일본이 마지막까지 규제했던 '불화수소' 국산화… SK머티리얼즈, 양산 시작

[청춘어람]

반도체 제조 과정 핵심 소재 초고순도 불화수소 가스 양산

SK그룹의 소재 전문 계열사 SK머티리얼즈 (179,200원▲ 11,200 6.67%)가 최근 반도체 제조 과정 핵심 소재인 초고순도(순도 99.999%) 불화수소(HF) 가스 양산을 시작했다.

불화수소는 반도체, 디스플레이 핵심 소재이지만, 우리 기업들은 그동안 일본 수입에 의존해왔다. 그런데 지난해 7월 일본이 불화수소를 포함해 플루오린 폴리이미드, 포토레지스트 등 3대 품목에 대해 수출 규제를 단행하면서 국내 기업은 이들 소재 국산화에 나섰다. SK의 이번 불화수소 가스 양산은 소재 국산화 작업의 성과인 셈이다.

초고순도 불화수소 가스는 반도체 제조에 쓰이는 세정 가스로, 반도체 공정 미세화가 이어지며 수요가 급증하고 있다. 특히 불화수소는 일본 정부가 한국에 대한 수출을 중단했던 3개 소재 중 가장 마지막으로 수출을 허가한 품목이다.

SK머티리얼즈는 지난해 말 초고순도 불화수소 가스 시제품 개발에 성공한 후, 경북 영주 공장에 15t 규모의 생산시설을 건설하며 국산화 작업을 진행해왔다. SK는 이번 양산을 통해 2023년까지 국산화율을 70%까지 끌어올린다는 목표다.

SK머티리얼즈 연구원들이 경북 영주 본사 분석센터에서 반도체 공정에 사용하는 특수가스를 분석하고 있다./SK머티리얼즈 제공

SK머티리얼즈는 불화수소와 함께 고부가 포토레지스트 영역에서도 국산화 작업을 진행해 최근 하드마스크(SOC)와 불화아르곤 포토레지스트(ArF PR) 개발에도 나섰다.

반도체 웨이퍼 위에 포토레지스트(감광액)를 바르고 노광 장비로 빛을 쏘면 빛의 노출에 반응해 화학적 성질이 변하면서 회로 패턴이 새겨진다. SOC는 포토레지스트 보조재로 패턴이 무너지지 않게 보호해 주는 소재이며 불화아르곤 포토레지스트는 포토레지스트의 일종으로 두 제품 모두 초미세 패턴 형성에 쓰이는 대표적 고부가 제품이다.

특히 불화아르곤 포토레지스트는 해외의존도가 90%에 달해, 제품 양산이 본격화되면 국내 반도체 제조사들에 소재를 안정적으로 공급할 수 있다. SK머티리얼즈는 내년 생산시설을 준공하고 2022년부터 연 5만갤런의 포토레지스트 생산을 목표로 하고 있다.

SK실트론도 지난해 미국 듀폰사로부터 전기 자동차 필수 소재인 차세대 전력 반도체용 SiC(실리콘카바이드) 웨이퍼 사업을 인수했다. 실리콘카바이드 웨이퍼 사업은 미국·유럽 일부 업체가 글로벌 시장을 과점하고 있어 SK그룹의 듀폰 사업부 인수는 국내 소재 사업의 위상을 한 단계 높인 계기로 평가받는다.

SK그룹은 소재 국산화 과정에서 확보한 역량을 중소기업 상생 협력으로 연결해 국내 반도체 생태계 강화에 나선다는 계획이다. SK하이닉스 (86,800원▲ 1,400 1.64%)는 총 4000억원 규모의 상생펀드를 조성해 협력사들에 저금리 융자를 제공하고 있다. SK그룹 내 소재사들은 중소 협력사들이 고부가의 고순도 가스를 정제하는 과정에서 필요로 하는 기술과 노하우를 공유할 예정이다.

SK머티리얼즈는 지난해 11월 경북 영주 본사에 R&D 시설인 ‘통합분석센터’를 설립하고, 한

국표준과학원 등 연구기관들과 함께 중소기업에 분석 서비스를 제공하기 위한 준비 작업에 돌입했다.

SK그룹 관계자는 "투자비나 전문 인력 확보 측면에서 어려움을 겪는 중소기업들에 SK가 보유한 노하우를 공유해 업계 전체가 진화 발전하도록 도울 것"이라며 "중소기업 상생 협력을 강화해 국내 반도체 산업 경쟁력을 제고하고 고용 창출 효과에도 기여하겠다"고 밝혔다.

[신대장]

우리나라 기술은 일본 따라 갈려면 아직 까마덕하네