‘마법의 돌’ 반도체를 닦아 주는 삼불화질소 NF3

‘이것’이 없던 시절, 우리는 손으로 모든 보고서를 작성하고, 수 많은 서류들을 부족한 공간에 꽉꽉 채워 가며 보관해야 했습니다. 멀리 있는 고객에게 자료를 전달할 때에도 직접 찾아가야만 했죠. ‘이것’이 있어 우리는 컴퓨터로 쉽게 보고서를 작성할 수 있고, 수 많은 서류들도 최소한의 공간으로 보낼 수 있고, 멀리 있는 고객에게는 이메일 한 통으로 자료를 전달할 수 있게 되었습니다. ‘이것’이 있어 스마트폰이 생겨나고, 필름이 필요 없는 카메라가 출시되었으며, 각종 주방기기들이 발전할 수 있었습니다.

‘이것’은 바로 반도체입니다. 컴퓨터의 부품 뿐만 아니라 거의 모든 전자기기에 사용되는 반도체 시장은 50년 간 100배나 성장하였다는데요, 반도체 등 첨단기술이 성장함에 따라 덩달아 수요가 기하급수적으로 증가한 것이 있습니다. 바로 NF3(삼불화질소)입니다. 오늘은 반도체나 LCD, 태양광공정 등의 제조 공정에서 두루 쓰이는 삼불화질소에 관해 알아볼까요?

 전자산업의 감초, 특수가스 NF3

NF3(삼불화질소)는 각종 전자기기에 들어가는 반도체나 LCD 및 태양전지의 제조공정에서 발생하는 이물질이 묻어 있는 장비를 세척하는 데 사용하는 무색의 비반응성 가스입니다. 쉽게 말해 ‘세정 가스’인 셈이죠. 반도체 등 디스플레이류에 도면 같은 그림을 그릴 때 지꺼기가 나오게 되는데, 디스플레이류는 워낙 민감한 장치이므로 찌꺼기를 표면에서 제거해줘야 합니다. 이 때 사용하는 가스가 NF3, 삼불화질소입니다.

순도 99.99% 이상의 NF3만 사용되기 때문에(효성의 NF3는 99.99%~99.999%의 고순도까지 생산 및 공급 가능합니다.), 암모니아(NH3)와 정제된 불화수소(HF)를 고온, 고압 반응을 통해 추출하고, 정제시키는 과정으로 순도를 높이는데요, NF3는 안정성이 뛰어난 비인화성 기체로 수송과 저장이 용이하면서도 상대적으로 배출가스 발생이 적다는 강점을 함께 지니고 있습니다. 공정 처리량을 증가시키며, 반도체 및 디스플레이 장비의 수명을 연장시키고, 세정률을 높여 모노실란(SiH4), 헬륨(He)과 함께 반도체, LCD 제조 공정에서 가장 많은 양이 사용되고 있습니다.

 전 세계 생산량의 60%을 책임지는 효자 아이템

2012년 기준, 국내 NF3 제조사들의 연간 생산량은 총 9,600톤. 이는 국내에서 생산하는 물량만으로 이미 전 세계의 60%를 넘어서는 막대한 물량인데요, 이중 효성은 2,000톤 규모의 생산 능력을 갖추고 있습니다.

반도체 공정 스탭 수의 증가, 3D NAND 시장의 성장, OLED 패널 보급화 등으로 NF3의 사용 물량은 중장기적으로 늘어날 것으로 전망되는데요, 최근에는 중국이 반도체산업 육성을 위해 2025년까지 무려 176조 원을 쏟아 붓겠다는 계획을 발표했고, 이에 따라 시장의 급팽창이 예고된 상태입니다. 

앞으로 효성은 NF3 신ㆍ증설을 시작으로 향후 10년간 총 6,000억 원을 추가 투자하여 세계 2위의 공급업체로 올라설 계획입니다. 생산량을 1만 톤까지 늘려 글로벌 특수가스 시장을 적극 공략해 나갈 계획입니다.

중국 진출 후 효성은 화학분야 최첨단소재인 NF3 분야의 세계 2위 기업으로 자리매김할 수 있을 것으로 전망됩니다. 탄섬과 폴리케톤, 타이어코드, 크레오라에 이어 세계 일류 제품으로 자리매김 할 그날까지, NF3의 발전도 지켜봐주세요~