반도체 생산 공정의 유해 가스·먼지 한꺼번에 잡는다

한국기계연구원 김용진 박사팀, 반도체 공정 가스·먼지 동시 저감장치 개발

반도체 공정 전후로 나뉜 오염물질 처리를 통합해 설비규모 30% 절감 효과

반도체 생산 공정 오염물질 제거를 위한 정전 방식 가스·먼지 동시 저감장치

국내 연구진이 반도체 생산 공정에서 발생하는 온실가스 유발 물질을 줄이는 ‘정전 방식 가스·먼지 동시 저감장치’를 개발했다. 이 공정을 적용하면 기존 반도체 공정에서 전·후로 나뉘어있던 오염물질 처리를 통합형으로 할 수 있어 설비 규모를 30% 절감할 수 있다.

한국기계연구원(원장 박천홍)은 환경시스템연구본부 김용진 박사 연구팀이 반도체 공정에 쓸 수 있는 가스·먼지 동시 저감 장치를 개발했다고 25일 밝혔다.

반도체 생산 공정에서는 에칭이나 화학 증착, 이온주입 등의 과정을 거치며 SF6(육불화황), CF4(사불화탄소), NF3(삼불화질소), HF (불화수소), NOx (질소산화물), 초미세먼지 등 다양한 유해 오염물질이 발생한다. 최근에는 반도체 제조에 필요한 웨이퍼 직경이 대형화되고 대면적 디스플레이의 생산 증가, 반도체 공정의 급속세정 공정 추가 등으로 인해 배출 가스의 양이 증가하고 있다.

일반적으로 이들을 제거하기 위해선 선택적 촉매 환원(SCR)과 습식 스크러버 등을 진행하는데, 설비 구축이나 찌꺼기 처리 등에 손이 많이 간다.



연구팀이 개발한 장치는 정전 산화·습식 환원·습식 전기집진 방식을 하나로 통합했다. 배출가스를 제거하기 위해 고온과 저온 처리를 모두 거쳐야 했던 방식과 달리 저온 상태에서 모두 처리가 가능하다. 배기가스를 물에 잘 녹는 수용성 상태로 만들고서 복합 환원제를 뿌려 없애는 원리다. 최종적으로 배출되는 초미세먼지는 자동 세정형 전기집진 장치로 제거해 정화 효율을 높였다고 기계연 측은 설명했다.

해당 공정을 적용하면 기존보다 설비 규모를 30％가량 줄일 수 있을 것으로 연구팀은 보고 있다.

연구팀은 정전방식 가스·먼지 동시 저감장치 기술을 연구소 기업(엔노피아)과 함께 시범 적용했다. 김용진 박사는 “기존의 오염물질 제거장비가 설치면적과 처리량이 비례한다면 새로 개발한 장치는 가스 유량과 농도 대비 외부의 정전 라디컬 주입량으로 조절된다”며 “일체형 복합방식이기 때문에 설치 면적을 획기적으로 줄일 수 있고, 습식 자동 세정형 전기집진기의 저배압, 고내구성 기술이 결합해 제조라인 내부에 운용이 가능하다”고 말했다. /고광본선임기자 [e-mail]