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실리콘 카바이드(SiC) 및 갈륨 나이트라이드(GaN) 반도체 제조 과정에서 발생하는 폐수는 주로 에피택셜 성장, 식각, 이온 주입, 박막 증착, 웨이퍼 연마 및 세정, 그리고 클린룸 헹굼 공정에서 유래한다. 기존 실리콘 반도체 폐수와 비교할 때, 3세대 반도체 폐수는 성분 구성이 훨씬 복잡하며, 처리 난이도도 현저히 높다.
일반적인 오염 물질로는 불소, 고농도의 산 및 염기, 초미세 실리콘 카바이드 입자, 갈륨 화합물, 나이트라이드, 미량의 중금속 이온, 그리고 포토레지스트 잔여물 및 스트리핑 화학약품과 같은 소량의 유기 오염 물질이 있으며, 이로 인해 COD 농도가 변동된다.
폐수는 강한 산성 및 알칼리성 흐름이 번갈아 나타나고, 불소 농도가 높으며, 초미세 부유 고형물과 강한 부식성을 특징으로 한다. 안정된 콜로이드 입자는 침강 속도가 매우 느려 파이프라인 오염 및 막 차단 위험을 증가시킨다. 또한, 광대역 간극 반도체 제조에는 초고순도 재사용수를 요구하며, 이에 대한 수질 기준은 기존 산업 폐수 처리 기준보다 훨씬 엄격하다.
SiC 및 GaN 반도체 제조사는 일반적으로 여러 폐수 처리 과제에 직면한다.
초미세 SiC 및 GaN 입자는 기존 침전 방식으로 제거하기 어려워 슬러지가 쌓이고, 장비가 막히며, 막 오염이 자주 발생하고, 비용이 많이 드는 생산 중단이 일어난다. 에칭 공정에서 발생하는 고불소 폐수는 일관된 처리가 어렵기 때문에 점점 강화되는 환경 배출 기준을 충족하기 힘들다.
생산 공정에서는 동시에 산성과 알칼리성 폐수가 번갈아 생성되며, 부식성이 매우 높아 일반 산업용 시스템이 아닌 특수한 내부식 장비가 필요하다. 동시에 반도체 제조사들은 극도로 높은 초순수 재사용률을 요구하지만, 기존 처리 기술은 종종 요구되는 수질 기준을 충족하지 못해 담수 소비량이 과도하게 증가하고 운영 비용이 높아진다.
더욱이 현대의 반도체 파운드리에서는 설치 공간이 제한되어 있고 생산 라인이 급속히 변화하므로, 기존의 대규모 폐수 처리 설비를 확장하거나 업그레이드하기가 어렵다. 따라서 고정밀 반도체 제조 공정에 특화된 소형·모듈식·완전 맞춤형 폐수 처리 시스템에 대한 수요가 점차 증가하고 있다.
SiC 및 GaN 폐수의 높은 불소 함량, 초미세 입자, 부식성 특성을 해결하기 위해 다음으로 구성된 전용 처리 공정을 적용한다.
분류 수집 → 정밀 pH 조정 및 콜로이드 불안정화 → 응집 및 불소 제거 → 정밀 여과 → 고급 막 정제 → 초순수 재사용
산성, 알칼리성, 불소 함유 및 공정 폐수는 유량 및 수질 변동을 최소화하기 위해 각각 분리 수집 및 균질화된다. 정밀 pH 조절로 콜로이드 입자를 불안정화시키고, 최적화된 응집 및 침전 시스템으로 부유 고형물과 대부분의 불소를 효율적으로 제거한다.
활성탄 흡착 및 정밀 여과를 통해 미량의 유기 화합물과 잔류 금속 오염 물질을 제거한다. 처리된 물은 초여과(UF) 시스템을 거친 후, 오염 방지 역삼투(RO) 시스템을 통과하여 심도 있는 탈염이 이뤄지며, 웨이퍼 세정 및 기타 반도체 제조 공정에 적합한 고순도 물을 생산한다.
핵심 장비는 다음과 같다:
이 솔루션은 3세대 SiC 및 GaN 반도체 제조를 위해 특별히 설계되었으며, 초미세 입자 제거, 불소 농도 조절, 부식 저항성이라는 산업 전반의 세 가지 핵심 과제를 효과적으로 해결한다.
처리된 물은 생산 재사용 요구사항과 환경 배출 기준을 모두 지속적으로 충족함. 소형 공장 배치 및 고도로 부식성인 작동 환경에 대응하기 위해 맞춤형 비표준 장비를 설계할 수 있으며, 강화된 내식 구조, 막힘 방지 유로, 반도체 시설에 최적화된 모듈식 소형 설계가 특징임.
모든 핵심 전기 제어 시스템, 기계 장비, 수처리 구성품은 국제적으로 인정받은 CE, UL, ISO 표준을 준수하여 고급 반도체 응용 분야에서 뛰어난 안전성, 신뢰성 및 규제 준수성을 보장한다.
이 시스템은 수질 변화에 대한 뛰어난 내성을 제공하여 막 오염을 크게 줄이고, 정비 빈도와 가동 중단 시간을 현저히 감소시킨다. 재사용 가능한 물의 비율은 95%를 넘을 수 있어 담수 소비량과 전체 운영 비용을 크게 절감할 수 있다.
모듈식이고 공간 효율적인 설계로 유연한 용량 확장이 가능하며, 완전 자동화된 지능형 제어가 지속적이고 고정밀 반도체 제조를 위한 안정적인 운영을 보장합니다.
우리는 SiC 및 GaN 반도체 웨이퍼 제조 시설을 위한 폐수 처리 시스템을 성공적으로 납품한 바 있으며, 이에는 하루 처리 용량 900 m³의 벤치마크 광대역 갭 반도체 생산 공장도 포함된다.
이 시스템은 신뢰성 있게 작동하여 입자 축적을 효과적으로 제거하고, 불소 제거를 안정화하며, 반도체용 초순수 재사용 기준을 충족하는 재활용수를 지속적으로 생산한다. 본 프로젝트는 공장 인수 검사와 환경 규제 준수 검사를 모두 성공적으로 통과하였다.
지원 서류에는 다음이 포함됩니다:
우리는 3세대 반도체 제조사들을 대상으로 사이트 조사, 수질 분석, 맞춤형 공정 엔지니어링, 비표준 장비 제작, 설치, 시운전, 운영 및 정비 서비스, 시스템 업그레이드, 수명 주기 동안의 소모품 공급까지 아우르는 종합적인 EPC 턴키 폐수 처리 솔루션을 제공한다.
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