반도체 공정에서는 인체나 환경에 유해한 여러가지 가스가 나온다.
반도체 회사들은 이 때문에 공정에서 나오는 인체 유해한 다양한 종류의 가스를 빨아드려 제거하는 세장장치인 세정기(Scrubber)를 공정라인마다 설치해놓고 가동한다.
유해가스 중 인체에는 해롭지 않지만 지구환경에 큰 피해를 끼치는 것이 과불화화합물(PFC)이다.
4불화탄소(CF4),불화에탄(C2F6),불화황(SF6) 등이 여기에 속한다.
이 가스는 지구 온난화지수가 이산화탄소를 기준으로 했을 때에 비해 수천~수만배다.
PFC가 강력한 지구온실화 가스라는 것이 확인된 후 세계반도체협의회(WSC)는 지난 1999년 자발적으로 PFC 가스 감축에 합의했다.
우리나라는 1997년을 기준으로 2010년까지 PFC가스 배출량을 10% 감축키로 했고 미국,일본,대만,유럽도 기준년도는 다르지만 감축목표율은 같다.
하지만 PFC가스는 워낙 안정해 왠만해서는 분해가 잘 안되는 가스다.
현재 여러 가지 분해 기술개발이 이뤄지고 있지만 그리 녹녹치 않다.
한국화학연구원 화학기술부 미세화학기술팀(팀장 김희영)은 PFC가스를 저온에서 분해할 수 있는 촉매식 처리기술을 개발해 신뢰성을 확보하기 위한 운전테스트를 하고 있다.
이 팀은 흡착제 및 촉매개발업체인 에코프로와 세정기업체인 유니셈과 협동연구로 비교적 낮은 온도에서 PFC가스를 분해 제거할 수 있는 기술을 개발했다.
PFC가스 처리기술은 대략 4~5가지가 있다.
이중 흡착법은 가장 효과적이지만 별도의 설비를 갖춰야하기 때문에 설비비와 운전비가 많이 들어 비경제적이다.
고온 플라즈마를 이용하는 방법도 있는데 이것은 높은 에너지로 분해하기 때문에 PFC가스외의 다른 가스까지 분해해 2차오염 물질이 발생할 수 있다는 게 문제다.
가장 쉬운 방법으로 섭씨 1200도까지 온도를 올려 PFC 가스를 분해하는 가열 소각법이 있지만 이 또한 운전비가 많이 든다.
이 때문에 가장 효과적인 방법으로 촉매를 이용해 온도를 낮추고도 PFC가스를 분해하는 촉매식 분해 제거법이다.
이 기술의 핵심은 오래 쓸 수 있으면서도 가격이 저렴한 촉매확보.
이 팀은 알루미늄(Al)과 인(P) 계열의 촉매를 개발해 PFC가스 제거 기술에 적용했다.
방식은 반도체 공정 배출가스를 필터링해 고체형태의 물질을 제거하고 PFC 가스 분해공정에 넣어 섭씨 약 800도 이하에서 2차 오염물 발생 없이 분해하고 이를 고형흡착제로 제거하는 방식이다. 이런 기술은 현재 일본 히타치사가 개발한 상태인데 공정흐름은 같고 촉매가 다르다. 히타치사는 니켈(Ni)과 아연(Zn)계열 촉매를 사용한다.
이 기술을 적용해 세정기를 만들고 테스트한 결과 800도이하에서 모든 종류의 PFC가스들이 분해되고 1개월 이상 장기간 운전 후에도 분해능력이 유지되는 것으로 나타났다.
현재 국내 반도체 업계는 2010년 감축 목표연도가 다가옴에 따라 조만간 PFC 가스 제거설비를 갖출 것으로 보여 국내시장 확보와 해외시장 진출도 모색할 수 있을 것으로 기대된다.
이 팀은 현재 개발한 스크레버의 신뢰성 테스트를 진행하고 있고 참여기업인 유니셈은 대만 반도체회사에서 이달 중 2대를 넣어 테스트하기로 했다.
박용기 미세화학연구팀 박사는 "3~4개월간 운전테스트를 하면서 성능을 검증할 계획"이라며 "상용화돼 스크레버 시장에 성공적으로 진입하면 2007년께 1000대에 달할 국내시장을 점유해갈 수 있을 것 "이라고 말했다.
대전=조규환기자
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반도체 회사들은 이 때문에 공정에서 나오는 인체 유해한 다양한 종류의 가스를 빨아드려 제거하는 세장장치인 세정기(Scrubber)를 공정라인마다 설치해놓고 가동한다.
유해가스 중 인체에는 해롭지 않지만 지구환경에 큰 피해를 끼치는 것이 과불화화합물(PFC)이다.
4불화탄소(CF4),불화에탄(C2F6),불화황(SF6) 등이 여기에 속한다.
이 가스는 지구 온난화지수가 이산화탄소를 기준으로 했을 때에 비해 수천~수만배다.
PFC가 강력한 지구온실화 가스라는 것이 확인된 후 세계반도체협의회(WSC)는 지난 1999년 자발적으로 PFC 가스 감축에 합의했다.
우리나라는 1997년을 기준으로 2010년까지 PFC가스 배출량을 10% 감축키로 했고 미국,일본,대만,유럽도 기준년도는 다르지만 감축목표율은 같다.
하지만 PFC가스는 워낙 안정해 왠만해서는 분해가 잘 안되는 가스다.
현재 여러 가지 분해 기술개발이 이뤄지고 있지만 그리 녹녹치 않다.
한국화학연구원 화학기술부 미세화학기술팀(팀장 김희영)은 PFC가스를 저온에서 분해할 수 있는 촉매식 처리기술을 개발해 신뢰성을 확보하기 위한 운전테스트를 하고 있다.
이 팀은 흡착제 및 촉매개발업체인 에코프로와 세정기업체인 유니셈과 협동연구로 비교적 낮은 온도에서 PFC가스를 분해 제거할 수 있는 기술을 개발했다.
PFC가스 처리기술은 대략 4~5가지가 있다.
이중 흡착법은 가장 효과적이지만 별도의 설비를 갖춰야하기 때문에 설비비와 운전비가 많이 들어 비경제적이다.
고온 플라즈마를 이용하는 방법도 있는데 이것은 높은 에너지로 분해하기 때문에 PFC가스외의 다른 가스까지 분해해 2차오염 물질이 발생할 수 있다는 게 문제다.
가장 쉬운 방법으로 섭씨 1200도까지 온도를 올려 PFC 가스를 분해하는 가열 소각법이 있지만 이 또한 운전비가 많이 든다.
이 때문에 가장 효과적인 방법으로 촉매를 이용해 온도를 낮추고도 PFC가스를 분해하는 촉매식 분해 제거법이다.
이 기술의 핵심은 오래 쓸 수 있으면서도 가격이 저렴한 촉매확보.
이 팀은 알루미늄(Al)과 인(P) 계열의 촉매를 개발해 PFC가스 제거 기술에 적용했다.
방식은 반도체 공정 배출가스를 필터링해 고체형태의 물질을 제거하고 PFC 가스 분해공정에 넣어 섭씨 약 800도 이하에서 2차 오염물 발생 없이 분해하고 이를 고형흡착제로 제거하는 방식이다. 이런 기술은 현재 일본 히타치사가 개발한 상태인데 공정흐름은 같고 촉매가 다르다. 히타치사는 니켈(Ni)과 아연(Zn)계열 촉매를 사용한다.
이 기술을 적용해 세정기를 만들고 테스트한 결과 800도이하에서 모든 종류의 PFC가스들이 분해되고 1개월 이상 장기간 운전 후에도 분해능력이 유지되는 것으로 나타났다.
현재 국내 반도체 업계는 2010년 감축 목표연도가 다가옴에 따라 조만간 PFC 가스 제거설비를 갖출 것으로 보여 국내시장 확보와 해외시장 진출도 모색할 수 있을 것으로 기대된다.
이 팀은 현재 개발한 스크레버의 신뢰성 테스트를 진행하고 있고 참여기업인 유니셈은 대만 반도체회사에서 이달 중 2대를 넣어 테스트하기로 했다.
박용기 미세화학연구팀 박사는 "3~4개월간 운전테스트를 하면서 성능을 검증할 계획"이라며 "상용화돼 스크레버 시장에 성공적으로 진입하면 2007년께 1000대에 달할 국내시장을 점유해갈 수 있을 것 "이라고 말했다.
대전=조규환기자
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