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표준연, 국산 반도체 공정용 가스 15종 '품질평가 체계' 구축

한국표준과학연구원(KRISS)이 6일 반도체 주요 공정에 쓰이는 고순도 가스 15종의 순도분석기술과 시험절차를 확립하고, 측정 정확성을 확인하는 인증표준물질 6종을 개발했다고 발표했다. 오상협 가스측정그룹 책임연구원은 "공급업체 성적서에만 의존하던 방식에서 벗어나, 반도체 가스의 품질을 국내에서 객관적으로 평가할 수 있는 기반이 마련됐다"고 말했다. 그동안은 반도체 제조 소재의 고난도 공정 등으로 신규 소재 도입이 어려웠다. 공정 검증에 비용과 시간이 많이 들어, 공급처 바꾸는 것이 현실적으로 쉽지 않았던 것. 특히, 지난 2019년 일본 수출 규제와 글로벌 공급망 불안 등으로 국내 업체들이 어려움을 많이 겪었다. 연구팀은 지난 2020년 불화수소 품질평가 서비스를 시작한 이래, 단계적으로 대상을 늘려 식각·세정·증착용 고순도 가스 15종에 대한 순도분석 기반을 구축했다. 현재는 15종 전 품목에 대한 시험분석 서비스 체계를 완비했다. 15종은 △불화수소(HF) △염화수소(HCl) △암모니아(NH₃) △일산화탄소(CO) △황화카보닐(COS) △사염화규소(SiCl₄) △삼불화질소(NF₃) △사불화탄소(CF₄) △삼불화메탄(CHF₃) △이불화메탄(CH₂F₂) △트리플루오로아세틸 플루오라이드(C₂F₄O) △옥타플루오로프로판(C₃F8) △헥사플루오로-1,3-부타디엔(C₄F6) △헥사플루오로-2-부텐(C₄H₂F6) △옥타플루오로사이클로부탄(C₄F8) 등이다. 또 정확한 기준값이 부여된 주요 불순물 분석용 인증표준물질 6종을 개발해 현장 분석 장비의 측정 정확성을 검증하고, 측정 결과의 신뢰성을 확보했다. 오상협 책임연구원은 :반도체 공정용 가스 중 순도 99.9999%(6N급) 제품을 분석하려면, 나머지 0.0001%에 포함된 수분·산소·탄화수소·금속 성분 등 극미량 불순물을 성분별로 정확히 판별할 고도의 정밀측정 역량이 요구된다"며 "가스 분석 기술력과 노하우가 축적된 결과"라고 부연 설명했다.

2026.08.06 20:43박희범 기자

놀이터 모래 속 1급 발암물질 불구 "측정 표준은 없다"

지하수와 토양에 숨어있는 1급 발암물질 '6가 크로뮴'을 보다 정확히 측정할 비파괴 방식의 '기준 물질'이 개발했다. 6가 크로뮴은 현재 국제 표준이 따로 없다. 한국표준과학연구원(KRISS)은 무기측정그룹 연구팀이 포항가속기연구소(PAL)와 환경 시료 내 6가 크로뮴 함량을 정확히 측정할 수 있는 '규조토 인증표준물질(CRM)'을 개발, 유료보급에 나선다고 28일 밝혔다. 무기측정그룹 조하나 책임연구원은 "불확도(정확하지 않은 정도)가 4.9%로 국제적으로 통용되는 6.26%보다 우수하지만, 6가 크로뮴에서는 정확도가 더 중요하다"며 "현재 이 분야에서는 국제 표준이 따로 없는 상태"라고 말했다. 6가 크로뮴은 강한 독성과 산화력을 가진 유해 물질이다. 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC)가 1급 발암물질로 지정했다. 이 물질은 산업 시설뿐만 아니라 우리가 마시는 지하수나 놀이터의 모래 등 일상 곳곳에 존재한다. 환경 관리 법령에 따르면 지하수·토양과 생활 공간 내에 6가 크로뮴 포함 여부를 엄격히 검사하도록 규정하고 있다. 하지만 기존에는 환경 검사 기관별로 6가 크로뮴 측정 결과에 차이가 발생하더라도 이를 객관적으로 검증하고 교정할 표준화된 기준이 없어, 분석 결과의 정확도와 일관성을 높이는 데 한계가 있었다. 조하나 책임은 "측정 기준 물질인 CRM이 있어야, 측정 결과와 분석 방법이 정확한지 확인할 수 있게 된다"며 "CRM을 통해 검측 장비 정확도와 분석 방법의 유효성을 자체 검증해 측정데이터 신뢰성을 확보하게 된다"고 말했다. 그동안 6가 크로뮴 분석용 CRM 개발이 어려웠던 이유는 측정 과정에서 발생하는 화학종 변성으로 인해 정확한 측정이 원천적으로 불가능했다. 또 기존 방식인 '습식 분석법'은 고체 시료를 용액에 녹이는 전처리 과정이 필수인데, 이 과정에서 6가 크로뮴이 다른 산화수로 변하거나 함량이 실제보다 낮게 측정되는 문제가 발생했다. 연구팀은 방사광 X선 흡수 분광법(XAS)을 세계 최초로 도입해 이 문제를 해결했다. 태양보다 수억 배 밝은 빛을 이용해 시료를 파괴하지 않고도 6가 크로뮴 고유의 에너지 흡수 신호를 포착하는데 성공했다. 전처리 과정에서 나타나는 오류를 원천 차단하고 측정데이터의 미세한 편향까지 보정했다. 조하나 책임은 "마치 병원에서 MRI(핵자기공명)로 몸속을 들여다보듯 시료를 파괴하지 않는 새로운 분석법을 통해 정확성과 신뢰가 가능한 CRM을 제시한 것"이라고 말했다. 허성우 무기측정그룹장은 "유럽 유해물질 제한 지침(RoHS) 등 글로벌 환경 규제에 대응해야 하는 국내 수출 기업들의 분석 공신력과 경쟁력 확보에도 기여할 것"이라며 "향후 이 CRM이 환경 분석 현장 필수 기준으로 자리 잡을 것”이라고 밝혔다. 연구는 KRISS 기본사업 일환으로 수행됐다.

2026.01.28 15:29박희범 기자