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반도체공정 온실가스·미세먼지 동시에 잡는다

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2018년 10월 25일 18:34 프린트하기

기계硏, 고효율 반도체공정 배기가스 처리장치 개발

 

한국기계연구원이 개발한 정전 방식의 가스·먼지 통합형 배기가스 저감장치. - 기계연 제공
한국기계연구원이 개발한 정전 방식의 가스·먼지 통합형 배기가스 저감장치. - 기계연 제공

국내 연구진이 반도체 생산 공정에서 나오는 온실가스와 미세먼지를 동시에 잡을 수 있는 기술을 개발했다. 반도체 공정의 오염물질 처리 설비 규모를 30% 줄일 수 있어 비용 절감은 물론이고 생산 효율도 높일 수 있을 것으로 기대를 모은다.

 

김용진 한국기계연구원 환경기계연구본부 책임연구원 연구팀은 반도체 생산 공정에서 발생하는 온실가스와 미세먼지 등 유해물질을 간편하게 줄여 주는 정전 방식의 가스·먼지 통합형 배기가스 저감장치를 개발했다고 25일 밝혔다. 김 연구원은 “이 장치를 적용하면 기존에 여러 단계로 나뉘어져 있던 오염물질 처리 공정을 하나로 통합할 수 있다”고 밝혔다.

 

반도체 공정에서는 에칭이나 화학 증착, 이온 주입 등 공정을 거치면서 육불화황(SF6)과 사불화탄소(CF4), 삼불화질소(NF3), 불화수소(HF), 질소산화물(NOx), 미세먼지(PM) 등 다양한 인체 유해물질과 온실가스가 발생한다. 기존에는 촉매로 오염물질을 선택적으로 제거하는 방식과 먼지에 물을 뿌려 포집하는 습식 스크럽 공정을 거쳐 오염물질을 줄였다. 그러나 이 경우 고온 조건과 대형 설비가 필요했다. 발생하는 폐수와 슬러지를 다시 처리해야 하는 문제도 있었다.
 
반면 연구진이 개발한 저감장치는 저온 조건에서 모든 오염물질 처리가 가능하다. 정전식의 산화 공정과 습식의 환원, 전기집진 공정을 통합한 결과다. 오염물질 처리 설비의 규모를 기존 대비 30% 줄일 수 있다. 산화력이 높은 정전 라디칼 입자를 이용해 배기가스를 물에 잘 녹는 수용성으로 만들고 환원제를 분무해 이를 제거한다. 미세먼지는 전기집진 장치로 잡는다.
 
연구진은 연구소기업 엔노피아와 함께 국내 반도체 공정을 대상으로 이 장비를 시범 적용해 실증하고 있다. 향후에는 실제 생산 현장에도 적용할 수 있도록 상용화를 추진할 계획이다. 김 연구원은 “기존의 배기가스 처리 공정은 시설 규모와 배기가스 처리량이 비례했지만 새로 개발한 장치는 정전 라디칼 주입량을 늘려 많은 양을 처리할 수 있다”며 “비용을 절감하고 반도체 생산 효율을 높이는 데 기여할 것”이라고 밝혔다.

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