• 조명전기설비학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.65-70
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• 2011

Perfluorocompounds (PFCs) gases were decomposed by gliding arc plasma generated by AC pulse power. $N_2$ gas of 10 LPM flow rate and $H_2$ gas of 0.5 LPM were introduced into the gliding arc plasma generated between a pair of electrodes with SUS 303 material, and the PFCs gases were injected in the plasma and thereby were decomposed. The PFCs gas-decomposition-characteristics through the gliding arc plasma were analyzed by FT-IR, where pure $N_2$ and $H_2$-added $N_2$ environment were used to generate the gliding arc plasma. The PFCs gas-decomposition-properties were changed by electric power for gliding arc plasma generation and the H2 gas addition was effective to enhance the PFCs decomposition rate.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.249-250
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• 2007

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제28권8호
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• pp.1383-1388
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• 2007

Recently, the semiconductor and display industries have tried to reduce the emissions of perfluorocompounds (PFCs) from the globally environmental regulation. Total amount of PFC emission can be calculated from the flow rate and the partial pressures of PFCs. For the precise measurement of PFC emission amount, the mass flow controlled helium gas was continuously injected into the equipment of which scrubber efficiency is being measured. The partial pressures of PFCs and helium were accurately measured using a mass spectrometer in each sample extracted from inlet and outlet of the scrubber system. The flow rates are calculated from the partial pressures of helium and also, PFC destruction and removal efficiency (DRE) of the scrubber is calculated from the partial pressure of PFC and the flow rate. Under this method, the relative expanded uncertainties of the flow rate and the partial pressures of PFCs are ± 2% (k = 2) in case the concentrations of NF3 and SF6 are as low as 100 μmol/mol.

• 한국대기환경학회지
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• 제20권5호
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• pp.625-632
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• 2004

Perfluorocompounds ($PFC_s$), such as tetrafluoromethane ($CF_4$) and hexafluoroethane ($C_2F_6$), have been widely used as plasma etching and chemical vapor deposition (CVD) gases for semiconductor manufacturing processes. Since these $PFC_s$ are known to cause a greenhouse effect intensively, there has been a growing interest in reducing $PFC_s$ emissions. Among various $CF_4$ decomposing techniques, a dielectric barrier discharge (DBD) is considered as one of a promising candidate because it has been successfully used for generating ozone ($O_3$) and decomposing nitrogen oxide (NO). Firstly, optimal concentration of oxygen for $CF_4$ decomposition was found to figure out how many primary and secondary reactions are associated with DBD process. Secondary, to find effective discharge method for $CF_4$ decomposition, a streamer and a glow mode in DBD are experimentally compared, which includes (i) coaxialcylinder DBD, (ii) DBD reactor packed with glass beads. and (iii) a glow mode operation with a helium gas. The test results showed that optimal concentration of oxygen was ranged 500 ppm~1% for treating 500 ppm of $CF_4$ and helium glow discharge was the most efficient one to decompose $CF_4$.

• 청정기술
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• 제17권3호
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• pp.250-258
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• 2011

Thermal plasma has been presented for the decomposition of perfluorocompounds (PFCs) which are extensively used in the semiconductor manufacturing and display industry. We developed pilot-scale equipment to investigate the large scale treatment of PFCs and called it a "thermal plasma scrubber". PFCs such as $CF_4$, $C_2F_6$, $SF_6$, and $NF_3$ used in experiments were diluted with $N_2$. There were two different types of experiment setup related to the water spray direction inside the thermal plasma scrubber. The first type was that the water was sprayed directly into the gas outlet located at the exit of the reaction section. The second type was that the water was sprayed on the wall of the quenching section. More effective decomposition took place when the water was sprayed on the quenching section wall. For $C_2F_6$, $SF_6$, and $NF_3$ the maximum destruction and removal efficiency was nearly 100%, and for $CF_4$ was up to 93%.

• 공업화학
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• 제29권1호
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• pp.10-17
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• 2018

반도체 및 디스플레이 제조공정 중에 화학기상증착(CVD), 식각(etching), 세정(cleaning) 공정에서 배출되는 과불화합물(PFCs)를 포함한 폐 가스 처리를 위해서 POU (point of use) 가스 스크러버 시스템을 도입하여 사용하고 있다. 과불화합물은 지구온난화 지수(GWP, global warming potential)와 대기 중 자연분해되는 기간(lifetime)이 $CO_2$에 비해 수천 배 높은 온실가스로 분류되어 있으며, 과불화합물의 열분해를 위해서는 3,000 K 이상의 고온이 요구되는 것이 일반적이다. 이러한 특징 때문에 과불화합물을 효과적으로 제어하기 위한 방법으로 열플라즈마 기술을 도입하고자 하는 노력들이 진행되어 왔으며, POU 가스 스크러버 기술을 개발하여 산업적으로 이용하고자 하였다. 열플라즈마 기술은 플라즈마 토치 기술, 전원공급장치 기술 및 플라즈마 토치-전원공급장치 매칭 기술 최적화를 통해 안정적으로 플라즈마 발생원을 유지시키는 것이 중요하다. 또한, 과불화합물 고효율 처리를 위한 고온의 플라즈마와 폐 가스의 효과적인 혼합이 주요 기술요인으로 확인되었다. 본 논문에서는 반도체 및 디스플레이 공정 폐 가스 처리를 위한 후처리 공정에 대한 기술적 정보를 제공함과 동시에 POU 플라즈마 가스 스크러버에 대한 기술개발 동향을 파악함으로써 향후 연구개발이 요구되는 핵심사항에 대해 논의하고자 한다.

• 청정기술
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• 제23권2호
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• pp.181-187
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• 2017

반도체 및 디스플레이 산업에서 배출되는 과불화합물은 연소, 열, 플라즈마, 촉매 등의 다양한 방법이 적용된 스크러버에 의해 분해 과정을 거친 후 배출되나, 운영 스크러버의 대부분이 과도한 에너지의 사용, 낮은 저감 효율을 보임으로써 이러한 단점의 극복이 요구된다. 압력순환흡착법과 다공성 매체 연소법의 두 가지 기술이 연계된 새로운 형태의 과불화합물 저감 스크러버를 개발하고 특성을 알아보았다. 분해 대상인 $CF_4$의 흡착비와 손실계수는 흡착 컬럼의 입구와 출구에서 농도 측정을 통해 계산하였으며, 연소기의 입구와 출구의 유량과 농도 측정을 통해 처리 효율을 계산하였다. 기존 스크러버와의 에너지 사용량 및 처리효율 비교를 위하여 다양한 유량에 대한 성능 평가가 진행되었다. 1412 ppm, 204 LPM의 $CF_4$가 유입된 흡착 컬럼에서의 흡착비는 1.65였으며, 유입되는 $CF_4$의 손실 계수는 8.2%였다. 이때 연소기로 유입되는 $CF_4$의 유량과 농도는 각각 91 LPM과 2335 ppm이었으며, $CF_4$ 19 LPM, $O_2$ 40 LPM을 사용한 연소 반응시 약 96%의 저감 효율을 나타내었다. 상용 스크러버와의 동일 운전 조건에서의 다공성 매체 연소에서의 $CF_4$ 저감 효율과 전체 에너지 사용 효율 비교시 각각 16%, 41% 이상의 저감 효율 상승과 에너지 절감 효과를 보였다.

• 한국대기환경학회지
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• 제26권1호
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• pp.85-93
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• 2010

$CF_4$ removal characteristics were investigated using an elongated arc reactor. The advantage of the elongated arc reactor includes direct use of treated gas as plasma operating gas and the enhancement of the removal reaction by using a thermo-chemistry and a plasma induced chemistry at the same time. Geometrical configurations, such as the length of the reactor and the shape of a throat, were tested to get an optimized removal efficiency with low power consumption. As results, over 95% of $CF_4$ removal was obtained with 300 lpm of total flowrate for various $CF_4$ concentration (0.1~1%). Corresponding specific energy density (SED), which means required electrical energy to treat the unit volume of treated gas, is about 3.5 kJ/L, The present technique can be applied to real applications by satisfying three major concerns, those are the high flowrate of treated gas, high removal efficiency (> 95%), and low power consumption (< 10 kJ/L).

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.119.2-119.2
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• 2014

대기환경 규제가 강화됨에 따라 기존 기술 대비 획기적인 성능과 가격 경쟁력을 갖춘 새로운 대기환경 기술에 대한 수요가 지속적으로 요구되고 있다. 특히 최근에는 종래의 분진, 이산화황가스 및 질소산화물에 대한 규제와 더불어 지구온난화가스인 이산화탄소, 과불화화합물 (Perfluorocompounds, PFCs), 메탄가스 등에 대한 규제가 강화되면서 이에 대응할 수 있는 대기환경 기술의 수요가 늘고 있다. 한국기계연구원에서는 지난 10 여 년간 지구온난화가스이자 난분해성 가스인 메탄 및 PFCs 가스를 플라즈마 화학반응 공정을 통해 분해하는 연구를 수행해왔으며, 이를 바탕으로 산업에 적용할 수 있는 기술개발도 병행하여 수행하였다. 현재 개발된 기술 가운데 일부는 산업에 실제로 적용되고 있으며, 이를 통해 산업현장에서는 지구온난화가스는 물론 질소산화물과 같은 다른 종류의 규제물질도 동시에 저감할 수 있었다. 본 발표에서는 플라즈마를 활용하여 난분해성 가스인 메탄과 PFCs를 분해하는 기술의 특성을 살펴보았으며, 이를 바탕으로 산업현장에 적용된 대기환경기술이 어떻게 활용되고 있는지를 소개하고 있다. 본 발표에서 다루게 될 플라즈마 발생기술은 펄스 코로나, 유전체장벽방전, 마이크로웨이브 토치, 아아크 토치 등이며, 플라즈마 발생조건은 수 torr 이하의 진공조건부터 및 대기압 조건에 이르고 있다.

• 한국대기환경학회지
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• 제26권6호
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• pp.690-696
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• 2010

Abatement of perfluorocompounds (PFCs) used in semiconductor and display industries has received an attention due to the increasingly stricter regulation on their emission. In order to meet this circumstance, we have developed a radio frequency (RF) driven plasma reactor with multiple annular shaped electrodes, characterized by an easy installment between a processing chamber and a vacuum pump. Abatement experiment has been performed with respect to $CF_4$, a representative PFCs widely used in the plasma etching process, by varying the power, $CF_4$ and $O_2$ flow rates, $CF_4$ concentration, and pressure. The influence of these variables on the $CF_4$ abatement was analyzed and discussed in terms of the destruction & removal efficiency (DRE), measured with a Fourier transform infrared (FTIR) spectrometer. The results revealed that DRE was enhanced with the increase in the discharge power and pressure, but dropped with the $CF_4$ flow rate and concentration. The addition of small quantity of $O_2$ lead to the improvement of DRE, which, however, leveled off and then decreased with $O_2$ flow rate.