핵융합연-中企, 일본 의존도 100% 반도체 공정 소재 국산화

반도체 코팅 소재 '이트륨옥사이드' 개발
유동도 2(g/sec) 내외…日 보다 '우수'
"국내 반도체 생산라인 실제 적용 기대"

플라즈마 기술이 적용된 이트륨옥사이드(왼쪽)와 일반 이트륨옥사이드

일본의 수출 규제로 소재 국산화에 대한 요구가 커지고 있는 가운데 국내 중소기업이 정부출연연구원에서 이전받은 기술을 바탕으로 전량 일본에서 수입하던 반도체 공정 코팅 소재 국산화에 성공했다.

국가핵융합연구소(이하 핵융합연)는 최근 국내 중소기업인 ㈜세원하드페이싱과 협력을 통해 일본 수입 의존도 100%인 반도체 코팅 소재 '이트륨옥사이드'를 국산화했다고 29일 밝혔다.

핵융합연은 지난 2017년 국내 중소기업인 용사코팅 전문업체 ㈜세원하드페이싱)에 용사코팅용 재료 분말의 유동성을 향상할 수 있는 플라즈마 기술을 이전하고 관련 제품 개발을 위한 협력을 추진해왔다.

그 결과 핵융합연과 세원하드페이싱은 미세 분말 상태에서도 응집하지 않는 용사코팅 소재인 이트륨옥사이드(Y₂O₃)를 국내 최초로 개발하는 데 성공했다. 이트륨옥사이드(Y₂O₃)는 플라즈마 에처와 화학증착장비(CVD) 내부 코팅 등 반도체 공정 장비에 적용되는 소재로, 국내 반도체 제조사들이 전량 일본에서 수입해 사용하고 있는 소재다.

용사코팅은 분말 상태의 재료를 반도체, 자동차. 전자제품 등의 부품 표면에 분사해 입히는 기술로 부품의 내열 및 내구성 등을 향상시키기 위해 다양한 산업 분야에서 활용되는 코팅 방식이다. 그동안 산업계는 용사코팅의 높은 치밀도 및 균일성과 빠른 코팅 형성 속도 등을 위해 크기가 작고 유동성이 좋은 용사 분말을 필요로 해왔다. 하지만 분말의 크기가 작아질수록 분사 과정에서 뭉치거나 엉기는 등 유동성이 낮아져 균일한 코팅이 이뤄지지 않는다는 문제가 있었다.

이에 핵융합연과 세원하드페이싱은 플라즈마 기술을 적용한 용사 분말을 개발했다. 개발된 제품(20mm 수준)은 유동도가 2(g/sec) 내외로 일본에서 수입해 사용했던 제품(35mm 수준)보다 입자 사이즈가 작으면서도 유동도가 매우 높아 미세하고 치밀한 코팅막을 형성할 수 있다.

세원하드페이싱은 현재 생산라인을 구축중으로 조만간 국내 반도체 생산라인에 실제 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

기술 개발자인 핵융합연 홍용철 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.
김성현 기자 larczard@