সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন শিল্পে দূষণের উত্স এবং প্রতিরোধ

সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস উৎপাদনে প্রধানত বিযুক্ত ডিভাইস, ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট এবং তাদের প্যাকেজিং প্রক্রিয়া অন্তর্ভুক্ত থাকে।
সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন তিনটি পর্যায়ে বিভক্ত করা যেতে পারে: পণ্য শরীরের উপাদান উত্পাদন, পণ্যওয়েফারউত্পাদন এবং ডিভাইস সমাবেশ। তাদের মধ্যে, সবচেয়ে মারাত্মক দূষণ হল পণ্য ওয়েফার উত্পাদন পর্যায়ে।
দূষণকারী প্রধানত বর্জ্য জল, বর্জ্য গ্যাস এবং কঠিন বর্জ্যে বিভক্ত।
চিপ উত্পাদন প্রক্রিয়া:
সিলিকন ওয়েফারবাহ্যিক গ্রাইন্ডিংয়ের পরে - পরিষ্কার - অক্সিডেশন - অভিন্ন প্রতিরোধ - ফটোলিথোগ্রাফি - বিকাশ - এচিং - প্রসারণ, আয়ন ইমপ্লান্টেশন - রাসায়নিক বাষ্প জমা - রাসায়নিক যান্ত্রিক পলিশিং - ধাতবকরণ ইত্যাদি

কচুরিপানা
সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন এবং প্যাকেজিং পরীক্ষার প্রতিটি প্রক্রিয়ার ধাপে প্রচুর পরিমাণে বর্জ্য জল তৈরি হয়, প্রধানত অ্যাসিড-বেস বর্জ্য জল, অ্যামোনিয়াযুক্ত বর্জ্য জল এবং জৈব বর্জ্য জল।

1. ফ্লোরিনযুক্ত বর্জ্য জল:
হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড তার অক্সিডাইজিং এবং ক্ষয়কারী বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে অক্সিডেশন এবং এচিং প্রক্রিয়াগুলিতে ব্যবহৃত প্রধান দ্রাবক হয়ে ওঠে। প্রক্রিয়ায় ফ্লোরিন-ধারণকারী বর্জ্য জল প্রধানত চিপ উত্পাদন প্রক্রিয়াতে ছড়িয়ে পড়া প্রক্রিয়া এবং রাসায়নিক যান্ত্রিক পলিশিং প্রক্রিয়া থেকে আসে। সিলিকন ওয়েফার এবং সম্পর্কিত পাত্র পরিষ্কার করার প্রক্রিয়াতে, হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিডও বহুবার ব্যবহৃত হয়। এই সমস্ত প্রক্রিয়াগুলি ডেডিকেটেড এচিং ট্যাঙ্ক বা পরিষ্কারের সরঞ্জামগুলিতে সম্পন্ন হয়, তাই ফ্লোরিনযুক্ত বর্জ্য জল স্বাধীনভাবে নিষ্কাশন করা যেতে পারে। ঘনত্ব অনুসারে, এটিকে উচ্চ-ঘনত্বের ফ্লোরিনযুক্ত বর্জ্য জল এবং কম ঘনত্বের অ্যামোনিয়া-যুক্ত বর্জ্য জলে ভাগ করা যায়। সাধারণত, উচ্চ-ঘনত্বের অ্যামোনিয়াযুক্ত বর্জ্য জলের ঘনত্ব 100-1200 mg/L পৌঁছাতে পারে। বেশিরভাগ কোম্পানি বর্জ্য জলের এই অংশটিকে এমন প্রক্রিয়ার জন্য পুনর্ব্যবহার করে যেগুলির জন্য উচ্চ জলের গুণমানের প্রয়োজন হয় না।
2. অ্যাসিড-বেস বর্জ্য জল:
ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট উত্পাদন প্রক্রিয়ার প্রায় প্রতিটি প্রক্রিয়ার জন্য চিপ পরিষ্কার করা প্রয়োজন। বর্তমানে, সালফিউরিক অ্যাসিড এবং হাইড্রোজেন পারক্সাইড হল ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট উত্পাদন প্রক্রিয়াতে সর্বাধিক ব্যবহৃত পরিষ্কারের তরল। একই সময়ে, নাইট্রিক অ্যাসিড, হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড এবং অ্যামোনিয়া জলের মতো অ্যাসিড-বেস বিকারকগুলিও ব্যবহৃত হয়।
উত্পাদন প্রক্রিয়ার অ্যাসিড-বেস বর্জ্য জল মূলত চিপ উত্পাদন প্রক্রিয়ার পরিষ্কার প্রক্রিয়া থেকে আসে। প্যাকেজিং প্রক্রিয়ায়, ইলেক্ট্রোপ্লেটিং এবং রাসায়নিক বিশ্লেষণের সময় চিপটিকে অ্যাসিড-বেস দ্রবণ দিয়ে চিকিত্সা করা হয়। চিকিত্সার পরে, অ্যাসিড-বেস ওয়াশিং বর্জ্য জল তৈরি করতে এটি বিশুদ্ধ জল দিয়ে ধুয়ে নেওয়া দরকার। এছাড়াও, অ্যাসিড-বেস রিএজেন্ট যেমন সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড এবং হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিডগুলি অ্যাসিড-বেস পুনর্জন্ম বর্জ্য জল তৈরি করতে অ্যানিয়ন এবং ক্যাটেশন রেজিনগুলি পুনরুত্পাদন করতে বিশুদ্ধ জল স্টেশনে ব্যবহৃত হয়। অ্যাসিড-বেস বর্জ্য গ্যাস ওয়াশিং প্রক্রিয়ার সময় ওয়াশিং লেজের জলও তৈরি হয়। ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট উত্পাদনকারী সংস্থাগুলিতে, অ্যাসিড-বেস বর্জ্য জলের পরিমাণ বিশেষত বড়।
3. জৈব বর্জ্য জল:
বিভিন্ন উত্পাদন প্রক্রিয়ার কারণে, সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে ব্যবহৃত জৈব দ্রাবকের পরিমাণ খুব আলাদা। যাইহোক, ক্লিনিং এজেন্ট হিসাবে, জৈব দ্রাবকগুলি এখনও উত্পাদন প্যাকেজিংয়ের বিভিন্ন লিঙ্কগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। কিছু দ্রাবক জৈব বর্জ্য জল স্রাব হয়.
4. অন্যান্য বর্জ্য জল:
সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন প্রক্রিয়ার এচিং প্রক্রিয়াটি দূষণমুক্ত করার জন্য প্রচুর পরিমাণে অ্যামোনিয়া, ফ্লোরিন এবং উচ্চ-বিশুদ্ধ জল ব্যবহার করবে, যার ফলে উচ্চ-ঘনত্বের অ্যামোনিয়া-যুক্ত বর্জ্য জল নির্গত হবে।
অর্ধপরিবাহী প্যাকেজিং প্রক্রিয়ায় ইলেক্ট্রোপ্লেটিং প্রক্রিয়া প্রয়োজন। ইলেক্ট্রোপ্লেটিং করার পরে চিপটি পরিষ্কার করা দরকার এবং এই প্রক্রিয়ায় ইলেক্ট্রোপ্লেটিং পরিষ্কারের বর্জ্য জল তৈরি হবে। যেহেতু ইলেক্ট্রোপ্লেটিংয়ে কিছু ধাতু ব্যবহার করা হয়, তাই ইলেক্ট্রোপ্লেটিং পরিষ্কারের বর্জ্য জলে ধাতব আয়ন নির্গমন হবে, যেমন সীসা, টিন, ডিস্ক, জিঙ্ক, অ্যালুমিনিয়াম ইত্যাদি।

বর্জ্য গ্যাস
যেহেতু সেমিকন্ডাক্টর প্রক্রিয়ার অপারেটিং রুমের পরিষ্কার-পরিচ্ছন্নতার জন্য অত্যন্ত উচ্চ প্রয়োজনীয়তা রয়েছে, তাই ফ্যানগুলি সাধারণত প্রক্রিয়া চলাকালীন উদ্বায়ীকৃত বিভিন্ন ধরণের বর্জ্য গ্যাস নিষ্কাশন করতে ব্যবহৃত হয়। অতএব, সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে বর্জ্য গ্যাস নির্গমন বড় নিষ্কাশন ভলিউম এবং কম নির্গমন ঘনত্ব দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। বর্জ্য গ্যাস নির্গমন এছাড়াও প্রধানত উদ্বায়ী হয়.
এই বর্জ্য গ্যাস নির্গমনকে প্রধানত চারটি ভাগে ভাগ করা যায়: অ্যাসিডিক গ্যাস, ক্ষারীয় গ্যাস, জৈব বর্জ্য গ্যাস এবং বিষাক্ত গ্যাস।
1. অ্যাসিড-বেস বর্জ্য গ্যাস:
অ্যাসিড-বেস বর্জ্য গ্যাস প্রধানত বিচ্ছুরণ থেকে আসে,সিভিডি, সিএমপি এবং এচিং প্রক্রিয়া, যা ওয়েফার পরিষ্কার করার জন্য অ্যাসিড-বেস পরিস্কার সমাধান ব্যবহার করে।
বর্তমানে, সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন প্রক্রিয়ায় সর্বাধিক ব্যবহৃত পরিষ্কারের দ্রাবক হল হাইড্রোজেন পারক্সাইড এবং সালফিউরিক অ্যাসিডের মিশ্রণ।
এই প্রক্রিয়াগুলিতে উৎপন্ন বর্জ্য গ্যাসের মধ্যে রয়েছে অ্যাসিডিক গ্যাস যেমন সালফিউরিক অ্যাসিড, হাইড্রোফ্লোরিক অ্যাসিড, হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড, নাইট্রিক অ্যাসিড এবং ফসফরিক অ্যাসিড এবং ক্ষারীয় গ্যাস প্রধানত অ্যামোনিয়া।
2. জৈব বর্জ্য গ্যাস:
জৈব বর্জ্য গ্যাস মূলত ফোটোলিথোগ্রাফি, ডেভেলপমেন্ট, এচিং এবং ডিফিউশনের মতো প্রক্রিয়া থেকে আসে। এই প্রক্রিয়াগুলিতে, জৈব দ্রবণ (যেমন আইসোপ্রোপাইল অ্যালকোহল) ওয়েফারের পৃষ্ঠকে পরিষ্কার করতে ব্যবহৃত হয় এবং উদ্বায়ীকরণের ফলে উত্পন্ন বর্জ্য গ্যাস জৈব বর্জ্য গ্যাসের অন্যতম উত্স;
একই সময়ে, ফটোলিথোগ্রাফি এবং এচিং প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত ফোটোরেসিস্ট (ফটোরেসিস্ট) এ রয়েছে উদ্বায়ী জৈব দ্রাবক, যেমন বিউটাইল অ্যাসিটেট, যা ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণ প্রক্রিয়ার সময় বায়ুমণ্ডলে উদ্বায়ী হয়ে যায়, যা জৈব বর্জ্য গ্যাসের আরেকটি উৎস।
3. বিষাক্ত বর্জ্য গ্যাস:
বিষাক্ত বর্জ্য গ্যাস মূলত ক্রিস্টাল এপিটাক্সি, ড্রাই এচিং এবং সিভিডির মতো প্রক্রিয়া থেকে আসে। এই প্রক্রিয়াগুলিতে, ওয়েফার প্রক্রিয়া করার জন্য বিভিন্ন উচ্চ-বিশুদ্ধ বিশেষ গ্যাস ব্যবহার করা হয়, যেমন সিলিকন (SiHj), ফসফরাস (PH3), কার্বন টেট্রাক্লোরাইড (CFJ), বোরেন, বোরন ট্রাইঅক্সাইড ইত্যাদি। কিছু বিশেষ গ্যাস বিষাক্ত, শ্বাসরোধকারী এবং ক্ষয়কারী।
একই সময়ে, সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদনে রাসায়নিক বাষ্প জমার পরে শুকনো এচিং এবং পরিষ্কার করার প্রক্রিয়াতে, প্রচুর পরিমাণে ফুল অক্সাইড (PFCS) গ্যাসের প্রয়োজন হয়, যেমন NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6, ইত্যাদি। এই পারফ্লুরিনযুক্ত যৌগগুলি ইনফ্রারেড আলো অঞ্চলে শক্তিশালী শোষণ আছে এবং একটি দীর্ঘ সময়ের জন্য বায়ুমণ্ডলে থাকুন। এগুলিকে সাধারণত বিশ্বব্যাপী গ্রিনহাউস প্রভাবের প্রধান উত্স হিসাবে বিবেচনা করা হয়।
4. প্যাকেজিং প্রক্রিয়া বর্জ্য গ্যাস:
সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন প্রক্রিয়ার সাথে তুলনা করে, সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজিং প্রক্রিয়া দ্বারা উত্পন্ন বর্জ্য গ্যাস তুলনামূলকভাবে সহজ, প্রধানত অ্যাসিডিক গ্যাস, ইপোক্সি রজন এবং ধুলো।
অ্যাসিডিক বর্জ্য গ্যাস মূলত ইলেক্ট্রোপ্লেটিং-এর মতো প্রক্রিয়ায় উৎপন্ন হয়;
পণ্য পেস্ট এবং সিল করার পরে বেকিং প্রক্রিয়ায় বেকিং বর্জ্য গ্যাস উৎপন্ন হয়;
ডাইসিং মেশিন ওয়েফার কাটার প্রক্রিয়া চলাকালীন ট্রেস সিলিকন ধুলো ধারণকারী বর্জ্য গ্যাস উৎপন্ন করে।

পরিবেশ দূষণ সমস্যা
সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে পরিবেশ দূষণ সমস্যার জন্য, প্রধান সমস্যাগুলি সমাধান করা প্রয়োজন:
· ফোটোলিথোগ্রাফি প্রক্রিয়ায় বায়ু দূষণকারী এবং উদ্বায়ী জৈব যৌগ (VOCs) এর বড় আকারের নির্গমন;
· প্লাজমা এচিং এবং রাসায়নিক বাষ্প জমা প্রক্রিয়ায় পারফ্লুরিনেড যৌগ (PFCS) নির্গমন;
· শ্রমিকদের উৎপাদন ও নিরাপত্তা সুরক্ষায় শক্তি ও পানির ব্যাপক ব্যবহার;
· উপ-পণ্যের পুনর্ব্যবহার এবং দূষণ পর্যবেক্ষণ;
· প্যাকেজিং প্রক্রিয়ায় বিপজ্জনক রাসায়নিক ব্যবহারে সমস্যা।

পরিষ্কার উত্পাদন
সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস পরিষ্কার উত্পাদন প্রযুক্তি কাঁচামাল, প্রক্রিয়া এবং প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের দিক থেকে উন্নত করা যেতে পারে।

কাঁচামাল এবং শক্তির উন্নতি
প্রথমত, অমেধ্য এবং কণার প্রবর্তন কমাতে উপকরণের বিশুদ্ধতা কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা উচিত।
দ্বিতীয়ত, বিভিন্ন তাপমাত্রা, ফুটো সনাক্তকরণ, কম্পন, উচ্চ-ভোল্টেজ বৈদ্যুতিক শক এবং অন্যান্য পরীক্ষাগুলি ইনকামিং উপাদান বা আধা-সমাপ্ত পণ্যগুলিকে উত্পাদন করার আগে চালানো উচিত।
উপরন্তু, অক্জিলিয়ারী উপকরণের বিশুদ্ধতা কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা উচিত। তুলনামূলকভাবে অনেক প্রযুক্তি রয়েছে যা শক্তির পরিচ্ছন্ন উৎপাদনের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।

উত্পাদন প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজ করুন
সেমিকন্ডাক্টর শিল্প নিজেই প্রক্রিয়া প্রযুক্তির উন্নতির মাধ্যমে পরিবেশের উপর তার প্রভাব কমানোর চেষ্টা করে।
উদাহরণস্বরূপ, 1970 এর দশকে, জৈব দ্রাবকগুলি মূলত সমন্বিত সার্কিট পরিষ্কার প্রযুক্তিতে ওয়েফার পরিষ্কার করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। 1980-এর দশকে, সালফিউরিক অ্যাসিডের মতো অ্যাসিড এবং ক্ষার দ্রবণগুলি ওয়েফার পরিষ্কার করার জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল। 1990 এর দশক পর্যন্ত, প্লাজমা অক্সিজেন পরিষ্কারের প্রযুক্তি তৈরি করা হয়েছিল।
প্যাকেজিংয়ের ক্ষেত্রে, বেশিরভাগ কোম্পানি বর্তমানে ইলেক্ট্রোপ্লেটিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে, যা পরিবেশে ভারী ধাতু দূষণের কারণ হবে।
যাইহোক, সাংহাইয়ের প্যাকেজিং প্ল্যান্টগুলি আর ইলেক্ট্রোপ্লেটিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে না, তাই পরিবেশের উপর ভারী ধাতুগুলির কোনও প্রভাব নেই। এটি পাওয়া যেতে পারে যে সেমিকন্ডাক্টর শিল্প ধীরে ধীরে তার নিজস্ব উন্নয়ন প্রক্রিয়ায় প্রক্রিয়ার উন্নতি এবং রাসায়নিক প্রতিস্থাপনের মাধ্যমে পরিবেশের উপর তার প্রভাব হ্রাস করছে, যা পরিবেশের উপর ভিত্তি করে প্রক্রিয়া এবং পণ্য ডিজাইনের অগ্রগতির বর্তমান বিশ্ব উন্নয়ন প্রবণতাকেও অনুসরণ করে।

বর্তমানে, আরও স্থানীয় প্রক্রিয়া উন্নতি করা হচ্ছে, যার মধ্যে রয়েছে:
· অল-অ্যামোনিয়াম পিএফসিএস গ্যাসের প্রতিস্থাপন এবং হ্রাস, যেমন কম গ্রীনহাউস প্রভাব সহ পিএফসি গ্যাস ব্যবহার করে উচ্চ গ্রীনহাউস প্রভাবের সাথে গ্যাস প্রতিস্থাপন করা, যেমন প্রক্রিয়া প্রবাহ উন্নত করা এবং প্রক্রিয়াটিতে ব্যবহৃত পিএফসিএস গ্যাসের পরিমাণ হ্রাস করা;
· পরিচ্ছন্নতার প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত রাসায়নিক পরিচ্ছন্নতা এজেন্টের পরিমাণ কমাতে একক-ওয়েফার পরিস্কার থেকে মাল্টি-ওয়েফার পরিষ্কারের উন্নতি।
· কঠোর প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ:
ক উত্পাদন প্রক্রিয়ার অটোমেশন উপলব্ধি করুন, যা সুনির্দিষ্ট প্রক্রিয়াকরণ এবং ব্যাচ উত্পাদন উপলব্ধি করতে পারে এবং ম্যানুয়াল অপারেশনের উচ্চ ত্রুটির হার হ্রাস করতে পারে;
খ. অতি-পরিচ্ছন্ন প্রক্রিয়া পরিবেশগত কারণ, প্রায় 5% বা তার কম ফলন ক্ষতি মানুষ এবং পরিবেশ দ্বারা সৃষ্ট হয়। অতি-পরিচ্ছন্ন প্রক্রিয়া পরিবেশগত কারণগুলির মধ্যে প্রধানত বায়ু পরিচ্ছন্নতা, উচ্চ-বিশুদ্ধতা জল, সংকুচিত বায়ু, CO2, N2, তাপমাত্রা, আর্দ্রতা ইত্যাদি অন্তর্ভুক্ত। একটি পরিষ্কার কর্মশালার পরিচ্ছন্নতার স্তর প্রায়শই প্রতি ইউনিট ভলিউমের অনুমোদিত সর্বোচ্চ সংখ্যক কণা দ্বারা পরিমাপ করা হয়। বায়ু, যে, কণা গণনা ঘনত্ব;
গ. শনাক্তকরণকে শক্তিশালী করুন, এবং উৎপাদন প্রক্রিয়ার সময় প্রচুর পরিমাণে বর্জ্য সহ ওয়ার্কস্টেশনে সনাক্তকরণের জন্য উপযুক্ত মূল পয়েন্ট নির্বাচন করুন।

 

আরও আলোচনার জন্য আমাদের দেখার জন্য সারা বিশ্ব থেকে যেকোনো গ্রাহককে স্বাগতম!

https://www.vet-china.com/

https://www.facebook.com/people/Ningbo-Miami-Advanced-Material-Technology-Co-Ltd/100085673110923/

https://www.linkedin.com/company/100890232/admin/page-posts/published/

https://www.youtube.com/@user-oo9nl2qp6j