Abstract
Halogen gases such as $BCl_3$ and $CF_4$ are among the most problematic gases used in semiconductor process. They raise serious environmental and health problems due to their extreme toxicity. This study is to develop a method to effectively remove those gases during the process by using various types of inorganic gas adsorption agents such as zeolite A, modified AgA zeolite, ZnO, and $AgMnO_3$, which have not been attempted in the conventional methods. The removal efficiencies of the gases were both qualitatively and quantitatively measured by a FT-IR spectrophotometer. The whole device for the measurement has been designed and built in our lab. The removal efficiencies of the gases were compared between those used resins. The experimental result revealed that ZnO showed the best removal efficiency for BCl3 gas that had removed 0.094 g per 1 g of the resin used. For $CF_4$ gas, none of the solid resins was able to remove the gas effectively. However, liquid $CHCl_3$ showed some removal ability of the $CF_4$ gas.
반도체 공정에서는 많은 종류의 가스를 사용하는 데 그중 할로겐 가스는 독성과 환경오염 문제를 야기 시키고 있다. 본 실험은 할로겐 가스를 기존의 제거 방식이 아닌 수지를 이용한 제거 방법 및 측정을 하는 연구를 하였다. 우선 실험에 사용한 할로겐 가스로는 $BCl_3$와 $CF_4$ 가스를 제거하는 실험을 하였다. 실험 장치는 실험조건을 고려하여 직접 제작을 하였다. 그리고 수지를 이용한 흡착 제거를 하기 위해 제올라이트, $Ag^+$ 이온으로 치환된 제올라이트, $AgMnO_3$, ZnO등 여러 가지 수지를 이용하여 실험하였다. 가스의 분석을 위해서 실제 사용되어지는 적외선 분광기 (FT-IR)를 이용하여 정성 및 정량분석을 하여 각각의 수지에 대한 할로겐 가스의 제거량을 계산하여 수지의 제거 능력을 확인하였다. 제올라이트, Ag 제올라이트, $AgMnO_3$, ZnO등의 수지중에서 ZnO가 가장 좋은 제거 효율을 보였으며 $BCl_3$ 가스의 경우 수지 1g에 대해 0.094 g을 제거하는 결과를 보였다. 그러나 $CF_4$ 가스는 일반적인 고체 수지는 제거를 하지 못하고 액체인 $CHCl_3$가 약간의 제거능력을 보이는 결과를 얻었다.