표제지
목차
국문요약 16
I. 서론 20
II. 이론적 배경 25
2.1. 반도체 산업의 이해 25
2.1.1. 반도체의 정의 25
2.1.2. 반도체 공정 26
2.1.3. 반도체 공정별 사용하는 화학물질 36
2.1.4. 화학물질의 안전한 처리 38
2.2. 사고 통계 및 사례 40
2.2.1. 2020년 소방청 사고통계 40
2.2.2. 화학물질 제조, 취급 사업장 사고 41
2.2.3. 반도체 사고 손해 통계 45
2.2.4. 반도체 사고 사례 47
2.3. GHS, 국내법규에 의한 화학물질의 분류 53
2.3.1. GHS제도의 이해 53
2.3.2. 물질안전보건자료의 산업현장에서 애로사항 53
2.3.3. GHS 적용원칙 및 범위 55
2.3.4. GHS 화학물질 분류 55
2.3.5. 산업안전보건법과 위험물안전관리법 화학물질 분류 56
2.4. 폭발위험장소 설정 기준 58
2.4.1. 폭발위험장소의 이해 58
2.4.2. 방폭구조 전기기계·기구 58
2.4.3. 사업장에서 폭발 방지의 기본원칙 59
2.4.4. 폭발위험장소 법적 근거 및 사업장 방폭기준 소개 60
2.5. 인화점과 자연발화온도 63
2.6. 화학물질의 폭발한계 예측 64
2.7. 열발화 이론에 의한 자연발화온도와 발화지연시간의 관계 66
2.8. 순수물질의 물리적 특성 및 연소 특성 67
2.8.1. Propylene glycol monomethyl ether acetate(PGMEA) 67
2.8.2. Isopropyl alcohol(IPA) 69
III. 혼합물의 인화점 및 점도, 최소자연발화온도, 활성화에너지의 예측 71
3.1. 다중회귀분석 71
3.2. 발화온도에 의한 발화지연시간 예측과 활성화에너지 계산 72
3.3. 실험값과 예측값의 비교 방법 73
IV. 실험 74
4.1. 실험장치 74
4.1.1. 인화점 측정장치 74
4.1.2. 점도 측정장치 76
4.1.3. 자연발화온도 측정장치 77
4.2. 실험재료 78
4.3. 실험방법 79
4.3.1. 인화점 측정 79
4.3.2. 점도 측정 79
4.3.3. 자연발화온도 측정 79
V. 결과 및 고찰 81
5.1. 순수물질과 혼합물질의 인화점 측정 및 예측과 폭발한계의 계산 81
5.2. 순수물질과 혼합물질의 점도 측정 및 예측 86
5.3. 순수물질의 최소자연발화온도 고찰 89
5.3.1. PGMEA의 자연발화온도와 발화지연시간의 측정 89
5.3.2. IPA의 자연발화온도와 발화지연시간의 측정 92
5.4. PGMEA와 IPA계의 자연발화온도와 활성화에너지 95
5.4.1. PGMEA(0.9)과 IPA(0.1)계의 발화온도와 활성화에너지 95
5.4.2. PGMEA(0.8)과 IPA(0.2)계의 발화온도와 활성화에너지 99
5.4.3. PGMEA(0.7)과 IPA(0.3)계의 발화온도와 활성화에너지 103
5.4.4. PGMEA(0.6)과 IPA(0.4)계의 발화온도와 활성화에너지 107
5.4.5. PGMEA(0.5)과 IPA(0.5)계의 발화온도와 활성화에너지 111
5.4.6. PGMEA(0.4)과 IPA(0.6)계의 발화온도와 활성화에너지 115
5.4.7. PGMEA(0.3)과 IPA(0.7)계의 발화온도와 활성화에너지 119
5.4.8. PGMEA(0.2)과 IPA(0.8)계의 발화온도와 활성화에너지 123
5.4.9. PGMEA(0.1)과 IPA(0.9)계의 발화온도와 활성화에너지 127
5.4.10. PGMEA와 IPA의 조성변화에 의한 AIT 예측 131
VI. 결론 136
참고문헌 141
ABSTRACT 145
Table 1. 반도체 공정별 사용하는 화학물질 37
Table 2. 최근 발생한 화학물질을 제조, 취급하는 사업장의 화재/폭발사고 44
Table 3. 원인별 반도체 사고 통계 45
Table 4. 산업안전보건법과 위험물안전관리법 화학물질 분류 체계 57
Table 5. Factors influencing the autoignition temperature 63
Table 6. KOSHA MSDS of PGMEA 68
Table 7. KOSHA MSDS of IPA 70
Table 8. International regulatory compliance methods of Setaflash... 74
Table 9. Volume percent of PGMEA and IPA system 78
Table 10. Experimental and the predicted flash point for... 82
Table 11. Antoine coefficient table of PGMEA and IPA 85
Table 12. The prediction flammability limit for PGMEA and IPA 85
Table 13. The prediction flammability limit for PGMEA and IPA system 85
Table 14. Experimental and the predicted viscosity for PGMEA(X₁) and... 87
Table 15. Comparison of experimental ignition delay time... 90
Table 16. Comparison of experimental ignition delay time... 93
Table 17. Comparison of experimental ignition delay time by... 96
Table 18. Comparison of experimental ignition delay time by... 100
Table 19. Comparison of experimental ignition delay time by... 104
Table 20. Comparison of experimental ignition delay time by... 108
Table 21. Comparison of experimental ignition delay time by... 112
Table 22. Comparison of experimental ignition delay time by... 116
Table 23. Comparison of experimental ignition delay time by... 120
Table 24. Comparison of experimental ignition delay time by... 124
Table 25. Comparison of experimental ignition delay time by... 128
Table 26. Experimental and the predicted autoignition temperature... 132
Table 27. The predicted equation of activation energy(Ea) by AIT... 134
Fig. 1. 반도체 용도. 25
Fig. 2. Semiconductor Manufacturing Process(1). 26
Fig. 3. Semiconductor Manufacturing Process(2). 27
Fig. 4. Semiconductor process(DIFFUSION). 28
Fig. 5. Semiconductor process(PHOTO). 29
Fig. 6. Semiconductor process(ETCH). 30
Fig. 7. Semiconductor process(Ion Implant). 31
Fig. 8. Semiconductor process(CVD). 32
Fig. 9. Semiconductor process(METAL). 33
Fig. 10. Semiconductor process(CMP). 34
Fig. 11. Semiconductor process(CLEAN). 35
Fig. 12. 반도체 화학물질 처리 흐름도. 38
Fig. 13. 년도별 전국 화재사고 발생현황. 40
Fig. 14. 년도별 위험물/가스 화재사고 발생현황. 41
Fig. 15. 화학사고 vs. 비화학사고 분석. 42
Fig. 16. 사고 형태별 분석(누출,폭발,화재). 43
Fig. 17. 불안전행동 vs. 불안전상태 분석. 43
Fig. 18. 반도체업종 사고 형태별 피해규모. 46
Fig. 19. 반도체업종 피해규모 분석(물적피해, 기업휴지). 46
Fig. 20. 반도체 사고 사례(1). 48
Fig. 21. 반도체 사고 사례(2). 49
Fig. 22. 반도체 사고 사례(3). 50
Fig. 23. 반도체 사고 사례(4). 51
Fig. 24. 반도체 사고 사례(5). 52
Fig. 25. Photograph of Seta flash apparatus(Setaflash... 75
Fig. 26. Photograph of viscometer(SV-10). 76
Fig. 27. Photograph of autoignition temperature apparatus... 77
Fig. 28. Comparison of flash point prediction curves(Eqn.19 and 20)... 84
Fig. 29. Comparison of viscosity prediction curves(Eqn.21) with... 88
Fig. 30. Comparison between the experimental and calculated... 90
Fig. 31. Monitoring program of AIT of PGMEA. 91
Fig. 32. Comparison between the experimental an calculated... 93
Fig. 33. Monitoring program of AIT of IPA. 94
Fig. 34. Comparison of the experimental ignition delay time... 97
Fig. 35. Monitoring program of AIT of PGMEA(0.9) and IPA(0.1) system. 98
Fig. 36. Comparison of the experimental ignition delay time... 101
Fig. 37. Monitoring program of AIT of PGMEA(0.8) and IPA(0.2) system. 102
Fig. 38. Comparison of the experimental ignition delay time... 105
Fig. 39. Monitoring program of AIT of PGMEA(0.7) and IPA(0.3) system. 106
Fig. 40. Comparison of the experimental ignition delay time... 109
Fig. 41. Monitoring program of AIT of PGMEA(0.6) and IPA(0.4) system. 110
Fig. 42. Comparison of the experimental ignition delay time... 113
Fig. 43. Monitoring program of AIT of PGMEA(0.5) and IPA(0.5) system. 114
Fig. 44. Comparison of the experimental ignition delay time... 117
Fig. 45. Monitoring program of AIT of PGMEA(0.4) and IPA(0.6) system. 118
Fig. 46. Comparison of the experimental ignition delay time... 121
Fig. 47. Monitoring program of AIT of PGMEA(0.3) and IPA(0.7) system. 122
Fig. 48. Comparison of the experimental ignition delay time... 125
Fig. 49. Monitoring program of AIT of PGMEA(0.2) and IPA(0.8) system. 126
Fig. 50. Comparison of the experimental ignition delay time... 129
Fig. 51. Monitoring program of AIT of PGMEA(0.1) and IPA(0.9) system. 130
Fig. 52. Comparison of AIT prediction curves(Eqn.44 and 45) with... 133
Fig. 53. Prediction activation energy(Ea) by experimental... 135