전기가열방식 스크러버의 NF₃ 제거 효율

Q: 이 논문에서 정의한 제거효율(DRE)이란 무엇인가?

제거효율(DRE)은 스크러버의 전단과 후단에서 NF₃ 농도 및 유량을 측정하여 산출하는 값이다. 이는 스크러버로 유입되는 NF₃의 총량 대비 스크러버를 거쳐 배출되는 NF₃의 총량 감소 비율을 의미하며, 스크러버의 NF₃ 제거 성능을 정량적으로 평가하는 지표로 활용된다.

Q: 개선된 스크러버와 RPSC 방식의 챔버를 사용하면 NF₃ 배출량을 얼마나 줄일 수 있는가?

결론적으로, 반도체 및 디스플레이 공정에서 개선된 전기가열방식 스크러버와 RPSC(Remote Plasma Source Chamber) 방식의 process chamber를 함께 사용할 경우, NF₃ 배출량을 99.95% 이상 줄일 수 있다. 이는 국내 LCD 제조사들의 온실가스 감축 목표 달성에 크게 기여할 것으로 예상된다.

문동민; 이진복; 이지연; 김동현; 이석현; 이명규; 김진석

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자료유형: 학술저널

저자정보: 문동민 이진복 이지연 김동현 이석현 이명규 김진석

저널정보: 한국분석과학회 분석과학 분석과학 제19권 제6호

발행연도: 2006.12

수록면: 535 - 543 (9page)

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현재 반도체 및 LCD(Liquid Crystal Display) 제조 공정에 널리 사용하는 NF₃는 국제적으로 대기중 배출량에 대한 규제를 실시 중인 온실가스 중의 하나다. 온실가스의 배출량 감축을 위하여 국내 대상 산업체들은 NF₃ 배출량의 감소에 지속적으로 노력을 해 오고 있다. 본 연구는 LCD를 제조하는 국내 3사에 설치된 NF₃ 처리용 전기가열방식 스크러버(scrubber)의 제거효율(DRE, Destruction and Removal Efficiency)과 process chamber에서의 NF₃ 사용 비율(use rate in process)을 측정하였다. 스크러버의 효율을 정확하게 측정하기 위하여, 비활성 기체인 He을 일정 유량으로 주입시켜주는 방법으로 시료를 채취하고, 정밀 가스질량분석기(Gas-MS)를 이용하여 시료 중 화학종들의 분압을 측정하였다. 세 회사에 설치되어 있는 스크러버의 효율을 측정한 결과, 2004년 이전에 설치한 스크러버의와 그 이후 개선한 스크러버의 DRE는 각각 52%와 95% 이상임을 확인하였다. 또한 Process chamber의 NF₃ 사용 효율은 1세대 및 2세대 공정라인에 설치한 RFSC(Radio Frequency Source Chamber)의 경우 75% 보다 낮지만, 3세대 이상 라인에 설치한 RPSC(Remote Plasma Source Chamber)의 경우는 95% 이상으로 측정이 되었다. 반도체 및 디스플레이 공정에 개선된 스크러버와 RPSC식 process chamber를 사용할 경우 NF₃ 배출량을 99.95% 이상 줄일 수 있을 것으로 예상된다. 따라서 NF₃에 대한 국내 3사의 온실가스 감축 목표가 성공적으로 이루어 질 것으로 예상된다.

Being used widely in semiconductor and display manufacturing, NF₃ is internationally considered as one of the regulated compounds in emission. Numerous companies have been continuously trying to reduce the emissions of NF₃ to comply with the global environmental regulation. This work is made to report the destruction and removal efficiency (DRE) of electrically heated scrubbers and the use rate in process chambers installed in three main LCD manufacturing companies in Korea. As the measurement techniques for NF₃ emission, mass flow controlled helium gas was continuously supplied into the equipment by which scrubber efficiency is being measured. The partial pressures of NF₃ and helium were accurately measured for each sample using a mass spectrometer, as it is emitted from inlet and outlet of the scrubber system. The results show that the DRE value for electrically heated scrubbers installed before 2004 is less than 52 %, while that for the new scrubbers modified based on measurement by scrubber manufacturer has been sigificentely improved upto more than 95 %. In additon, we have confirmed the efficiency depends on such variables as the inlet gas flow rate, water content, heater temperature, and preventative management period. The use rates of NF₃ in process chambers were also affected by the process type. The use rate of radio frequency source chambers, built in the 1st and 2nd generation process lines, was determined to be less than 75 %. In addition, that of remote plasma source chambers for the 3rd generation was measured to be aboove 95 %. Therefore, the combined application of improved scrubber and the RPSC process chamber to the semiconductor and display process can reduce NF₃ emmision by 99.95 %. It is optimistic that the mission for the reduction of greenhouse gas emission can be realized in these LCD manufacturing companies in Korea.

#destruction and removal effiency #electricaly heated scrubber #perfluorocompound #NF3 #greenhouse gas #remote plasma source chamber

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