KITECH 생산기술 전문지

과학기술의 발달과 더불어 반도체 산업은 전자장비의 고도화와 함께 급성장하고 있으며, 최근 미중 반도체 갈등에서도 국내 반도체 공급망의 안정성 확보를 위해 탄소저감이 포함된 혁신적 기술 개발이 절실한 상황이다. 또한, 반도체 기술의 경우 각 국가의 기간산업으로 반도체 산업에서의 탄소저감 기술 개발은 중요한 이슈로 대두되게 되었다. 디스플레이와 반도체 등의 전자 패턴 공정(주로 Photoresisit(PR)을 사용하여 이를 현상하는 방식)에서는 제조 공정 중 세정공정은 30 – 40 %를 차지하는 중요한 공정이다[2002 한국환경과학회지 11(3) pp. 257 – 262, 2008 한국진공학회지 17(2) pp.113~116, 2009 자원리싸이클링 18(4) pp 62-69]. 특히, 한 번의 PR 적용 공정이 끝날 때마다 세정 공정을 거쳐야 했다는 점에서 세정 공정이 전체 공정에서 차지하는 비중을 증가시켰다. 반도체 산업의 고도화로 인해 해당 공정 중 식각 공정의 경우 패턴의 형상도 갈수록 high aspect ratio화를 요구하고 있으며, 식각기술의 향상과 맞추어 세정기술도 향상되어야하는 실정이. 이를 해결하기 위해서 약액 활성화 방법은 기존의 PR strip 용액의 strip 속도를 증가시켜 기존 반도체 공정에서 패턴 공정을 시간을 개선한 방법이 개발되고 적용되고 있다[2008 한국진공학회지 17(2) pp.113~116, 2009 한국진공학회지 18(2), pp.97~101]. 그러나, 이러한 기술 개발에서 불구하고 여전히 반도체 공정에서는 다량의 폐액을 포함한 폐세정액 대량으로 배출되고 있는 실정이다. 선행연구자들은 반도체 세정에서 배출되고 있는 폐세정액을 저감하고 재사용하기 위해 다양한 방법이 개발되었으며, 이 기술은 증박농축법, 막분리법, 이온교혼수지법, 결정화법, 용매추출 법 등이 개발되었다[2009 청정기술 15(4) pp 253 – 257, 2009, 멤브레인, 19(4), pp.317 – 323, 2022 대한환경공학회지 44(6) pp 189 - 194]. 이렇게 반도체 폐액을 재활용하기 위한 다양한 기술 개발 되고있으나, 현 시점에서도 대량으로 배출되고 있는 식각 폐액 저감은 만족할 수준이 아닌 것으로 알려져 있다. 이에 본 해설서는 이러한 화학물질을 사용하는 반도체 식각 공정에서 발생되는 폐액 내의 불순물, 입자를 걸러내고, 인산을 재사용할 수 있도록 불순물 제거부, 입자제거부 및 농도조절부를 배치하여 폐액 중 인산을 재사용을 할 수 있도록 하는 효과를 설명하여, 반도체 세정 공정 개발 연구에 기여하고자 한다.

키워드 인산염, 폐액, 세정