반도체 엔지니어가 회로가 새겨진 300㎜ 실리콘 웨이퍼를 들고 있다. 네온가스는 웨이퍼에 미세 회로를 새기는 데 필요한 빛을 생성하는 역할을 한다. 에어리퀴드
삼성전자(005930)가 반도체 공정의 핵심 소재 중 하나인 네온가스를 회수·재활용하는 데 성공했다. 재활용 설비를 상용화하면서 배출가스를 고순도로 정제하면 전체 사용량의 80%를 다시 쓸수 있어 비용 절감은 물론 해외에서 수입하는 희귀 소재의 공급망 안정성을 높일 수 있다.
5일 업계에 따르면 삼성전자는 지난달 평택캠퍼스 4공장(P4)에서 네온가스 재활용 설비를 상용화해 생산 현장에 적용하기 시작했다. 국내 반도체 특수가스 업체인 티이엠씨(425040)와 네온가스 회수·정제 기술을 개발하고 3~4년간 실증한 끝에 상용화에 성공한 것이다. 네온가스는 실리콘 웨이퍼에 미세한 회로를 새기는 노광 공정에서 심자외선(DUV) 레이저가 안정적으로 작동하는 데 쓰이는 특수가스로 희귀 소재다
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삼성전자는 P4내 ‘클린룸’(반도체 생산시설) 아래의 부대설비 공간인 서브팹에 네온가스 재활용 설비를 설치했다. 설비는 총 3개의 저장탱크로 구성돼 있으며 반도체 공정에서 배출된 폐가스를 모은 후 티이엠씨에 보내면 네온을 정제해 다시 쓸수 있는 고순도 가스로 만들어 공급한다.
삼성전자가 네온가스 재활용 설비를 협력사와 개발한 배경에는 지정학적 위험에 따른 희귀가스 수급 불안이 있다. 4년 전 러시아·우크라이나 전쟁 발발로 네온 공급망에 차질이 생기자 삼성전자는 조달처 다변화와 재활용 기술 확보에 나섰다. 네온 가격이 급등하더라도 재활용으로 구매 물량을 줄여 비용 부담을 낮출 수 있기 때문이다.
실제 폐가스를 회수·정제하는 비용은 네온을 신규 구매하는 것보다 저렴하다. 삼성전자가 네온 소비량의 80%를 재활용할 수 있는 기술을 도입한 만큼 비용 절감 효과도 클 것으로 기대된다
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회사측은 평택 P4에 도입한 네온가스 재활용 설비를 다른 생산라인에도 확대·적용할 것으로 전해졌다. 평택에 신설 중인 5공장(P5-1)과 향후 조성될 용인·호남 반도체 클러스터는 물론 기존 화성·평택 공장에도 순차적으로 도입할 방침이다. 소재 재활용 설비는 서브팹에 설치해 반도체 제조 장비의 폐기물 배출 경로에 연결하면 가동 중인 생산라인에서도 활용할 수 있는 것으로 알려졌다.
업계에서는 삼성전자가 네온가스 재활용을 본격화하면서 2030년까지 국내 반도체 사업장의 폐기물 재활용률을 99.9%로 높이는 지속가능경영 목표 달성에도 속도를 내게 됐다. 삼성전자는 또 다른 핵심 소재인 헬륨 가스를 재활용하는 시스템을 지난해 일부 생산라인에 적용해 연간 4.7톤의 헬륨 사용량을 줄일 것으로 전망하고 있다.
업계 관계자는 “헬륨에 이어 네온까지 재활용하면서 반도체 공장에 자원순환 시스템을 삼성이 고도화하게 됐다”고 평가했다.
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