시노펙스, 국내 최초 10나노급 AF필터 생산라인 구축

석유민 R&D 센터장이 AF 개발 샘플을 소개하고 있다. /사진제공=시노펙스

전량 수입되는 10나노 이하급 첨단 반도체 케미컬여과용 AF필터(불소수지필터)가 시노펙스에 의해 국산화될 전망이다.

시노펙스는 9일 10나노급 AF필터 생산 시설구축을 위한 설비투자를 결정했다고 밝혔다. AF필터는 ePTFE 소재를 사용하는 필터로 반도체 세정공정에서 사용되는 불산, 황산, 질산 같은 강산에서 견디면서도 나노급 크기의 불순물을 제거하는 역할을 한다.

특히 필터 자체에서 발생 가능한 용출물 농도를 PPT (Part per trillion, 수조 분의 일) 수준으로 관리해야 하는 것이 특징으로 현재는 전량 수입에 의존하고 있는 상황이다. 최근 반도체 산업계에서는 10~20나노급의 고성능 필터가 사용되며, 최첨단 10나노급 이하의 반도체 생산을 위해서는 10나노 이하의 필터가 필수적으로 필요한 상황이다.

시노펙스는 AF필터에 사용되는 PTFE 소재 국산화를 위해 2019년부터 국책과제로 연구개발을 시작했으며, 2020년 ePTFE 소재 벤처기업인 프론텍 흡수합병, 올해 3월에는 20나노급 파일롯 시설을 갖추어 해외 글로벌 업체수준의 연구개발(R&D) 역량을 확보했다.

시노펙스가 이번에 투자하는 ePTFE 생산 설비는 필터의 기공사이즈가 성인 평균 머리카락 두께(평균 약 100마이크로미터)의 약 1만분의 1에 해당하는 10나노급의 초미세 기공을 만드는 멤브레인 필터 기술이 적용되며, 이는 국내에서 처음 적용되는 기술이다.

석유민 R&D 센터장은 "반도체 핵심 공정중 하나인 세정공정용 10나노급 여과기술은 최근 국내 반도체 산업내 소부장 공급망 안정을 위해 AF필터를 개발하게 됐다"며 "금번 생산시설 완공 및 양산화 시점인 2024년 하반기에는 15나노급의 양산용 제품을 출시할 예정이다"라고 말했다.

이어 " 향후 2025년 말까지는 3나노급 필터 기술 개발과 양산 적용을 동시에 진행하여 현재 글로벌 필터회사가 독점하고 있는 반도체용 케미컬 필터시장을 대체해 나갈 계획이다"라고 설명했다.

일반적으로 미국의 고어사 제품의 브랜드인 고어텍스로 잘 알려져 있는 ePTFE는 약 250도의 고온에서도 변화가 없으며, 질산, 불산, 황산 같은 강산에서도 견디는 첨단 소재다. 특히 나노급의 ePTFE 필터의 경우 첨단 반도체 제조 공정에 필수적으로 사용되고 있으나 현재까지는 국내 개발 사례가 전무하여 전량 수입에 의존하고 있다.

시노펙스는 이미 글로벌 1위 반도체 기업에 CMP필터 국산화하여 공급하며 기술력을 인정 받았다. 이번에 투자하는 AF필터는 국내 반도체 및 디스플레이 산업에 필수적으로 사용되며, 국내 시장만 연간 약 1500억원 규모로 추정된다. 또 핵심소재인 ePTFE는 반도체 생산 공정 외에도 바이오, 제약, 수소연료전지, 고청정 크린룸용 울파(ULPA) 필터, 인공혈관, 5G 통신케이블 등 다양한 산업분야에서 사용되고 있으며 글로벌 시장규모는 연간 약 3조원 이상으로 예상되고 있다.

김건우 기자 jai@mt.co.kr