의 박막 두께를 검증하는 비파괴 기술 ◦ 5층 이상의 절연층으로 구성된 복합 레이어의 초정밀 두께 동시 측정과 나노미터 수준의 정밀도로 형상 측정이 가능한 인라인 계측 기술 ◦ 최첨단 패키징 기술인 하이브리드 본딩 기술의 실용화 가능 기술 ◦ 다층의 절연층과 금속 배선으로 구성된 복합 레이어의 두께 및 형상의 3차원 동시 측정으로 입체적인 평가 기술 구현 ◦ 최첨단 패키징 기술인 하이브리드 본딩 공정의 수율을 극대화하기 위하여 초정밀 모델 기반 알고리즘으로 정확도 4% 이하의 측정 한계를 극복 ◦ 모델링 신호 비교를 이용한 간접 두께 측정법에서 벗어나 다층의 절연층(유전막) 직접 측정 기술 구현 □ 중소기업 생태계 활성화 측면 필요성 ◦ 금속, 유전막, 질화막 등 다층 박막의 복합 구조를 정밀하게 측정하여 공정의 최적화를 확보할 수 있는 기술의 개발은 광산업과 같은 중소기업의 경쟁력을 확보할 수 있는 핵심 요소임 ◦ 과제 개발 완료 시 독점적 장비 개발사 및 해외 대형 장비사와 견줄 수 있는 중견기업으로 성장할 수 있는 고부가가치 사업화 품목으로, 양질의 고용 창출이 가능한 강소 기업 첨단 계측장비 기술임 □ ESG 등 사회적 지원 필요성 ◦ 산업계의 해석 이론 분야의 한계점을 국내 연구진과의 협업으로 해결하여 장비의 완성도를 높이며, 학계는 연구분야의 현장 적용 능력 확대 ◦ 국가 기간산업인 반도체 제조 분야 고부가가치의 필수 계측 장비 사업화를 통한 외화 절감과 수출을 통한 외화 획득 및 양질의 일자리 창출 기대 ◦ 국내 대학 연구팀과의 연계 프로젝트를 통한 사회적인 개발, 인적 인프라 형성하여 생산적이고 발전적인 산학 협력 체계 구축 □ 활용분야 ◦ 하이브리드 본딩의 차세대 패키징 기술 ◦ LCD 산업의 컬러 필터 ◦ 초정밀 광부품 코팅 검사, 분석 기술
3. 지원기간 및 규모
◦ 개발기간 : 36개월 이내 ◦ 총 투입비용: 30억원 이내(정부출연금 6억원 이내) ◦ 주관기관 : 중소기업

과제번호	RFP-3-3
총괄과제명	300 mm 웨이퍼 복합 다층 박막 초정밀 두께 측정 기술 개발
기술분야	반도체
과학기술 표준분류	대분류			전기/전자	중분류	반도체 장비	소분류	측정/ 검사장비
세부과제명	(세부3) 반도체 소자 제조공정의 금속 및 절연층(유전막) 두께를 초정밀로 측정하는 인라인 반도체 장비 개발
1. 개요
□ 개념 ◦ 반도체 소자 제조공정의 금속・절연층(유전막)의 조합으로 이루어지는 복합 다층막의 금속 및 절연층(유전막) 두께를 초정밀로 측정하는 반도체 인라인 계측장비 개발 □ 개발내용 및 범위 ◦ 20 nm ~ 10 ㎛ 두께 단일막·복합 다층(최소 3Layer)막의 인라인 측정 정밀도 및 생산성 향상 기술 개발 ◦ 동일 위치 반복 정밀도 유지 기술 개발 - 동일 위치에서 반복적으로 두께를 측정하여 1.1% 이내 정밀도 유지 기술 개발 ◦ 위치 이동 및 복귀 후 반복 정밀도 유지 기술 개발 - 인라인 두께 계측 시스템의 정확한 좌표 위치 이동 기술 개발 - 인라인 두께 계측 시스템의 패턴 자동 인식에 의한 위치 이동 기술 개발 - 위치 이동 후 좌표 설정 및 패턴 자동 인식 모드에서 위치 복귀 후 반복적으로 두께를 측정하여 1.3% 이내 정밀도 유지 기술 개발 ◦ 복합 다층막 초정밀 두께 측정 기술의 반도체 인라인 계측 시스템 개발 - 복합 다층 박막 계측 인라인 시스템의 최적 설계 및 공정 개발 - 복합 다층 박막 계측 인라인 Windows 기반 GUI 운용 프로그램 개발
2. 지원 필요성
□ 기술개발 필요성 ◦ 3차원 구조화, 미세화, 고성능화되어가는 반도체 소자 개발에 맞춰 선진 업체에서는 두께 측정 장비의 고도화와 우수한 기술력을 바탕으로 시장을 장악하고 있음. 변화되는 소자 기술에 맞춰 기존 한계를 뛰어넘는 장비가 필요한 시점에 국내 기술을 바탕으로 기술 경쟁력을 갖춘 두께 측정 장비 개발 지원이 필요함 ◦ 수 나노미터부터 10 ㎛ 두께의 단층, 다층 박막에 대한 고정밀 측정이 가능한 복합 박막 두께 측정 장비는 반도체 소자 제조공정 기술 고도화에 필요성이 있음 □ 기술적 독창성 ◦ 300mm 웨이퍼용 금속・절연층(유전막) 복합 다층 박막 계측 인라인 시스템은 다층 금속・절연층(유전막) 두께 측정이 가능한 초격차 기술임 ◦ 금속・절연층(유전막) 두께 측정이 가능한 기술은 각 층간 경계가 모호한 초박막에 대한 측정이 가능한 기술임 □ 중소기업 생태계 활성화 측면 필요성 ◦ 반도체 인라인 계측장비는 기술과 운용 소프트웨어, 하드웨어 장비, 유지 보수 등으로 구성되어 학계와 관련 중소기업으로 이루어진 산업계에 미치는 영향이 커 국내 반도체 시장과 기술의 기반 산업으로 육성할 필요가 있음 ◦ 반도체 공정 미세화에 따라 금속・절연층(유전막) 박막 측정 수요는 더욱 증가 추세이므로 중소기업의 생태계를 개선하고 활성화 시킬 소부장 미래 기술임 ◦ 초박막, 박막~후막 금속 두께 측정 장비는 전량 외산 장비를 사용하고 있으므로 국산 대체로 중소기업의 활성화가 기대됨 ◦ 금속・절연층(유전막) 복합 다층 박막 계측 인라인 시스템은 고유의 기술 특허를 바탕으로 고객인 자국의 메모리공장과 파운드리회사의 시장 보호 유도가 가능한 기술과 제품으로 중견기업, 대기업으로 성장해 나갈 수 있는 강소기업 첨단기술 품목임 □ ESG 등 사회적 지원 필요성 ◦ 인라인 계측 시스템에 필요한 응용기술, 제조기술, 핵심 알고리즘 기술을 반도체 소자 제조사인 수요기업과 중소기업 그리고 대학과의 산학협력 모델을 통하여 상용시스템으로 개발함으로써 학계, 소·부·장 업체, 수요업체로 이루어지는 반도체 소·부·장 생태계를 구축할 것으로 기대 ◦ 국가 기간산업인 반도체 제조 분야에 사용되는 고부가가치의 필수 계측 장비의 내재 사업화로 외화 절감과 수출을 통한 외화 획득 및 양질의 일자리 창출 기대 □ 활용분야 ◦ DRAM, NAND-FLASH, LOGIC등 반도체 소자 제조공정에서 금속 박막 공정(CVD, PVD, CMP 등) 금속・절연층(유전막) 박막 두께 측정 ◦ 첨단 패키징 공정인 Bump RDL 공정, Sputtering 공정에서 금속 공정 두께 측정 ◦ 반도체 및 첨단 산업 분야 전도성·비전도성 박막 연구 분야 ◦ 초박막 태양광 소자, 이차전지 도전막 두께 측정 분야
3. 지원기간 및 규모
◦ 개발기간 : 36개월 이내 ◦ 총 투입비용: 40억원 이내(정부출연금 12억원 이내) ◦ 주관기관 : 중소기업