“반도체 공장의 화학물질 노출관리는 안전한가?”

녹색병원 노동환경건강연구소

소장 임상혁

1. 배경

○ 2010년 9월 초 참여연대에서 삼성전자관련 반도체 사업장 유해인자 노출평가 보고서에 대한 검토와 분석을 의뢰받았음. 보고서는 “삼성전자(주) 기흥사업장 노출평가 부문 자문 보고서” 임.

○ 보고서는 반도체산업인 웨이퍼 제조 가공공정에서 발생되는 노출평가의 현황 및 안전보건관리을 분석하고, 노출평가 및 포괄적인 안전보건관리의 개선 전략을 제안하기위해 작성되었음. 따라서 본 보고서는 과거 사용되었던 유해화학물질이 조사된 것은 아니며, 단지 현재 삼성전자에서 행해지는 유해물질 관리 등 포괄적인 안전보건관리에 대한 자문 성격의 보고서임.

○ 보고서 제목에도 있듯이 ‘위험성 평가(Risk Assessment)’란 화학물질의 독성을 평가하고, 독성이 얼마나 노출되는지를 아는 과정임. 이를 통해 화학물질의 위험성을 알고 이에 대한 관리방안을 세우는 것임. 독성(Hazard)이란 화학물질 등이 인체 및 환경에 유해한 영향을 일으킬 고유의 성질을 말하는 것으로 위험성 평가를 위해서는 독성이 평가되어야 함. 그리고 그 독성이 얼마나 노출(Exposure)되는지 평가되어야 함.

○ 즉 위험성(Risk)이란 어떤 화학물질에 노출되었을 때 입을 을 수 있는 유해영향의 확률로 위험성(Risk) = 독성(Harzard) x 노출(Exposure)로 나타낼 수 있음. 독성이 아무리 높아도 우리 생활에서, 작업장에서 노출이 없으면 유해성은 낮다고 할 수 있음.

○ 이 글에서는 위험성 평가 자문 보고서를 기초로 하여 반도체 공정에서 사용되는 화학물질의 독성이 평가되었는지, 화학물질의 노출이 제대로 평가되었는지를 살펴보고자 함.

1. 반도체 공장에서 사용되는 화학물질의 독성이 잘 평가되고 관리되었는가?

○ 제보자료에서 검토한 삼성반도체 기흥공장 5라인의 경우, 99종의 제품을 사용하고 있으나 이 물질에 대한 독성은 제품공급업자가 제출하는 물질안전보건자료(MSDS)자료에 전적으로 의존하고 있었음. 성분을 직접 확인한 경우는 전혀 없었고, 화학물질 제품의 60%는 언제부터 사용하기 시작하였는지 조차 모르고 있음.

표 . 화학물질 총 제품 수, 성상 및 사용형태 등<5라인>

총 제품수	사용일자 확인 제품수	성분확인 제품수	성상			사용형태
			고체	액체	기체	병	라인	드럼
99종	40종(40%)	0종	0종	58종	41종	65종	32종	2종

○ 또한 위 99종의 화학제품 중 83종이 단일화학물질인데, 이 중 10종은 영업비밀이라는 이유로 제조사가 제출하는 성분 자료조차 미흡한 상태이었으며 이에 대한 확인조차 되지 않았음.

표 .  노출관리 화학물질 현황<5라인>

총 단일 화학 물질 종류	성분 미확인물질 종류 및 함량		노출관리 물질 수
	1% 미만	1% 이상	측정	측정및검진	총
83종	5종	5종	6종	18종	24종

○ 삼성전자는 2010년 4월 2일 오전 4:00 공식 트위터를 통해 “반도체 공정에서 사용되는 물질은 모두 알려져 있고, 역학조사에도 제출되었으며 근무하는 직원들도 알고 있습니다.”라고 주장하였음. 앞의 내용을 볼 때 이 내용은 삼성전자가 화학물질에 대한 관리가 부실하다는 것을 오히려 입증하는 것임.

○ 한국산업안전보건공단 산업안전보건연구원 2008년도 <반도체 제조공정 근로자 건강영향 역학조사>에 따르면 9개의 반도체 가공 및 조립 “사업장에서 취급하는 것으로 제출된 화학물질 리스트”를 조사한 결과, “총 431개의 화학물질 및 제품명이 파악되었으며, 이 중 CAS 번호와 함께 화학성분을 파악할 수 있는 것은 263개”였다고 함.

2. 인체에 대한 화학물질의 노출이 잘 평가되고 관리되었는가?

2.1. 사용하는 화학물질 일부만 노출에 대한 관리가 이루어지고 있었다.

○ 표 2 노출관리 화학물질 현황에서 보듯이 현재 사용 중인 화학물질의 개별 종류 수는 총 83종인데 반해 작업환경측정이 이루어지고 있는 물질은 24종으로 전체의 28.9%에 불과함. 여기서 중요한 점은 현재 측정을 통해 관리되지 못한 물질들이 절대로 안전한 물질이 아니라는 점임.

표 . 법적 측정대상을물질 이외의 작업환경측정가능 물질 리스트

물질명	제제및사용형태	사용공정	월사용량	노출기준
BF𝟹	단일물질, Bottle	IMP	0.75kg	C1 ppm(ACGIH)
Catechol	혼합물질, Line	CLEAN	3,540L	5 ppm(ACGIH)
NH𝟺OH	혼합물질, Line	CLEAN	3,200L	ILDH,100 ppm(NIOSH)
PGME	혼합물질, Bottle	PHOTO	3.7L	100 ppm(ACGIH)
SiH𝟺	단일물질, Bottle	PHOTO	340kg	5 ppm(ACGIH)

2.2. 반도체 공장에는 화학물질 노출 위험이 상존하고 있다.

○ 보고서에 따르면 총 99종의 화학물질 제품의 사용형태는 ‘라인을 이용한 중앙공급방식’으로 사용되는 경우가 32종, 작업자가 직접 교체 투입해야 하는 ‘병’ 형태가 65종, ‘드럼’ 형태가 2종인 것으로 나타남. (표. 1) 보고서는 병이나 드럼을 이용한 내부공급방식은 용기의 개폐, 소분(나누어 담음)의 과정과 이들 제품의 일부를 공장 내부에 보관하는 과정에서 적절히 관리되지 않는 경우 화학물질이 작업장 내로 누출될 가능성이 있고, 라인을 이용한 중앙공급방식은 배관 연결 부위 누설 등으로 화학물질이 작업장 내로 누출될 가능성이 가장 높다고 지적하고 있음.

○ 이와 같은 내용은 “가스와 유기용제는 모두 중앙에서 공급”된다는 삼성전자의 주장이 사실과 다르다는 것을 의미함. 지난 2010년 4월 15일 자 한겨레 기사에 따르면 삼성전자는 “재직 때 유기용제와 가스 누출 사고가 비일비재 했고 많을 때는 한 달에 두세 차례 사고가 나기도 했다.”는 전직 삼성반도체 엔지니어의 증언에 대하여 “가스와 유기용제는 모두 중앙에서 공급된 뒤 처리가 끝나면 자동으로 빠져나가며, 가스 누출 등의 문제가 생기면 자동적으로 안전장치가 가동된다.”는 해명과 배치되는 것임.

2.3. 반도체 공장에서는 위험한 수준의 화학물질 노출이 있었다.

○ 삼성전자 5라인 현장의 6개 공정에서 독성 또는 인화성 가스물질을 대상으로 AsH3 등 총 17종이 검지되고 있음. 검지되는 물질에 대한 경보발령 수준은 물질의 특성에 따라 독성물질의 경우는 “사망에 이르거나 건강에 치명적인 수준(Immediately Dangerous to Life or Health, IDLH)”을, 인화성이 있는 물질의 경우는 “인화하한치(Lower Flammable Limit, LFL)”를, 폭발성이 있는 물질은 “폭발하한치(Lower Explosive Limit, LEL)"를 기준으로 하여 1/10정도로 낮게 자체 기준을 정하고 있음.

표 . 공정 및 검지물질별 검지기 설치 현황

검지 물질명	공정	IDLHs (ppm)	알람설정농도(ppm)	센서 설치 위치		농도확인 장소
				장비내부	장비외부	Fab 내외부
NF3	CVD	1,000	100	8		O
NH3	CVD/DIFF/ ETCH	300	25	37		O
SiF4	CVD	-	3	10		O
SiH4	CVD/DIFF/ ETCH	-	5	53		O
WF6	CVD	-	3	3		O
H2	DIFF/FT	-	500	25		O
			0.8%vol		25	O
HCl	DIFF	50	5	49		O
PH3	DIFF/IMP	50	0.3	8		O
SiH2Cl2	DIFF	-	5	26		O
BCl3	ETCH	-	5	8		O
Cl2	ETCH	10	0.5	27		O
HBr	ETCH	30	3	21		O
LNG	FT		20%LFL		1	O
O2	FT	-	18%vol		2	O
AsH3	IMP	3	0.05	20		O
BF3	IMP	25	3	15		O
			0.25	4		O
F2	PHOTO	25	1	9		O

○ 2009년 2월~7월까지 6개월간 총 46건의 가스 검지기 경보가 울렸음. 물질별로는 BCl3가 경보 발령 횟수가 가장 많았으며, 가스가 누출되는 시간도 6~5,729초로 나타났고, 검지된 농도가 노출기준을 초과하여 누출된 경우도 있었음.

표 . 최근 6개월간 5라인의 검지기 경보 발생 현황(물질명별)

물질명	공정	경보 횟수	노출기준	발생원인	농도(ppm)		누출시간(초)
					발생시	최고
AsH𝟹	IMP	1	TWA 0.005	PM작업(SOP 준수)	0.005	0.007	486
BCl𝟹	ETCH	13	-	PM작업(SOP 준수)	0.5	0.6	31
				PM작업(SOP 준수)	0.5	0.5	27
				PM작업(SOP 준수)	0.5	0.8	96
				PM작업(SOP 준수)	0.5	0.5	32
				PM작업(SOP 준수)	0.5	0.6	74
				PM작업(SOP 준수)	5.8	6.2	91
				PM작업(SOP 준수)	0.5	0.8	43
				PM작업(SOP 준수)	6.2	10.2	81
				PM작업(SOP 준수)	0.5	0.5	24
				PM작업(SOP 준수)	0.5	0.6	35
				PM작업(SOP 준수)	0.5	0.6	36
				PM작업(SOP미준수)	0.5	0.5	36
				PM작업(SOP미준수)	0.5	0.7	39
Cl𝟸	ETCH	3	TWA 0.5 STEL 1	실제 누출	1.14	1.14	395
				실제 누출	1.28	1.28	2448
				원인 미파악	0.06	0.06	11
H𝟸	DIFF	5	-	PM작업(SOP 준수)	918	918	21
				검지기 오동작	719	719	22
				검지기 오동작	233	233	24
				검지기 오동작	153	153	25
				검지기 오동작	1,000	1,000	19
HBr	TECH	7	C2	PM작업(SOP 준수)	0.3	0.3	35
				PM작업(SOP 준수)	0.3	0.5	163
				PM작업(SOP 준수)	0.3	1.7	681
				PM작업(SOP 준수)	0.3	0.3	83
				PM작업(SOP 준수)	0.3	0.3	62
				PM작업(SOP미준수)	9.7	9.7	199
				실제 누출	6.4	9.5	5729
HCI	DIFF	8	C2	PM작업(SOP 준수)	14.6	14.6	21
				원인 미파악	2.59	2.59	22
				원인 미파악	10.4	10.4	683
				검지기 오동작	12.9	12.9	22
				검지기 오동작	3.29	3.29	22
				검지기 오동작	2.79	2.79	19
				검지기 오동작	2.55	2.55	26
				검지기 오동작	15	15	19
PH𝟹	DIFF	1	TWA 0.3 STEL 1	검지기 오동작	0.065	0.065	799
SiH𝟺	CVD	7	TWA 5	검지기 오동작	0.8	0.8	441
				PM작업(SOP 준수)	0.5	0.9	80
				PM작업(SOP 준수)	0.5	0.8	347
				PM작업(SOP 준수)	3.3	3.3	416
				PM작업(SOP 준수)	3.1	3.1	415
				PM작업(SOP 준수)	2.9	2.9	411
				PM작업(SOP 준수)	2.7	2.7	412

○ 46건의 경보발생에 대한 원인을 파악한 결과 PM(Preventive Maintenance, 유지보수작업)작업시 SOP(Standard Operating Procedure, 표준작업절차)를 지키면서 작업하여도 잔류가스의 영향으로 경보가 발생한 경우가 25건(54%)로 가장 많았음. 검지기의 오작동이 11건(24%), PM작업시 SOP 미준수 3건, 정상적으로 공정이 가동되고 있는 상황에서 누출 3건, 원인 미파악 4건 순이었음.

○ SOP(Standard Operating Procedure, 표준작업절차)를 지키면서 작업하여도 경보가 발생하였다면 SOP 자체에 문제가 있거나, 유해가스를 완전히 정화시키는 시간(Purging Time)이 불충분하거나 설비에 이상이 있음을 의미함. 또한 우리가 주목하여야 할 부분은 정상적으로 공정이 가동되고 있는 상황에서의 누출임.

○ 또한 “가스 누출 등의 문제가 생기면 자동적으로 안전장치가 가동된다.”는 회사의 주장과 달리 일부 가스 누출의 경우 95분 이상(5,729초) 누출되어 매우 위험한 상황이었음에도 불구하고, 경보가 울리고 기준을 넘어선 노출이 발생한 경우에도 가스가 자동으로 차단되지 않고 수 분 이상 지속되었음을 확인할 수 있음.

2.4. 반도체 노동자들 중에서 높은 농도의 화학물질에 노출될 수 있다.

○ 2009년 2월~7월까지 6개월간 총 46건의 가스 검지기 경보가 울렸음. 이는 매우 빈번한 노출임. 노출시간도 짧지 않았고, 노출 농도도 높은 경우가 있었음.

○ 따라서 보고서에서는 설비 안에서 기계/물질 교체, 세척 등의 직무(PM직무)를 수행하는 근로자들에 대한 체계적이고 지속적인 노출억제 방안을 마련하여야 한다고 하였음. 또한 직무별 노출수준 평가에서 조사된 포터공정과 이온주입공정에서의 PM 엔지니어 및 설비 엔지니어 화학물질 노출수준은 “중간” 혹은 “높음”으로 평가하였음.

○ 그럼에도 불구하고 공정 설비점검, 정비, 세척 등의 높은 노출 직무 근로자에 대한 노출평가가 누락되었거나 체계적으로 실시되고 있지 않고 있음. 보고서에서 조사한 기흥공장 5라인은 3년 전에도 한국안전환경연구원의 작업환경측정 결과에서 “설비 PM작업시 작업자는 순간 고농도의 유해화학물질에 노출가능성을 보이고 있으며, 간단한 작업시에는 SERVICE AREA 내에서 직접 취급하고 있어 주변의 동료 노동자들도 함께 노출될 위험성이 발견됨.”이라는 결과를 받았음. 당시 작업환경측정 결과에 따라 작업 방식이나 작업환경을 개선하려는 노력을 기울였다면 똑같은 문제점이 2009년 보고서에서 지적되지 않을 것임.

○ 설비 안에서 정비작업를 수행하는 근로자들에게는 노출강도가 높은 경우는 화학사업장의 정비작업에서도 나타나는 현상임. 화학사업장의 해당설비 정비 작업 기간에서는 직접 정비를 담당하는 근로자뿐만 아니라 주변의 근로자도 화학물질 노출이 높은 것으로 조사되었음. 따라서 반도체 공장에서 도 PM시, 화학물질 노출이 PM엔지니어뿐만 아니라 주변 근로자에게도 영향을 줄 수 있음.

4. 결론

○ 자문보고서를 바탕으로 삼성반도체 공장에서의 화학물질 관리와 노출관리 상황을 살펴본 결과 ▶ 반도체 공장에서 사용되는 화학물질의 독성에 대한 평가와 관리가 미비하고, ▶ 사용하는 화학물질 일부만 노출에 대한 관리가 이루어지고 있었고, ▶ 반도체 공장에는 화학물질 노출 위험이 상존하고 있고, 반도체 공장에서는 위험한 수준의 화학물질 노출이 있었음. 그러나 무엇보다도 큰 문제는 ▶ 반도체 노동자들 중에서 높은 농도의 화학물질에 노출될 수 있다는 것임.

○ 비록 삼성전자가 화학물질 노출관리에 있어 산업안전보건법상의 기준을 준수하였다 하더라도 법적 기준 준수가 노동자들에게 안전한 작업환경을 제공하고 있다는 것을 의미하는 것은 아님. 더욱이 이번 자문 보고서를 통해 그간의 삼성전자의 주장과 달리 화학물질 노출관리의 문제점이 확인된 만큼 삼성전자는 이에 대해 충분히 납득 할 수 있는 해명을 내놓아야 하며, 또한 반도체 공장에서 발생하고 있는 백혈병 발병의 원인과 책임을 더 이상 회피해서는 안 될 것임.

○ 또한 화학 물질 노출관리의 문제와 작업환경 안전성의 문제는 비단 삼성전자만의 문제는 아님. 이번 보고서에서 드러나듯 다양한 문제에도 불구하고 현행 산업안전보건법 상으로는 전혀 문제가 되지 않고 있다는 것은 신기술이 바로 바로 흡수되는 반도체산업의 특성과 이것을 뒷받침하지 못하는 산업안전보건법 상의 문제가 중첩되어 있는 것임. 반도체산업은 아시아에 집중되어 있음. 따라서 반도체산업에 종사하는 노동자의 건강문제는 반도체산업을 주도하는 한국의 정부가 풀어야할 과제임. 반도체산업 노동자들의 건강과 생명보호를 위해서 적합한 제도적 보완과 관리감독 방안을 마련하여야 할 것임.