스크러버를 고정 전류로 돌리면 생기는 일

반도체 팹의 플라즈마 스크러버는 대부분 정해 둔 전류로 상시 운전됩니다. 설비를 고를 때 가장 나쁜 경우를 가정해 값을 정하고, 그 뒤로는 바꾸지 않습니다. 그런데 스크러버로 들어오는 배기가스는 레시피, 챔버 세정 주기, 생산량에 따라 초 단위로 바뀝니다. 들어오는 양이 바뀌는데 불 세기가 그대로라면 무슨 일이 생길까요?

#공개된 실측값으로 보기

2026년 7월, 한국환경산업기술원 사업으로 개발된 반도체·디스플레이 온실가스 계수 114건이 IPCC 배출계수 데이터베이스(EFDB)에 실측값으로 등재되었습니다. 그중 19건은 한 사업장의 플라즈마-습식 스크러버 한 기종에서 유량과 전력을 바꿔 가며 처리효율(DRE)을 잰 값입니다. 아래는 그중 CF₄ 11건입니다.

세 가지가 눈에 띕니다.

• 처리효율은 운전 조건에 따라 크게 움직입니다. 같은 설비, 같은 가스인데도 처리효율이 70%대에서 97%까지 오갑니다.
• 부하가 클수록 필요한 전력이 커집니다. 95%를 넘기는 데 100 SLM에서는 약 10.7 kW, 130 SLM에서는 약 14.5 kW, 150 SLM에서는 약 15.8 kW가 필요했습니다.
• 작은 부하에 맞춘 설정은 큰 부하에서 무너집니다. 100 SLM에서 95.6%를 내던 10.73 kW를 130 SLM에 그대로 걸면 처리효율은 74%에 그칩니다.

#고정 전류의 두 가지 손실

고정 전류는 어느 쪽으로 정하든 손해를 봅니다.

높게 정하면 저부하 구간에서 전력이 남습니다. 150 SLM을 견디도록 맞춘 설정은 100 SLM 구간에서 필요보다 훨씬 많은 전력을 씁니다. 남는 전력은 토치와 전극의 수명도 함께 깎습니다.

낮게 정하면 고부하 구간에서 처리가 모자랍니다. 세정 직후처럼 배기가 몰리는 짧은 구간에서 처리효율이 목표 아래로 떨어지고, 그 시간만큼 배출이 늘어납니다.

현장의 선택은 대개 첫 번째입니다. 규제 기준을 어기는 것보다 전력을 더 쓰는 편이 안전하기 때문입니다. 그래서 대부분의 스크러버는 가장 나쁜 경우에 맞춰 돌고 있습니다.

#필요한 만큼만 쓰려면

답은 단순합니다. 부하를 읽고, 그때 필요한 만큼만 전류를 정하면 됩니다. FluEx ARIA는 입구 농도를 실시간으로 읽어 처리효율 목표를 지키는 최소 전류를 정하고, 부하가 급히 오를 때는 추세를 보고 앞서 올립니다. 직접 움직여 보려면 FluEx ARIA 페이지의 시뮬레이터를 써 보세요.

#이 데이터를 읽을 때 주의할 점

• 유량·전력별 값은 한 사업장의 한 기종에서 잰 것입니다. 다른 제조사의 설비에 그대로 옮길 수 없습니다.
• 값의 단위가 전력(kW)이라, 전류(A)로 제어하는 설비에 쓰려면 설비별 환산이 필요합니다.
• CF₄는 분해가 어려운 가스입니다. 95%를 맞추는 데 필요한 전력은 가스마다 다릅니다.
• EFDB에 등재되었다고 해서 국내 배출량 보고에 그대로 쓰는 계수가 되는 것은 아닙니다. 보고에는 국내 지침을 따릅니다.

#참고 자료

• Lee, B.-J. 외, "Improving the Measurement of Characteristic Parameters for the Determination of GHG Emissions in the Semiconductor and Display Industries in Korea", Applied Sciences 13(15), 8834, 2023. doi.org/10.3390/app13158834
• IPCC Emission Factor Database (EFDB), EF ID 234751–234761. ipcc-nggip.iges.or.jp/EFDB