반도체산업에서사용된유해물질의환경 안전에관한연구 · -4-요약문 i. :제목 반도체산업에서사용된유해물질의환경안전에관한연구 ()반도체클린룸에서사용하는유해물질의사용현황과안전문제

- 1 -

년 월1993 12

반도체 산업에서 사용된 유해물질의 환경

안전에 관한 연구

A Study on Environmental Safety of Toxic

Materials used for Semiconductor Industry

- 2 -

인 사 말 씀

현대 산업의 발달과 더불어 반도체 산업 또한 급속한 발전을 이루어 왔으며 우리 연구소도

년대에 세계 정상의 연구소를 구현하는 것을 목표로 하여 연구 개발에 박차를 가하고2000

있습니다 한편 반도체기술의 다양화 및 고도화에 따라 이에 수반되는 각종 유해 요소 및.

환경안전에 대한 관심 또한 심각히 대두되고 있는 실정입니다.

따라서 이러한 사회적인 요구에 부응하고 철저한 교육을 통해 안전사고를 미연에 방지하여

안전성을 확보하여 효율적이고 향상된 연구 활동을 유지하기 위한 지원 체계의 일환으로 본

과제에서는 유독 가스 및 유해화학물질의 성상 및 사용시 유의사항 등에 대해 기술하였으

며 이들 물질에 대한 유해성 사고 사례를 조사하여 위험성을 상기시킴으로써 연구원들의, ,

안전성 실험실 안전 계획의 수립 및 연구 개발의 향상을 도모하고자 합니다 본 과제 수행, .

에 수고하여 주신 연구원 및 관련 부서 여러분께 깊은 감사를 드립니다.

년 월1993 12

한국전자통신연구소장 양 승 택

- 3 -

제 출 문

본 보고서는 반도체 산업에서 사용된 유해물질의 환경안전에 관한 연구 에 참여한 아래 연“ ”

구팀이 작성한 것입니다.

1993. 12.

연구책임자: 책임기술원 송 강 일 반도체연구단 사업개발실( )책임연구원 박 흥 욱 시험생산실장( )책임연구원 최 창 억 시험생산실( )선임연구원 오 대 곤 광전자연구실( )선임연구원 이 중 환 물성분석연구실( )기술기능원 이 병 택 사업개발실( )기술기능원 최 상 식 사업개발실( )기술기능원 박 종 하 사업개발실( )기술기능원 신 동 석 사업개발실( )기술기능원 전 광 규 사업개발실( )

- 4 -

요 약 문

제목 반도체 산업에서 사용된 유해 물질의 환경 안전에 관한 연구I. :

반도체 클린룸에서 사용하는 유해 물질의 사용 현황과 안전 문제( )

연구 목적 및 중요성II.

반도체 산업은 현대의 모든 산업 중에서 가장 핵심적인 요소 중의 하나로 급속한 발전을 이

루어 왔으나 반도체 산업에서 발생하는 유해 물질의 환경 안전에 관한 연구는 걸음마 단계

에 머무르고 있는 실정인 바 반도체 클린룸의 완벽한 안전 시스템의 개발을 위한 투자와,

연구는 당면 과제로 나선다.

현재와 같이 전문적인 반도체 클린룸의 환경 안전 기술 수준이 미비한 상황에서 당해연도,

는 반도체 공정에서 사용하는 유해 물질의 특성을 분석하고 그에 따른 취급 요령 및 안전

대책을 강구하는데 본 연구의 궁극적 목적이 있다 이와 같은 올해의 성과는 향후 환경 안.

전 프로그램의 개발 및 시행을 위한 기본적인 자료의 토대가 된다는데 그 중요성이 있다.

연구 내용 및 범위III.

본 연구에서는 반도체 실험실에서 사용하는 가스와 화학약품의 특성에 대해 조사하였으며

이들 물질과 반도체 장비별 사용 현황을 파악하며 이들 물질에 대한 주요 성상을 파악하고

안전 취급 인체에 대한 유해성 안전 처리 기술 사고 사례를 조사하는데 까지를 연구 내용, , ,

및 범위로 한다.

- 5 -

가 연구 내용.

반도체 공정중 사용되는 가스 및 화학약품의 에 대MSDS(Material Safety Data Sheet)ㅇ

한 자료 조사

반도체 공정중 장비별 가스 및 화학약품의 사용 현황 조사ㅇ

이들 물질에 대한 안전관리 및 안전 처리 기술 조사ㅇ

각 물질의 사용시 사고 사례에 대한 조사ㅇ

나 수행 방법.

문헌 조사를 통한 정보 수집ㅇ

국내 관련자 회의 등을 통한 정보 교환 및 수집ㅇ

국제 반도체 안전 협회를 통한 정보 교환 및 수집ㅇ

반도체 연구 시설 안전 진단 실시ㅇ

연구 결과IV.

가스 및 화학약품에 대한 및 안전 대책 수립 마련1. MSDS

반도체 공정중 사용되는 각종 특수 가스와 유해 화학약품의 종류와 이에 따른 특성을 조사

하는데 있어서 국내 생산자의 자료와 화학 가스 관련 문헌을 통해 조사하였고 외국 생산품,

인 경우 자료를 요청하여 이들 물질의 주요 성상 유해성 및 응급조치 안전 대책MSDS , , ,

인체에 미치는 영향에 대해 기술하였으며 관련 종사자들이 이러한 물질의 위험성 및 취급,

응급시 주의 사항에 대해 사용할 수 있도록 자료화하였다.

- 6 -

반도체 공정중 장비별 가스 및 화학약품의 사용 현황 파악2.

반도체 공정중 장비별 가스 및 화학약품의 사용 현황을 파악하여 이들 물질이 사용후 발생

되는 수질 및 대기의 처리 방법과 이러한 물질을 사용중 발생될 수 있는 사고 사례에 대해

기술하여 추후 환경문제와 실험실 안전 시스템을 구축할 수 있도록 자료를 준비하였다.

이들 물질에 대한 취급시 안전관리에 대해 기술3.

가스 및 화학약품의 취급 보관 이동 누설 화재 등 일반적인 안전관리에 대해 자료를 조사, , , ,

하여 기술하였다.

기대성과 및 건의V.

기대성과1.

본 과제의 결과는 반도체 제조 공정중 발생될 수 있는 각종 가스 및 화학약품의 특성 및ㅇ

유해성을 조사함으로 이들의 성상을 알 수 있고 취급 및 안전 대책에 대해서도 기술하여 반

도체 실험실의 안전 지침서로 활용함.

반도체 실험실과 실험실에 종사하는 연구원의 안전성 향상에 기여.ㅇ

- 7 -

건의2.

반도체 제조 공정에서 발생되는 각종 유해 가스의 안전관리를 위한 기술개발과 맹독성,ㅇ

가스 및 폭발 가연성 혼합 가스에 대한 체계적이고 연속적인 연구가 필요하며 특히 안전 교

육 프로그램을 정기적인 교육을 통해 정착하여 연구원의 안전대책에 노력해야 할 것이다.

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SUMMARY

I. Title

A Study on Environmental Safety of Toxic Materials used for Semiconductor Industry

(Current Status and Safety Problems on use of Toxic Materials in the Semiconductor

Clean Room)

II. Objective and Importance of this Research

Semiconductor Industry has been developed very quickly, however, environmental safety

dose not follow the industry level as a beginning stage.

Therefore, up-grading of safety technology is very urgent at this point, In this report,

we put the establishment of safety management system through the survey of safety

properties of toxic chemicals and special gases used in the semiconductor laboratory as

main purpose.

The first step of this work was the research on safety management technology and

understanding of MSDS(Material Safety Data Sheet) characteristics of these toxic

materials.

III. Contents and Scope

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The properties of gases and chemicals used in the semiconductor room was studied

with the survey of main features of these materials and using status of semiconductor

equipment in this report. Here, we scoped this work with the boundary of safe

treatment, harmfulness to human body, safety technology and case study of safety

problem.

1. Contents

Paper work about MSDS of gases and chemical used in the semiconductor process.ㅇ

Investigation of current status of gases and chemicals used as the source ofㅇ

semiconductor process equipment.

Investigation of safety management and safe treatment of toxic materials.ㅇ

Case study of safety accidents related to toxic materials.ㅇ

2. Strategy

Information filing through the paper work.ㅇ

Information exchange and filing through the meeting with the local experts in thisㅇ

field.

Information exchange and filing through the international semiconductor safetyㅇ

committee.

Safety check-up of semiconductor research facility.ㅇ

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IV. Results

1. Documentation of MSDS about gases and chemicals.

In order to list-up the special gases, toxic chemicals, and their physical and chemical

properties used in the semiconductor process, we surveyed the standard data of gases

and chemicals and practical data of domestic makers.

Main configuration of toxic materials, toxicity, emergeancy treatment, protection of

safety problem, and affects to human body were described using the MSDS which was

required in the case of materials of imported.

Harmfulness, correct treatment, and cautious in the case of emergency when someone

use these toxic materials were also documented to use these materials in safe.

2. Survey of gases and chemicals used in the semiconductor equipment

The way of waste treatment from contaminated water and atmosphere occured after use

of toxic materials and examples of accident which can be occured when someone use

toxic materials in the semiconductor process were described through the survey of gases

and chemicals used in the process equipment to set-up the laboratory safety system and

be ready to solve the future environmental problems.

- 11 -

3. Description about safety management

The documents on the general safety management including treatment of gases and

chemicals, stock, transfer, gas leakage, and fire etc, were investigated.

V. Application and Recommendation

1. Application

The results of this work can be used as safety guide-book in the semiconductorㅇ

laboratory by noticing the harmfulness and properties of gases and chemicals which can

be generated during the semiconductor process.

Contribution to the safety of laboratory and for researcher in the labㅇ

2. Recommendation

Development of safe treatment technology about harmful gases can be generated inㅇ

the semiconductor process and set-up of protection method for the toxic gases and

flammable mixed gases, and systematical education about program must be studied

continuously.

- 12 -

CONTENTS

Chapter l. Introduction

Section l. Abstract

Chapter 2.

Section l. Abstract

Section 2. Gas

1.Fabrication process and gases used in process equipment

2. Gas scrubbing and protection technology

3. Gas treatment and safe use

Section 3. Chemicals

1. Classification of chemicals

2. Chemical scrubbing and protection technology

3. Chemical treatment and safe use

Chapter 3. Conclusion

Appendix

Properties of gases

Properties of chemicals

Examples of accident

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LIST OF TABLE

Properties of semiconductor gas

List of extinguisher for special gas

Scrubbing of exhaust gas

Requirement specification for gas leak detector

Detection principle of gas leak detector

Example of gas accident occurred in the semiconductor process

Example of safety(SiH

- 14 -

목 차

제 장 서론1

제 절 개요1

제 장 본론2

제 절 개요1

제 절 가스2

제조 공정 및 장비별 가스사용 현황1

가스의 처리 방법과 방지 기술2

가스의 취급 및 안전 사용 방안3

제 절 화학약품3

화학약품의 분류1

폐수의 처리 방법과 방지 기술2

화학약품의 취급 및 안전 사용 방안3.

제 장 결론3

Appendix

가스의 종류별 특성appendix 1 :

화학약품의 종류별 특성appendix 2 :

사고 사례appendix 3 :

- 15 -

표 목 차

표 반도체용 가스의 성질< 2.1>

표 특별 재료 가스의 소화제 일람< 2.2>

표 주요 배기가스의 처리법< 2.3>

표 가스 누설 검지 경보기 선정 시 요구되는 사항< 2.4>

표 가스 누설 검지기 분석 원리< 2.5>

표 반도체 제조 및 관련 작업에서 생긴 가스에 의한 재해 사례< 2.6>

표 재해 사례< 2.7> (SiH

- 16 -

참 고 문 헌< >

월호[1] Clean Technology '91. 3

유해화학물질의 특성 산업안전공단[2] ( )



판[5] Clean Room Hand Book “ ” ‘89. 1. 1日本空氣淸淨協會

건설 설비 핸드북[6]

소방법 시행령 시행규칙[7]

반도체 안전진단 보고서[8] '93.12.10.

배출 업소 지도 점검 요령 환경처[9] ( )

수질 환경 성안당[10] ( )

[11] De Renzo, D. J.(1985). Corrosion Resistant Materials Hand Book(4thed). Park Ridge,

NJ: Noyes Data Corp.

[12] SSA Journal JUNE 1992

[13] J.Decker: “An Evaluation of Toxic Gas Disposal Equipment Used in the

Semiconductor Industry" Semiconductor Safety Association Journal MAY 1990

[14] Aaron W Zude - National Semiconductor Osha Process Safety Management

Standard and It's application to the Semiconductor Industry.

[15] Matheson GAS Data Book Sixth Edition.

[16] Semiconductor World Jan 1991

- 17 -

참 고 문 헌< >


유해화학물질의 특성 산업안전공단[2] ( )



판[5] Clean Room Hand Book “ ” ‘89. 1. 1日本空氣淸淨協會

건설 설비 핸드북[6]

소방법 시행령 시행규칙[7]

반도체 안전진단 보고서[8] '93.12.10.

배출 업소 지도 점검 요령 환경처[9] ( )

수질 환경 성안당[10] ( )

[11] De Renzo, D. J.(1985). Corrosion Resistant Materials Hand Book(4thed). Park Ridge,

NJ: Noyes Data Corp.

[12] SSA Journal JUNE 1992

[13] J.Decker: “An Evaluation of Toxic Gas Disposal Equipment Used in the

Semiconductor Industry" Semiconductor Safety Association Journal MAY 1990

[14] Aaron W Zude - National Semiconductor Osha Process Safety Management

Standard and It's application to the Semiconductor Industry.

[15] Matheson GAS Data Book Sixth Edition.

[16] Semiconductor World Jan 1991

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제 장 서 론1

- 19 -

제 장 서 론1

제 절 개 요1

앞으로 반도체 산업이 안정되고 건전하고 튼튼한 성장을 계속 유지하기 위해서는 타 산업과

마찬가지로 안전 문제에 대하여 제품 기술개발과 동등 이상의 관심과 노력을 기울여 대응하

지 않으면 안 된다 즉 기술개발 추세에 적합한 안전대책의 대응은 대단히 중요함을 과거의.

기술 발달 과정에서 볼 수 있다 산업이 발전하여 성장하는 단계에는 제품 기술개발의 과제.

와 안전 문제는 반드시 충족되어야 하며 안전 문제가 검토되고 사고 발생의 근원이 분석 연

구되어 새로운 안전 기술과 법규제가 제정되고 있다.

반도체 산업의 안전 문제를 연구함에 있어 타산업과 다른 점은 반도체 제조 현장 중 작업환

경이 밀폐 구조의 청정실 클린룸 내에서 오염 방지의 엄격한 규제 하에서 반도체 제조에 필( )

요한 유독성 및 가연성 약품과 독성이 강한 가스들이 다양하게 사용되고 또한 배출되고 있

다는 점이 특징이다 이러한 밀폐 공간의 클린룸내의 안전 대책은 반도체 산업계가 독자적.

으로 해결될 수 없어 선진 외국에서도 기업 정부 연구소 대학 등에서 연구 조사가 진행되, , ,

고 있고 착실하게 안전 대책 기술이 발전되고 있으나 국내에서는 초기 단계에 있는 실정이

므로 이 분야에 연구 개발이 없이는 국내 반도체 산업의 안전은 문제가 있다고 판단되며

산 학 연 관이 합심된 일체로 반도체 제품 기술개발뿐만 아니라 안전 대책의 연구에도 큰, , ,

관심을 갖고 전력 추구해야 할 형편이다.

그래서 본 과제에서는 제조공정 중 여러 가지 종류의 재료가 사용되고 있으나 그 중에서도

반도체 클린룸 내에 오염이나 화재 폭발로 인한 막대한 인적 물적 손해를 일으킬 수 있는, ,

특수 가스와 화학 물질의 종류 특성 취급 안전 관리 사고사례 등을 조사하여 다음과 같이, , ,

기술한다.

- 20 -

반도체 제조 공정에 사용되는 특수 가스와 화학 물질의 종류와 이에 따른 특성을 조사(1)

하는데 있어서는 국내 생산자의 자료와 화학 가스 관련 문헌을 통해 기술하였고 외국 생산,

품인 경우 자료를 요청하여 정리하였다 공정 후 발생MSDS(Material Safety Data Sheet) .

되는 배기가스의 처리에 관한 일반적인 기술적 사항을 조사하기 위해 국내 반도체 관련 문

헌을 분석하였으며 특수 가스의 취급 시 안전 대책 및 가스 누출 화재 시 안전 시스템에,

대해 문헌과 관련 전문가와 협의를 통해 정리하였다.

- 21 -

제 장 본 론2

- 22 -

제 장 본 론2

제 절 개요1

반도체 제조 공정에는 다른 산업 분야와 다른 점은 각종 가스가 많이 사용된다 이들 반도.

체용 가스는 반도체 산업의 발전에 따라 사용량도 증가하고 있다 이들 가스들은 반도체 소.

자 제조에 중요한 역할을 담당하고 있다 이들 특수 가스의 안전 문제는 반도체 산업 재해.

안전대책 중 크린룸 안전 대책이 가장 중요한 과제이다.

반도체용 가스 중에는 화학적인 반응성이 높고 맹독성의 가스도 많이 있다 그 중에서도 반.

도체용 가스는 매우 중요한 역할을 하고 있다 그러나 이러한 가스는 다른 산업 분야에서.

사용되어지는 가스와는 다른 특수 가스로서 취급 부주의 시에는 반도체 내에Clean Room

오염이나 화재를 발생하여 막대한 인적 물적 손해를 일으킬 수 있다 이러한 가스 중에는. .

공기 중에서 자연적으로 연소하는 가스 또는 독성이 강한 가스등 보전 또는 공급 상 특히

주의가 필요한 것이 많다.

그래서 반도체용 가스를 취급할 때에는 가스의 성질을 잘 이해하고 작업환경에 적합한 안전

을 확보하는 것이 필수적이다 따라서 본 장에서는 반도체 내에서 사용되는 가. Clean Room

스에 대한 종류 및 특성 공정 설명 가스의 안전한 취급 및 방안에 대하여 기술하고 져 한

다.

- 23 -

제 절 가스2

제조 공정 및 장비별 가스사용 현황1.

반도체 산업에서 사용되는 가스는 새로운 공정 개발에 따라 새로운 가스 원의 개발이 계속

적으로 이루어지고 있지만 여기에서는 반도체 제조 공정에 사용되고 있는 반도체용 가스의

화학적 성분은 일반적으로 수소 또는 할로겐의 화합물로 되어 있으며 화학적으로 불안정하

고 가연성 및 독성을 갖고 있는 가스가 대부분이다 반도체 제조를 위해서는 많은 처리 공.

정이 요구되어 진다 실 예로 의 경우를 보면 반복적으로 공정 이상을 거쳐야. 1M DRAM 100

만이 제품이 만들어진다.

이중에서 반도체용 가스가 주로 사용되는 공정은

건식식각(Dry Etching)①

불순물 확산 및 주입ION②

박막침전 증착 및( -CVD EPI)③

산화④

등의 공정이다 이러한 공정은 단결정 에 전기적 특성을 갖도록 회로를 형성시키기. Wafer

위한 공정이며 이 공정에서 사용되는 가스양은 많지는 않지만 가스가 작용하는 역할은 매우

크다 질소 및 수소가스는 제조 장치 초기 운전 시나 배관 등 전 계통의 와 운. Device Purge

반 용의 가스로 많은 양이 사용되고 있다(Carrier) .

- 24 -

의 형상을 에 빛을 이용하여 촬영하는 공정을 말한다 형상을 특정 기판 상MASK WAFER .

에 빛을 이용하여 재현시키는 기술을 사진인쇄기술 이라 하며 일반적인(Photo-lithography)

동판화 인쇄시 많이 사용하고 있다 이러한 기술을 이용하여 반도체 공정에선 고도로 정교.

한 장비 및 재료를 사용하여 마이크로화 된 형상을 웨이브 상에 전사 재현함으로써 오늘날,

집적도가 높은 초고밀도 반도체 소자 제조에 중요한 필수적 기술이기도 하다.

미세 형상이 수록된 감광원판 제작시1) (Mask plate making)

웨이퍼상 감광막 현상 공정시2) (Photo making)

형상 공정을 거친 특정박막 식각시 등으로 나눌 수 있다3) (Etching) .

또한 반도체 제조 공정은 마치 건물을 쌓는 것과 같이 여러 가지 박막을 이용하여 그 박막,

위에 미세 형상을 차곡차곡 쌓아 형성시켜 가는 것과 같아 어느 한 과정에서의 결함은 결,

국 소자 전체에 영향을 주게 되므로 소자 특성 및 생산수율에 크게 영향을 주게 된다.

따라서 반도체 소자가 더욱 미세화 되고 집적도가 커져 가는 현 추세에서 성공적인 소자,

개발 및 생산을 하기 위해선 정확한 감광원판 제작 및 웨이퍼상 완전한 형상 재현이 잘 이

루어져야 한다 사전식각공정에 이용되는 장비와 사용하는 재료는 다양하다 이들 중 대표적.

인 장비와 재료를 열거해 본다.

장비 명 사 용 가 스

Stepper N2

Coater PRAZ1512, AZ1518, AZ1512 SFD, AZ1505, TSMR V3, CRG A2,CRG H2

Developer AZ MIF 500, NMD3, NMD-W CPD-18

Oven N2

- 25 -

나 박막공정.


LPCVD NH3, BCl3, PH3, SiH4Cl2, SiH4, O2, N2, TEOS, SiH2Cl2

SPUYYER N2, AR

PECVD H2, SiH4, N2, AR, NF3, N2O, WF6

다 확산 공정.

확산이란 어떤 입자의 농도 차로 인하여 그 입자가 퍼지는 것을 말한다 확산의 예로서 그.

릇에 담겨져 있는 물에다 잉크 방울을 떨어뜨린 경우를 생각할 수 있다 일단 잉크가 물위.

에 떨어지면 잉크의 농도가 진한데서 옅은 데로 번져 가는 것을 경험하였을 것이다 시간이.

지남에 따라 잉크는 점점 퍼지게 되어 어느덧 그릇에 담겨져 있는 물전체가 옅은 잉크 색을

띠게 된다 또한 방안에서 담배를 피우는 경우 멀리 떨어져 있는 사람에게도 담배 연기가.

퍼져나게 되는 경우가 있는데 이런 것들은 확산의 좋은 예라고 할 수 있다.

반도체 공정에서의 확산도 위의 예에서와 같이 물질에 어떤 입자를 주입 그리고 퍼지게 하,

는 것이다 이 확산 공정에서는 기만 인 실리콘에다 불순물을 확산시키는데 이때. (substrate) ,

반도체 제조 공정에 쓰이는 확산 입자를 불순물 이라고 한다 우리 주변에서 일어(impurity) .

나는 확산은 앞의 예에서 본 것처럼 거의 기체나 액체에서 일어나는데 반도체 제조 공정에

서의 확산은 실리콘 기판인 고체에서 일어난다 기체나 액체에서는 확산이 쉽게 일어나는.

반면 고체에서는 그냥 두면 확산이 일어나기가 상당히 어렵게 되어 확산 공정이란 조작이,

필요하다 그러므로 고체인 규소 기판 확산이 충분히 일어날 수 있는 에너지를 부과하기 위

해 고온의 전기로 에서 대부분의 공정이 이루어지게 되는 것이다(furnace) .

- 26 -

확산 공정에 이용되는 장비와 사용하는 재료 중 대표적인 장비와 재료를 열거해 본다.


FURNACE O2, H2, N2

RTP

ION IMPLANTER N2, SiH4, BF3, Ar, B11F3, As, Sb2O3

라 식각공정.


QUAD 484Cl2, SF6, CCL4, O2, C2ClF4, He, BCl3, C2ClF5, H2, CF4,CHF3, C2F6, SiCl4

BALZWES C2F6/SF6, Cl2, O2/CHF3, He/Ar, SiCl4/BCl3, N2

P-5000NO1 : CF4, Ar, O2, CHF3NO2 : SiF4, He-O2, CF4/NF3, SF6, HBr, Cl2, BCl3

- 27 -

표 반도체용 가스의 성질< 2.1> [16]

물질 명화학식( )

분자량비점(

)℃

Gas비중공기 =1

허용농도TLV-T

WA

폭발한계(%)

상온에서의

상태 빛(깔 및형태)

냄새,접촉시인체의

촉감

물(H2 에의O)

용해도성 질

1 .

SILANE(SiH4)

32.1(-111.9)

1.11 5ppm 1.37~무색 투,명의 기

체

농도가 희-박할 때 :무취고농도일-때 건조한:냄새

순수한 물에는불용 반응하지,않는다.

가연성 폭발성,

지연성 독성( ),

이염화2.

규소(SiH2Cl2)

101.0(8.2)

3.52 5ppm2.8~99.4

무 색 의

기체액 체 는(백색)

염소 냄새가 나고 마,시면 숨이찬다 따갑.다.

가수분해 반응에의해 염소가 생긴다.



사염화3.

규소(SiCl4)

169.9(57.6)

5.90 5ppm무색 투,명의 액

체

농도가 희-박할 때 :무취고농도일-때 건조한:냄새


연소 폭발의 위,험성은 적다 독.성 부식성,

4 .

DISILANE(Si2H5)

62.2(-111.9)

2.29 5ppm 0.55~무색 투,명의 기

체

농도가-희박할 때 :무취고농도일-

때 건조한:냄새

순수한 물에는불용 반응하지,않는다.


지연성( )

5 .

ARSINE(AsH3)

77.9(-62.1)

2.69 0.05ppm5.1~78.0

무색 투,명의 기

체

불쾌한 마늘 냄새 자,연 적 으 로소 멸 되 지않음.

20 (100 Aq㎖㎖

24 )℃



삼염화6.

비소(AsCl3)

181.2(129.6)

0.2mg/㎡

As

무색 기,름 형상

의 기체


불연성 부식성, ,독성

포스핀7.(PH3)

34.0(-87.9)

1.18 0.3ppm 1.6~무 색 의

기체

불쾌한 냄새 고기 썩,은 냄새 마,

늘냄새

20 (100 Aq㎖㎖

24 )℃



삼염화8.

인(PCl3)

137.3(76.0)

4.77 0.2ppm무 색 의

액체자극성



오키시9.

염화인(POCl3)

153.3(105.3)

5.3 0.1ppm무 색 의

액체자극성



1 0 .DIBORON

E(B2H6)

27.6(-92.5)

0.96 0.1ppm0.84~93.3

무 색 의

기체

불쾌한 냄새 비타민,냄새B




삼불화11.

붕소(BF3)

67.8(-99.8)

2.38 1.0ppm무 색 의

기체자극성

물에 용해되어분해105.7 100㎖㎖

Aq 0℃


- 28 -

물질 명화학식( )

분자량비점()℃

Gas비중공기 =1

허용농도

TLV-TWA

폭발한계(%)

상온에서의상태 빛(깔 및형태)

냄새,접촉시인체의촉감

물(H2 에의O)용해도

성 질

삼염12.화붕소(BCl3)

117.1(12.5)

4.12 5ppm무 색 의액체

자극성

격하게 반응해

서 를 만든HCl

다.

불연성 부식,성 독성, ( )

삼브13.롬화붕소(BBr3)

250.5(91.8)

8.78 1ppm천정C치

무 색 의기체 액(체)

여러 가지

풀잎 냄새

격한 가수분해

에 의해 이HBr

생긴다.


셀렌14.화수소(H2Se)

81.0(-42.0)

2.80 0.05ppm12.5~63.0

무 색 의기체

마늘 냄새 2.7 / 22.5㎖㎖ ℃가연성 폭발,

성 독성, ( )

게르15.만늄(GeH4)

76.6(-90.0)

2.64 0.2ppm2.2~100.0

무 색 의기체

자극성불용 서서히,

반응

가연성 폭발, (

성 자기분해), (

성 독성)

삼불16.화질소(NF3)

71.0(-129.0)

2.46 10ppm무 색 의기체

냄새가 없

고 불순물,

혼입시 곰

팡이 냄새

서서히 반응 자연성 독성,

육불17.화텅스텐(WF6)

297.8(17.5)

9.96기[HF]

준

액 체 는황색 기,체 고체/는 무색

곧바로 가수 분

해한다.

불연성 부식성,

독성( )

사불18.화메탄F-14(CF4

)

88.0(-128.0)

3.062.5mg/㎡로써(F )

무 색 의기체

냄새가 없

다.

0.0015wt%(25

)℃불연성

삼불19.화메탄F-23(CHF3)

70.0(-82.0)

2.402.5mg/㎡로써(F )

무 색 의액체

냄새가 없

다.0.1wt%(25 )℃ 블연성

팔불20.화프로판F-218(C3F8)

188.0(-36.7)

9.77 0.1wt%(25 )℃ 불연성

불 소21.(F2)

37.9(-188.0)

1.31 1.0ppm

담 황 색의 기체,접 촉 하면 폭발

자극성

격하게 반응해

서 를 만든HF

다.

부식성 지연,

성 독성,

염 소22.(Cl2)

70.9(-34.6)

2.49 1.0ppmH2와폭발5.5~88

무 색 의기체

자극성0.3 /100 (20.㎎㎖

0 )℃지연성

- 29 -

물질명화학식( )

분자량비점()℃

Gas비중공기 =1

허용농도

TLV-TWA

폭발한계(%)

상온에서의상태 빛(깔 및형태)

냄새,접촉시인체의촉감

물(H2 에의O)용해도

성 질

염화23.수소(HCl)

36.4(-84.9)

4.12 5ppm무 색 의액체

자극성

격하게 반응해

서 를 만든HCl

다.


사염24.화탄소(CCl4)

153.8(-76.6)

8.78 1ppm천정C치

무 색 의기체 액(체)

여러 가지

풀잎 냄새

격한 가수분해

에 의해 이HBr

생긴다.


육불25.화유황(SF6)

146.1(-56.6)

2.80 0.05ppm12.5~63.0

무 색 의기체

마늘 냄새 2.7 / 22.5㎖㎖ ℃가연성 폭발,

성 독성, ( )

일산26.화이질소(N2O)

44.0(-88.5)

2.64 0.2ppm2.2~100.0

무 색 의기체

자극성불용 서서히,

반응

가연성 폭발, (

성 자기분해), (

성 독성)

유화27.수소(H2S)

34.0(-59.6)

2.46 10ppm무 색 의기체

냄새가 없

고 불순물,

혼입시 곰

팡이 냄새

서서히 반응 자연성 독성,

암모28.니아(NH3)

17.0(-33.4)

9.96기[HF]

준

액 체 는황색 기,체 고체/는 무색

곧바로 가수 분

해한다.

불연성 부식성,

독성( )

수 소29.(H2)

2.0(-128.0)

3.062.5mg/㎡로써(F )

무 색 의기체

냄새가 없

다.

0.0015wt%(25

)℃불연성

산 소30.(O2)

70.0(-82.0)

2.402.5mg/㎡로써(F )

무 색 의액체

냄새가 없

다.0.1wt%(25 )℃ 블연성

헬 륨31.(He)

188.0(-36.7)

9.77 0.1wt%(25 )℃ 불연성

질 소32.(N2)

37.9(-188.0)

1.31 1.0ppm

담 황 색의 기체,접 촉 하면 폭발

자극성

격하게 반응해

서 를 만든HF

다.

부식성 지연,

성 독성,

아 르33.곤(Ar)

이산34.화탄소(CO2)

70.9(-34.6)

2.49 1.0ppmH2와폭발5.5~88

무색의 기체

자극성0.3 /100 (20.㎎㎖

0 )℃

- 30 -

표 특별재료 가스의 소화제 일람< 2.2> .[16]

특수재료가스 화학식 유 효 소 화 제 소화불능소화제

실리콘계

모노실란지그롤실란삼염화규산사염화규산사불화규산지실란

SiH4SiH2Cl2SiHCl3SiCl4SiF4Si2H6

불명 가연성( )불명 가연성( )CO2 드라이케미칼 가연성( )불연성불연성불명 가연성( )

하론 1301, 1211, CO2불명불명~~불명

비소계

알신불화비소불화비소염화비소염화비소

AsH3AsF2AsF5AsCl3AsCl5

불명 가연성( )불연성불연성불연성-

불명~~~-

인계

호스핀불화인불화인염화인염화인옥시염화인

PH3PF3PF5PCl3PCl5POCl3

불명 가연성( )지연성으로 생각됨지연성불연성-( )불연성-( )불연성

불명~~--

호우소계

지폴란삼불화호우계삼염화호우계삼취화호우계

B2H6BF3BCl3BBr3

프로린포소호제불연성불연성불연성

하론 1301, CO2, N2

금속수산화물계

셀렌화수소모노겔만테르화수소스치핀수소화스즈

H2SeGeH4H2TeSbH3SnH4

불명 가연성( )불명 가연성( )가연성-( )가연성-( )가연성-( )

불명불명---

할로겐화물

삼불화질소사불화질소불화텅스텐불화몰리브덴사염화겔마늄염화스즈염화안티몬염화텅스텐육염화몰리브덴

NF3SF4WF6MoF6GeCl4SnCl4SbC5WCl6MoCl6

액체질소 다량의물 지연성, ( )불연성-( )불연성 지연성으로 생각됨( )불연성-( )불연성불연성불연성-( )불연성불연성-( )

분말소화제하론계소화제,-~-~~-~-

금속아르킬화물

트리아르킬인듀움트리아르킬

GaR3InR3

아스베스토방화포 분말소화제,아스베스토방화포 분말소화제,

불명불명

- 31 -

가스의 처리 방법과 방지 기술2.

가 대기오염 방지 시설.

원심력집진시설1) (Cyclone)

처리 가스를 의 입구로 유입시켜 선회류 를 형성시키면 가스내의 먼지는Cyclone (Vortex)ㅇ

원심력을 얻어 선회류를 벗어나 본체 몸통 내벽에 충돌 집진된다Cycline ( ) .

에서는 원심력과 중력이 동시에 작용하며 중력은 보다 큰 입경의 먼지에 작용한Cycloneㅇ

다.

으로써 제거할 수 있는 먼지의 크기 입경 는 몸통 경과 기하학적 상대Cyclone ( ) Cycloneㅇ

치수에 좌우된다.

은 때때로 먼지 퇴적함에 제진되어 있는 침강 먼지 또는 선회류 내의 미세한 먼Cycloneㅇ

지가 재비산하는 사례가 많으며 이를 방지하기 위해 회전 깃 및Skimmer, (Turning Vane)

살수 장치를 설치하면 집진효율을 증가시킬 수 있다.

여과 집진 시설2) (Bag Filter)

여과 집진기는 여과재 를 한번 사용 후 버리는 것과 계속 사용하는 것으로(Filter media)ㅇ

구분된다.

한번 사용 후 버리는 것은 난방시설이나 공기 조화용 공기의 청정에 사용되며 이들은,ㅇ

매트 또는 상 으로 되어 있으며 는 금속 케이스에 초자섬유를 솜 모양으(mat) (deepbed) , mat

로 충진 시키는 것이며 도 초자섬유 또는 불활성 물질을 모래알처럼 만들어 충진deepbed

시키는 것이다 이들 나 는 입경이 이상인 분진의 제거에 매우 효과적이며. mat deepbed 0.3㎛

효율은 에 이르며 이중 은 방독면의 흡착부로도 흔히 사용된다99.7% deepbed .

- 32 -

공해 방지용 여과 집진기는 섬유 나이론 모직 등 로 짠 를 사용하는 것으로( , ) Filter mediaㅇ

처리 가스를 통과시켜 그중 먼지를 포집한 후 이를 털어내고 다시 사용하므로 집진 탈진이,

반복된다.

의 성능 기준은 압력 손실 집진효율 및 내구 수명을 중심으로 평가된다Bag Filter , .ㅇ

송풍기의 위치가 여과 집진기 입구 쪽에 위치하면 압입식 출구 쪽에 위치하면 흡입식이,ㅇ

되며 흡입식에서는 고효율의 후향깃 송풍기가 흔히 사용된다.

세정집진시설3)

세정집진시설은 액적 액막 기포 등에 의해 함진 배기를 세정하여 입자에 부착 입자 상, , ,ㅇ

호의 응집을 촉진시켜 입자를 분리시키는 장치이다 이 세정 장치의 입자 포집 원리로는.

액적에 입자가 충돌하여 부착ⓛ

미립자 확산에 의하여 액적과의 접촉을 쉽게 한다.②

배기의 증습에 의하여 입자가 서로 응집한다.③

입자를 핵으로 한 중기의 응결에 따라 응집성 촉진④

액막 기포에 입자가 접촉하여 부착한다, .⑤

따라서 세정집진에서는 다량의 액적 액막 기포를 형성시켜 배기와의 접촉을 용이하게 함, ,

으로써 집진효율을 높이는 방법이다.

사용하는 액체는 보통 물이지만 특수한 경우에는 표면 활성제를 혼합하는 경우도 있고,ㅇ

일단 순환시켰던 물을 재 순환시켜 사용하기도 한다.

세정집진시설은 처리가스중의 먼지는 물론 가스의 처리도 가능하며 효율의 고저도 임의ㅇ

로 조절할 수 있다.

- 33 -

전기집진시설4) (Electrostatic Precipitator)

전기집진시설은 정전력을 사용하여 입자를 집진하는 장치로서 주로 다량 먼지 시설에 효ㅇ

율적으로 사용되며 입경이 보다 작은 입자의 제진에 효과적이다10~20 .㎛

집진기전에는 전기적으로 아직 해석되지 않은 현상이 많으며 또한 복잡한 영향을 주므,ㅇ

로 아직까지 완전한 이론이 정립되지 않은 상태이다 따라서 장치설계 또는 운전에도 경험.

이 중요하게 다루어질 때가 많다.

보통 전기 집진장치내의 입자에 작용하는 전기력은 대전 입자의 하전에 의한 Coulombㅇ

력 전기 경도에 의한 힘 입자간의 흡인력 전기풍에 의한 힘이 작용하나 실제로는, , ,

력이 주로 작용한다Coulomb .

압력 손실이 적어서 송풍기의 돌력비가 적게 들고 보수가 간단하여 인건비가 절약되므,ㅇ

로 건설비는 높지만 처리 배기량이 클수록 경제적이어서 대용량 고성능 집진 장치로서 사용

된다.

나 배기가스 처리장치.

반도체 제조 장치에서 배출되는 배기가스에는 미 반응된 독성 가스와 유해한 반응Device

생성물이 많이 포함되고 있어 이것을 처리시키지 않고 외부에 배출하는 것은 매우 위험하

다 종래에는 규염토와 염화 제 철에 의한 화학흡착법이 넓게 사용되어 왔으나 최근에는 화. 2 ,

학흡착법이 많이 사용되고 있다 여기에 산화흡착법 촉매산화법 연소법 가수분해법의 순서. , , ,

로 사용되고 있다 표 일반적으로 배기가스 중에 포함된 반도체용 가스의 농도는 매우.< 2.3>

적다 다만 사일렌은 비교적 고농도로 사용되어 배출되는 양도 많아서 연소법이 잘 쓰여 진.

다.

- 34 -

표 주요 배기가스의 처리법< 2.3> [4]

방 식건식/습식

대상가스 재료 또는 원리 특 징

화학흡착법

건식

AsH3, PH3, H2S,H2Se, SiH4, SiH6,HCl, TMC

흡착제로는 동 아연, ,ㅇ망간의 산화를 첨착한 것.

금속 그것을 사용한ㅇ그밖의 각종의 것이 있다.

흡착량이 크다.ㅇ

사용시 및 공기에 접촉ㅇ하면 발열이 크다.

최근에 가장 많이 사용ㅇ

산화흡착법

반건식

AsH3, PH3, H2S,H2Se

규염상에 염화제이철ㅇ밖의 산화성(FeCl2) ,

금속염을 첨가한 것.ㅇ

허용농도 이하까지 제ㅇ거가능.변색으로 사용 현황을ㅇ

알며 재생가능,온도가 필요ㅇ

촉매흡착법

건식

AsH3, PH3 금속산화물을 활성탄ㅇ등의 흡착제를 첨작한 것.

응급시 대량처리에 이ㅇ용가능,

분말에 의해 뭉치는 현ㅇ상에 주의

연소법건식

SiH4 그밖, 버너 등의 화재중에ㅇ배기가스를 통과시켜 연소시킨다.

대량처리도 가능하다.ㅇ

생성분말은 필터,ㅇ등에서 처리를 요Scrubber

한다.

가열분해법

건식

AsH3, PH3, TMC 이상에서 열분500ㅇ ℃해 해 분말로 제거한다.

장치는 소형이나 분말ㅇ의 폐쇄에 주의,

타방식과의 병용 가능.ㅇ

물리흡착법

건식

AsH3, PH3, H2S,H2 그밖Se, HCl

대량의 활성탄 약품첨,ㅇ착탄도 있다.

배기가스의 일괄처리ㅇ외국에서는 많이 사용되고있다.

- 35 -

다 가스 누설 경보기.

가스 재해는 가스 누설에서 시작하는 것이 많아서 가스 누설을 최대한 빨리 검지한 후 통보

하여 신속히 대처를 하면 재해를 사전에 방지하는 것이 가능하다 그래서 가스 누설 검지.

경보기의 사용은 가스 누설의 존재를 가능한 한 초기에 검지하여 재해를 미연에 방지하는데

있다 가스 누설 검지 경보기를 선정할 때는 우선적으로 다음 사항을 조사하여야 한다. .

사용하는 가스의 증류를 파악한 후에1)

측정 대상 가스의 성질을 조사하고2)

가스 발생량을 예측하여3)

가스 발생 장소 가스 잔류 장소 확산 방향 등을4) , ,

조사한 후에 위의 목적에 맞는 의의 목적에 맞는 가스 검지기 종류를 선정해야 한다 또한.

일반적으로 가스 누설 검지 경보기는 다음의 조건을 갖추어진 것이 요구된다 현재는 각종.

의 원리를 갖고 있는 가스 경보기들이 많이 시판되고 있다 가스 경보기의 선정은 성능 안. ,

전성 방해 가스 등외의 사항을 잘 확인한 후 적절한 장소에 각 사업장에 맞는 가스 누설,

경보기를 설치하는 것이 바람직하다 표.< 2.4>[4]

- 36 -

표 가스 누설 검지 경보기 선정시 요구되는 사항< 2.4>

구 분 내 용

1. SENSITIVITY감 도( )

어느 일정한 지시 량 또는 출력 신호를 일으키는 측정 성분의 최소ㅇ변화량을 의미한다.

검출 강도가 높을 것- .응답이 빠를 것- .장기간 안정하여 빠른 동작을 할 것- .정전 후 신속하게 복귀하는데 문제가 없을 것- .

2. SELECTIVITY선택성( )

혼합 가스인 중에서 다른 가스 성분의 간섭을 받지 않Sample GASㅇ고 측정대상 가스에 대해서만 반응하는 것을 말한다.

노이즈 가스나 간섭 가스의 영향을 받지 않을 것- .고농도 가스 측정 후라도 정상적으로 복귀할 것- .

3. STABILITY안정성( )

측정기의 지시 또는 출력 신호의 특성이 시간의 흐름에 대해서 변하ㅇ지 않는 정도

전기 노이즈의 영향을 받지 않을 것- .온 습도 등 환경 영향에 민감치 않을 것- , .검지대상가스 가연성 독성 등 마다 조작 판단성이 변하지 않을 것- ( , ) , .

기타4.

보수 점검이 용이하고 주기가 길 것- , , P,M .기능 구조 성능 등이 안전 법규 사항에 적법할 것- , , .소형 경량일 것- , .

경보 출력을 갖출 것- Recorder, .접속 불량 등에 경보 기능을 갖출 것- Sensor Trouble .

검지 대상 가스의 종류가 많을 것- .소음이 없을 것- .경제성이 없을 것- .갓의 종류나 설치 장소에 따라서 방폭성을 갖출 것- .

- 37 -


구 분 내 용 측정대상가스

접촉연1.소방식

원리1)백금 필라멘트 주위에 백금 바라듐 등의 촉매를 설치하여 내구,처리를 가한 검지 소자에 산소를 섞은 가연성 가스가 접촉하면,가연성 가스의 농도가 폭발 한계 이하라도 연소 반응을 일으킨다 이 반응열로 검지 소자의 온도가 상승하게 되면 전기 저항.이 커지게 된다 이 전기 저항의 변화를 전류 변화로 바꾸어 가.스농도를 분석한다.

특징2)장기적으로 안전성이 있음-출력 특성 정도와 응답 특성이 좋음-소자 수명이 길다- .

수소-일산화탄소-암모니아-탄화수소-알콜류-케론류-산류-할로켄화합물-유기용제 등-

반도체2.방식

원리1)금속 산화물 등 소결체에 두 개의 전극을 설치하여(SnO2, ZnO )가열한 것이다 이 가스 검출 소자가 환원성 가스에 접촉하게.되면 화학 흡착이 일어나며 반도체 소자 내에는 자유전자 이동,이 생겨서 소자의 전기 전도도가 증대하게 된다 이 증가량을.금속산화물 내에 있는 백금선 전극에 의해 출력으로써 나타난다.

특징2)감지 소자의 동작이 매우 안정함-수증기의 영향이 적음-

수소-일산화탄소-암모니아-탄화수소-알콜류-켄론류-산류-할로겐화합물-유기용제 등-

열선형3.열 전 도 체방식

원리1)저항 온도 특성이 뛰어난 금속의 미세선 등을 가열시킨 Sensor검지부 에 측정 할려는 가스를 통과시켰을 때 에 흡수되( ) Sensor는 열량을 전기저항 값으로 변화시켜 나타내는 원리이다.

특징2)내산화성이고 안전성이 뛰어나다- .고농도 가스 측정이 적합하다- .

원유가스-메탄가스-유화가스-

격막 갈4.버리 전자방식

원리1)금속 금 을 음극 비금속을 양극 으로 한 두극을 전해액과( ) (-), (+)함께 설치한 구조로 되어 있다.격막을 투과시킨 산소가 음극에 도달하면 전극 상에서 환원되어산소 농도에 비례한 전류가 생성되며 이 전류를 증폭하여 검지,하게 된다.

특징2)급격한 온도 변화에서도 지시치가 안정함

기체중의 산-소가연성 가스-의 산소

- 38 -



질코니5.아 방식

원리1)산화 질코늄 분말을 등 안정화제와 같이 소결시킨 질코니CaO아 자기는 고온 하에서 산소 분자만을 이온의 모양으로 이동시키는 성질을 갖고 있다.

특징2)응답 속도가 빠르고 수명이 길다- .저온에서 뛰어난 작동 능력을 갖고 있다- .

불황성 기체-중의 산소

격막전6.극 방식

원리1)검지부는 작용 전극과 대 전극에 내부 액을 채워 넣은 격막으로된 구조로 되어 있으며 이 격막은 측정 가스를 투과하는 성질,을 갖고 있다 검지부가 측정 가스와 접촉하면 격막을 통하여.가스가 내부로 들어가 내부 액과 반응하여 작용 전극의 전위 변화 또는 전류 변화가 생기는 현상을 이용한다.

특징2)응답이 빠르고 안정성이 좋다- .선택성이 뛰어나다- .

암모니아-염 소-시안화수소-황화수소--SO2-(C2H5)3N

정전위7.전해식

원리1)정전위 전해식 센서는 작용 전극과 대 전극에 전해액을 채워 넣은 격막으로 된 구조로 되어 있으며 측정대상 가스는 격막을,투과하여 전기 화학적 촉매작용에 의하여 전극 상에 흡착된다.작용 전극에는 정전 회로에 의해 일정한 전위가 주어져 있고,가스는 전극 표면에서 전기 화학적으로 산화 혹은 환원 반응을일으킨다.이때 발생되는 전류를 감지하여 분석한다.

일산화탄소--NO/NO2황화수소--SO2염소--PH3-SiH4-AsH3-B2H6-HCl

열선형8.반도체 방식

원리1)백금선 코일에 금속 산화물의 반도체를 칠한 후 소결시킨 소자에 가스에 흡착하면 반도체의 전기 전도도 변화에 따라 백금선코일과 반도체와의 합성 저항치가 변화한다.이 저항 변화치를 위스턴 브릿지로 검출하여 가스 농도를 검지한다.

특징2)저 농도 가스에 대하여 고감도-습도의 영향을 적게 받는다- .

수소-일산화탄소-암모니아-탄화수소-알콜류-산류-유기세정류-

- 39 -



테이프9.광원 광도법

원리1)화학약품에 의해 특수 처리된 테이프가 측정 대상 가스와 반응하여 발색된 정도를 광학 방식으로 검지하여 가스 농도를 측정한다.

암모니아, H2S염소, SO2,HCN, NO2,AsH3, PH3,B2H4, SiH4,HF, HCl,COCl2

열이온10.화방식

원리1)가스를 검출하는 센서는 특수 촉매가 붙은 코일과 이온Freon로 구성되어 있다Collector .

코일과 이온 사이에는 직류전압이 걸려 있고 그 사이Collector ,에 측정 할려는 가스가 흐르게 된다 이때 검지부에 가스. Freon가 들어오면 고온이 된 특수 촉매의 알칼리분과 전자를 흡수하여 양이온이 발생한다.양이온은 이온 에 모이게 하기 위하여 이온 전류를 증Collector폭함으로써 가스를 검지하게 된다Freon .

특징2)센서의 안정성이 좋아 다른 가스의 영향이 극히 적다- .

불활성 기체중의 산소

- 40 -

표< 2.6>[12] 반도체 제조 및 관련 작업에서 생긴 에 의한 재해 사례 일본의 예임GAS ( )

NO 유해요인 년 월피 해 상 황

발 생 상 황 발생원인등사망 중독장해 피부염

1불화수소(HF)

'66.12 3불화수소산소산 혼합물로 스텐레스 내부 세정작업 중

작업중 방독미착용MASK

기침 한기 목에( , ,통증)

2 산소결핍 ‘67. 7 1 1실험중 산소 질소 혼합기, ,

를 착용중 정전으HOSE MASK로 인해 질소 만 공급GAS

3 불화유황 ‘68. 6 1 불화유황혼합 물냄새 맡고 중독독성에 대한 인식 부족

4 산소결핍 ‘76. 2 1 1봉입조에서FREON GAS

조작 중 누출로FREON , GAS질식 구조자도 재해→

불활성 의GAS배출장치 미가동 보호기 미,사용

5 PH3 ‘76. 4 5

반도체 표면처리 장치의 부속설비에 있는 유SILANE GAS량계에서 가 누출되어GAS , PH3및 의SILANE BOMBE VALVE를 닫고 배관내의 잔류 배, GAS관의 역지판이 비정상적으로 작동하여 PH3가 의 배관SILANE으로 역류되어 유출됨

역지판의 불량

6 POCl3 ‘78.12 1

에FURNACE POCl3을 공급하는배관계통 점검중 를 꽉, VALVE연결시키지 않아서 POCl3가 분출되어 되집어 씀.

작업수순 잘못

7 산소결핍 ‘79. 1 1

제조장치내 이온교환수지의D.I재생작업을 위해, AIR LINE

를 사용하고 내부에 들어MASK가 배관하면 용 송기관으, MASK로 공기를 보내기 위해 VALVE를 열었을 때 장치고장으로 공,기용 배관에서 질소 가 분GAS출됨.

안전공구 고장

8 산소결핍 ‘81.10 2 1탱크 근처의 핏트내 배관 세Ar

정작업 중 사고남 충만(Ar Gas )안전점검 소홀

9 산소결핍 ‘82. 4 1질소가 충전된 탱크 배관 세D.I정작업 중 탱크의 맨홀로 들어가다 탱크내로 추락함.

단독작업 안전교육 불충분

10 산소결핍 ‘82. 6 1

액이 들어있는 초음파FREON세정조의 정기 청소시 세정조의위에서 조내의 칸막이 조립작업중 발생함.재해발생 분전에 질소( 10~15를 초간 조내에GAS 10~20시킴PURGE )

산소농도 측-정안함.환기안함- .보호- MASK

착용 안함.

- 41 -

NO 유해요인 년 월피 해 상 황

발 생 상 황 발생원인등사망 중독장해 부상

11모노시레인화재( )

‘82.10 1 5장비에 잔류해 있던 모노CVD

시렌이 발화 천정 로 인, DUCT화되어 연소

12시클롤에틸렌 약품

‘85.11 3

기판I.C PHOTO/ETCHING에서 수산화칼륨을LINE DRUM

에 회수하다가 잔류 트리클로트에틸렌과 반응한 증기로 눈에부상.

약품의 특성-에 대한 교육미흡보안경 미착-

용

13불화 세레6인

‘88. 5 1클린룸에서 광 성막기 시험DIS운전중 배관 연결부로부터

중독LEAK

14 산소결핍 ‘89. 8 1

여름 휴무중 질소가 풍만되어있던 반도체 공장조립 에서LINE기계정비 위해 들어갔다가 사고발생 사고 직후의 산소농도는,

이었다8.8% .

15모노시레인폭발( )

‘89.12 1 4반도체 시험제작 에서 모노LINE시레인 용기교환중 다량의 가스

후 발생LEAK

16 산소결핍 ‘90. 8 1연구소에서 반도체 재료연구를위해 액화질소 충진중 넘쳐서기화된 질소로 질식

17

아세톤 메,탄올에 중독환기불량( )

‘91. 1집적회로 자동도장 장치에서 장시간 근무하던 중 환기불량으로중독됨.

18트리1.1.1

클로로포름중독

‘91. 1 1반도체 판 세정기내 용FRAME제를 교환키 위해 방독 마스크를 쓰고 들어갔다가 사고 당함.

19 클로로포름 ‘91. 2클린룸 내에서 인 지방질 합성(P)종사자가 개월 근무후 중독으4로 판정됨

20 옥시염화인 ‘91. 1반도체 제조 공정용의 옥시염화인 용기를 떨어뜨려 깨진 용기로 부터의 증기 흡입으로 중독

21 불화수소 ‘91. 1반도체 생산장비 시운전중 고장으로 탱크 내부 온도 상승으로수리 작업자가 흡입하여 중독

- 42 -

표 재해사례< 2.7> (SiH4)[13]

사고 상황 원인 대책

장비의 배기 내로 누1. DUCT출된 SiH4이 내의 공기, DUCT와 혼합하여 연소하여 PVC

에 구멍이 나서 유독 가DUCT ,스가 작업실내로 유출되어 종업원 명이 급성중독을 일으킴2 .

자연 발화하는 농도의 SiH4가내로 유출하여 공기와 혼DUCT

합하여 연소함.

폐 가스 처리 장치에①연결된 의 기밀성DUCT을 좋게하여 공기의 유입을 방지하거나, N2등의불활성 가스를 유입시킴.

2. SiH4사용장비의 배기 DUCT내에서 가스가 폭발하여

손상DUCT

CCl4로 반응로를 세정한후가 불충분하여 계내에PURGE ,

미량의 CCl4가 잔류함.다음에 이 반응로를 로1,000℃가열하여 사용시 이잔류 CCl4의열분해에 의해 발생한 Cl2가 다음과 같이 연쇄반응하여 폭발한것으로 추정됨.

CCl① 4로 세정하면 완전히 를 행함PURGE .

다른 위험하지 않은②세정제로 변경함.

작업중 악취가 나서 장비배3. ,관 등을 점검시 분 지나20~30서 천정부 의 일부에 구DUCT멍이 난 것을 발견하고 장비정지후 보수 작업시 두통이 생겨 명이 입원함2 .

SiH4가 배기되어 연소시,PVC를 녹여 구멍이 생긴 것으DUCT

로 추정됨 이 구멍으로부터. PH3이 새어나와 중독됨.

배기계는 가스의 특성①에 따라 별도로 배관함.N② 2 로 희석시킴GASAsH③ 3, PH3용 LEAK

를 사용 사전DETECTOR전검 및 상시 MONITOR

4. SiH4용기에 배관을 접속하고가스 공급을 시작했을 때 가,

되어 발화함LEAK .접속후 기밀 는TEST PURGE용 N2을 이용하여 실시함

불량 및 기밀 불GASET TEST안전

의 불량여부를GASET①확인함.

N② 2에 의한 기밀는 사용압력으로TEST

실시

고밀도5. SiH4를 사용후 용기,를 교환시 폭발음과 함께 발화함.

부족 방법 불량PURGE , PURGE 용기교환전 N2, PURGE는 충분히 행해야 함 또.한 은 가압GAS LINE ,방출을 반복하고 진공으로 도 하는 것이PURGE좋다.

배관 및 용접부에서6. SUSSiH4가 방출 발화함, .

배관의 외부에서 부식에 의한 구멍이 생김 근처에. BOMBE BOX산세정조가 있어 산에 의한 부식으로 추정됨.

배관의 근처에 부식성①물질 방치 금지

에 환기BOMBE BOX②설비 설치 및 철저 운용

장비에 장착된 진공 펌7. CVD프의 배기용 고무 가 장HOSE치 가동시 SiH4의 소폭발로 인해 파손됨.

장비로써BATCH TYPE , N2에 의해 완전히PURGE PURGE

하고 나서 생산 진행하게 되어있음 더불어서 진공펌프 출구측.에 배출된 SiH4을 희석하기 위하여 펌프가 동부에 연결된 전자편으로 N2를 송입시키도록 되어있다 이 때문에 새로운 개. BATCH시시에 공기를 흡입시 진공흡입,시에 잔류된 SiH4가 발화하여 고무 가 파손된 것으로 추정HOSE .

진동방지용 고무①를 제HOSE SUS로 교환BELLOW .

진공 펌프 출구측②의 강도를 높임FLANGE .

희석용 N③ 2 수동으로항시 되도록 함PURGE .

배기 가스처리 장치내에서8.가스폭발 연소됨, .

SiH4 흡수액 순환펌프 동작 불량 운전전의 작동 확인을 반드시 실시

9. SiH4 용기와 압력조정기 조작부에서 가스가 분출하여 화상을 입음.

조작불량 기밀PURGE , TEST부실.

교체 작업시CYLINDER충분한 와PURGE LEAK

실시 철저TEST .

- 43 -

가스 취급 및 안전 사용 방안3.

가 가스의 보관시 주의 사항.

일반 고압가스1)

고압가스 이상 액화 가스로는 이상 을 저장하는 경우에는 행정관서의 허가- 300 ( 3,000kg )㎥

를 받아서 소정의 용기 장소에 저장하도록 한다.

용기 장치에는 그 출입구 및 외부에서 보기 쉬운 장소에 고압가스 용기장치 위험 표시- ( , )

를 한 경계표를 게재할 것.

충전 용기 잔가스용기를 불문하고 이 용기를 저장할 때는 그 장소의 주위 이내에는- , , 2m ,

화기 또는 발화성 인화성의 물질을 두지 말 것, .

충전용기 등은 뒤집어지거나 떨어질 경우에 의한 충격 및 밸브의 손상을 피하기 위해 위-

에서 물건이 떨어지지 않는 안전한 장소를 고른다 그러므로 혹은 쇠사슬 등으로 벽면. rope

에 고정시키고 묶어 둘 것 취급시 함부로 다루지 말 것. .

가연성 가스의 저장소에는 화기를 절대로 가까이하지 않도록 하고 금연 화기 엄금 출- ( ) ( ) (

입금지 등의 표시를 외부로부터 보기 쉬운 장소에 게재할 것) .

충전 용기는 일반적으로 이하로 유지할 것- 40 .℃

가연성 가스를 저장할 때는 유효한 소화기 분말 소화기 탄소가스소화기 등 를 준비해 둘- ( , )

것.[7]

독성 가스의 저장소에도 화기를 가까이하지 않도록 한다- .

독성 가스의 저장소에는 흡수제 중화재 및 독성 가스에 적당한 마스크 송풍 마스크 또- , ,

는 공기호흡기 등을 상비해 둘 것 또 독성 가스 가연성 가스 및 지연성 가스의 충전 용기. ,

는 제각기 구별해서 용기 장치해 둘 것.

- 44 -

통로는 장치 면적의 이상을 확보할 것- 20% .

충전 용기와 공급 용기의 구별을 명확히 해 둔다- .

만약 저장 기간이 장기 계속하는 경우는 매월 회 이상 누전 검사를 실시하고 소정의 용- 1 ,

지에 기록한다.

독물 빚 극물의 저장2)

저장 장소는 독물 극물 전용의 것으로 하고 울타리를 만드는 설비 등이 있는 견고한 시- ,

설로 한다.

저장 장소는 도난 방지 위하여 결지 한계선에서 충분히 이야기하든지 또는 일반인이 접-

근하지 않은 위치 강구할 것.

저장 장소에는 적지에 백색으로 피약용 외 의 문자- ( )

득물 독물:

극물 저장소 백지에 적색으로 극물: ( )

독극물 취급 책임자 저장상의 주업무 독 극물의 수요 관리 재고량 정기점검 사용량 파- : , ,

악

독극물 도난 분실 시에는 곧바로 그 내용을 경찰서에 알려야 한다- .

나 가스의 사용시 주의 사항.

전용 작업장 이외는 사용을 하지 않는다- .

가스를 소비하는 작업등에는 보통 용기의 온도를 이하 유지할 것- 40 .℃

작업장 내에는 화기 금지 및 담배를 피워서는 안 된다- .

가연성 가스를 사용할 때에는 감압설비와 사용 설비의 간에 역화방지 설비를 해 둘 것- .

- 45 -

가연성 가스 사용 장소에는 소화기를 비치- .

가연성 가스 독성 가스를 취급하는 장소에는 지식을 가진 충분한 훈련을 가진 자 이외는- ,

출입을 시키지 않을 것.

검지기 준비 독성가스장 작업장에는 항상 허용 농도 이하 유지해야 한다- , , .

독성가스때는 방독마스크 역풍 마스크 공기흡수기 보메가네등 방구 준비해 둘 것- ( , ), .

작업장 환기장치를 가동하여 실내의 공기 취환 후에 입실 작업한다- , .

작업은 최소 인 이상으로 한다 사고 발생시 응급 처치 할 수 있도록 한다- 2 . .

압력조정기 압력계 유량계 등의 가스와 접촉하는 기구나 부품은 전용화하고 타의 가- , ,

스로 병송 하지 않는다.

용기는 세워서 사용하고 전용 용지 지지관 사용 철쇠 등으로 고정한다- , .

압력 조종기 설치 시에는 설치 구의 고무 등을 청정한 포로 청소하고 나서 설치할 것- .

용기용 밸브 개폐는 압력 조정기나 압력계의 정면에 얼굴을 마주보지 않도록 해서 조용-

하게 한다.

밸브 배관 압력계 등 설치 부에서 누설 여부를 고유검지기 혹은 가압 조작 진공조작 하- , , ,

는 경우에는 압력계 진공계 등으로 확인 후에 작업 개시 할 것.

용기 내 가스 유무 확인 시는 압력계 장치 내부의 공기를 불활성 가스로 치환 또는 진공-

담긴 후 검압해서 한다.

장치에 용기를 교환하는 경우 배관 내는 불활성 가스로 완전히 치환 진공 담김으로 한다- .

단 용기 분해는 진공 담긴 후에도 배관 내에 불활성 가스로 약간 돌리면서 행한다 배기가, .

스는 배기 설비를 통해서 한다.

충전 용기와 사용 용기를 구별해 두고 표시할 것- .

- 46 -

소비 설비의 수리 청소 할 때는 미리 직소 불활성 가스로 내부를 치환 후 행할 것 청소- , .

후에는 정상 작동 여부 확인 후 사용할 것.

작업 종료 후에 꼭 밸브를 닫고 차에 계내의 잔 가스를 소정의 배기 설비에 의해 배기하-

고 최후로 불활성 가스로 충분히 치환 할 것.

용기는 공기가 유입하지 않은 모양으로 정압의 상태로 사용을 종료하고 가스 누설이 있-

는 것을 확인한 후 마개 캡과 보조 캡을 설치한다.

다 이동상의 주의 사항.

이동시 용기는 이하 유지- 40℃

용기의 캡 마개 캡의 설치를 확인한다- , .

용기를 차에 적재 하차 시에는 난폭을 가하지 않고 주의 깊게 행한다- , .

이동 중 용기의 진동 밸브의 충격을 받지 않도록 한다- , .

타가스 산소나 염소와 가연성 가스 등 혼재하지 않는다 할 수 없이 혼재시에는 용기의- ( ) .

두부를 제각기 반대 방향으로 하고 충분한 간격을 두어 적재한다.

가연성 가스와 산소를 적재하는 경우에는 소화 설비를 겸하여 응급이 필요한 자재 및 공-

구를 독성 가스 장소는 전기 이외 방독마스크 약제 흡수제 중화 등을 휴대한다( , ) .

충전 용기 적재는 압축가스의 경우 원칙적으로 원직으로 횡직으로 원칙으로 한다 단 아- .

세틸렌 및 액화 가스의 공전 용기 입적 액화석유가스 이하 것은 제외: ( 10 )㎏

충전용기 적재 차량은 도로교통법을 따를 것- .

- 47 -

라 누설처리상의 주의.

가스가 용기로부터 누설할 때 이 처리에는 위험을 따르는 것이 극히 많다 따라서 만일 가.

스가 누수해 피해를 최소한 줄이기 위해서는 가스의 종류 특성 응급대책 등을 조속히 배치, ,

를 취할 필요가 있다.

누설 장소 누설 상태 누설 가스의 종류 주의의 상태를 정확히 판단해서 관리자에게 연- , ,

락

위험성이 있는 가스일 때는 방독마스크 보호 장갑 등의 보호구를 반드시 착용한다- , .

누설 처리를 하는 경우는 반드시 누설 장소는 통풍이 잘되는 곳에서 작업한다- .

용기 용변의 출구에서 누설하고 있는 경우는 통풍에 서서 용기 용변을 확실히 닫는다- .

용기 용변의 출구 이외의 장소에서 누설하고 있는 경우는 관리 책임자의 지시에 따라서-

누설 용기를 안전한 장소에 이동하고 누설 처리를 행한다.

가스충진 용기에서 누설하고 있을 경우 상황에 따라서는 방화 캡을 덮어씌우든지 또는-

된 철제 수납 상에 넣어 안전한 장소에 이동한다 이로 인해 가스의 확산을 막고Sealing , . ,

설치가 되어 있는 토출구로 부터 나오는 가스를 흡수제 등으로 제거한다.

설비 또는 기판 계통에서 누설을 생긴 경우는 누설한 장소의 접속부를 정체하든지 상황- ,

에 의해서는 조작을 중지하고 설비 및 배관계 내의 가스를 완전히 질소 등의 가스를 치환,

한 후 누설 처리를 행한다, .

대량 누설인 경우는 피해를 최소한으로 막기 위해서 적절한 상황 판단을 하며 다음의 조- ,

치를 취해야 한다.

- 48 -

신속하게 통풍이 잘되는 곳으로 대피하고 통보 경보를 울려서 주위의 사람 및 관계 부, ,ㅇ

서장에게 전달한다.

반드시 보호구를 착용하고 관리 책임자의 지시에 따라서 임기응변한 처리와 설치를 취,ㅇ

한다.

화기 원을 차단한다.ㅇ

누설 장소 부근에는 로프를 펼치는 등으로 관계자 이외 접근을 시키지 않는다.ㅇ

위험이 크게 된다고 예상되는 경우는 빨리 소방기관 등에 연락한다.ㅇ [11]

- 49 -

제 절 화학약품3

반도체 제조 공정은 매우 깨끗한 환경과 순도 높은 공정을 필요로 하므로 여기에 쓰이는 시

약들은 특수한 방법으로 불필요한 성분을 거의 제거시킨 고 순도의 약품들로서 보관 및 사

용시 불순물 유입과 성분의 변화가 일어나지 않도록 주의해야 한다.

화학약품의 분류1.

화학약품을 분류하는 데는 유기물과 무기물 용매와 용질 산과 염기 그리고 금속과 비금속, ,

등의 여러 가지 방법이 있으며 때로는 극성 물질과 비극성 물질 반응성이 강한 물질과 안정

한 물질 등으로 나눌 수 있다.

물은 상온에서 액체인 무기화합물이며 용매로써 자주 쓰인다 그리고 산도 염기도 아닌 중“ .

성이며 비금속 화합물이다 또한 매우 극성이 강한 물질이며 화학적으로 비교적 안정하다. .”

이 말은 물의 성질을 여러 가지 측면에서 표현한 것으로서 무기화합물 산 비금속 등의 용, ,

어의 뜻을 알면 물의 화학적 성질을 이해하는데 가장 손쉬운 표현 방법이 된다 즉 화학약.

품을 분류하는 데에는 관점에 다라 여러 가지 분류 방법이 있으며 모든 물질을 각각 그 분

류의 어느 한 부분에 속하므로 분류법과 그 의미를 간단하게 정리하여 화학약품의 성질을

이해하는데 도움이 되도록 한다.

가 유기물과 무기물.

생물체는 유기체이다 사람은 유기물을 먹고 소화 흡수하여 생활에 필요한 열량을 얻고 이“ ”

들을 이용하여 몸을 구성하는 유기물을 합성한다 즉 유기물은 생물체를 구성하는 물질이다. .

- 50 -

그러나 오늘날에 있어서 산업의 발달과 더불어 사람들은 석유 자원이나 석탄 자원들을 이용

하여 새로운 유기물을 생물체 밖에서 합성하여 생활에 필요한 물질 플라스틱 고무 연료- , ,

등과 산업에 필요한 물질 유기 용매 유기산 합성 재료 등을 얻게 되었다- , , .

이에 따라 보다 확장된 유기물의 정의가 필요하게 되었는데 이 정의는 매우 복잡하다 간단.

하게 표면 하여 유기물은 탄소와 수소와 주성분인 물질들로서 대부분 생물체와 밀접한 관계

를 가진다 라고 말할 수 있다 무기물은 자연계에서 유기물을 제외한 모든 물질을 뜻하는. - .

것으로서 이들은 대부분 인체와 무관하나 때로는 매우 거칠게 인체에 영향을 미친다.

반도체 제조용 화학약품을 무기 약품과 유기 약품으로 구분하여 그 종류와 용도 및 사용 방

법은 표 표 와 같다[ 3.1], [ 3.2] .[5]

- 51 -

표 반도체 제조용 무기 약품< 3.1>

약 품 명 용 도 사 용 법

H2SO4

세정액에칭액레지스트박리

단독으로 실리콘 웨이퍼의 세정에 이용하고 HF-HNOㅇ 3계에첨가하여 에칭액으로 쓰인다 또. H2SO4-H2O2로 유기물분해와 레지스트박리에 사용

HNO3세정액에칭액

단독으로는 실리콘 웨이퍼 세정액으로 사용, Hㅇ 3PO4나 와HF혼합하여 AL, SI, SiO2의 에칭액으로 사용

HCL 세정액주로 탈 이온제의 세정액으로 사용ㅇ

예) HCL-H2O2-H2O

HF 에칭액또는SI SIOㅇ 2의 에칭액 주성분으로 사용

예) HF-NH4F HF-HNO3-CH3COOH

NH4F 에칭액 주로 SiOㅇ 2에칭 속도 제로 사용CONTROL

NH4OH 세정액Hㅇ 2O2와 혼합하여 세정액으로 사용

예) NH4OH-H2O2-H2O

H3PO4 에칭액및 질화물의 에칭액 주성분으로 사용하지만 질화물의 에ALㅇ

칭은 건식에칭이 주류를 이루고 있다예) H3PO4-HNO3-CH3COOH-H2O

H2O2세정액레지스트박리

주로 또는 에 조합시켜서 사용HCL, NH4OH H2SO4ㅇ

- 52 -

표 반도체 제조용 유기 약품< 3.2>

약 품 명 용 도 사 용 법

ACETONE(CH3COCH3)

세정건조실리콘 웨이퍼의 세정 건조와 순수치환 용매로 사,ㅇ

용

TRICHLOROETHYLENE(ClCH=CCl2)

세 정

실리콘 웨이퍼의 탈지 왁스의 세정제로 사용 독성, ,ㅇ이 강하므로 일부에서는 으로 대체1.1.1-trichroethane한 경우가 있지만 세정력의 부족으로 아직 트리클로로에틸렌이 주류를 이룬다.

METHANOL(CH3OH)

세 정 실리콘 웨이퍼의 세정에서 순수 치환용매로 사용ㅇ

Isoprogyla-lcohol(CH3CH(OH)CH3)

세 정실리콘 단 결정의 최종 세정에서 주로 세정Vaporㅇ

으로 사용

MONO-XylenCl

신 나현상액

고무형 레지스트의 신나 및 현상액으로 사용 크실.ㅇ렌은 용해성이 강하므로 각윤해 버리기 때문에 레지스트 패턴의 현상도가 나쁘다 미세패턴을 얻기 위해서.는 각윤성이 작은 지방족 탄화수소를 주성분으로 하는현상액이 주류를 이룬다.

n-Butylacetate(CH3COOC4H9)

린스액고무형 레지스트의 린스액으로 사용ㅇ

형 레지스트 린스액은 순수이다Positive .

Aceticacid(CH3COOH)

에칭액Al, SiOㅇ 2 등의 에칭액의 에칭속도 제로 주로Control

사용

- 53 -

나 용매와 용질.

두 가지 이상의 물질이 아주 균일하게 섞여 있는 상태를 용액 이라고 부른다 이때(solution) .

주성분이면서도 화학적 활성이 적은 쪽을 용매 그 반대쪽을 용질 이라고 부(solvent), (solute)

르는데 일반적으로 용매는 녹이는 성질이 강하므로 대부분의 유기 용매는 유기물 즉 생물,

체나 플라스틱을 쉽게 녹여서 유기물의 용액을 만든다 따라서 반도체 제조 공정에서 사용.

되는 고 순도의 유기 용매는 인체나 플라스틱 등의 유기물이 접촉하게 되면 오염

이 되므로 이에 대한 상당한 주의가 필요하게 된다(contamination) .

유기 용매ㅇ

유기 용매들은 일반적으로 휘발성이 강하고 불붙기 쉬우며 증기는 인체에 덜 해롭다 이들.

은 사용 방법으로 보아 크게 두 가지로 나눌 수 있으며 비교적 인체에 덜 치명적이며 가장

널리 쓰이는 알코올 및 아세톤 종류들과 맹독성이 특수한 목적 등에 쓰이는 벤젠 및 에테르

화합물 등이 있는데 때로는 피부 조직으로 침투하여 인체에 치명적인 영향을 미치는 것들도

많으므로 사용하기 전에 그 사용 방법과 성질에 관한 지식을 충분히 습득해야 한다.

다 산과 염기.

산의 용액은 리트머스 시험지를 붉게 변하게 하고 금속과 반응하여 수소를 발생하(litmus)

며 용액은 신맛이 난다. HCl, HNO3, H2SO4 등 염기의 용액은 산과 반응하며 리트머스 시험

지를 푸른색으로 변색시키고 비누와 같은 감촉을 가진다 또한 용액은 쓴맛이 난다. . NaOH,

NH4 등 이와 같은 정의는 일반적으로 산과 염기를 구별할 때 쓰이는 표현이다OH, KOH .

그러나 공정에서 자주 사용하는 산과 염기들은 각각 그 조성에 따

- 54 -

라 금속과 비금속.

전기를 잘 통하며 대부분 은백색의 광택을 띄고 늘어남과 퍼짐의 성질이 좋은 금속은 산과

반응하여 부식이 된다 금속의 이러한 성질들은 금속 내에 존재하는 자유전자에 의한 것인.

데 이 자유 전자를 내어놓는 성질이 강할수록 금속성이 크다고 표현한다 비금속은 금속을.

제외한 모든 물질로서 자유 전자가 없으므로 특별한 경우를 제외하고는 전기 전도성이 거의

없다 반도체는 금속과 비금속의 중간 성질을 띈 물질로서 경우에 따라서 전기를 통하기도.

하고 부도체가 되기도 하는데 이러한 현상을 이용하며 반도체 소자를 제조한다.

- 55 -

폐수 처리 방법과 방지 기술2.

가 폐수 발생 공정도.

확 산 공 정 입자의 농도 차로 인하여 웨이퍼 층을 형성하는 것을 말한다1. : .

사 진 공 정 마스크의 형상을 웨이퍼에 빛을 이용하여 촬영하는 공정2. :

식 각 공 정 웨이퍼 상에 재현시킨 회로만을 약품에 의해 요철 형상을 만드는 공정3. :

진공증착공정 웨이퍼 상에 특정 기체를 이용 공정에 필요한 물질의 막을 형성하는 공정4. :

보호막형성공정 상기 공정을 완료한 후 웨이퍼 자체에 보호막을 형성 반도체 칩이 완성5. :

- 56 -

나 폐수 처리 계통도.

- 57 -

다 폐수 처리 시설 세부 사항. [9]

유량조정시설1.

기 능시간의 변화에 따른 폐수의 유량 및 농도의 변화를 최소화 하는 것이 주ㅇ

기능이며 공정 중 일부 다른 기능으로서 추가 설비된다, .

종 류

집수조 균등화조( )ㅇ유입 폐수의 수리 부하량 및 오염 부하량 변화를 균등화하는 것이 목적-생물학적 처리 시에 대한 충격 부하 방지-화학적 처리시 화학약품의 균등한 주입으로 경제성 및 공정의 신뢰성 향-

상펌핑조ㅇ자연 부하가 어려운 미세 스크린 여과 흡착조 등에의 이송 목적- , ,처리 수조ㅇ폭기조의 소포 수조로서 또는 여과 흡착조의 역세수조로서 처리수의 일시- ,

저장을 목적방류조ㅇ최종방류수 관리를 위한 목적-

설 계 기 준

집수조ㅇ정전 시설물의 고장 및 휴무 등에 대비하여 집수조는 체류 일 정도의 저- , 1

류 용량을 갖는 것이 가장 이상적이다.산기관식으로 균등화를 위한 교반 설비를 한다- .

재질 및 부대시설

재 질 콘크리트 구조물 내부 방수 설비: ( )ㅇ부대시설 산기관 수위조절장치 이송 펌프: Root's Blower, , , 2Setㅇ

운 전 요 령부패성 폐수인 경우 사각 지대가 생기지 않도록 산기관의 정기 점검 및ㅇ

혼합형태를 수시 관찰한다.

처 리 효 율유기성 폐수인 경우 일 정도의 산기교반으로서 의 제거1 BOD 5 ~ 10%ㅇ

효율을 기대할 수 있다.

- 58 -

조정조2. pH

기 능 응집 산화 환원반응을 용이하게 하기 위하여 최적의 를 조정해 줌, , pHㅇ

종 류응집반응을 위한 조정 중금속처리pH : SS,ㅇ산화반응을 위한 조정pH : CNㅇ - 처리환원반응을 위한 조정pH : Crㅇ +6 처리

설 계 기 준

체류시간은 분으로 한다5 ~ 10 .ㅇ조정 범위pHㅇ

응집반응 에 의하여 최적 결정- : Jar Test pH산화반응 차- CN 1 pH 10 ~ 11

차2 pH 7.5 ~ 8.5환원반응- Cr pH 2 ~ 3

교반속도는 로 한다120 ~ 180rpm .ㅇ교반기 형태는 프로펠러형 또는 터빈형으로 한다.ㅇ조의 형태는 폭 길이 깊이의 비= (1:1~1:2)ㅇ ≤입출구는 대각선에 위치하도록 함.ㅇ


재 질 : SS-4l+Epoxy Coating orㅇ철근 방수 방식Con'c + .부대시설 교반기 약품탱크 약품정량주입펌프 자동지시: V-notch, , , , pHㅇ

조절계(pHIC)

운 전 요 령

각 반응에 최적인 범위를 설정하여 약품 정량 주입 장치가 자동 운전pHㅇ될 수 있도록 자동지시조절계의 범위를 설정한다pH .

자동지시조절계의 감지기는 일 회 이상 세척하며 수시 표준액으로pH 1 1 ,ㅇ서 보정한다.

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혼합 시설 반응조3. ( )

기 능폐수 중에 함유되어 있는 클로이드 상태의 불순물 또는 중금속류를 최적ㅇ

의 상태에서 응집제를 첨가하여 입자를 크게 뭉치게 하거나 금속 수산pH ,화물을 형성시켜 침전이 용이하게 함.

종 류

설 계 기 준

에 의해 응집제 및 주입량 교반속도 및 교반시간 등에 대한 최Jar Test ,ㅇ적조건을 결정한다.체류 시간은 분으로 한다10 ~ 20 .ㅇ교반속도는 으로 한다 완전 혼합이 가능한 금속교반120 ~ 180rpm .( )ㅇ교반기형태는 터빈형 또는 프로펠러형을 설치한다.ㅇ조의 형태는 폭 길이 깊이의 비= = (1:1:1-1.2)ㅇ입출구는 대각선에 위치하도록 한다.ㅇ


재 질 또는: SS-4l+Epoxy Coatingㅇ철근 방수 방식Con'c + .부대시설 교반기 약품탱크 약품정량주입펌프 자동지시: V-notch, , , , pHㅇ

조절계(PHIC)

운 전 요 령약품정량주입장치에 의하여 응집보조제를 일정량씩 주입되게 한다.ㅇ자동 지시조절계의 감지기는 일 회 이상 세척한다pH 1 1 .ㅇ

처 리 효 율폐수중의 콜로이드상 불순물을 큰 입자로 뭉치게 하거나 금속 수산화물,ㅇ

을 형성시켜 침전이 용이하도록 함.

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응집 시설 응집조4. ( )

기 능응집보조제로서 고분자 응집제를 첨가해 혼합 시설에서 형성된 입자끼리ㅇ

응집을 촉진시켜 크고 무거운 플록으로 성장시켜 줌.

종 류

설 계 기 준

실시할 때 반응조와 관련지어 응집보조제 계 계Jar Test (Cation , Anion ,ㅇ계 를 결정한다Nonion ) .

체류 시간은 통상 분으로 한다20 ~ 30 .ㅇ교반속도는 으로 한다 플록파괴가 되지 않도록 저속교반40 ~ 80rpm .( )ㅇ교반기형태는 터빈형 또는 페들형으로 설치한다.ㅇ조의 형태는 폭 길이 깊이의 비= (1:1:1-1.2)ㅇ ≤입출구는 대각선에 위치하도록 한다.ㅇ설치 장소는 응집 침전소 내부에 설치하거나 반응조와 연결하여 별도 설ㅇ

치한다.


재 질 또는: SS-4l+Epoxy Coatingㅇ철근 방수 방식Con'c + .부대시설 교반기 약품탱크 용해조 및 공급조 약품정량주입펌프: , ( ),ㅇ

운 전 요 령약품정량주입장치에 의하여 응집보조제를 일정량씩 주입되게 한다.ㅇ생성된 플록이 깨어지지 않도록 교반기의 회전속도를 저속으로 하여 운ㅇ

전한다.

처 리 효 율폐수중의 미세한 입자 현탁물질 콜로이드성물질 등의 조대화를 기함으, ,ㅇ

로써 침강시간을 단축할 수 있다.

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침전 시설5.

기 능폐수 중에 함유되어 있는 콜로이드 상태의 불순물 또는 중금속류를 최적ㅇ

의 상태에서 응집제를 첨가하여 입자를 크게 뭉치게 하거나 금속 수산pH ,화물을 형성시켜 침전이 용이하게 함.

종 류

설 계 기 준

에 의해 응집제 및 주입량 교반속도 및 교반시간 등에 대한 최Jar Test ,ㅇ적조건을 결정한다.체류 시간은 분으로 한다10 ~ 20 .ㅇ교반속도는 으로 한다 완전 혼합이 가능한 급속교반120 ~ 180rpm .( )ㅇ교반기형태는 터빈형 또는 프로펠러형으로 설치한다.ㅇ조의 형태는 폭 길이 깊이의 비= = (1:1:1-1.2)ㅇ입출구는 대각선에 위치하도록 한다.ㅇ


재 질 또는: SS-4l+Epoxy Coatingㅇ철근 방수 방식Con'c + .부대시설 교반기 약품탱크 약품정량주입펌프 자동 지시조절계: , , , pHㅇ

(PHIC)

운 전 요 령약품정량주입장치에 의하여 응집보조제를 일정량씩 주입되게 한다.ㅇ자동 지시조절계의 감지기는 일 회 이상 세척한다pH 1 1 .ㅇ

처 리 효 율폐수중의 콜로이드상 불순물을 큰 입자로 뭉치게 하거나 금속 수산화물,ㅇ

을 형성시켜 침전이 용이하도록 함.

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환원 시설6.

기 능가크롬이 함유된 폐수에 이 되도록 황산을 주입한 후6 pH 2.5~2.8ㅇ를 주입하여 무해한 가크롬으로 환원시키는 시설NaHSO3 3

종 류

산성환원 침전법ㅇ- 2H2Cr2O7+6NaHSO3+3H2SO4 2Cr→ 2(SO4)3+3Na2SO4+8H2OCr2(SO4)3+3Ca(OH)2 2Cr(OH)→ 3+3CaSO4이온교환법ㅇ

R-OH+CrO42- R-CrO→ 4+OH-

2R-H+Na2CrO4 R-Na+H→ 2CrO4전기분해법ㅇ

Cr2O72-+14H++6e 2Cr→ 3++7H2O

설 계 기 준

반응시간 체류 시간 은 분으로 한다( ) 15 ~ 30 .ㅇ교반속도는 으로 한다120 ~ 180rpm .ㅇ교반기형태는 또는W/Drive Vs Moterㅇ조의 형태는 원형 또는 정방형으로 한다 폭 길이 깊이.( = )ㅇ ≤

는 는 로 설치하고 폐수 중에pH Meter 0~14range, ORP Meter ±0~700ㅇ ㎷불소가 함유될 경우에는 안티몬 전극을 사용한다.


재 질 또는: SS-4l+Epoxy Coatingㅇ철근 및Con'c + FRP lining rubber 6t(Butylene)부대시설 : Diaphragm Pump, Agitator, pH meter, ORP meter Drainㅇ

line, Overflow line chemical tank, Chemical level controller

운 전 요 령

환원조에서 황산 용액으로 는 을 유지하고pH 2.5~2.8 NaHSOㅇ 3용액으로로 유지한 상태에서 분 반응시켜 황색의 폐수가 동적색ORP 250~330 15~30㎷

에서 청록색으로 육안 식별이 가능할 때까지 반응시킨다.약품조는 원액조와 희석조를 구별해 설치 운영하고 약품 저장량은 최소,ㅇ일분을 저장함이 편리하다10~15 .

전극 및 전극의 파손 여부를 수시로 확인하고 세척하여pH meter ORPㅇ준다.환원처리한 후 중화제 주입시 Ca(OH)ㅇ 2를 사용하는 것이 경제적이고 안

전하다.

처 리 효 율 환원 응집침전시 가크롬을 일반적으로 제거 가능하다6 70~90% .ㅇ

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산화 시설7.

기 능폐수에CN NaOCl, Clㅇ 2, HOCl, KMnO4 등의 산화제를 주입하여 CO2와 N2

로 분해시켜 제거하는 시설

종 류

알칼리성 염소주입법ㅇNaCN+NaOCl CNCl+NaO→CNCl+2NaOH NaCNO+NaCl+H2O→2NaCNO+3NaOCl+H2O N2+2CO2+2NaOH+5NaCl→오존산화법ㅇ

KCN+O3 KCNO+O→ 2KCNO+2H++2H2O NH→ 4

++CO2CN-+NH4+ NH→ 2CONH2NH2CONH2+O3 N→ 2+CO2+2H2O

설 계 기 준

반응시간 체류 시간 은 제 산화조는 분 제 산화조는 분으로( ) 2 10~20 , 2 30~40ㅇ한다.교반기는 로 설치하고 교반속도는 으로 한W/Drive agitator 120 ~ 180rpmㅇ

다.약품조는 약품조를 설비해야 하며 재질을 폴리에NaOH, NaOCl, H2SO4ㅇ

칠렌으로 하며 교반기는 으로 한다240~350rpm .조의 형태는 원형 또는 정방형으로 한다 폭 길이 깊이.( = )ㅇ ≤

는 는 로 설치한다pH meter rang 0~14, ORP meter ±1~1,000 .ㅇ ㎷


재 질 또는: SS-4lx3.2+Epoxy Coatingㅇ철근 Con'c + FRP Ling부대시설 : Diaphragm Pump, Agitator, pH meter, ORP meter Drainㅇ

line, Overflow line chemical tank, Chemical level controller

운 전 요 령

알칼리성 염소주입법에서의 운전 요령은 제 산화조의 를 로 조1 pH 10.5~11ㅇ정하여 산화제 주입시 는 로 유지시킨 상태에서NaOCl ORP 300~350 10~20㎷분 정도 반응시키고 제 산화조의 는 으로 조정하여 는, 2 pH 7.5~8.0 ORP

로 유지시킨 상태에서 분간 산화 반응시킨다600~650 30~40 .㎷

처 리 효 율 일반적으로 정도의 제거효율을 갖는다CN 60~90% .ㅇ

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여과 시설8.

기 능화학적 및 생물학적 처리 후 처리 수중에 남아있는 미세한 성분을 제SSㅇ

거한다.

종 류

사용되는 여재에 따라ㅇ모래 또는 안스라사이트 단독 사용- Single-media filter( )안스라사이트 모래- Dual-media filter( + )안스라사이트 모래 석류석- Multi-

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반도체산업에서사용된유해물질의환경 안전에관한연구 · -4-요약문 i. :제목 반도체산업에서사용된유해물질의환경안전에관한연구 ()반도체클린룸에서사용하는유해물질의사용현황과안전문제