삼성, 반도체 불산 재사용 기술 개발

15일 반도체업계에 따르면 삼성전자는 최근 고농도 불화수소 세정액을 재사용할 수 있는 시스템을 개발해 화성 반도체사업장 1개 라인에서 시범운영 중이다. 불화수소 세정액을 내부 순환장치를 통해 회수한 뒤 재사용하는 방식이다. 먼지 한톨도 용납하지 않는 나노미터(㎚·1나노는 10억분의 1m) 반도체 기술경쟁에서 세정액은 본래 한차례 사용한 뒤 폐기된다.

불화수소는 반도체 기판인 웨이퍼의 세정(불순물 제거)과 식각 공정(웨이퍼에 그려진 회로에서 불필요한 부분을 녹여 제거하는 단계)에 사용되는 소재다. 액상 불화수소인 불산은 웨이퍼의 세정에, 기체 상태의 불화수소는 식각공정에 쓰인다. 반도체 공정에 쓰이는 고순도 불화수소는 스텔라, 모리타 등 일본 기업이 세계 수요의 90% 이상을 생산한다. 2019년 7월 일본의 반도체 3종 소재 수출규제 당시 규제대상으로 지정되면서 국내 반도체업계를 긴장케 했던 소재다.

삼성전자가 개발한 시스템은 웨이퍼 뒷면 세척 공정에서 불산을 재사용하는 시스템이다. 배선 공정 이후 웨이퍼 표면에 남은 금속 오염물질을 제거하는 것이다. 삼성전자는 여러 단계의 테스트를 거쳐 불화수소 혼합액의 80%가량을 재활용하면서 생산매수 1500매까지 품질 안정성을 확보하는 최적 조건을 찾아냈다.

삼성전자는 시범 운영 결과에 따라 전체 설비를 대상으로 한 확대할지 여부를 결정할 계획이다. 삼성전자에서는 향후 재사용 시스템을 전 사업장에 적용한다면 기존 불화수소 사용량의 87%가 줄어들 것으로 보는 것 으로 알려졌다.