日 수입 의존 반도체 코팅 소재 국산화 성공

플라즈마 기술 활용 반도체 소재 국산화

이트륨옥사이드 플라즈마 처리 전후 사진

[아시아경제 김철현 기자] 일본의 수출 규제 이후 반도체 소재 및 관련 기술의 국산화 필요성이 높아지고 있는 가운데, 국가핵융합연구소(이하 핵융합연)의 기술 지원을 통해 국내 중소기업이 전량 수입에 의존하던 반도체 공정 코팅 소재의 국산화에 성공했다.

핵융합연은 세원하드페이싱이 미세 분말 상태에서도 응집하지 않는 용사코팅 소재인 '이트륨옥사이드'를 국내 최초로 개발했다고 29일 밝혔다. 이트륨옥사이드는 플라즈마 에처와 화학증착장비 내부 코팅 등 반도체 공정 장비에 적용되는 소재로, 국내 반도체 제조사들이 전량 일본에서 수입해 사용하고 있다.

핵융합연은 지난 2017년 세원하드페이싱에 용사코팅용 재료 분말의 유동성을 향상할 수 있는 플라즈마 기술을 이전하고, 관련 제품 개발을 위한 협력을 추진해왔다. 용사코팅은 분말 상태의 재료를 반도체, 자동차, 전자제품 등의 부품 표면에 분사해 입히는 기술로, 부품의 내열 및 내구성 등을 향상시키기 위해 다양한 산업 분야에서 활용되는 방식이다.

핵융합연의 플라즈마 기술을 적용한 용사 분말은 분말끼리 서로 밀어내는 반발력이 생겨 응집되지 않고 흐름이 좋아지기 때문에 치밀하고 균일한 코팅막을 형성할 수 있다. 특히 25마이크로미터 이하 크기의 용사분말 유동성을 크게 향상 시킬 수 있어, 그동안 어려웠거나 불가능했던 미세 분말을 이용한 고품질의 용사코팅을 가능하게 한다. 이 같은 핵융합연의 플라즈마 기술을 적용해 개발한 제품은 일본에서 수입해 사용했던 제품보다 입자 사이즈가 작으면서도 유동도가 매우 높아 미세하고 치밀한 코팅막을 형성할 수 있다.

세원하드페이싱은 국내 여러 코팅 업체를 통해 핵융합연과 공동개발한 이트륨옥사이드의 품질과 신뢰성을 검증받았으며, 가까운 시일 내에 품질테스트를 통해 국내 반도체 생산에 실제로 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 홍용철 핵융합연 박사는 "뛰어난 품질의 미세 용사 분말 제작이 가능한 플라즈마 기술은 반도체 공정 외에도 다양한 소재 산업에 활용할 수 있어, 이를 활용한 소재 기술 국산화 연구를 지속할 계획"이라고 밝혔다. 유석재 핵융합연 소장은 "플라즈마 기술이 반도체 공정의 80% 가량을 차지하는 핵심 기술 중 하나인 만큼 국내 기업들의 반도체 장비 및 소재 국산화를 위해 우리 연구소가 보유한 플라즈마 기술 지원을 보다 적극적으로 추진해 나가겠다"고 했다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr