반도체 폐기물(스크랩) 처리 기술과 재활용 방안 분석
반도체 산업이 발전하면서 폐기물(스크랩) 처리와 재활용 문제가 중요해지고 있습니다. 이번 글에서는 반도체 제조 공정에서 발생하는 폐기물 유형과 이를 효과적으로 처리하고 재활용하는 기술을 분석해 보겠습니다.
1. 반도체 제조 과정에서 발생하는 폐기물 유형
반도체 생산 과정에서 다양한 폐기물이 발생하며, 환경 보호와 자원 재활용을 위해 적절한 관리가 필요합니다.
✔ 1) 실리콘 웨이퍼 스크랩
반도체 웨이퍼 생산 과정에서 불량품이나 폐기된 웨이퍼가 발생합니다. 이러한 실리콘 웨이퍼 스크랩은 재활용하여 다시 반도체 생산에 활용될 수 있습니다.
✔ 2) 화학물질 및 폐액
웨이퍼 세정 및 식각 공정에서 황산(H₂SO₄), 불산(HF), 과산화수소(H₂O₂), 암모니아(NH₃) 등의 화학 폐기물이 배출됩니다.
✔ 3) 금속 및 귀금속 폐기물
반도체 제조에는 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag), 팔라듐(Pd) 등의 금속이 사용되며, 제조 과정에서 스크랩 형태로 폐기됩니다.
✔ 4) 반도체 장비 및 부품 폐기물
반도체 제조 장비에서 발생하는 노후 부품 및 불용 장비도 주요 폐기물로 분류됩니다.
2. 반도체 폐기물 처리 기술
반도체 폐기물은 환경 오염을 방지하기 위해 적절한 처리 기술이 필요합니다.
✔ 1) 화학 폐기물 중화 및 정화 기술
반도체 공정에서 발생하는 산성 및 염기성 폐기물은 중화 과정을 거쳐 안전한 상태로 배출됩니다.
- 불산(HF) → 석회(CaO)와 반응시켜 무해한 형태로 변환
- 황산(H₂SO₄) → 중화 후 폐수 처리
✔ 2) 귀금속 회수 기술
반도체 공정에서 사용된 금속 소재를 회수하여 재활용하는 기술이 중요합니다.
- 전기 화학적 회수 – 폐수에서 금속 이온을 전기분해 방식으로 추출
- 침출 공정 – 화학 용액을 사용하여 귀금속을 분리
✔ 3) 폐웨이퍼 재활용
폐기된 실리콘 웨이퍼를 다시 가공하여 태양광 패널, 반도체 테스트용 웨이퍼로 활용하는 재활용 기술이 발전하고 있습니다.
✔ 4) 반도체 장비 및 부품 리퍼브(Refurbish) 기술
불용 장비를 재생하여 신품과 같은 성능을 제공하는 리퍼브(refurbish) 기술이 도입되고 있습니다.
3. 반도체 폐기물 재활용 방안
반도체 폐기물을 효과적으로 재활용하면 환경 보호뿐만 아니라 원가 절감 효과도 얻을 수 있습니다.
✔ 1) 폐웨이퍼의 태양광 산업 활용
재활용된 실리콘 웨이퍼는 태양광 패널의 기판으로 재사용될 수 있습니다.
✔ 2) 귀금속 재활용을 통한 원가 절감
반도체 칩 제조 시 사용된 금(Au), 팔라듐(Pd), 은(Ag) 등을 회수하여 다시 반도체 공정에 활용할 수 있습니다.
✔ 3) 친환경 반도체 소재 개발
반도체 기업들은 재활용 가능한 친환경 소재를 개발하여 폐기물 발생을 줄이는 기술을 도입하고 있습니다.
4. 반도체 기업들의 친환경 실천 사례
글로벌 반도체 기업들은 지속 가능한 반도체 제조를 위해 다양한 친환경 정책을 시행하고 있습니다.
✔ 삼성전자 – 폐수 재활용 시스템 구축
삼성전자는 폐수 정화 및 재활용 시스템을 도입하여 공정 중 발생하는 폐수를 70% 이상 재활용하고 있습니다.
✔ SK하이닉스 – 폐웨이퍼 재사용 확대
SK하이닉스는 폐기되는 웨이퍼를 가공하여 반도체 테스트용 웨이퍼로 활용하는 방안을 추진하고 있습니다.
✔ 인텔 – 친환경 반도체 제조
인텔은 반도체 생산 과정에서 친환경 화학물질을 활용하여 폐기물 배출량을 줄이는 기술을 개발하고 있습니다.