표준연, 불순물 분석으로 반도체 산업 지원
연100건 이상 성능 평가로 국내 기업 우수성 증명

한국표준과학연구원  반도체측정장비연구팀 연구진이 장비 핵심부품에 대한 성능검증 및 평가를 수행하고 있다.[사진= 한국표준과학연구원]
한국표준과학연구원  반도체측정장비연구팀 연구진이 장비 핵심부품에 대한 성능검증 및 평가를 수행하고 있다.[사진= 한국표준과학연구원]
소재‧부품‧장비(이하 소부장) 일본 규제 2년만에 불화수소를 포함한 반도체용 가스소재, 진공장비, 인력 등에서 국산화율을 높인 것으로 나타났다. 국내 기업들이 생산하고 정부출연연구기관에서 기술력을 인증하며 소부장 문제를 해결하는데 기여했다는 평가다. 

한국표준과학연구원(원장 박현민)은 13일 소부장 일본 규제 후 2년간의 성과를 발표했다. 이날 발표에 의하면 표준연은 반도체 핵심 기술인 고순도 불화수소와 장비 국산화에서 표준화와 인증으로 기여했다.

가스분석표준그룹은 불화수소를 포함한 반도체용 가스의 소재 국산화에 기술력을 발휘했다. 생산 능력은 갖췄지만, 제품의 품질을 검증하는 문제가 걸림돌이었던 국내 기업에 시의적절하게 애로사항을 해결해 준 것이다.

고순도 불화수소는 반도체 회로를 깎거나 세정에 쓰이는 핵심소재다. 10 나노미터(nm·10억분의 1 m) 이하의 정밀회로 제작일수록 정확도와 완성도를 높이기 위해 99.9999% 이상의 초고순도가 필수다. 가스분석표준그룹은 불순물 분석에 필요한 가스인증표준물질인 표준가스를 자체 개발, 생산했다. 장비와 인력, 기술력을 바탕으로 각종 불순물 가스를 측정, 반도체 산업에 제공하며 국산화에 기여했다.

SK머티리얼즈 품질분석 담당인 박치복 팀장은 "SK머티리얼즈는 생산과 판매에서 글로벌 1위를 기록하고 있는 세정용 특수가스 삼불화질소(NF3)와 세계 시장점유율 1위인 육불화텅스텐(WF6), 세계 2위인 모노실란(SiH4)을 보유한 국내 소재 산업 선두주자"라며 "앞으로도 표준연과 협업을 통해 반도체용 가스 소재의 품질을 향상시켜 하이 밸류 소재 기술회사로 도약함과 동시에 국가 소재 산업의 경쟁력을 한 단계 끌어올리겠다"고 다짐했다.

이상일 화학바이오표준본부장은 "사염화규소와 모노실란 등 반도체용 가스의 품질평가를 순차적으로 진행하고, 국내 업체들과 협의체를 구성해 숙련도 시험을 개최할 예정"이라며 "이를 통해 국내 가스 소재 생산 및 보급업체의 가스 품질향상에 기여할 것"이라고 말했다.

표준연 반도체측정장비팀은 2019년 수출규제 문제가 발생한 이후 외산 장비와 국산 장비의 성능 비교 등을 수행해 국산 장비의 성능이 뛰어남을 증명했다. 저진공펌프, 플라즈마‧온도‧불순물 등 공정 환경에 대한 모니터링 등 연평균 100건 이상의 성능평가를 수행한 바 있다. 

지난 5월에는 플라즈마 변수를 직접 측정할 수 있는 밀도측정 기술을 개발했다. 연구팀 성과는 웨이퍼 공정결과에 영향을 주는 플라즈마와 균일도를 실시간 측정할 수 있다. 측정 불확도는 2%로 이내로 세계 최고 수준으로 평가된다.

반도체측정장비팀은 기기에 센서가 내장된 '지능형 식각공정 장비' 개발을 추진할 예정이다. 또 인공지능, 빅데이터를 활용한 새로운 측정장비 개발에도 나설 예정이다. 

강상우 첨단측정장비연구소장은 "공정 중 측정과 공정 후 측정이 합쳐지면서 인공지능, 빅데이터를 활용한 새로운 측정기술 도입이 요구되는 상황”이라며, “이를 실현하려면 핵심 측정장비의 원천기술 개발이 필요하며, 더욱 적극적으로 기술개발에 협력할 것”이라고 포부를 밝혔다.

이외에도 표준연은 국산연구장비 활용도 제고와 성능고도화를 위해 국산연구장비활용랩, 오픈 이노베이션랩 운영, 연구장비 전문인력 육성, SW개발 교육, 표준연-연세대 학연교수 제도를 신설했다.

박연규 성과확산부장은 "연구장비 맞춤형 SW전문인력 양성이 청년취업률을 제고하고 기업의 산업 경쟁력을 높이는 데 도움이 될 것으로 기대한다"라며 "연구장비 SW분야 인력양성의 표준이 되도록 노력할 것"이라고 포부를 밝혔다.

박현민 원장은 "세계 최고 수준의 측정표준·측정과학기술 역량과 인프라로 국산 장비 성능검증, 측정연구장비 개발, 맞춤형 인재양성까지 아우르는 전주기 지원을 통해 앞으로도 대한민국 소부장 경쟁력 강화에 도움이 되겠다"라고 말했다.

표준연 가스분석표준그룹 연구진이 고순도 가스 순도분석 연구를 진행하고 있다.[사진= 한국표준과학연구원]
표준연 가스분석표준그룹 연구진이 고순도 가스 순도분석 연구를 진행하고 있다.[사진= 한국표준과학연구원]
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