KTL, 반도체 초순수 표준물질 개발…국산화 앞장

▲한국산업기술시험원 연구원이 초순수용 입자표준물질을 실험하고 있다. (사진제공=한국산업기술시험원)

한국산업기술시험원(KTL)이 초순수(UPW·Ultra Pure Water) 입자 분석용 표준물질 개발에 성공, 우리 기업의 국내외 시장 진출의 발판을 마련했다.

8일 KTL은 반도체 연마제로 쓰이는 초순수 입자 분석용 콜로이달 실리카(Colloidal Silica) 2종을 개발하고, '한국인정기구(KOLAS) ISO 17034' 표준물질로 등록을 완료했다고 8일 밝혔다.

초순수는 물을 구성하는 수소와 산소를 제외한 나머지 물질인 물속 무기질, 미립자, 박테리아, 미생물, 용존 가스 등을 모두 없앤 순수한 물이다. 반도체 표면은 초미세회로로 구성돼 초순수는 각종 부산물, 오염물 등을 세척하기 위한 필수적인 공업용수다.

이러한 초순수는 불순물이 거의 없는 상태를 유지해야 하는 최고 난이도의 수(水)처리 기술이 필요해 전 세계적으로 일부 선진국만이 이를 보유하고 있다.

무엇보다 우리나라 반도체 기업은 반도체용 초순수의 생산·공급을 일본, 프랑스 등 해외 기술에 의존하고 있어 수출규제 등 외부 환경에 매우 취약하다.

이에 정부는 상용표준물질 개발 및 보급 사업을 통해 국가 핵심 산업 경쟁력 제고와 해외 기술 의존도 경감에 앞장서고 있다. 특히, KTL을 관련 과제 수행기관으로 지정해 반도체 연마제로 쓰이는 초순수 입자 분석용 콜로이달 실리카(Colloidal Silica) 2종을 개발하는 성과를 거뒀다.

KTL은 이를 바탕으로 입자의 크기별 개수를 감지하고 측정하는 초순수 입자 계수기 성능시험 및 정도검사를 추가로 진행할 예정이다.

KTL 관계자는 "일본과 미국이 주도하고 있는 입자성 표준물질을 국내에서도 공급할 수 있을 것으로 기대한다"라며 "이를 통해 시험 수수료 등 소요되는 경제적 비용을 절감할 뿐만 아니라 시험 일정을 매우 효과적으로 단축해 국내 기업에 실질적인 도움을 줄 계획"이라고 설명했다.

▲초순수 실리카표준물질 (사진제공=한국산업기술시험원)

'2020년 글로벌 워터 인텔리전스 보고서'에 따르면, 주요 산업에 사용되는 고순도 공업용수 분야의 세계 시장 규모는 2024년 23조 원 규모까지 성장할 것으로 전망되며, 이 중 반도체용 초순수 시장은 전 세계 약 4.4조 원으로 추산된다.

이에 우리 정부도 반도체용 초순수 생산공정을 미래차, 바이오헬스와 함께 BIG 3 산업으로 분류하고 중점 추진 과제로 반도체용 초순수의 핵심인 초순수 생산기술 개발 지원에 열을 올리고 있다.

더불어, 반도체 초강대국 달성 전략을 수립해 기업 투자 지원, 전문인력양성, 소·부·장 생태계 구축 등을 통해 반도체 산업 혁신 선도 국가로의 도약을 꾀하고 있다.

KTL은 이에 발맞춰 세계 반도체 장비 및 재료 협회 활동을 통해 콜로이달 실리카 표준물질을 사용하는 평가법을 제안하는 등 국내에서 개발된 표준물질이 해외에서도 사용될 수 있도록 표준 개정 작업 중이다.

이를 통해 일부 선진국에만 의존하던 초순수 생산기술을 자립화하고, 초순수용 표준물질 활용도를 제고함으로써 수출규제 및 글로벌 공급망 변화에 대한 대응력이 한층 강화될 것으로 기대된다.

관련 지원사업을 총괄하고 있는 유동훈 KTL 수석연구원은 "국가 핵심기술인 반도체 공정에 사용하는 초순수용 입자표준물질 개발은 반도체 기반 산업 구축의 초석"이라며 "초순수용 설비 수질 모니터링을 위한 표준화 및 국산과 외산의 비교 성능시험을 통해 우리나라 기술이 국내뿐만 아니라 세계에서도 경쟁할 수 있도록 최선의 노력을 다하겠다"고 말했다.