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무기흡착제를 이용한 반도체 공정에서 사용되는 할로겐 가스 (BCl<sub>3</sub>, CF<sub>4</sub>) 의 처리 및 측정에 관한 연구
임흥빈,황청수,박정준,Lim, H.B.,Hwang, Cheong-Soo,Park, Jeong-Jun 한국분석과학회 2003 분석과학 Vol.16 No.5
반도체 공정에서는 많은 종류의 가스를 사용하는 데 그중 할로겐 가스는 독성과 환경오염 문제를 야기 시키고 있다. 본 실험은 할로겐 가스를 기존의 제거 방식이 아닌 수지를 이용한 제거 방법 및 측정을 하는 연구를 하였다. 우선 실험에 사용한 할로겐 가스로는 $BCl_3$와 $CF_4$ 가스를 제거하는 실험을 하였다. 실험 장치는 실험조건을 고려하여 직접 제작을 하였다. 그리고 수지를 이용한 흡착 제거를 하기 위해 제올라이트, $Ag^+$ 이온으로 치환된 제올라이트, $AgMnO_3$, ZnO등 여러 가지 수지를 이용하여 실험하였다. 가스의 분석을 위해서 실제 사용되어지는 적외선 분광기 (FT-IR)를 이용하여 정성 및 정량분석을 하여 각각의 수지에 대한 할로겐 가스의 제거량을 계산하여 수지의 제거 능력을 확인하였다. 제올라이트, Ag 제올라이트, $AgMnO_3$, ZnO등의 수지중에서 ZnO가 가장 좋은 제거 효율을 보였으며 $BCl_3$ 가스의 경우 수지 1g에 대해 0.094 g을 제거하는 결과를 보였다. 그러나 $CF_4$ 가스는 일반적인 고체 수지는 제거를 하지 못하고 액체인 $CHCl_3$가 약간의 제거능력을 보이는 결과를 얻었다. Halogen gases such as $BCl_3$ and $CF_4$ are among the most problematic gases used in semiconductor process. They raise serious environmental and health problems due to their extreme toxicity. This study is to develop a method to effectively remove those gases during the process by using various types of inorganic gas adsorption agents such as zeolite A, modified AgA zeolite, ZnO, and $AgMnO_3$, which have not been attempted in the conventional methods. The removal efficiencies of the gases were both qualitatively and quantitatively measured by a FT-IR spectrophotometer. The whole device for the measurement has been designed and built in our lab. The removal efficiencies of the gases were compared between those used resins. The experimental result revealed that ZnO showed the best removal efficiency for BCl3 gas that had removed 0.094 g per 1 g of the resin used. For $CF_4$ gas, none of the solid resins was able to remove the gas effectively. However, liquid $CHCl_3$ showed some removal ability of the $CF_4$ gas.
설춘근,임흥빈,Sul, Choon-Kuen,Lim, H.B. 한국분석과학회 2001 분석과학 Vol.14 No.1
본 실험에서는 유도결합 플라스마 원자방출 분광법 (ICP-AES)에서 perfluoroalkoxy (PFA) nebulizer와 microconcentric nebulizer (MCN)을 이용하여 본 실험실에서 제작된 double membrane desolvator (DMD)의 분석능력을 연구하였다. MCN과 비교하여 PFA nubulizer는 수용액 시료의 경우에는 DMD-ICP-AES에서 비슷한 분석감도를 보였으나, isopropyl alcohol 시료에서는 좀 더 나은 분석감도를 보였다. PFA nebulizer는 여러 가지 산들에 견디기 때문에 HCI, $H_2SO_4$ 뿐만 아니라 HF 용액도 도입하여 분석할 수 있었는데, 모두 2% 미만의 상대표준편차로 분석되었다. 기억효과를 측정한 결과, 신호가 1% 미만으로 감소되는 rinse-out time은 PFA에서는 35초인 반면 MCN은 45초로 얻어졌다. In this work, analytical performance of a laboratory built double membrane desolvator (DMD) was studies using perfluoroalkoxy (PFA) nebulizer and microconcentirc nebulizer (MCN) in inductively coupled plasma atomic emission spectrometry. Compared with MCN, PFA nebulizer coupled to DMD showed similar analytical sensitivity for aqueous solution and better sensitivity for isopropyl alcohol. Since PFA resisted various acids, HCI, $H_2SO_4$ and HF solution were analyzed with less than 2% RSD. Rinse-out time for the signal reduction to 1% was obtained to be 35 s for PFA but about 45 s for MCN.
제올라이트 수지 및 ZnO, AgMnO<sub>3</sub> 등의 무기흡착제를 이용한 반도체 공정에서 사용되는 염산가스의 처리 및 측정에 관한 연구
박정준,임흥빈,황청수,Park, Jeong-Jun,Lim, H.B.,Hwang, Cheong-Soo 한국분석과학회 2003 분석과학 Vol.16 No.3
반도체 공정에서는 많은 종류의 가스를 사용하는데 그들 중 염산 가스는 독성으로 인해 많은 환경오염 문제들을 야기 시키고 있다. 본 논문에서는 염산 가스를 기존의 제거 방식이 아닌 제올라이트수지 등의 흡착제들을 이용한 제거 방법 및 측정을 하는 연구를 수행하였다. 실험 장치는 실험조건을 고려하여 직접 설계 및 제작을 하였다. 그리고 각종 수지를 이용한 흡착제거정도를 비교하기 위하여 제올라이트 A, $Ag^+$ 이온으로 치환된 AgA 제올라이트, ZnO, $AgMnO_3$ 등의 수지를 이용하여 실험하였다. 가스의 분석은 적외선 분광기 (FT-IR)를 이용하여 정성 및 정량분석을 하여 각 각의 수지에 의한 염산 가스의 제거량을 계산함으로써 각 수지의 제거 효율을 확인, 비교하였다. 본 실험에서 사용된 수지들 중에서 ZnO 가 수지 1 g에 대해 0.067 g 의 HCl 가스를 제거하는 가장 좋은 결과를 나타내었다. Hydrogen Chloride is among the most problematic gases used in semiconductor process. It raises serious environmental and health problems due to its extreme toxicity. This study is to develop a method to effectively remove hydrogen chloride gas during the process by using various types of inorganic gas adsorption agents, which have not been attempted in the conventional methods. The removal efficiency of the gas was both qualitatively and quantitatively measured by a FT-IR spectrophotometer. The whole device for the measurement has been designed and built in our lab. The removal efficiencies of hydrogen chloride gas were compared between those tested resins; zeolite A, modified AgA zeolite, ZnO, and $AgMnO_3$. The experimental result revealed that ZnO showed the best efficiency that had removed 0.067 g of HCl per 1 g of the resin used.
Correlation method for high speed size determination of nanoparticles using ICP-MS
Jimin Shim,Y. H. Park,H. B. Lim(임흥빈) 한국분석과학회 2021 학술대회논문집 Vol.2021 No.11
ICP-MS has a lot of potential to detect nanoparticles owing to its outstanding capability for reliable quantification, size distribution and particle concentration. Recently developed single particle ICP-MS (sp-ICP-MS) has been demonstrated remarkable performance to various fields with limited applications. The limitations are clear in the viewpoints of analytical figures-of-merits, i.e., lack of reliable information such as reproducible size distribution, particularly, for the sizes near quantification limit and low particle concentration, and requirement of many parameters to be experimentally determined or assumed. And those eventually make practical application difficult. In this concept, the size estimation model was recently developed in our lab and showed excellent demonstration for the nanoparticles of NIST standard Au, and SiO₂. The model established the correlation of the integrated area of the peak to the cubic of particle radius through the data treatment based on Window Peak Selection and Gauss Fitting. Since the model greatly relies on the trueness of the correlation curve, sample preparation, peak selection, and the fittings are carefully controlled throughout the data handling process. Finally, iron oxide (Fe₂O₃) nanoparticle was studied for further proof and practical application to semiconductor process. In summary, the developed method showed reliable performance for high speed analysis of nanoparticles which enable to do on-line monitoring of nanoparticles in the various manufacturing processes.