반도체 공정에서 필수적으로 사용되는 물은 국내 주요 반도체 공장에서만 연간 20,000만톤 이상 사용한다. 이러한 가운데 고순도 공업용수인 초순수에서 해외 의존도가 높아 국산화 필요성이 꾸준히 제기되고 있는 상황이다.

20일 국회 제2소회의실에서 ‘초순수산업 육성 정책 토론회’가 개최했다. 국회물포럼에서 주최한 이번 제18차 토론회는 한국초순수학회가 주관하며 초순수 동향 및 국산화 추진계획 등을 논의했다.

초순수(初純水, Ultrapure Water)란 고도의 정제공정을 거쳐 물 속에 포함된 이온, 유기물, 미립자 등 불순물이 극히 낮은 수준으로 억제된 이론 순수에 근접시킨 물이며 전기전도도가 0에 가깝다.

반도체 제조 공정 중 웨이퍼 제작, 전공정 및 패키징 단계에서 사용되며 웨이퍼 세정 작업에 다량의 물이 필요한 것으로 알려졌다. 고순도 공업용수인 초순수는 나노미터 초미세 공정으로 갈수록 미세한 먼지에서도 민감하게 반응하며, 식각 과정에서도 이온 및 가스가 함유된 물은 특성을 변화시켜 적층에 문제를 발생시키기에 수율 확보를 위해서는 초순수 품질 확보가 필수적이다.

초순수산업은 일본·미국 등에서 선진화돼 있으며 국내 기반은 취약한 상황이다. 국내 초순수 제조 현황은 일본 기업인 쿠리타와 노무라의 플랜트 설계 등 기술지원을 받아 국내 업체는 단순 시공만을 진행하고 있다. 산업 및 학계는 높은 해외 의존도 탈피와 국내 공급망 확보를 위한 정책적 지원과 국내 연구 개발 및 실증 적용이 뒷받침 되어야 한다고 한 목소리로 성토했다.

이창한 반도체산업협회 상근부회장은 ‘반도체 산업과 초순수’ 주제발표를 통해 “주요 반도체 공장 일일 물 필요량이 삼성전자가 일 70만톤, SK하이닉스도 같은 양의 물이 필요하다”며 “반도체 공정 내 초순수 설비의 내재화를 위해선 성능 및 품질 검증 평가와 관련 기술개발 확보가 이뤄져야 한다”고 제언했다.
 
이에 정부는 국내 소부장 산업 자립화율을 50% 이상 끌어올리기 위한 의지를 내비치며 환경부에서 관련 지원책에 초순수 분야를 포함했다.

한화진 환경부 장관은 이날 토론회 축사에서 “반도체 산업의 필수 자재인 초순수는 해외 의존도가 높아 국산화를 적극 추진 중”이라며 “2024년까지 △자외선 산화 △탈기막 △이온교환수지 장비 개발을 통해 핵심 장비 국산화율 70%를 목표로 관련 지원을 진행할 계획이며 2025년까지 일일 2,400톤 규모의 초순수 실증플랜트를 구축해 운영할 계획”이라고 밝혔다.

더불어 KAIST에서 초순수 전문교육과정을 개설해 연 10명의 전문인력을 양성하고, 향후 2029년 교육 인프라 구축을 목표로 플랫폼센터 내 교육센터 구축 및 교육지원을 마련할 것이라고 언급했다.

환경부는 △2025년 초순수 핵심기술 국산화 △2030년 개발·검증부터 교육까지 가능한 플랫폼센터 구축 △2030년 이후 산업 육성을 통한 해외진출 및 전주기 지원을 통한 스타기업 육성을 목표로 지원을 이어나갈 것이라고 전했다.

강석태 KAIST 교수는 “향후 초순수산업은 반도체 선폭 미세화 추세에 따른 초순수 수질 상향에 대응하는 기술 개발과 고도화가 필요할 것”이라고 전망했다.