최근 정부가 발표한 국가첨단전략산업 육성 기본계획(‘23∼’27)에 따르면 첨단산업(반도체, 디스플레이 등)에 ‘26년까지 550조원 이상 투자가 예정되어있다. 또한, 환경부 2025년 수도정비기본계획에서는 ’20년 기준 국내 공업용수 전체 공급능력 대비 수요량이 98.2%로 이미 포화상태이다. 향후, 공업용수 수요량 증가로 인해 용수 부족은 심화될 것으로 예상되며, 이로 인해 폐수 및 하수 재이용은 불가피하다.
재이용수 이용률이 증가함에 따라 초순수 공정에서 쉽게 제거되지 않는 요소(Urea)의 관리는 점점 중요해지고 있다. 초순수에 존재하는 요소는 반도체 공정에서 세정효율 저하, 불균일 식각(Etching), 웨이퍼(Wafer) 불량 등을 야기한다. 미국 재료시험협회(American Society for Testing and Materials, ASTM)의 반도체용 초순수 수질 요건(ASTM D5127-13)에서는 요소를 포함한 총유기탄소(Total Organic Carbon, TOC) 농도를 5 μg/L 이하, 전기전자공학자협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE)의 국제 반도체 기술 로드맵(International Roadmap for Devices and Systems, IRDS)에서는 1 μg/L 이하로 설정하고 있다. 실제 최신 반도체 제조공정에서는 이보다 더 낮은 총유기탄소 기준을 요구하고 있으며, 이로 인해 현장에서는 신뢰성 있는 극미량 요소 분석기술이 요구되고 있다. 본 연구에서는 이온 크로마토그래피 질량분석기(Ion Chromatography Mass Spectrometer, IC-MS/MS)의 분석조건 최적화를 통해 시료의 농축 없이 1 μg/L 이하 수준의 요소 분석기술을 확보하고 향후, 농축기술을 적용하여 0.01 μg/L 수준의 분석이 가능한 조건을 탐색하고자 하였다.