공업화학 (Applied Chemistry for Engineering)

  • 제22권1호
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  • Pages.31-36
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  • 2011
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  • 1225-0112(pISSN)
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  • 2288-4505(eISSN)
한국공업화학회 (The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry)
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워터젯 글라이딩 아크 플라즈마에 의한 사불화탄소 제거에 미치는 운전변수의 영향

Effects of Operating Parameters on Tetrafluoromethane Destruction by a Waterjet Gliding Arc Plasma

  • 이채홍 (조선대학교 환경공학부.BK21 바이오가스기반 수소생산 사업팀) ;
  • 전영남 (조선대학교 환경공학부.BK21 바이오가스기반 수소생산 사업팀)
  • Lee, Chae Hong (BK21 Team for Hydrogen Production.Department of Environmental Engineering, Chosun University) ;
  • Chun, Young Nam (BK21 Team for Hydrogen Production.Department of Environmental Engineering, Chosun University)
  • 투고 : 2010.08.02
  • 심사 : 2010.11.01
  • 발행 : 2011.02.10
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초록

사불화탄소($CF_4$)는 반도체 제조공정에서 플라즈마 에칭과 화학기상증착(CVD)에서 사용되어온 가스이다. $CF_4$는 적외선을 강하게 흡수하고 대기 중 잔류시간이 길어서 지구온난화에 영향을 미치기 때문에 고효율의 분해가 필요하다. 본 연구에서는 플라즈마와 워터젯을 결합하여 방전영역을 증가시키고 다량의 OH 라디칼을 생성시켜 $CF_4$를 고효율로 분해할 수 있는 워터젯 글라이딩 아크 플라즈마 시스템을 개발하였다. 실험 변수로 전극 형태, 전극 각도, 가스 노즐직경, 전극 간격과 전극 길이를 취하였다. 변수실험을 통하여 Arc 형태의 전극에서 전극 각도가 $20^{\circ}$, 가스 노즐 직경이 3 mm, 전극 간격이 3 mm, 전극 길이가 120 mm일 때 $CF_4$ 분해율은 최고 93.4%까지 도달하였다.

Tetrafluoromethane ($CF_4$) has been used as the plasma etching and chemical vapor deposition (CVD) gas for semiconductor manufacturing processes. However, the gas need to be removed efficiently because of their strong absorption of infrared radiation and the long atmospheric lifetime which cause global warming effects. A waterjet gliding arc plasma system in which plasma is combined with the waterjet was developed to effectively produce OH radicals, resulting in efficient destruction of $CF_4$ gas. Design factors such as electrode shape, electrode angle, gas nozzle diameter, electrode gap, and electrode length were investigated. The highest $CF_4$ destruction of 93.4% was achieved at Arc 1 electrode shape, $20^{\circ}$ electrode angle, 3 mm gas nozzle diameter, 3 mm electrode gap and 120 mm electrode length.

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과제정보

연구 과제 주관 기관 : 한국연구재단

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