표준연, 반도체 가스 15종 품질평가 체계 구축

한국표준과학연구원(KRISS)은 6일 반도체 주요 공정에 사용되는 고순도 가스 15종의 순도분석기술과 시험절차를 확립하고, 측정 정확성을 검증하는 인증표준물질 6종을 개발했다고 발표했다. 이번 성과는 반도체 소재 공급망의 국산화 자립 기반을 마련하는 데 핵심적인 역할을 할 것으로 기대된다.

반도체 제조 공정에서 사용되는 특수 가스는 순도가 품질을 결정짓는 핵심 요소다. 불순물이 수 ppm(백만분의 1) 수준으로 섞여도 웨이퍼 수율에 직접 영향을 미치기 때문에, 공급업체가 제출하는 성적서의 신뢰성이 곧 생산 안정성과 직결된다.

문제는 지금까지 국내에서 이를 독자적으로 검증할 수 있는 표준 체계가 없었다는 점이다. 삼성전자·SK하이닉스 등 반도체 제조사들은 공급업체의 성적서에 의존하거나, 해외 인증기관에 분석을 의뢰해왔다. 이로 인해 신규 소재 도입 시 검증 비용과 시간이 과도하게 소요됐다.

KRISS 오상협 가스측정그룹 책임연구원은 '공급업체 성적서에만 의존하던 방식에서 벗어나, 반도체 가스의 품질을 국내에서 객관적으로 평가할 수 있는 기반이 마련됐다'고 강조했다. 이번 성과로 공급처를 바꾸는 데 따르는 현실적 장벽이 크게 낮아질 것이라는 설명이다.

이번에 표준이 확립된 15종 가스에는 식각 공정용 불화수소(HF), 증착 공정용 암모니아(NH3), 세정용 삼불화질소(NF3) 등이 포함된다. 특히 이 가스들은 모두 중국산 원료 의존도가 높아 공급망 리스크가 지속적으로 제기돼온 품목들이다.

인증표준물질 6종 개발도 주목할 성과다. 인증표준물질은 측정 장비의 정확도를 보정하는 기준물질로, 없으면 각 기업이 제각각의 기준으로 품질을 판단하게 된다. KRISS가 이를 공급함으로써 국내 반도체 소재 업계 전반의 측정 일관성이 확보될 전망이다.

국내 반도체 소재 기업들에는 직접적인 수혜가 예상된다. 지금까지는 고객사인 대형 반도체 제조사가 새 가스 공급업체를 도입하려면 자체 공정 검증에 수개월이 걸렸다. 이번 표준 체계가 활용되면 신규 공급업체의 진입 장벽이 낮아지고 소재 국산화 속도가 빨라질 수 있다.

정부는 이번 성과를 소부장(소재·부품·장비) 공급망 자립 정책의 일환으로 적극 활용할 방침이다. 산업통상자원부는 반도체 핵심 소재 분야에서 국가 표준 인프라 강화를 2026년 소부장 전략의 핵심 축으로 삼고 있으며, KRISS의 이번 성과가 제도적 뒷받침을 받을 것으로 보인다.

글로벌 경쟁 환경에서도 이번 성과의 의미는 크다. 미국은 NIST(국립표준기술연구소)를 통해, 일본은 AIST를 통해 이미 반도체 가스 표준 체계를 갖추고 자국 소재 기업의 해외 진출을 지원하고 있다. 한국이 이 대열에 합류함으로써 K-반도체 소재의 글로벌 신뢰도가 높아질 것으로 기대된다.

전문가들은 이번 성과가 단기적인 공급망 안정화를 넘어, 중장기적으로 반도체 소재 수출 경쟁력 강화로 이어질 수 있다고 분석한다. 가스 품질의 국제 통용 기준을 한국이 선도적으로 마련한다면, 동남아·중동 등 신흥 반도체 생산 거점에도 한국 표준이 확산될 가능성이 있다.

향후 KRISS는 표준이 확립된 가스 목록을 현재 15종에서 30종 이상으로 확대할 계획이다. 포토레지스트 용제, 고순도 헬륨 대체 가스 등 공급 리스크가 높은 품목을 우선 대상으로 삼을 예정이다. 업계에서는 이르면 2027년 상반기까지 확장이 마무리될 것으로 기대하고 있다.