반도체 부산물, 플라즈마로 처리한다
반도체 부산물, 플라즈마로 처리한다
  • 김진성 기자
  • 승인 2019.08.20 10:02
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[공학저널 김진성 기자] 반도체 공정 시 발생하는 진공펌프 고장을 획기적으로 해결한 기술이 다시금 주목받고 있다. 최근 융합기술의 중심에 있는 플라즈마 기술이 접목된 플라즈마 전처리 반응기가 그 주인공이다.

반도체 소자 제조 공정은 증착, 식각 등 다양한 주요 공정 단계가 진공상태에서 이뤄진다. 이러한 제조 공정 과정에서 발생하는 공정 가스와 부산물들은 배기과정 중 진공펌프로 유입되며 예기치 않은 고장을 일으키는 원인이 되곤 했다.

기존에는 진공펌프 전단에 전기히터 등을 장착하는 방식 등을 사용했으나 이 방식은 에너지 소모량이 많고 배기가스 분해 효율이 낮아 오염물질을 처리하는데 한계가 있었다. 또 시간이 지나면 진공펌프 내 공정 부산물이 축적돼 진공펌프 수명을 저하시키거나 고장 시 교체, 생산 중단 등의 문제를 안고 있었다.

이를 개선하기 위해 개발된 플라즈마 전처리 반응기는 반도체 배기라인 공정에서 나오는 배기가스를 진공펌프 전단(앞부분)에서 분해 처리하는 기술로, 배기가스 분해 효율을 높여 2차 오염물질을 발생시키지 않고 진공펌프의 수명을 향상시키는 기능이 특징인 기술이다.

공정 챔버와 진공펌프 사이에 설치돼 저압 플라즈마를 생성하며, 플라즈마 반응기 내부를 통과하는 공정 가스와 공정부산물 등이 플라즈마 상태에서 처리 또는 제거되는 개념이라고 할 수 있다.

배관 내부 전체 공간에 균일한 에너지를 형성할 수 있고 10~50% 수준의 낮은 에너지 사용으로도 공정 챔버로부터 배출되는 오염 물질을 효율적으로 제거할 수 있다는 점이 강점이다.

이뿐만 아니다. 과거 공정 중 플라즈마 처리는 환경 유해 물질을 생성했다. 하지만 이 기술은 향후 플라즈마를 통해 환경 개선에 도움을 줄 것으로 전망되고 있다.

반도체와 디스플레이 공정에서 배출되는 지구 온난화가스인 ‘과불화 화합물(PFCs)’을 기존 공정에 비해 적은 운전비용으로 처리할 수 있어 강화될 지구 온난화가스 규제에 효과적으로 대응할 수 있는 기술로 떠오르고 있기도 하다.

한국기계연구원 플라즈마연구실 송영훈 박사팀이 개발한 플라즈마 전처리 반응기 관련 기술을 이전받아 상용화에 성공, 삼성전자 반도체 생산라인에 공급하고 있는 (주)엘오티베큠은 기술이전 이후 개노력 끝에 2년간의 양산 공정을 거쳐 제품화에 성공했다.

엘오티베큠 김호식 대표이사(사진)는 “지금까지의 플라즈마 기술은 반도체, 디스플레이 산업에 있어 메인 프로세스 공정이나 클리닝 공정을 위한 기술 위주로 개발되고 성장해 왔다. 하지만 최근 대기 환경 개선과 지구온난화 방지 등을 위한 환경안전‧환경개선을 위한 고객들의 니즈가 늘고 있다”며 “엘오티베큠은 반도체, 디스플레이 공정에서 발생되는 유해 가스 처리와 발화성 물질을 안정한 물질로 치환하는 플라즈마 장치를 양산하고 있으며, 추가적인 환경안전 개선을 위한 기술 개발을 위해 전력을 다하고 있다”고 설명했다.

엘오티베큠은 이러한 기술뿐 아니라 반도체, 디스플레이 등 진공이 요구되는 모든 산업에 필수적인 ‘건식진공펌프’를 국산화해 세계의 글로벌 기업들과 경쟁하고 있는 대한민국 유일의 진공 전문기업이다. 지난 2002년 창업 후 미국, 중국, 베트남 등 해외법인과 자회사의 설립을 통해 국내 뿐 아니라 글로벌 기업으로 도약하고 있으며, 자회사를 통한 ‘Vacuum Total Solution Provider’로 성장하고 있다.

국내 메이저 Chip maker사인 삼성반도체, SK 하이닉스와 더불어 중국 반도체, FPD, 태양광산업으로 시장 다변화에 성공해 기존 10종의 (DD Series) 판매제품에서 2015년 이후 20종 (HD , RD Series) 이상의 재품 라인업을 구성 중이다.

현재 엘오티베큠은 건식진공펌프 기술과 플라즈마 기술, 진공영역 기술 전체로 개발을 확대해 나가고 있다. 이를 통해 지난 2015년 1500억에서 2017년 2000억대로 매년 매출이 성장하고 있으며, 올해 반도체의 불안정한 시장상황에서도 1500억 매출을 예상하고 있다.

김 대표는 “엘오티베큠은 진공이 필요한 분야에서 심장 역할을 할 수 있는 기업이다. 지금까지는 진공기술의 한 분야에서 해외 유수의 기업과 경쟁할 수 있는 기반을 마련하는 시기였다고 생각한다”며 “비전 2020 혁신활동을 통해 2020년 3000억 달성을 목표로 진공 산업 전반의 ‘Vacuum Total Solution Provider’를 이루기 위한 노력과 역량을 집중 할 것“이라고 말했다.

한편, 엘오티베큠은 안성 공장, 동탄 사무소, 판교 연구소 등으로 흩어져 있던 국내 사업장과 자회사들을 오산 통합사옥으로 통합해 꿈이 기술로 실현되는 명실상부한 진공업체의 선두주자로서 오산시대를 열어갈 계획이다.

김 대표는 “고객 가치를 최우선으로 미래 기술 혁신 공헌하는 기업으로 성장하기 위해 오산 DD(Do Dream) 캠퍼스에서 꿈이 실현될 수 있도록 노력할 것”이라며 “엘오티베큠은 꿈을 기술로 만드는 기업으로 앞으로도 수많은 도전을 통해 100년 이상 기술을 선도하는 기업을 만들고 싶다”고 전했다.


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