첨단 반도체 공정에 극자외선(EUV, extreme ultraviolet) 시설이 갖춰지고 있는 가운데, EUV 공정에서 사용될 수소로 저장 용량이 크고, 면적을 적게 차지하는 액화수소(L-H2)의 도입이 검토되고 있는 것으로 알려졌다.

반도체 업계에 따르면 최근 메모리 반도체 메이커들이 EUV 장비에 사용될 수소로 액화수소 도입을 검토하고 있는 것으로 알려졌다.

액화수소의 공급이 추진되고 있는 공장은 삼성전자 평택 5, 6와 SK하이닉스 M16으로 알려졌다.

기존 반도체 시설에서는 수소의 사용량이 많지 않았기 때문에 대부분 외부 조달을 통해 수소를 사용해 왔다.

삼성전자의 경우 수소를 많이 사용하는 공장인 기흥 및 평택에서 린데 및 에어프로덕츠의 수소 SMR(천연가스개질 방식)을 통해 파이프라인으로 공급받아왔으며, 나머지 수요 물량은 외부에서 조달해 왔다.

SK하이닉스의 경우는 기존에 파이프라인 공급 없이 외부에서 전량 공급해왔다.

이런 가운데 삼성전자와 SK하이닉스는 EUV 장비의 도입에 따라 수소 수요가 증가할 것으로 대비해 수소 조달에 대한 대비를 하고 있으며, 그 중 하나로 액화수소를 검토하고 있다는 것이다.

현재 예정돼 있는 삼성전자 평택 5, 6공장의 경우 린데가 구축하는 SMR 시설을 통해 파이프라인으로 수소를 공급받을 것으로 예상되지만, 여기에 추가로 액화수소를 공급 받을 수도 있다는 것이다.

특히 SK하이닉스 M16의 경우 확보 부지가 작아 SMR 시설을 구축하기에는 애매하고, 적은 면적에도 공급량을 늘릴 수 있는 액화수소가 적합할 수 있다고 업계는 보고 있다.

액화수소의 경우 1회 운송량이 2톤 이상으로 기체수소의 200㎏ 보다 10배 이상 운송이 가능하고, 보관도 대기압 수준의 압력으로 보관할 수 있어 보관 면적도 기체 수소 대비 많은 양을 보관할 수 있다.

특히 SMR을 건설하는 비용대비 저렴하게 공급이 가능하고, SMR을 건설하는 면적보다 현저하게 적은 면적을 차지하기 때문에 공급만 확실하다면 액화수소가 충분히 경제성이 있는 것으로 업계는 보고 있다.

현재 국내에서는 인천, 울산, 창원 등지에서 액화수소 생산 시설을 구축 중이다.

인천에서는 SK E&S가 SK 인천석유화학 공장 내에 연간 3만톤 규모로 생산 시설을 구축 중이며, 생산 시기는 2023년 10월로 예정돼 있다.

울산에서는 효성 및 린데가 효성화학 용연3공장 내에 연간 5,200톤 규모로 생산 시설을 구축 중이며, 2023년 12월에 생산할 계획이다.

창원에서는 창원산업진흥원과 두산에너빌리티가 두산에너빌리티 공장 내에 연간 1,700톤 규모로 생산 시설을 구축 중이며, 2023년 상반기 생산한다는 계획을 가지고 있다.

여기서 생산되는 액화수소의 경우 현재 차량용 및 에너지용 등에 초점이 맞춰져 있지만 아직 액화수소 수요처 발굴이 절실한 만큼 반도체용으로 공급시 안정적 공급이 가능할 것이라는 의견이다.

EUV 장비의 경우 LPP(Laser Produced Plasma) 방법이 사용되는데, EUV 노출 장치를 사용하면 주석이 녹아 주석 방울이 형성된 후 CO₂ 레이저 또는 YAG레이저가 조사된다.

이 공정 동안 주석이 산화되는 것을 방지하기 위해서는 대기 가스로서 다량의 환원 가스가 필요하며, 가장 적합한 환원 가스가 수소라는 것이다.

이에 업계에서는 EUV의 도입이 확산될수록 수소의 사용량이 늘 것으로 전망하고 있다.