삼성전자, 반도체 공장 친환경 전환 팔 걷었다

DS부문 AI 기반 공정효율화

오염물질 발생 최소화 노력

황산이온 방류량 1/5로 감소

과산화수소 등 사용량도 30%↓

삼성전자 반도체 생산현장

[아시아경제 안하늘 기자] 삼성전자가 화학물질 배출을 최소화하는 친환경 반도체 공장을 만들기 위해 팔을 걷어붙였다.

8일 업계에 따르면 삼성전자 디바이스솔루션(DS)부문은 지난해부터 공정 효율화를 통한 오염물질 발생 최소화 프로젝트를 진행하고 있다.

반도체 공장은 대규모 화학 물질 저장소로 불릴 정도로 생산 공정에 다양한 화학 물질이 사용된다. 반도체 웨어퍼 불량을 제거하기 위한 황산, 암모니아, 과산화수소 등 세정 목적의 액상 화학 물질이 대표적이다. 환경단체들이 반도체 공장 건설에 반대입장을 표명하는 이유중 하나다.

반도체 공정이 점점 미세화되면서 웨이퍼 불량을 세정하는 공정도 더욱 중요해지는 상황이다. 그만큼 불량을 세정하는데 쓰이는 화학물질의 사용량도 급증하고 있다. 이에 삼성전자는 폐수량 자체, 즉 해당 물질 사용량을 줄인다는 계획을 세웠다.

삼성전자 DS사업부는 공정 효율화를 높이는 전략을 폈다. 우선 공정의 시간, 농도, 온도, 유량, 투입시간 등 기본 조건을 빅데이터화 해 인공지능(AI) 기반 예상 시뮬레이터를 구축했다. 이 시뮬레이터를 활용, 화학물질 사용량을 최소화할 수 있는 최적의 공정 조건을 만들 수 있었다. 실제 이를 적용한 결과 화학물질 배출량의 30%를 절감했다.

이와 함께 DS사업부는 웨어퍼 유기물을 제거하는데 사용하는 황산을 재활용하기로 했다. 폐수에 포함되는 고농도의 황산 이온은 농작물 탈수 등 피해를 줄 수 있다. 저농도의 황산을 재활용하도록 라인과 탱크를 구축, 이를 통해 방류되는 황산 이온을 5분의 1 수준으로 줄이는 것이 가능했다.

또 생산 과정에서 웨어퍼 세정이 불필요한 영역을 과감히 없애고, 대체 가능한 친환경 조건을 적용했다. 세정 효율이 증가하면서 암모니아, 과산화수소 사용량이 30% 줄었다. 이밖에 삼성전자는 황산계 세정액을 대체하기 위해 오존을 포함한 신(新)공정을 개발, 적용했다. 오존은 섬과 같이 고립된 지역에서 식음용수의 박테리아를 정제하는데 사용되는 친환경 물질이다.

삼성전자 관계자는 "초미세한 스케일의 불량을 제거하는 세정공정 중요해지면서 세정액의 사용량과 수계로 배출되는 폐수량이 급증할 것으로 예상된다"며 "이번 공정 효율성 증대로 화학물질 배출량과 처리 비용을 절감할 수 있었으며, 이처럼 앞으로도 사업장 내 친환경 의식을 고취하는데 노력할 계획"고 말했다.

안하늘 기자 ahn708@asiae.co.kr