반도체 산업 유해물질 누출 대비 가스박스 배기설계에 대한 연구
Gas Box Exhaust Design Modification for Accidental Hazardous Gas Releases in Semiconductor Industry
- 주제(키워드) 반도체 안전 , SEMI S6 , SEMI S2 , Tracer Gas Test , 반도체 설비 안전 , 가스박스 , Gas Box , 배기설계
- 주제(DDC) 628.5
- 발행기관 아주대학교 공학대학원
- 지도교수 정승호
- 발행년도 2024
- 학위수여년월 2024. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 공학대학원 환경안전공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000034052
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 연구에서는 SEMI 국제 표준에 의한 Tracer Gas Test 방법을 이용하여 반도 체 설비에서 사용하는 가스박스에 대한 최적화된 배기 설계에 대한 기준을 마련 하고자 연구하였다. 이 연구는 실제 반도체 제조 공정 중에 건식 식각 (Dry Etching) 공정을 가정 하여 실제 박스와 동일한 0.21 m3의 부피를 제작하였다. 실험조건은 실제로 사용 되는 Exhaust 사이즈와 동일한 75 mm의 덕트를 선택한 후, 15.4 LPM의 Tracer gas를 가스박스 내부에 누출시켜 실험하였다. 그리고 샘플링 시간은 누출 후1분, 누출 후 10분 (누출 종료), 누출 종료 후 20분으로 설정하였다. 마지막으로 측정 위치는 박스 내부 및 외부의 다양한 9개 지점에서 농도를 측정하였다. 이를 통해서 얻어진 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 공기흡입구가 0%로 설계된 실험은 정체된 흐름에 의해서 누출이 이루어진 10 분 동안 내부의 누출농도가 LEL의 25% 이상으로 측정되었다. 나아가 외부에서 도 독성농도 TWA값의 50%이상으로 측정되었다. 이는 완벽한 밀폐가 불가능하 다면 내부에서 축적된 농도가 결국에는 외부로 누출될 수밖에 없다는 결론을 얻 을 수 있었다. 그리고 공기흡입구 비율이 50%로 양쪽 방향으로 설계된 경우에는 공기 흐름이 원활하게 유지되어 위험가스가 안전하게 덕트로 희석되어 배출되는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 동일한 비율에서 한쪽 방향으로 설계한 경우에 정 체 공간의 발생에 의해서 (Sampling point 4,5,6)에서 독성 농도 기준 TWA의 50%을 초과하여 측정되었다. 마지막으로 공기 흡입구의 비율을 100%로 설계한 경우에는 외부에서 독성기준 TWA의 50%를 초과하는 지점이 나타나 과도한 공 기 흡입구 설계 또한 누출된 가스가 외부 유출이 발생할 수 있음을 확인할 수 있 었다. 본 연구는 가스박스 배기구의 공기흡입구 위치와 면적을 테스트하여 가연성 및 독성물질 누출 시에 현장에서 작업하는 작업자의 안전을 향상시키기 위해서 수행 되었다. 이를 통해서 가스박스 설계에 대한 구체적인 기준을 제시하여 법적 제도 나 규격화된 기준을 마련하는데 도움이 되기를 기대한다.
more목차
Ⅰ. 서 론 1
Ⅱ. 연구 설정 및 방법 5
1. 연구 방법론 5
2. 시험 가스 설정 7
3. 공정 조건에 대한 설정 7
4. 누출률 계산 8
5. 가스박스 배기시험 방법 17
6. 가스박스 사이즈 선택 24
7. 샘플링 포인트 선정 26
Ⅲ. 결과 및 고찰 29
1. 공기흡입구 비율 0%인 가스박스 농도 분석 결과 30
2. 공기흡입구 비율 50%인 가스박스 농도 (한쪽방향 개방) 분석 결과 33
3. 공기흡입구 비율 50%인 가스박스 농도 (양방향 개방) 분석 결과 36
4. 공기흡입구 비율 100%인 가스박스 농도 (양방향 개방) 분석 결과 39
5. 실험 분석 결과 요약 42
Ⅳ. 결론 46
참고문헌 47
영문초록 (Abstract) 50
