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반도체 웨이퍼 제조 공정(웨이퍼 팹)에서 발생하는 폐수는 매우 복합적이며 여러 공정 유출수로 구성된다. 주로 웨이퍼 에칭, 박막 증착, 이온 주입, 포토리소그래피, 화학 기계적 평탄화(CMP), 산성·알칼리성 세정, 배기 가스 스크러빙 과정에서 발생한다. 이러한 폐수 유출수는 일반적으로 불소 함유 폐수, 산성·알칼리성 폐수, 유기 폐수, 중금속 폐수, 고염분 농축수의 다섯 가지 범주로 분류된다.
주요 오염물질로는 불소, 규산염, 붕소 및 인 화합물, 미량의 중금속(구리, 니켈, 아연 등), 포토레지스트 잔여물, 유기 용매, 계면활성제, 초미세 부유 입자, 콜로이드 불순물 등이 있다.
반도체 웨이퍼 팹 폐수는 유량 변동이 크고, 산성 및 알칼리성 조건이 교차하며, 고도로 안정된 콜로이드 입자와 낮은 생분해성, 그리고 높은 스케일링 및 부식 가능성 등의 특징을 가진다. 일부 중금속은 안정된 금속 착화합물 형태로 존재하여 기존 처리 방법으로 제거하기 어렵다.
또한 반도체 제조 시설은 매우 엄격한 환경 배출 기준과 수자원 재사용 기준을 준수해야 하므로, 웨이퍼 팹 폐수는 처리가 가장 기술적으로 어려운 산업 폐수 중 하나이다.
반도체 웨이퍼 제조 공정에서의 폐수 처리는 여러 가지 고도로 전문화된 기술적 과제를 동반한다.
착화된 중금속과 안정된 불소-규산염 화합물은 기존 처리 공정으로 제거하기 어려워, 폐수 성상이 변화할 때 점점 더 강화되는 배출 기준을 충족하기 어렵게 만든다.
초미세 콜로이드 입자와 포토레지스트 잔여물은 자주 슬러지 축적, 배관 막힘 및 심각한 막 오염을 유발하여 연속 웨이퍼 생산을 중단시키는 빈번한 장비 정지를 초래한다.
반도체 제조는 다양한 폐수 흐름을 발생시키는 다수의 제조 공정을 포함하므로, 통합 처리는 일반적으로 과도한 화학 약품 투입을 필요로 하며 대량의 슬러지를 생성하여 운영 및 처분 비용을 크게 증가시킨다.
표준 폐수 처리 장비는 일반적으로 반도체 제조에 요구되는 내식성, 항오염 능력 및 청결도를 갖추지 못하므로, 이차 오염 위험이 증가한다.
또한 반도체 파운드리 업체는 소형 청정실 배치를 유지하면서 지속적으로 생산 능력을 확장하고 있다. 기존의 민간 폐수 처리 시설은 넓은 부지 면적을 차지하며 향후 증설에 대한 유연성이 매우 제한되어 있어, 완전히 통합되고 맞춤화된 폐수 처리 솔루션에 대한 수요가 증가하고 있다.
반도체 웨이퍼 파운드리 폐수의 다양성과 기술적 난이도를 해결하기 위해, 당사는 다음으로 구성된 완전히 통합된 처리 공정을 적용한다.
분류 수집 → 착화제 해리 및 수질 조정 → 불소 및 실리카 제거 → 응집 및 침전 → 생물학적 처리 → 고도 막 정화 → 농축액 체적 감소
각 폐수 유출원은 유량 및 수질 변동을 최소화하기 위해 별도로 수집 및 균질화한다.
전용 탈복합화 공정을 통해 안정적인 중금속 복합체를 분해한 후, 정밀 불소 및 실리카 제거 시스템이 특성 오염물질을 선택적으로 제거한다.
폐수는 응집 및 침전 공정을 거친 후, 난분해성 유기 화합물을 분해하기 위한 고도 산화 공정을 진행한다.
생물학적 처리 시스템이 잔류 화학적 산소 요구량(COD)을 추가로 제거한 후, 초여과(UF) 시스템과 오염 방지 역삼투(RO) 막 시스템을 통과하여 고도 정화를 완료한다.
고품질 재사용수는 반도체 생산 공정의 세정 용도로 재활용되며, 농축 폐수는 효율적인 처분 및 자원 회수를 위해 추가 부피 감소 공정을 거친다.
핵심 장비는 다음과 같다:
이 솔루션은 반도체 웨이퍼 제조 시설에서 발생하는 복잡한 폐수 조건을 특별히 해결하도록 설계되었다.
독자적인 처리 공정을 통해 중금속, 불소-규산염 화합물, 그리고 분해가 어려운 유기 오염물질을 효과적으로 제거하며, 환경 배출 기준과 공장 내 재사용 수요를 동시에 충족하는 정화수를 일관되게 생산한다.
클린룸 배치, 폐수 특성, 생산 능력, 설치 가능 공간을 기반으로 완전히 맞춤화된 장비 솔루션을 제공한다. 부식 저항성 맞춤 장비 하우징, 마모 저항성 소재, 막힘 방지 유로, 소형 모듈식 장비 등이 반도체 제조 현장의 엄격한 작동 조건 하에서도 최적의 성능을 보장한다.
모든 핵심 장비, 전기 제어 부품 및 수처리 시스템은 CE, UL, ISO 인증을 획득하여 전 세계 첨단 반도체 제조 시설의 엄격한 안전성 및 규제 준수 요구사항을 충족한다.
분리 처리 공정은 유량 및 수질 변동에 뛰어난 내성을 제공하므로 유지보수 빈도, 막 오염, 슬러지 발생량을 현저히 감소시킨다.
수 재활용률이 95%를 상회하여 담수 소비량과 운영 비용을 크게 절감함과 동시에 전체 생산 효율을 향상시킨다.
모듈식 통합 설계는 설치 공간을 최소화하고, 향후 유연한 확장을 가능하게 하며, 연속적이고 대량의 반도체 제조를 위한 완전 자동화 운영을 지원한다.
당사는 여러 개의 12인치 및 8인치 반도체 웨이퍼 파운드리 시설을 위한 폐수 처리 프로젝트를 성공적으로 완료하였다.
대표적인 프로젝트는 고급 웨이퍼 제조 시설을 위한 종합 폐수 처리 및 재이용 시스템으로, 하루 처리 용량은 1,200 m³이다.
해당 시스템은 장기적으로 안정적인 운영을 입증하였으며, 과다한 불소 및 실리카 농도, 잔류 중금속, 막 오염 등 문제를 성공적으로 해결하였다. 이 프로젝트는 환경 검수 검사를 비롯해 엄격한 공장 내 수질 검증도 모두 통과하여, 웨이퍼 생산의 안정성과 제조 공정의 지속 가능성을 확보하였다.
지원 서류에는 다음이 포함됩니다:
우리는 반도체 웨이퍼 제조 시설을 위한 종합적인 EPC 턴키 폐수 처리 솔루션을 제공합니다. 이는 현장 조사, 폐수 채취 및 분석, 맞춤형 공정 엔지니어링, 비표준 장비 설계, 제조, 설치, 시운전, 운영 및 정비 서비스, 시스템 업그레이드, 그리고 수명 주기 동안의 소모품 공급을 포함합니다.
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