감성을 자극하고 있는 ‘불화수소’
감성을 자극하고 있는 ‘불화수소’
  • 김차식 기자
  • 승인 2019.07.12 19:39
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환경 규제를 최대한 완화시켜 주며 화학물질 연구개발(R&D) 의지에 힘을 실어 극복! 현실의 경각심을 다시 한 번 일깨워 “못 미더운 한국”이라는 일본의 위기 조작에 말려들지 않아야, 각종 경우의 수를 검토 분석, 위기관리 능력을 한 단계 높여 보다 더 안전한 사회를 기원

일본이 지난 4일부터 반도체 및 디스플레이제조 공정에 필요한 소재 중 리지스트(반도체용 감광액), 불화수소(반도체용 에칭가스), 플루오린 폴리이미드(디스플레이用) 등 세 가지 품목에 대해 수출을 규제한다고 밝힘에 따라 국내 가스업계에서는 고순도 불화수소(HF)의 수급에 큰 관심을 나타내고 있다. 또, 일본의 전략물자 유출 시비를 제기, 억지스러운 관리능력을 폄훼하고 있다. 이 유출시비의 화학물질이 불화수소이다.

불화수소에서 불소(F, fluoride, 플루오린, 지구상에 17번째로 많은 원소, 지각의 표층부에 0.03% 정도 존재) 원소는 수소와 화합하여 자극적인 냄새가 나는 기체인 불화수소(HF, Hydrogen fluoride, 弗化水素), 플루오린화 수소, 에칭가스(고순도 불화수소)이다.

물에 녹아서 불산(Hydrogen fluoride acid, 弗酸), 불화수소산(Hydrofluoric Acid, 弗化水素酸, 줄임말로 불산), 플루오린화 수소산(Hydrofluoric acid), 플루오르 산이다. 화학물질을 구분하는 카스 번호(CAS No.)는 7664-39-3이다.

프랑스 화학자 에드먼드 프레미(Edmond Frémy)는 플루오린을 분리하던 도중 무수 플루오린화 수소를 발견했다고 알려졌다. 플루오린화 수소산은 1771년 화학자 칼 빌헬름 셸레가 처음 발견하였다. 이원자분자이지만 HF는 분자 간에 강한 수소결합을 형성한다. H-F 결합 거리는 95pm이고, 분자간에는 155pm의 거리를 유지한다.

형석(CaF2, 플루오린화 칼슘으로 이루어진 할로겐광물)에 진한 황산을 넣고 가열하여 얻는다. 제조 시 유리와 반응하기 때문에 유리 기구를 사용하지 않는다. 끓는점이 19.5°C로 상온에 가까운 온도에서 끓는다. 다른 할로겐화수소 보다 끊는점이 높아 초가을 아침과 저녁에는 액체, 낮에는 기체로 무색이다. 가스를 흡입하게 되면 기관지와 폐 조직에 있는 수분에 잘 녹기 때문에 불산으로 된다. 고농도가 아니면 불산은 약산이기 때문에 노출 1~2일 정도는 별 이상을 감지 못한다.(녹는점: -83.6°C, 몰 질량: 20.01g/mol, 밀도: 0.00115g/cm3, 산성도(pKa): 3.17)

불화수소(순도 97% 안팎)는 과거부터 독가스 제조, 우라늄 농축에 사용되었다. 고순도 불화수소(99.9999999%)는 반도체 생산 등에 사용된다. 불화수소를 일본에서 수입 고순도 불화수소로 정제하여 삼성전자나 SK하이닉스 등에 납품하고 있지만 고순도 불화수소를 수입하는 의존도가 크다고 한다. 용도로는 주조금속물 팁, 불순물 제거, 반도체표면처리, 유리(전구, 브라운관 등)의 광택, 살균제, 소독제 등에 사용 된다.

식각(etching, 蝕刻) 공정은 소형(塑型)이나 표면가공시 화학약품의 부식작용을 응용한 방법이다. 밑그림 중 불필요한 부분을 없애는 데 이용한다. 회로의 패턴 중 필요한 부위만 방식(防蝕) 처리를 한 후 부식시켜서 불필요한 부분을 제거하여 원하는 모양을 얻는다.[머리카락 굵기의 8만분의 1크기의 ‘나노미터’(㎚, 10억분의 1미터)급 부품들 각각을 따로 만들어 하나의 칩에 내장할 수는 없다] 에칭가스 일본 의존도가 글로벌 공급량의 90% 이상을 책임지고 있다. 국내에서는 일본 업체에서 원재료를 수입해 합성 정제해서 삼성전자 등에 납품하고 있다.

2012년 9월 27일 경상북도 구미시 산동면 봉산리 구미 제4국가 산업단지에 위치한 화학제품 생산업체 휴브글로벌에서 플루오린화 수소 가스가 유출되어 큰 피해를 준 불산 사고를 기억 한다. 불화수소는 수분과 만나면 부식성과 관통성이 강한 불산을 형성해 매우 위험하다. 공기 중에서 발연할 수 있으며 유독성을 가진 물질로 잘 알려져 있다. 표면 장력이 작고 침투력이 강하기 때문에 피부나 점막에 침투하여 몸에 유해하다. 불산에 피부가 노출 시에는 즉시 오염된 부분을 비누와 흐르는 물로 깨끗이 씻어내고 빠른 응급대처 해야 한다.

국가, 지자체와 민간인이 합심하여 불화수소 생산에 투자할 수 있도록 화평법(화학물질의 등록 및 평가에 관한 법률)과 화관법(화학물질 관리법)의 규제 걸림돌을 최대한 환화 시켜주며, 화학물질 연구개발(R&D) 의지에 힘을 실어 장기적인 극복을 바란다. 현실의 경각심을 다시 한 번 일깨워 “못 미더운 한국”이라는 일본의 위기 조작에 말려들지 않아야한다. 각종 경우의 수를 면밀히 검토 분석, 관리 능력을 한 단계 높여 보다 더 안전한 사회를 기원한다.


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