표준연, 국산 반도체 공정용 가스 품질평가 체계 구축

(대전=뉴스1) 김종서 기자 = 한국표준과학연구원(KRISS)은 반도체 주요 공정에 쓰이는 고순도 가스 15종의 측정 정확성을 확인하는 인증표준물질 6종을 개발했다고 6일 밝혔다. 공급업체 자체 성적서에만 의존하던 방식에서 벗어나 반도체 가스의 품질을 국내에서 객관적으로 평가할 수 있는 기반이 마련됐다.

반도체 제조 특성상 특정 가스에 포함된 극미량의 불순물이나 미세한 품질 편차도 수율 저하나 제품 불량으로 이어질 수 있다. 이에 신규 소재를 도입하려면 장기간의 공정 검증과 상당한 비용이 소요돼 공급처를 바꾸기가 쉽지 않다.

그동안 업계에서는 기존 공급업체가 발급한 자체 성적서와 축적된 사용 실적이 사실상 품질보증 역할을 했다. 그러나 최근 공급망 재편으로 국산 제품이나 신규 공급처의 제품 도입을 검토해야 하는 사례가 늘면서 이들 제품의 품질을 객관적으로 입증할 독립적인 시험 결과가 필요해졌다.

이에 표준연은 2020년 불화수소 품질평가 서비스 시작 이래 단계적으로 대상을 늘려 식각·세정·증착용 고순도 가스 15종에 대한 순도분석 기반을 구축했다. 개발한 인증표준물질은 크게 일산화탄소, 불소계 가스류, 사염화규소에 포함된 불순물 분석에서 장비와 시험방법의 유효성 확인 및 정량분석에 활용된다. 인증표준물질은 대상 성분에 정확한 인증값과 측정불확도를 부여한 물질이다.

극미량 불순물 분석에는 국제비교를 통해 세계 최고 수준의 측정 능력을 입증해 온 표준연의 가스 분석 기술력과 수십 년 축적된 노하우가 집약됐다. 반도체 공정용 가스 중 순도 99.9999%(6N급) 제품을 분석하려면 나머지 0.0001%에 포함된 수분·산소·탄화수소·금속 성분 등 극미량 불순물을 성분별로 정확히 판별할 고도의 정밀측정이 필요하다.

표준연은 확립된 분석 시스템을 바탕으로 현재까지 총 34건의 시험서비스를 제공했다. 특히 국산화 및 공급 다변화가 활발히 진행 중인 불화수소 품목을 중심으로 시험 수요가 이어지고 있다.

시험 결과는 가스 제조기업의 자체 분석법 검증과 제조·정제공정 개선, 수입·국산제품 간 품질 비교 등에 다양하게 활용되고 있다. 반도체 제조기업에는 신규 가스를 실제 공정시험 대상으로 검토할 객관적 근거가 되고 있다.

시험서비스의 민간 확산과 기업 지원 확대를 위해 민간 시험기관과 협력한 후속 인프라 구축도 추진 중이다. 표준연은 FITI시험연구원이 2030년을 목표로 구축 중인 '반도체 가스 품질·안전 평가지원센터'의 시설·설비 구성과 분석방법, 시험절차 개발 등에 대한 자문을 제공하고 있다. 센터가 완공되면 기업들이 전문 시험기관을 통해 관련 서비스를 한층 편리하게 이용할 수 있을 전망이다.

오상협 가스측정그룹 책임연구원은 "세계 최고 수준인 표준연의 가스 측정표준과 분석 역량을 바탕으로 국내 기업의 품질관리와 공급망 대응을 적극 뒷받침하겠다"고 말했다.

jongseo12@news1.kr