SK하이닉스, 업계 최초 '네온 가스 재활용' 기술 개발···국내 소부장 기업과 협력

재활용 소재 사용 중장기 로드맵의 첫걸음

SK하이닉스 네온(Ne)가스 재활용 과정 구조도 [사진=SK하이닉스 제공]

SK하이닉스가 국내 반도체용 특수가스 기업 TEMC와 협업해 반도체 업계 최초로 네온(Ne) 가스 재활용 기술을 개발했다고 1일 밝혔다. 

최근 국제 정세 불안으로 수입에 의존해 온 네온의 수급 불확실성이 커지자 국내 소부장 기업과 함께 재활용 기술 개발에 나서 1년 여 만에 성과를 이루어 낸 것이다.

앞서 SK하이닉스는 지난 2월 '재활용 소재 사용 중장기 로드맵'을 발표하고 2025년까지 재활용 소재 비율 25%, 2030년까지 30% 이상으로 늘리겠다는 목표를 밝힌 바 있다.

네온은 희귀 가스 중 하나로 반도체 노광공정에 필수적인 엑시머 레이저 가스(Excimer Laser Gas)의 주요 성분이다. 네온은 레이저 광원으로 활용할 때 화학적으로 분해되거나 변형되지 않기 때문에 사용 후 불순물 제거 등 분리와 정제만 거치면 재활용 할 수 있다.

SK하이닉스와 TEMC는 이 점에 주목해 노광공정 이후에 스크러버(공정 중 발생하는 가스, 화합물 등을 걸러내고 제거하는 장치)를 통해 공기 중으로 배출되던 네온 가스를 수집 탱크에 포집하고 TEMC의 가스 처리 과정을 통해 네온만 선택적으로 분리해 정제 했다. 

이렇게 정제된 네온은 다시 SK하이닉스로 공급되어 반도체 제조 공정에 사용된다. 현재 네온 회수율(배출량·포집량·정제수율)은 72.7%에 이른다. 향후 정제수율을 개선해 네온 회수율을 77%까지 높일 계획이다.

이번 기술 개발은 각 분야의 전문지식을 가진 소재·장비 협력사와 협력해 만든 성과다. 앞으로도 협력사들과 파트너십을 발전시켜 나갈 방침이다.

네온 재활용 기술이 반도체 팹(반도체 생산시설·fab)에 적용될 경우 연간 400억 원 상당의 네온 구매 비용이 줄어들 것으로 예상된다. 아울러 네온 생산 과정에서의 온실가스 배출량(Scope3·기타 간접 배출)을 1만 2000 tCO2e/yr 가량 줄이는 효과도 창출할 것으로 예상된다.

네온 재활용 기술 개발을 주도한 SK하이닉스 탄소관리위원회의 소재 재활용 분과는 반도체 공정에서 화학적으로 분해나 변형되지 않는 모든 소재의 재활용을 최종 목표로 삼고 있다.

분과는 2025년까지 △네온 △중수소(D2) △수소(H2) △헬륨(He) 등 4개 가스 소재와 황산(H2SO4) 등 화학 소재를 비롯해 총 10개 원자재의 재활용 기술을 개발할 계획이다. 2030년까지는 화학적 변형이 없는 모든 소재에 대한 기술 검토를 완료할 계획이다.

이를 위해 재활용 기술을 '기술 성숙도'에 따라 5단계로 분류하고 2025년까지 네온 등 10개 원자재에 대해 적어도 3단계(소재 인증) 이상의 기술 확보를 추진하려고 한다.

SK하이닉스는 해외 의존도가 높은 소재의 수급 문제를 해결하고 반도체 제조 전반 가치사슬(Value Chain)에 걸쳐 배출되는 온실가스를 감축해 환경 문제 해결에 기여할 방침이다.