KR20120080512A - Adsorbents for exhaust gas and method for treating exhaust gas using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배기가스 흡착제 및 이를 이용한 배기가스 처리방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 반도체 제조공정 중 식각공정을 거쳐 배출되는 배기가스에 대하여 우수한 흡착성능을 나타낼 수 있고, 제품수명 등이 향상된 흡착제 및 이를 이용한 배기가스 처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust gas adsorbent and an exhaust gas treatment method using the same, and more particularly, to an exhaust gas discharged through an etching process during a semiconductor manufacturing process, and exhibiting excellent adsorption performance, and an adsorbent having an improved product life and the like. It relates to a used exhaust gas treatment method.
리소그래피 공정은 반도체 소자의 제조에 있어서 필수적인 공정으로서, 이는 포토레지스트의 도포, 노광 및 현상을 통한 포토레지스트 패턴 형성공정과 이를 마스크로 하여 식각하는 공정으로 대별된다. 이 중에서, 특히 식각공정은 습식 식각공정과 건식 식각공정으로 대별되는데, 여기서 건식 식각공정에서는 보론 트리클로라이드(BCl3), 보론 헥사클로라이드(SF6), 불산(HF), 불소(F2), 설퍼 헥사플루오라이드(SF6), 실리콘 테트라클로라이드(SiCl4), 실리콘 테트라플루오라이드(SiF4), 염산(HCl), 카본 테트라플루오라이드(CF4), 텅스텐 헥사클로라이드(WCl6), 하이드로겐 브로마이드(HBr) 등의 할로겐족 가스가 많이 사용되고 있다.The lithography process is an essential process in the manufacture of semiconductor devices, which are roughly divided into photoresist pattern forming processes through the application, exposure and development of photoresists and etching processes using masks. Among them, in particular, the etching process is roughly divided into a wet etching process and a dry etching process, in which the dry etching process includes boron trichloride (BCl 3 ), boron hexachloride (SF 6 ), hydrofluoric acid (HF), fluorine (F 2 ), Sulfur hexafluoride (SF 6 ), silicon tetrachloride (SiCl 4 ), silicon tetrafluoride (SiF 4 ), hydrochloric acid (HCl), carbon tetrafluoride (CF 4 ), tungsten hexachloride (WCl 6 ), hydrogen Halogen gas, such as bromide (HBr), is used a lot.
그런데, 식각공정을 거친 할로겐족 배기가스는 공기와 접촉시 쉽게 반응하며, 이때 높은 반응열을 발생시켜 화재 및 폭발 등의 위험성을 지니고 있음은 물론, 안개, 비 등과 반응하여 산성비의 원인이 되기도 한다. 특히, 염소가스는 독성과 부식성이 매우 강하고, 공기 중 함유량이 30 내지 60ppm인 경우에 눈과 기관지에 눈물을 수반한 심한 자극을 야기하고 심한 경우 폐수종과 같은 치명적인 질병을 야기하기도 하는 등 인체에 매우 유해한 가스로서, 세계 여러 나라에서 그 사용치에 대한 규제가 매우 엄격히 이루어지고 있다. 일례로 한국의 경우, 허용농도를 나타내는 TLV(Threshold Limit Value)가 1ppm 이하로 제한되고 있는 상황이다.However, the halogen-based exhaust gas that has undergone the etching process reacts easily when it comes into contact with air. At this time, it generates high heat of reaction and thus poses a danger of fire and explosion, and may also cause acid rain by reacting with fog and rain. In particular, chlorine gas is very toxic and corrosive, and when the air content is 30 to 60 ppm, it causes severe irritation with tears in the eyes and bronchus, and in severe cases it can cause fatal diseases such as pulmonary edema. As a hazardous gas, regulations on its use are very strict in many countries around the world. For example, in Korea, the threshold limit value (TLV) indicating the allowable concentration is limited to 1 ppm or less.
이러한 반도체 제조공정 중 식각공정에서 배출되는 배기가스를 처리하기 위하여, 실제 반도체 제조공정에서는 식각공정의 후단에 별도의 스크러버를 설치하고, 이를 통해 식각공정을 거쳐 나온 배기가스를 대기 중에 방출하기 전에 처리하고 있다. 스크러버는 크게 습식 스크러버와 건식 스크러버로 나누어진다. 습식 스크러버는 종래에 많이 이용되었던 처리장치인데, 식각공정에서 습식 스크러버가 사용될 경우, 스크러버 내부에 고체물질이 형성되어 배출가스의 배출구를 막는 현상이 발생되고, 방향족 염소 화합물 등의 물질이 미반응되어 잔류하게 된다는 결점을 지니고 있다. 반면에, 건식 스크러버는 할로겐족 화합물을 주로 사용하는 식각공정에서 최근 많이 사용되고 있는 장치이다. 건식 스크러버는 스크러버 내에 흡착제를 장착하여 공정 중 발생된 배기가스를 물리, 화학적 흡착반응 및 연계반응을 통해 제거하는 장치이다. 그러나, 종래의 스크러버는 실제 반도체 공정에 사용시 중화반응으로 인한 강도저하 및 화학적 반응으로 인해 흡착제끼리 약간의 응집이 발생하는 고화현상으로 인해 흡착제 사이의 공극이 줄어 유체의 흐름을 방해하게 되어 차압을 일으킬 수 있으며, 또한 스크러버 내에 대표적인 흡착제로 사용하는 활성탄 등은 특정 반응시 발열하여 위험을 초래하거나 탈착 등을 일으킬 수 있으므로, 안정성, 흡착성능 및 제품수명의 관점에서 개선되어야 할 여지를 많이 지니고 있었다.In order to treat the exhaust gas discharged from the etching process of the semiconductor manufacturing process, a separate scrubber is installed at the rear end of the etching process in the actual semiconductor manufacturing process, and the exhaust gas from the etching process is treated before being discharged to the atmosphere. Doing. The scrubber is largely divided into a wet scrubber and a dry scrubber. A wet scrubber is a conventional treatment device. When a wet scrubber is used in an etching process, a solid material is formed inside the scrubber to block an exhaust gas outlet, and an aromatic reaction such as an aromatic chlorine compound is unreacted. It has the drawback of remaining. On the other hand, the dry scrubber is a device that is used in recent years in the etching process mainly using a halogen compound. Dry scrubber is a device that is equipped with an adsorbent in the scrubber to remove the exhaust gas generated during the process through physical, chemical adsorption reaction and coupling reaction. However, the conventional scrubber is used in the actual semiconductor process, due to the decrease in strength due to the neutralization reaction and the solidification phenomenon that some aggregation occurs between the adsorbents due to the chemical reaction, the voids between the adsorbents are reduced, which hinders the flow of fluid, causing a differential pressure. In addition, activated carbon used as a representative adsorbent in the scrubber may generate heat during a specific reaction and may cause danger or desorption, and thus, there is much room for improvement in terms of stability, adsorption performance, and product life.
이에 당 기술분야에서는 안정적이면서도 흡착성능이 우수하고, 제품수명 등이 향상될 수 있는 반도체 배기가스 흡착제 및 이를 이용한 배기가스 처리방법에 대한 연구가 필요한 실정이다.Therefore, in the technical field, there is a need for a study on a semiconductor exhaust gas adsorbent which can be stable and has excellent adsorption performance and can improve product life and the like and an exhaust gas treatment method using the same.
상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 흡착성능이 우수하고, 제품수명 등이 향상될 수 있는 반도체 식각공정용 배기가스 흡착제 및 이를 이용한 배기가스 처리방법을 제공하고자 한다.In order to solve the above problems, the present invention is to provide an exhaust gas adsorbent for semiconductor etching process and an exhaust gas treatment method using the same, which has excellent adsorption performance and can improve product life.
이에 본 발명은,Accordingly,
1) 층상 화합물; 2) 알칼리금속계 화합물, 알칼리토금속계 화합물 및 산화철계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 제1 흡착활성성분; 및 3) 무기보습제을 포함하는 반도체 식각공정용 배기가스 흡착제를 제공한다.1) layered compound; 2) at least one first adsorption active ingredient selected from the group consisting of alkali metal compounds, alkaline earth metal compounds and iron oxide compounds; And 3) provides an exhaust gas adsorbent for semiconductor etching process comprising an inorganic moisturizer.
또한, 본 발명은 상기 반도체 식각공정용 배기가스 흡착제를 이용하는 반도체 식각공정용 배기가스 처리방법을 제공한다.The present invention also provides an exhaust gas treatment method for a semiconductor etching process using the exhaust gas adsorbent for the semiconductor etching process.
본 발명에 따른 흡착제는 1) 층상 화합물, 2) 알칼리금속계 화합물, 알칼리토금속계 화합물 및 산화철계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 제1 흡착활성성분, 3) 무기보습제를 포함함으로써, 반도체 식각공정시 발생되는 배기가스에 대하여 안정적이며, 흡착성능이 우수하고, 제품수명 등이 향상될 수 있는 특징이 있다.The adsorbent according to the present invention comprises 1) a layered compound, 2) an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound, and at least one first adsorption active ingredient selected from the group consisting of iron oxide compounds, and 3) an inorganic moisturizer, thereby etching semiconductor. It is stable to the exhaust gas generated during the process, and has excellent adsorption performance, and has a feature of improving product life.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따라 제조된 흡착제의 사진이다(3ø, 펠렛).1 is a photograph of an adsorbent prepared according to one embodiment of the present invention (3 °, pellets).
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에 따른 반도체 식각공정용 배기가스 흡착제는 1) 층상 화합물, 2) 알칼리금속계 화합물, 알칼리토금속계 화합물 및 산화철계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 제1 흡착활성성분, 3) 무기보습제를 포함하는 것을 특징으로 한다.Exhaust gas adsorbent for semiconductor etching process according to the present invention 1) at least one first adsorption active ingredient selected from the group consisting of a layered compound, 2) alkali metal compound, alkaline earth metal compound and iron oxide compound, 3) inorganic moisturizer Characterized in that it comprises a.
본 발명에 따른 반도체 식각공정용 배기가스 흡착제에 있어서, 상기 1) 층상 화합물은 흡착제 내에서 기공을 확보하여 흡착활성성분의 반응면적을 증가시켜 성능을 증가하게 만드는 역할을 한다.In the exhaust gas adsorbent for the semiconductor etching process according to the present invention, 1) the layered compound serves to increase the performance by securing the pores in the adsorbent to increase the reaction area of the adsorption active ingredient.
상기 1) 층상 화합물은 벤토나이트(bentonite), 하이드로탈사이트(Hydrotalcite), 몬모릴로나이트(montmorillonite), 버미큘라이트(vermiculite) 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.1) The layered compound is preferably selected from the group consisting of bentonite, hydrotalcite, montmorillonite, vermiculite, and the like, but is not limited thereto.
상기 1) 층상 화합물의 밀도는 500-2,000 kg/㎥인 것이 바람직하고, 비표면적이 900-1,400 m2/g 인 것이 바람직하다. 상기 1) 층상 화합물이 상기 수치범위의 밀도 및 비표면적을 갖는 경우에는 흡착제 내에서 흡착활성성분의 반응면적이 증가되는 장점이 있다.It is preferable that the density of said 1) layered compound is 500-2,000 kg / m <3>, and it is preferable that specific surface area is 900-1,400 m <2> / g. When the layered compound has a density and specific surface area in the numerical range, the reaction area of the adsorption active ingredient in the adsorbent is increased.
상기 1) 층상 화합물의 함량은 흡착제 총중량을 기준으로 6-15 중량%인 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 1) 층상 화합물의 함량이 흡착제 총중량을 기준으로 6 중량% 미만인 경우에는 흡착제의 흡착성능이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있고, 15 중량%를 초과하는 경우에는 성형적인 문제가 발생하거나 나머지 활성 성분의 비율이 적어지기 때문에 흡착성능이 저하될 수 있다.1) The content of the layered compound is preferably 6-15% by weight based on the total weight of the adsorbent, but is not limited thereto. 1) If the content of the layered compound is less than 6% by weight based on the total weight of the adsorbent may cause a problem that the adsorption performance of the adsorbent is deteriorated, and when the content of the layered compound exceeds 15% by weight occurs a molding problem or the proportion of the remaining active ingredient Since there is less, adsorption performance may fall.
상기 1) 층상 화합물은 최종적으로 제조되는 반도체 식각공정용 배기가스 흡착제의 사용용도 및 방법에 따라 분말(powder) 또는 알갱이(granule) 형태일 수 있다. 상기 1) 층상 화합물의 크기는 흡착제의 사용용도 및 적용대상에 따라 적절하게 선택할 수 있고, 분말(powder) 형태인 경우에는 1.2 mm 이하, 알갱이(granule) 형태인 경우에는 1.2 mm 이상인 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.1) The layered compound may be in the form of powder or granules according to the usage and method of the exhaust gas adsorbent for the final semiconductor etching process. 1) The size of the layered compound may be appropriately selected according to the use of the adsorbent and the application target, and in the case of powder, it is preferably 1.2 mm or less, and in the form of granules, 1.2 mm or more. It is not limited only to this.
본 발명에 따른 반도체 식각공정용 배기가스 흡착제에 있어서, 상기 2) 제1 흡착활성성분은 흡착제 내에 포함되어 흡착반응시에 흡착열의 발생을 최소화할 수 있고, 할로겐 산가스와 반응성이 우수하며, 상온상압의 온화한 조건(mild condition)에서 흡착활성을 증대시킬 수 있는 특징이 있다.In the exhaust gas adsorbent for semiconductor etching process according to the present invention, 2) the first adsorption active ingredient is contained in the adsorbent to minimize the generation of heat of adsorption during the adsorption reaction, excellent reactivity with halogen acid gas, room temperature There is a feature that can increase the adsorption activity under mild conditions of normal pressure.
상기 2) 제1 흡착활성성분은 알칼리금속계 화합물, 알칼리토금속계 화합물 및 산화철계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.2) The first adsorption active ingredient is characterized in that it comprises at least one member selected from the group consisting of alkali metal compounds, alkaline earth metal compounds and iron oxide compounds.
상기 알칼리금속계 화합물로는 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH) 등을 들 수 있고, 상기 알칼리토금속계 화합물로는 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 수산화스트론튬(Sr(OH)2) 등을 들 수 있으며, 상기 산화철계 화합물로는 FeO, FeO(OH), Fe2O3, Fe3O4 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.Examples of the alkali metal compound include sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH), and the like, and the alkaline earth metal compound includes magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ), calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), and hydroxide hydroxide. And strontium (Sr (OH) 2 ), and the like, but the iron oxide-based compound may include FeO, FeO (OH), Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , and the like, but is not limited thereto.
상기 2) 제1 흡착활성성분은 알칼리금속계 화합물, 알칼리토금속계 화합물, 산화철계 화합물 등이 단독으로 사용될 수 있을 뿐 아니라, 2종 이상이 함께 사용될 수도 있다.2) As the first adsorption active component, an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound, an iron oxide compound, or the like may be used alone, or two or more kinds thereof may be used together.
특히, 상기 2) 제1 흡착활성성분은 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼슘(Ca(OH)2) 및 FeO(OH)을 포함하는 것이 바람직하다.In particular, the 2) first adsorption active ingredient preferably comprises sodium hydroxide (NaOH), calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) and FeO (OH).
상기 2) 제1 흡착활성성분의 함량은 흡착제 총중량을 기준으로 80-90 중량%인 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 2) 제1 흡착활성성분의 함량이 흡착제 총중량을 기준으로 80 중량% 미만인 경우에는 흡착제의 흡착성능이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있고, 90 중량%를 초과하는 경우에는 성형적인 문제가 발생하거나 나머지 활성성분의 비율이 적어지기 때문에 흡착성능이 저하될 수 있다.2) The content of the first adsorption active ingredient is preferably 80-90% by weight based on the total weight of the adsorbent, but is not limited thereto. 2) If the content of the first adsorption active ingredient is less than 80% by weight based on the total weight of the adsorbent may cause a problem that the adsorption performance of the adsorbent is deteriorated, when the content of the first adsorption active component exceeds 90% by weight occurs a molding problem or the remaining activity Since the proportion of the components is reduced, the adsorption performance may be reduced.
본 발명에 따른 반도체 식각공정용 배기가스 흡착제에 있어서, 상기 3) 무기보습제는 흡착제의 제조시 적절한 수분을 유지하는 역학을 수행할 수 있고, 상기 1) 층상 화합물과 2) 제1 흡착활성성분과의 반응면적을 효과적으로 넓혀줄 수 있고, 가스제거시 발생하는 중화반응 중 발생하는 수분을 조절하는데 기인하여 반응상 생길 수 있는 화학적 반응상 생길 수 있는 흡착제끼리 약간의 응집이 발생함으로써 흡착제 사이의 공극이 줄어 유체의 흐름을 방해하게 되어 차압이나 편류등의 문제를 감소시킨다. 또한, 흡착제 내에 포함됨으로써, 반도체 식각공정용 배기가스 처리시 화학흡착, 물리흡착, 분해반응 등을 촉진시켜 성능을 향상시킨다.In the exhaust gas adsorbent for the semiconductor etching process according to the present invention, the 3) inorganic moisturizing agent can perform the dynamics to maintain the appropriate moisture in the manufacture of the adsorbent, the 1) layered compound and 2) the first adsorption active ingredient and The reaction area of the adsorbent can be effectively expanded, and due to the control of moisture generated during the neutralization reaction generated during gas removal, a slight agglomeration of adsorbents that may occur in the reaction may occur, thereby causing voids between the adsorbents. It reduces the flow of fluid, reducing the pressure difference and the problem of drift. In addition, by being included in the adsorbent, to improve the performance by promoting chemical adsorption, physical adsorption, decomposition reaction, etc. during the exhaust gas treatment for semiconductor etching process.
상기 3) 무기보습제는 테트라에틸오소실리케이트 (TEOS; tetraethylorthosilicate), 지르코늄 프로폭사이드(Zirconium propoxide) 또는 티타늄 티-부톡사이드(Titanium t-butoxide)인 것을 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.3) The inorganic moisturizing agent is characterized in that it comprises at least one of tetraethyl orthosilicate (TEOS), zirconium propoxide (Zirconium propoxide) or titanium t-butoxide (Titanium t-butoxide).
상기 3) 제2 흡착활성성분의 함량은 흡착제 총중량을 기준으로 1-6 중량%인 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 3) 제2 흡착활성성분의 함량이 흡착제 총중량을 기준으로 1 중량% 미만인 경우에는 흡착제의 흡착성능이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있고, 6 중량%를 초과하는 경우에는 성형적인 문제가 발생하거나 흡착제의 흡착성능이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. 3) The content of the second adsorption active ingredient is preferably 1-6% by weight based on the total weight of the adsorbent, but is not limited thereto. 3) If the content of the second adsorption active ingredient is less than 1% by weight based on the total weight of the adsorbent may cause a problem that the adsorption performance of the adsorbent is deteriorated, and when the content of the second adsorption active component exceeds 6% by weight occurs a molding problem or The problem that the adsorption performance is lowered may occur.
또한, 본 발명에 따른 반도체 식각공정용 배기가스 흡착제는 4) 안료 또는 염료를 추가로 포함할 수 있고, 5) 물(H2O)을 추가로 포함할 수 있다.In addition, the exhaust gas adsorbent for the semiconductor etching process according to the present invention may further include 4) pigments or dyes, and 5) may further include water (H 2 O).
상기 4) 안료 또는 염료는 흡착제 색을 나타내기 위한 것으로서, 유기 안료, 무기 안료, 염료 등을 단독 또는 조합하여 이용할 수 있고, 그 함량 또한 흡착제의 색 특성을 실현할 수 있도록 적절하게 결정할 수 있는 것으로서, 특별히 한정되는 것은 아니다.4) The pigment or dye is for showing the color of the adsorbent, and may be used alone or in combination of organic pigments, inorganic pigments, dyes, etc., the content can also be appropriately determined so as to realize the color characteristics of the adsorbent, It is not specifically limited.
보다 구체적으로, 상기 유기 안료로는 C.I. Pigment Blue 15, C.I. Pigment Blue 15:3 등의 청색 안료; C.I. Pigment Violet 19, C.I. Pigment Violet 23 등의 바이올렛 안료; C.I. Pigment Green 7, C.I.Pigment Green 10 등의 녹색 안료; C.I. Pigment Red 5, C.I. Pigment Red 9 등의 적색 안료; C.I. Pigment Orange 31, C.I. Pigment Orange 36 등의 오렌지 안료; C.I. Pigment Yellow 13, C.I. Pigment Yellow 42 등의 황색 안료; C.I. Pigment Brown 23, C.I. Pigment Brown 25 등의 브라운 안료; C.I. Pigment Black 7 등의 흑색 안료를 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.More specifically, the organic pigment is C.I. Pigment Blue 15, C.I. Blue pigments such as Pigment Blue 15: 3; C.I. Pigment Violet 19, C.I. Violet pigments such as Pigment Violet 23; C.I. Green pigments such as Pigment Green 7, C.I. Pigment Green 10; C.I. Pigment Red 5, C.I. Red pigments such as Pigment Red 9; C.I. Pigment Orange 31, C.I. Orange pigments such as Pigment Orange 36; C.I. Pigment Yellow 13, C.I. Yellow pigments such as Pigment Yellow 42; C.I. Pigment Brown 23, C.I. Brown pigments such as Pigment Brown 25; C.I. Black pigments, such as Pigment Black 7, but are not limited to this.
상기 염료로는 아조계 염료, 프탈로시아닌계 염료, 안트라퀴논계 염료, 메틴계 염료, 옥사진계 염료, 카르보늄계 염료, 퀴논이민계 염료, 벤조 퀴논계 염료, 나프토퀴논계 염료, 트리페닐메탄계 염료, 인디고이드계 염료, 페리논계 염료, 나프탈이미드계 염료, 퀴놀린계 염료, 및 상기 염료 함유 금속착염계 염료 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The dyes include azo dyes, phthalocyanine dyes, anthraquinone dyes, methine dyes, oxazine dyes, carbonium dyes, quinoneimine dyes, benzoquinone dyes, naphthoquinone dyes, and triphenylmethane dyes. , Indigoid dyes, perinone dyes, naphthalimide dyes, quinoline dyes, and the dye-containing metal complex dyes, and the like, but are not limited thereto.
본 발명에 따른 반도체 식각공정용 배기가스 흡착제의 비중은 0.6-0.8 g/cm3 인 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 반도체 식각공정용 배기가스 흡착제가 상기 수치범위의 비중을 갖는 경우에, 보다 우수한 흡착성능을 나타낼 수 있고, 제품수명 증대의 효과를 얻을 수 있다.The specific gravity of the exhaust gas adsorbent for the semiconductor etching process according to the present invention is preferably 0.6-0.8 g / cm 3 . When the exhaust gas adsorbent for semiconductor etching process according to the present invention has a specific gravity of the above numerical range, it is possible to exhibit better adsorption performance and to obtain an effect of increasing product life.
본 발명에 따른 반도체 식각공정용 배기가스 흡착제는, 전술한 바와 같이 1) 층상 화합물, 2) 알칼리금속계 화합물, 알칼리토금속계 화합물 및 산화철계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 제1 흡착활성성분, 3) 무기보습제를 포함함으로써, 반도체 식각공정시 발생되는 배기가스에 대하여 보다 우수한 흡착성능을 나타낼 수 있으며, 제품수명 또한 증대시킬 수 있는 특징이 있다.Exhaust gas adsorbent for semiconductor etching process according to the present invention, as described above, at least one first adsorption active ingredient selected from the group consisting of 1) a layered compound, 2) an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound and an iron oxide compound , 3) By including an inorganic moisturizing agent, it can exhibit better adsorption performance for the exhaust gas generated during the semiconductor etching process, and also has the feature of increasing the product life.
본 발명에 있어서, 상기 반도체 식각공정시 발생되는 배기가스는 Cl2, BCl3, HBr, HCl, HF 및 SF6 등을 포함할 수 있다.In the present invention, the exhaust gas generated during the semiconductor etching process may include Cl 2 , BCl 3 , HBr, HCl, HF and SF 6 .
본 발명에 따른 반도체 식각공정용 배기가스 흡착제는, 전술한 1) 층상 화합물, 2) 제1 흡착활성성분, 3) 무기보습제를 이용하는 것을 제외하고는, 당 기술분야에 알려진 방법을 이용하여 제조할 수 있다.Exhaust gas adsorbent for semiconductor etching process according to the present invention can be prepared using any method known in the art, except for using the aforementioned 1) layered compound, 2) first adsorption active ingredient, and 3) inorganic moisturizer. Can be.
또한, 본 발명은 상기 반도체 식각공정용 배기가스 흡착제를 이용하는 반도체 식각공정용 배기가스 처리방법을 제공한다.The present invention also provides an exhaust gas treatment method for a semiconductor etching process using the exhaust gas adsorbent for the semiconductor etching process.
상기 반도체 식각공정용 배기가스 처리방법은 본 발명에 따른 흡착제를 이용하는 것을 제외하고는, 당 기술분야에 알려진 방법을 이용할 수 있다.The exhaust gas treatment method for the semiconductor etching process may use a method known in the art, except for using the adsorbent according to the present invention.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in order to facilitate understanding of the present invention. However, the following examples are provided only for the purpose of easier understanding of the present invention, and the present invention is not limited thereto.
<< 실시예Example > >
<< 실시예Example 1> 1>
입도 325mesh 인 분말형태의 수산화칼슘(밀도: 0.31 g/㎥, 비표면적: 26 m2/g) 250g, C.I. Pigment yellow 42.5 g, 버미큘라이트 30 g, 테트라에틸오소실리케이트 10 g 및 93% 시약용 NaOH 5 g이 녹아있는 80 g의 물을 부어 반죽한다.. 이를 익스트루더로 5 ℃, 60 rpm의 조건하에서 성형시켜준다. 다음으로, 120 ℃에서 6 시간 동안, 180 ℃에서 6 시간 동안 공기를 순환시키면서 건조하였다. 상기 실시예 1로부터 제조된 흡착제의 강도를 분석하여 하기 표 1에 나타내었다.250 g of calcium hydroxide (density: 0.31 g / m 3, specific surface area: 26 m 2 / g) with a particle size of 325 mesh, CI Pigment yellow 42.5 g, vermiculite 30 g, 10 g tetraethyl orthosilicate and 5 g NaOH for 93% reagents Pour this melted 80 g of water and knead it. Mold it with extruder under the condition of 5 ℃ and 60 rpm. Next, drying was performed while circulating air at 120 ° C. for 6 hours and at 180 ° C. for 6 hours. The strength of the adsorbent prepared in Example 1 is shown in Table 1 below.
<< 실시예Example 2> 2>
상기 실시예 1에서, 흡착제 제조시 버미큘라이트를 사용하는 대신에 하이드로탈사이트를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 흡착제를 제조하였다. 상기 실시예 2로부터 제조된 흡착제의 강도를 분석하여 하기 표 1에 나타내었다.In Example 1, an adsorbent was prepared in the same manner as in Example 1, except that hydrotalcite was used instead of vermiculite in preparing the adsorbent. The strength of the adsorbent prepared from Example 2 is shown in Table 1 below.
<< 실시예Example 3> 3>
상기 실시예 1에서, 흡착제 제조시 테트라에틸오소실리케이트를 사용하는 대신에 지르코늄 프로폭사이드를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 흡착제를 제조하였다. 상기 실시예 3으로부터 제조된 흡착제의 강도를 분석하여 하기 표 1에 나타내었다.In Example 1, an adsorbent was prepared in the same manner as in Example 1 except that zirconium propoxide was used instead of tetraethylosilicate in the preparation of the adsorbent. The strength of the adsorbent prepared from Example 3 is shown in Table 1 below.
<< 실시예Example 4> 4>
상기 실시예 1에서, 흡착제 제조시 수산화칼슘을 사용하는 대신에 FeO(OH)을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 흡착제를 제조하였다. 상기 실시예 4로부터 제조된 흡착제의 강도를 분석하여 하기 표 1에 나타내었다.In Example 1, an adsorbent was prepared in the same manner as in Example 1 except that FeO (OH) was used instead of calcium hydroxide in preparing the adsorbent. The strength of the adsorbents prepared in Example 4 is shown in Table 1 below.
<< 비교예Comparative example 1> 1>
상기 실시예 1에서, 흡착제 제조시 버미큘라이트를 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 흡착제를 제조하였다. 상기 비교예 1로부터 제조된 흡착제의 강도를 분석하여 하기 표 1에 나타내었다.In Example 1, an adsorbent was prepared in the same manner as in Example 1 except that vermiculite was not used in preparing the adsorbent. The strength of the adsorbent prepared from Comparative Example 1 is shown in Table 1 below.
<< 비교예Comparative example 2> 2>
상기 실시예 1에서, 흡착제 제조시 테트라에틸오소실리케이트를 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 흡착제를 제조하였다. 상기 비교예 2로부터 제조된 흡착제의 강도를 분석하여 하기 표 1에 나타내었다.In Example 1, an adsorbent was prepared in the same manner as in Example 1, except that tetraethylosilicate was not used in preparing the adsorbent. The strength of the adsorbent prepared from Comparative Example 2 is shown in Table 1 below.
<< 비교예Comparative example 3> 3>
상기 실시예 1에서, 흡착제 제조시 버미큘라이트, 테트라에틸오소실리케이트를 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 흡착제를 제조하였다. 상기 비교예 3으로부터 제조된 흡착제의 강도를 분석하여 하기 표 1에 나타내었다.In Example 1, an adsorbent was prepared in the same manner as in Example 1 except that vermiculite and tetraethyl orthosilicate were not used in preparing the adsorbent. The strength of the adsorbent prepared from Comparative Example 3 is shown in Table 1 below.
<< 비교예Comparative example 4> 4>
야자계 활성탄(상품명: SGA-100, 제조사: 삼천리활성탄소 주식회사 제)을 사용하여 흡착제 강도를 분석하여 하기 표 1에 나타내었다.The adsorbent strength was analyzed using palm-based activated carbon (trade name: SGA-100, manufacturer: Samchully Activated Carbon Co., Ltd.).
<< 실험예Experimental Example >>
상기 실시예 1-4 및 비교예 1-4로부터 제조한 각각의 흡착제에 대하여, 흡착실험장치를 이용하여 흡착성능을 평가하였다. 상기 흡착실험장치는 현재 코캣내의 실험장치를 사용하였다. 이는 고압가스용기에 충전된 특수 가스를 흡착컬럼에 상압상온으로 안전하게 공급하는 시스템 제어장비로서, 터치 스크린 방식으로 되어 있어서 화면을 보면서 제어할 수 있도록 되어 있다. 반도체 식각공정용 배기가스로서는 Cl2, BCl3, HBr, HCl 및 HF 등을 이용하였고, N2 가스를 함께 흘려주어 충전층을 통과하는 가스의 유량을 1,000 ml/min 이 되게 하였다. 흡착컬럼에는 상기 실시예 1-4 및 비교예 1-4에서 제조한 흡착제를 100ml 충전하였고, 흡착성능은 배출되는 가스의 농도를 분석함으로써 평가하였다. 평가결과는 하기 표 2에 나타내었다.For each of the adsorbents prepared in Examples 1-4 and Comparative Examples 1-4, adsorption performance was evaluated using an adsorption experiment apparatus. The adsorption test apparatus currently used a test apparatus in Cocat. This is a system control equipment for safely supplying the special gas filled in the high pressure gas container to the adsorption column at normal pressure and room temperature. Cl 2 , BCl 3 , HBr, HCl and HF were used as exhaust gases for the semiconductor etching process, and the flow rate of the gas passing through the packed bed was adjusted to 1,000 ml / min by flowing N 2 gas together. The adsorption column was filled with 100 ml of the adsorbents prepared in Example 1-4 and Comparative Example 1-4, and the adsorption performance was evaluated by analyzing the concentration of the gas discharged. The evaluation results are shown in Table 2 below.
(L-제거가스량/L-흡착제)Adsorption performance 2 )
(L-removing gas volume / L-adsorbent)
주) 1) 1L의 흡착제가 잡는 제거가스의 양(L)을 나타냄Note 1) It indicates the amount of removal gas (L) caught by 1L of adsorbent.
2) 1 ℃, 1 atm에서 측정됨2) measured at 1 ° C, 1 atm
상기 표 1 및 2의 결과로부터, 본 발명에 따른 흡착제는 전술한 1) 층상 화합물, 2) 제1 흡착활성성분, 3) 무기보습제를 포함함으로써, 강도향상 및 반도체 식각공정시 발생되는 배기가스에 대하여 안정적이며, 흡착성능이 우수하고, 제품수명 등이 향상될 수 있음을 알 수 있다.From the results of Tables 1 and 2, the adsorbent according to the present invention includes the above-mentioned 1) layered compound, 2) the first adsorption active ingredient, and 3) an inorganic moisturizer, thereby improving the strength and exhaust gas generated during the semiconductor etching process. It can be seen that it is stable, excellent adsorption performance, product life and the like can be improved.
특히, 실시예 1에서 보이는 매우 높은 흡착성능을 고려하면, 버미큘라이트, 수산화칼슘, 테트라에틸오소실리케이트를 선택하여 사용하는 경우, 더욱 효과를 극대화시키는 데에 매우 유리함을 확인하였다.In particular, considering the very high adsorption performance shown in Example 1, it was confirmed that the use of vermiculite, calcium hydroxide, tetraethyl orthosilicate is very advantageous to further maximize the effect.
Claims (10)
2) 알칼리금속계 화합물, 알칼리토금속계 화합물 및 산화철계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 제1 흡착활성성분, 및
3) 무기보습제을 포함하는 반도체 식각공정용 배기가스 흡착제.1) layered compound,
2) at least one first adsorption active ingredient selected from the group consisting of alkali metal compounds, alkaline earth metal compounds and iron oxide compounds, and
3) Exhaust gas adsorbent for semiconductor etching process including inorganic moisturizer.
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