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초임계 건조·세척과 나노테크놀로지

전문가 제언: ○ 초임계 유체는 임계온도와 임계압력을 초과하는 고온 고압상태 하의 특수 상황의 유체를 말한다. 고체, 액체, 기체와 달리 기체와 액체의 중간적 성질을 띠고 있다. 즉 초임계 상태의 유체의 밀도는 액체의 밀도에 유사하지만 점성과 확산성은 기체의 성질과 비슷하다. 더욱이 초임계유체는 작은 압력변화 만으로도 큰 밀도 변화를 얻을 수 있는 장점이 있다.

○ 산업 분야에서는 이산화탄소나 물, 알코올, 헬륨 등이 초임계 유체로 사용된다. 물의 경우 374℃, 221기압의 임계점을 초과한 고온고압 하에서 그리고 이산화탄소의 경우 31.06℃, 73.8기압의 임계점을 초과 상태에서 초임계 유체된다. 임계온도보다 낮은 온도에 있는 이산화탄소 기체를 가압 시키면 액화된다.

○ 초임계 용액은 고온고압에서 특히 고압일수록 더 큰 용해능력을 지니는 압력 의존적인 용해 능력을 지니고 있으며, 이러한 특성은 정제, 추출, 분리 그리고 다양한 재료의 재결정화 등에 응용될 수 있다. 압력에 의존하는 초임계 용매의 용해 능력은 CO2의 임계 압력보다 낮은 압력에서는 거의 0에 가까운 용해 능력을 보이지만 압력이 올라갈수록 용해 능력이 급격히 상승한다. 이와 같은 용해 형태는 초임계 용액에 녹는 화합물에 있어 매우 보편적인 것이다. 그리고 이러한 용해 능력을 바탕으로 분리와 정제 공정 등에서 추출용매로서 초임계 용액이 사용되고 있다.

○ Namatsu(生津)는 차세대 제조기술로 기대되는 초임계 건조와 초임계 세척에 대하여 관심을 갖고, 초임계유체를 이용하는 건조·세척에 대한 이론을 정리하였다.

○ LSI(Large Scale Integration) 제조에서 그 패턴 크기는 전부 100nm 이하가 요구되며, 당연히 나노패턴 형성이 실행되고 있다. 그 결과 패턴 폭은 해마다 좁아지는 경향이다. 폭 좁은 패턴 건조·세척에 관심 있는 관련 산업계와 연구기관 종사자에게 이 특집을 추천하는 바이다.

저자: Hideo Namatsu
자료유형: 학술정보