전량 수입해왔던 불소계 화학물질인 수소불화에테르(HFE)를 국내 연구팀이 만들어냈다. 제조기술은 민간기업에 이전돼 조만간 상용화가 가능해질 전망이다. HFE는 반도체와 전자기기의 냉각제 및 세정제 등으로 폭넓게 사용되는 핵심 산업 원료다. 한국화학연구원 이상구 박사팀은 전량 수입해왔던 불소계 화학물질 제조 기술 국산화에 성공했다고 5일 밝혔다. 이 기술은 지금까지 사용해왔던 방법보다 제조효율이 20% 향상됐다. 특히 수소불화에테르를 우리 기술로 직접 생산할 수 있다는 점이다. 화학연구원은 이 기술을 냉매, 소화약제 전문 제조기업인 퓨어만에 기술이전 했으며, 상용화를 위한 후속 연구가 진행 중이다. 불소 성분을 포함한 액체나 기체 즉 불소계 유체는 전자제품, 반도체, 정밀 기기 등의 냉각제와 세정제로 활용되는 필수 화학물질이다. 하지만 원래 있던 수소가 모두 불소로 대체된 '전 불소계 유체'는 지구온난화 지수가 높아, 탄소중립 달성을 위해서는 반드시 친환경 유체로 대체해야 하는 상황이다. 이를 대체할 수 있는 친환경 소재가 HFE다. 마켓 리서치 인털렉트의 보고서에 따르면, HFE의 세계시장 규모는 2022년 기준 약 2억8910억 달러(약 4215억원) 규모이며, 매년 5.4% 성장해 2028년 3억9640억 달러(약 5780억원)에 달할 것으로 예상된다. 3M, AGC, 톈허 케미컬이 약 90%를 점유하며 시장을 주도하고 있다. 연구진이 새로 개발한 HFE 제조기술은 기존의 전기화학 불소화법에 전도성 불소계 첨가제를 새롭게 추가했다. 일반적으로 탄화수소 원료의 수소를 불소로 대체하는 불소화 반응을 통해 '중간체'로 변환한 후, 알킬화 반응을 거쳐 HFE를 생산한다. 특히 중간체 합성 과정이 핵심인데, 연구진은 기존 기술에 없던 전도성 불소계 첨가제를 추가해 더 효율적으로 중간체를 만들었다. 이를 위해 전기화학 반응이 원활하게 이뤄지는 다층 구조의 니켈 전극판이 장착된 반응기를 직접 설계하고 제작했다. 그결과, 보다 효율적인 불소화 반응 환경을 구축했으며, 시운전과 정밀 점검을 거쳐 안정적으로 작동하는 전기화학 불소화 장치를 완성했다. 기존 기술에서는 원료가 중간체로 변하는 전환율이 50~55% 수준이지만, 새 기술은 전환율이 62~66% 수준으로 기존 기술 대비 약 20% 증가했다. 또한 불필요한 부산물이 줄어들어 HFE의 생산성이 크게 향상됐으며, 불소화 반응을 정밀하게 조절할 수 있어 고순도 불소 화합물을 효율적으로 생산할 수 있다. 이상구 박사는 "불소 화학 핵심소재 는 그동안 글로벌 기업 수입 의존도가 높았는데 이번 원천기술 확보를 통해 기술자립을 앞당기는 중요한 발판이 될 것"이라며, "후속 연구를 통해 다양한 산업에 적용가능한 첨단소재 기술을 선도해 나가겠다"고 말했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스]전량 수입해왔던 불소계 화학물질인 수소불화에테르(HFE)를 국내 연구팀이 만들어냈다. 제조기술은 민간기업에 이전돼 조만간 상용화가 가능해질 전망이다. HFE는 반도체와 전자기기의 냉각제 및 세정제 등으로 폭넓게 사용되는 핵심 산업 원료다. 한국화학연구원 이상구 박사팀은 전량 수입해왔던 불소계 화학물질 제조 기술 국산화에 성공했다고 5일 밝혔다. 이 기술은 지금까지 사용해왔던 방법보다 제조효율이 20% 향상됐다. 특히 수소불화에테르를 우리 기술로 직접 생산할 수 있다는 점이다. 화학연구원은 이 기술을 냉매, 소화약제 전문 제조기업인 퓨어만에 기술이전 했으며, 상용화를 위한 후속 연구가 진행 중이다. 불소 성분을 포함한 액체나 기체 즉 불소계 유체는 전자제품, 반도체, 정밀 기기 등의 냉각제와 세정제로 활용되는 필수 화학물질이다. 하지만 원래 있던 수소가 모두 불소로 대체된 '전 불소계 유체'는 지구온난화 지수가 높아, 탄소중립 달성을 위해서는 반드시 친환경 유체로 대체해야 하는 상황이다. 이를 대체할 수 있는 친환경 소재가 HFE다. 마켓 리서치 인털렉트의 보고서에 따르면, HFE의 세계시장 규모는 2022년 기준 약 2억8910억 달러(약 4215억원) 규모이며, 매년 5.4% 성장해 2028년 3억9640억 달러(약 5780억원)에 달할 것으로 예상된다. 3M, AGC, 톈허 케미컬이 약 90%를 점유하며 시장을 주도하고 있다. 연구진이 새로 개발한 HFE 제조기술은 기존의 전기화학 불소화법에 전도성 불소계 첨가제를 새롭게 추가했다. 일반적으로 탄화수소 원료의 수소를 불소로 대체하는 불소화 반응을 통해 '중간체'로 변환한 후, 알킬화 반응을 거쳐 HFE를 생산한다. 특히 중간체 합성 과정이 핵심인데, 연구진은 기존 기술에 없던 전도성 불소계 첨가제를 추가해 더 효율적으로 중간체를 만들었다. 이를 위해 전기화학 반응이 원활하게 이뤄지는 다층 구조의 니켈 전극판이 장착된 반응기를 직접 설계하고 제작했다. 그결과, 보다 효율적인 불소화 반응 환경을 구축했으며, 시운전과 정밀 점검을 거쳐 안정적으로 작동하는 전기화학 불소화 장치를 완성했다. 기존 기술에서는 원료가 중간체로 변하는 전환율이 50~55% 수준이지만, 새 기술은 전환율이 62~66% 수준으로 기존 기술 대비 약 20% 증가했다. 또한 불필요한 부산물이 줄어들어 HFE의 생산성이 크게 향상됐으며, 불소화 반응을 정밀하게 조절할 수 있어 고순도 불소 화합물을 효율적으로 생산할 수 있다. 이상구 박사는 "불소 화학 핵심소재 는 그동안 글로벌 기업 수입 의존도가 높았는데 이번 원천기술 확보를 통해 기술자립을 앞당기는 중요한 발판이 될 것"이라며, "후속 연구를 통해 다양한 산업에 적용가능한 첨단소재 기술을 선도해 나가겠다"고 말했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스]  최근 방한한 바이든 미국 대통령이 첫 일정으로 삼성전자 평택 반도체 공장을 방문하면서 미래반도체 먹거리 핵심인 EUV(극자외선)에 대한 관심이 높다. 30일 재계 등 업계에 따르면 오는 9월 생산 시작하는 삼성전자 평택 캠퍼스(P3)에는 EUV(극자외선) 공정을 적용한 10nm급 D램, 176단 이상의 7세대 V낸드 등 최첨단 메모리 공정과 3nm급 EUV 파운드리 공정이 복합적으로 구축된다. 이에 따라 증권가에서는 EUV를 적용하기 위해 필요한 핵심 소재 관련주 찾기가 한창인 가운데 한국알콜에도 관심이 집중되고 있다. EUV공정 핵심 소재 중 △불화수소 △PGMEA(반도체용세정액) △EEP(전자급에탄올) 등 3가지 분야에 모두 한국알콜그룹과 직간접적으로 관련이 있는 것으로 알려져서다. 우선 PGMEA(프로필렌글리콜 메틸에테르 아세트산)는 반도체용 시너(thinner)로 제조돼 EUV 노광 공정에서 극자외선 감광 반응이 일어나지 않은 부분에 묻은 감광물질(포토레지스트)을 씻어 내는 역할을 한다. 또, 노광공정에 들어가기 전 웨이퍼에 바르면 감광물질을 더 적게 써도 고르게 펴지도록 돕는다. EUV 공정용 PGMEA는 5N으로 불리는 99.999% 이상의 초고순도로 제조된다. PGMEA는 한국알콜의 자회사 ㈜신디프(지분율:약70%)에서 고순도로 정제하며, 이는 포토레지스트 원료의 60~70%에 사용된다. 포토레지스트는 ‘감광액’으로도 불리는 반도체 노광 공정 핵심 소재다. 특히 신디프는 반도체 포토레지스트 세정액으로 잘 알려진 EEP(에틸3 에폭시 프로피오네이트)도 생산하고 있다. 한국알콜그룹에 따르면 EEP(Ethyl 3-Ethoxypropionate)는 신디프가 2017년부터 주력 생산중이며 점차 실적 급증 추세에 있는 것으로 알려졌다. 이와 더불어 불화수소는 반도체 제조 공정 중 웨이퍼의 불필요한 부분을 긁어 내 주는 ‘식각 공정’과 불순물과 잔류물을 씻어 내는 ‘세정 공정’에서 사용되는데 한국알콜이 대주주(지분 26.13%)로 있는 이엔에프테크놀로지에서 생산중이다. 한편 1984년 설립한 한국알콜은 화학제품 및 주정 등의 제조, 판매 목적으로 설립됐다. 국내 유일의 공업용 에탄올, 초산에틸, 초산부틸, 전자급 무수주정 생산업체이며 지속적인 연구개발로 초고순도 에탄올과 초고순도 아세트산을 개발,생산하고 있다. 회사 관계자는 “현재 한국알콜의 초고순도 초산에틸, 이차전지용 전자급 초산부틸 등은 지속적인 수요 확대되고 있다”며 “초산부틸은 이차전지 전해질 불순물 제거에 세척용으로 최근 급부상 중이며 천보에 납품 중”이라고 전했다. kakim@fnnews.com 김경아 기자