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초순수에 대해 알아볼까요?

등록자이혜진
등록일2024-07-23
조회수4,307

KISTEP 브리프 138 반도체의 생명수 초순수

초순수란? 반도체 제조공정에서 사용하기위해 고도로 정제된 물로 주로 반도체 및 디스플레이 제조업에서 필수적인 인프라 입니다. 초순수는 반도체 제조공정의 수율을 좌우하는 핵심 소재로 반도체 산업의 성장에 따라 중요성이 강조되며 수율을 높이기 위해 안정적인 공급이 필요합니다. 12인치 웨이퍼 한 장을 만드는 데 오염물 제거를 위한 초순수가 약 7톤 이상 사용됩니다. 반도체 산업의 리쇼어링*과 함께 초순수 공급 이슈가 중요해졌습니다. 리쇼어링 (Reshoring) : 생산비와 인건비 절감 등을 이유로 해외로 생산시설을 옮긴 기업들이 다시 자국으로 돌아오는 현상

초순수의 생산 공정 불순물 제거를 위해 20~30여 개 수처리 공정의 조합으로 구성되며 크게 3개의 처리단계로 나뉩니다. 초순수 생산 과정에서는 지속적인 수질 모니터링이 필수적입니다. 이를 위해 고도로 정밀한 수질 모니터링 장비가 사용됩니다. 또한, 초순수 생산 라인에서는 내구성이 강하고 오염에 저항하는 밸브와 배관 소재가 사용됩니다. 이러한 소재 기술은 생산 공정의 효율성과 안전성을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다.

글로벌 기술동향반도체 공정의 미세화에 따라 ‘초미세’ 입자성 오염물질 제어 기술 중요성이 증가하였습니다. 미국 전기전자공학자협회 Institute of Electrical and Electronics Engineers IEEE의 반도체 기술 로드맵에 따라 초순수 수질 관리 강화가 전망됩니다. 반도체 산업에서 물 재이용이 고려되면서 전반적인 물관리 전략이 재검토되었으며, 하･폐수 내 유･무기 물질의 제거와 유용자원 회수가 주요 이슈로 부상되고 있습니다. 최근 입자성 물질 검출･제거 방식뿐 아니라 입자 전구체*까지 주목받고 있습니다. 입자 전구체 : 고분자 물질에서 방출되는 유기 화합물로 초순수 생산 공정 중 IX 레진 또는 PFA/PVDF 배관 등에서 용출

글로벌 기술동향우리나라의 최근 10년간 출원･등록된 초순수 기술 특허 점유율은 4.9% 수준으로 지적재산권 경쟁력이 취약합니다. PCT(Patent Cooperation Treaty) : 157개('23년 기준) 국가가 가입한 국제 특허협력조약으로, 1회의 국제출원으로 모든 PCT 체약국에 대한 특허 우선권을 확보할 수 있는 제도

글로벌 산업･정책동향초순수 시장 얼마나 커질까요? 초순수 시장은 2020년 약 $131억 규모로 세계 물 시장 $7,797억의 1.7% 를 차지하고 있으며 5년간(’22~’26년) 연평균 3% 성장이 전망됩니다.미국 : 애리조나, 텍사스에 반도체 공장건설 추진, 물 사용량 감축을 위한 협약 체결 및 대규모 물 재이용 프로그램에 착수했습니다. 유럽 : 전례 없는 물 스트레스와 역내 반도체 공장건설 등을 계기로 물 재이용 적극 고려 중입니다. 중국 : 국가 차원의 물 재이용 추진으로 중국의 재생수 이용률이 빠른 증가 추세를 보입니다. 대만 : 산업용수 확보를 위한 해수 담수화 및 하수 재이용 플랜트 건설 계획을 마련 중입니다.

국내 산업･정책 동향 환경부는 한국수자원공사(K-water)를 필두로 초순수 공급망에서 국내 기업 시장 점유율을 높이기 위한 기술개발을 추진중입니다. 우리는 하나주요 수처리 기업들이 초순수 분야로 사업 다각화를 추진하고 있으며, 반도체 기업 또한 국내 수처리 기업과 협력을 강화중입니다. K-water는 SK하이닉스와 ‘통합 물 서비스 상호협력’을 체결, 지속 가능한 용수공급 등 통합 물관리와 초순수 기술 국산화를 위한 전략적 민관협력 등을 추진 중입니다. 2019년 일본 수출규제 및 ‘K-반도체 전략’ 수립 등을 계기로 첨단 반도체 산업을 뒷받침하는 초순수 생산기술 국산화를 추진 중입니다.

시사점 부족함을 채우는 것이새로운 것을 시작 하는 것 보다 중요합니다. 초순수 산업은 첨단 수처리 기술의 발전 견인 및 반도체산업의 성장동력이 확실한 만큼 지속적인 정부 지원이 필요합니다. 기술개발의 한계를 극복하고 저탄소･순환형, 디지털 관리 기술개발 등 혁신 기술 연구가 필요합니다.초순수 시장의 인력 수요에 대응하고 국내 초순수 산업 역량의 강화를 위해 전문인력 양성이 필요합니다.