비용매 유도 상분리(NIPS) 법으로 제조된 폴리이미드 전구체를 이용하여 탄소분자체 중공사 분리막을 제조하였 으며, 온도변화에 따른 열처리 조건이 탄소분자체 중공사막의 기체 분리 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 열처리 온도 250~ 450°C에서 승온 속도, 안정화 시간을 조정하여 최적화 하였을 때, 중공사 분리막의 단일기체 N2, SF6, CF4 투과도는 각각 20, 0.32, 0.48 GPU이었고, N2/SF6 선택도는 62, N2/CF4 선택도는 42로 가장 높은 값을 나타내었다. SF6/CF4/N2 혼합기체 평가 에서는 0.5 MPa에서 stage cut이 0.2일 때, SF6, CF4 회수율이 각각 99, 98% 이상으로 높게 나타났고, 농축농도는 stage cut 0.8에서 주입농도의 4.5배 이상이었다. 이로부터 제조된 탄소분자체 중공사 분리막은 불화가스 회수용 분리막으로써 우수한 소재임을 확인할 수 있었다.

불화가스는 우리나라의 성장동력 산업인 반도체와 LCD 제조공정 및 중전기분야에 주로 사용되며 발생하는 전체 온실가스 중에서 불화가스가 차지하는 비중은 약 5%에 불과하지만, 지구온난화 계수가 이산화탄소에 비해 약 22,200배가 높은 지구온난화 영향력으로 인해 전 세계적으로 그 사용에 대한 규제가 강화되고 있으며 이에 대한 제어기술이 필요한 실정이다. 분리막을 이용해 불화가스를 분리하기 위해서는 공기에 대해 매우 높은 투과특성을 갖는 반면에 불화가스에 대해서는 상대적으로 낮은 투과성을 갖는 소재와 분리막의 개발이 필수적이라 할 수 있다.

In this research, chemical vapor deposition equipment built in the semiconductor·CVD (Chemical Vapor Deposition)process was introduced. Through polysulfone hollow fiber membranes under similar conditions to those of the actualprocess, conditions such as flow and pressure were used to observe the influence in order to separate and collect the SF6and CF4 substances. Results showed that as the retentate flow rate of the discharge unit increased and the residence timeto penetrate the membrane decreased, the emission concentration increased. As the pressure of the discharge unit increasedand the exhaust flow decreased, when the retentate flow rate was 10L/min, CF4 was shown to have a density of 4,963ppm, and it was 4,028ppm for SF6 the gas mixture had a concentration effect of three to four ratio. In addition, throughthe separation factor of fluorinated gases that arise in the actual process, the collection and concentration of SF6 and CF4were possible each gas’s recovery rate was higher than 99%.

Of the 6 most abundantly recognized Greenhouse Gases, SF6 (Sulfur Hexafluoride) is one of the most potentially consequential gases to Global Warming. The permeation characteristics of fluorinated gases N2 and SF6 used in the semiconductor processes were examined by study through the processes that occur during the Hollow Fiber Membrane Separation Technology. The developed module had a permeance of 8.83 ~ 17.40 GPU for N2 with N2/SF6 selectivity of 8.64 ~ 40.80 at various pressure and temperature. The SF6 isolation results showed the variables increased SF6 concentration levels of 13% ~ 63%, with a yield increase of 50% ~ 96%. These results are proven to be well utilized in the semiconductor manufacturing processes in the recovery of SF6 through the Hollow Fiber Membrane Separation Technology.