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  • 기사등록 2021-11-23 15:01:54
  • 수정 2021-12-01 09:59:02
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▲ ㈜에이원 문흥만대표가 ‘반도체 가스 Recycling 기술과 한계’를 주제로 세미나에서 발표를 진행하고 있다.


반도체 제조공정에 쓰이는 특수가스 사용 확대에 따른 온실가스 배출과 국가 간 무역문제 등으로 발생한 특수가스 수급 이슈의 해결책으로 재활용 기술을 국산화해야한다는 의견이 제시됐다.


㈜에이원 문흥만 대표는 18일 코엑스 D홀에서 열린 제9회 국제첨단소재 및 응용기술전 기술워크숍 ‘K반도체-배터리전략’실현 첨단소재·특수가스 세미나에서 ‘반도체 가스 Recycling 기술과 한계’에 대한 발표를 진행했다.


문 대표는 최근 반도체 및 디스플레이 산업의 성장과 함께 특수가스 사용량과 배출량이 급격하게 증가, 이에 따른 온실가스 배출 억제가 당면과제로 대두했다고 밝혔다.


또한 국가 간 무역 분쟁으로 인해 전량 수입에 의존하고 있는 헬륨(He)과 네온(Ne), 크립톤(Kr), 제논(Xe) 등 희귀가스의 회수 및 재사용이 시급하다고 전했다.


현재의 반도체 및 디스플레이 공정에 쓰이는 특수가스 처리법으로는 △스크러버(Scrubber) 소각 △대체가스 사용 △공정개선 방법이 사용되고 있다. 그러나 대부분 재활용이 아닌 스크러버로 처리하고 있는 실정이다.


또 디스플레이업계는 LCD에서 OLED로 전환하는 과정에서 온실가스 배출량 증가 문제, OLED 공정 상 SF6를 NF3로 대체하기 힘들어 여전히 공정배출 가스처리에 고민이 많은 상황이다.


특수가스를 재활용하기 위해서는 PFC(과불화화합물) 물질 대부분에 불소가 함유돼있어 가스를 분리하고 정제하는 기술이 필요하다.


현재 반응하고 남은 물질은 회수 및 재활용이 어려워 주로 폐기처리를 하고 있으나 많은 비용이 소모되는 단점이 있으며 SF6나 CF4등 세정 및 에칭에 쓰이는 가스는 안정된 화합물로서 스크러버에서 제거가 어렵고 불완전 연소돼 대기로 방출되는 경우도 발생한다.


이로 인해 세계적 가스회사 및 반도체 회사들은 불소 함유가스의 고순도 재생을 시도했으나 대부분 실패하고 말았다.


이에 문 대표는 “배출되는 특수가스의 재활용에 대해 고민해야할 시점”이라고 밝히며, “재활용을 위해서는 다양한 분리기술을 조합한 에너지 최적 공정 설계로 해결해야한다”고 밝혔다.


그는 “이러한 공정 개선을 통해 모든 케이스에 적용은 어렵겠지만 특정 공정의 특정한 가스는 재사용이 가능할 것”이라고 전했다.


일례로 문 대표는 액화질소의 냉열을 이용한 PFCs 분리 및 정제 신공정을 소개하면서 고화분리를 통해 NF3와 CF4 분리가 용이하고 회수한 가스는 재활용이 가능하다고 설명했다.


이어 “우리나라가 초저온 공정이 약해 최종 분리가 되겠냐고 하지만, 국내에서 이런 기술을 진행했던 경험들이 있기 때문에 어렵다고 보지 않는다”며 “우리나라는 세계적으로 반도체용 가스를 가장 많이 사용하는 나라인 만큼, 온실가스 배출측면에서 분리 및 재활용을 해야 한다”고 강조했다.


이어, “재활용 기술개발이 된다면 반도체 디스플레이산업의 비용절감으로 경쟁력이 강화될 것”이라며 “업계는 다소 폐쇄적인 부분이 있어 공정을 공개 하지 않지만 업계 전문가들과 힘을 합쳐 기술 국산화를 이뤄주길 바란다”고 전했다.


한편, ㈜에이원은 산업용 가스 및 초저온 장비 제작 전문 기업으로 2010년 대성산업가스(현 DIG에어가스)반월공장에서 자회사형태로 출발해, 올해 6월 경기도 시화공단으로 공장을 이전해 현재 대성산업의 계열사로 있다.


주요업무는 초저온 및 극저온 장비를 제작하거나 가스분리 및 정제장치를 다루며, CCS 등을 진행중이다.


수행중인 국책과제로는 액화수소저장용기 개발, 울산 동해가스전 중규모 CCS 실증 연구, CO, CH4 분리막 공정을 이용한 수소 회수장치 개발 등이 있다.


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