Proizvodnja poluvodičkih uređaja uglavnom uključuje diskretne uređaje, integrirana kola i procese njihovog pakiranja.
Proizvodnja poluvodiča može se podijeliti u tri faze: proizvodnja materijala tijela proizvoda, proizvodnja proizvodawaferproizvodnja i montaža uređaja. Među njima, najozbiljnije zagađenje je faza proizvodnje vafla proizvoda.
Zagađivači se uglavnom dijele na otpadne vode, otpadni plin i čvrsti otpad.
Proces proizvodnje čipova:
Silikonska pločicanakon vanjskog brušenja - čišćenje - oksidacija - uniformni otpor - fotolitografija - razvoj - jetkanje - difuzija, ionska implantacija - hemijsko taloženje pare - hemijsko mehaničko poliranje - metalizacija itd.
Otpadne vode
U svakom koraku procesa proizvodnje poluvodiča i testiranja ambalaže stvara se velika količina otpadnih voda, uglavnom kiselo-bazne otpadne vode, otpadne vode koje sadrže amonijak i organske otpadne vode.
1. Otpadne vode koje sadrže fluor:
Fluorovodonična kiselina postaje glavno otapalo koje se koristi u procesima oksidacije i jetkanja zbog svojih oksidativnih i korozivnih svojstava. Otpadne vode koje sadrže fluor u procesu uglavnom dolaze iz procesa difuzije i procesa kemijskog mehaničkog poliranja u procesu proizvodnje čipova. U procesu čišćenja silikonskih pločica i pratećeg pribora, hlorovodonična kiselina se također koristi mnogo puta. Svi ovi procesi se obavljaju u namenskim rezervoarima za jetkanje ili opremi za čišćenje, tako da se otpadne vode koje sadrže fluor mogu ispuštati nezavisno. Prema koncentraciji, može se podijeliti na otpadne vode visoke koncentracije koje sadrže fluor i otpadne vode niske koncentracije koje sadrže amonijak. Općenito, koncentracija otpadne vode visoke koncentracije koja sadrži amonijak može doseći 100-1200 mg/L. Većina kompanija ovaj dio otpadnih voda reciklira za procese koji ne zahtijevaju visok kvalitet vode.
2. kiselo-bazne otpadne vode:
Gotovo svaki proces u procesu proizvodnje integriranog kola zahtijeva čišćenje čipa. Trenutno su sumporna kiselina i vodikov peroksid najčešće korištene tekućine za čišćenje u procesu proizvodnje integriranih kola. Istovremeno se koriste i kiselo-bazni reagensi kao što su azotna kiselina, hlorovodonična kiselina i amonijačna voda.
Kiselinsko-bazna otpadna voda proizvodnog procesa uglavnom dolazi od procesa čišćenja u procesu proizvodnje čipova. U procesu pakovanja, čip se tretira kiselo-baznim rastvorom tokom galvanizacije i hemijske analize. Nakon tretmana, potrebno ga je oprati čistom vodom kako bi se proizvela kiselo-bazna otpadna voda od pranja. Pored toga, kiselo-bazni reagensi kao što su natrijum hidroksid i hlorovodonična kiselina se takođe koriste u stanici za čistu vodu za regeneraciju anjonskih i kationskih smola za proizvodnju otpadne vode kiselo-bazne regeneracije. Zaostale vode za pranje se takođe proizvode tokom procesa pranja kiselo-baznog otpadnog gasa. U kompanijama za proizvodnju integrisanih kola količina kiselo-baznih otpadnih voda je posebno velika.
3. Organske otpadne vode:
Zbog različitih proizvodnih procesa, količina organskih otapala koja se koristi u industriji poluvodiča je vrlo različita. Međutim, kao sredstva za čišćenje, organska otapala se još uvijek široko koriste u različitim karikama proizvodnje ambalaže. Neki rastvarači postaju organsko ispuštanje otpadnih voda.
4. Ostale otpadne vode:
Proces jetkanja u procesu proizvodnje poluvodiča koristit će veliku količinu amonijaka, fluora i vode visoke čistoće za dekontaminaciju, čime će se stvoriti ispuštanje otpadne vode visoke koncentracije koja sadrži amonijak.
Proces galvanizacije je neophodan u procesu pakovanja poluprovodnika. Čip se mora očistiti nakon galvanizacije, a u ovom procesu će se generirati otpadna voda od čišćenja galvanizacijom. Budući da se neki metali koriste u galvanizaciji, u otpadnoj vodi za čišćenje galvanizacije doći će do emisije metalnih jona, kao što su olovo, kalaj, disk, cink, aluminij itd.
Otpadni gas
Budući da poluprovodnički proces ima izuzetno visoke zahtjeve za čistoćom operacione sale, ventilatori se obično koriste za izdvajanje različitih vrsta otpadnih gasova koji isparavaju tokom procesa. Stoga, emisije otpadnih plinova u industriji poluvodiča karakteriziraju veliki volumen ispušnih plinova i niska koncentracija emisije. Emisije otpadnih gasova su takođe uglavnom isparljive.
Ove emisije otpadnih gasova mogu se uglavnom podeliti u četiri kategorije: kiseli gas, alkalni gas, organski otpadni gas i otrovni gas.
1. kiselo-bazni otpadni gas:
Kiselo-bazni otpadni gas uglavnom nastaje difuzijom,CVD, CMP i procesi jetkanja, koji koriste kiselinsko-bazni rastvor za čišćenje za čišćenje pločice.
Trenutno, najčešće korišteno otapalo za čišćenje u procesu proizvodnje poluvodiča je mješavina vodikovog peroksida i sumporne kiseline.
Otpadni gas koji nastaje u ovim procesima uključuje kisele gasove kao što su sumporna kiselina, fluorovodonična kiselina, hlorovodonična kiselina, azotna kiselina i fosforna kiselina, a alkalni gas je uglavnom amonijak.
2. Organski otpadni gas:
Organski otpadni plin uglavnom dolazi iz procesa kao što su fotolitografija, razvoj, jetkanje i difuzija. U ovim procesima, organski rastvor (kao što je izopropil alkohol) se koristi za čišćenje površine vafla, a otpadni gas koji nastaje isparavanjem je jedan od izvora organskog otpadnog gasa;
Istovremeno, fotorezist (fotorezist) koji se koristi u procesu fotolitografije i jetkanja sadrži isparljive organske rastvarače, kao što je butil acetat, koji ispari u atmosferu tokom procesa obrade vafla, što je još jedan izvor organskog otpadnog plina.
3. Toksični otpadni gas:
Toksični otpadni plin uglavnom dolazi iz procesa kao što su kristalna epitaksija, suho jetkanje i CVD. U ovim procesima se za obradu vafla koriste različiti specijalni gasovi visoke čistoće, kao što su silicijum (SiHj), fosfor (PH3), ugljen-tetrahlorid (CFJ), boran, bor trioksid, itd. Neki specijalni gasovi su toksični, gušeći i korozivni.
Istovremeno, u procesu suvog jetkanja i čišćenja nakon hemijskog taloženja pare u proizvodnji poluprovodnika, potrebna je velika količina punog oksidnog (PFCS) gasa, kao što su NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6, itd. Ova perfluorovana jedinjenja imaju jaku apsorpciju u području infracrvenog svjetla i dugo ostaju u atmosferi. Oni se općenito smatraju glavnim izvorom globalnog efekta staklene bašte.
4. Pakovanje otpadnih gasova iz procesa:
U poređenju s procesom proizvodnje poluvodiča, otpadni plin koji nastaje procesom pakiranja poluvodiča je relativno jednostavan, uglavnom kiseli plin, epoksidna smola i prašina.
Kiseli otpadni gas uglavnom nastaje u procesima kao što je galvanizacija;
Otpadni plin od pečenja nastaje u procesu pečenja nakon lijepljenja i zatvaranja proizvoda;
Mašina za kockice stvara otpadni plin koji sadrži tragove silikonske prašine tokom procesa rezanja vafla.
Problemi zagađenja životne sredine
Za probleme zagađenja životne sredine u industriji poluprovodnika, glavni problemi koje treba rešiti su:
· Velike emisije zagađivača vazduha i isparljivih organskih jedinjenja (VOC) u procesu fotolitografije;
· Emisija perfluoriranih jedinjenja (PFCS) u procesima jetkanja plazmom i hemijskog taloženja iz pare;
· Velika potrošnja energije i vode u proizvodnji i zaštita radnika;
· Reciklaža i praćenje zagađenja nusproizvoda;
· Problemi upotrebe opasnih hemikalija u procesima pakovanja.
Čista proizvodnja
Tehnologija čiste proizvodnje poluvodičkih uređaja može se poboljšati sa aspekta sirovina, procesa i kontrole procesa.
Poboljšanje sirovina i energije
Prvo, treba strogo kontrolirati čistoću materijala kako bi se smanjilo unošenje nečistoća i čestica.
Drugo, na ulaznim komponentama ili poluproizvodima prije nego što se puste u proizvodnju potrebno je provesti različita temperaturna ispitivanja, detekciju curenja, vibracije, strujni udar visokog napona i druga ispitivanja.
Osim toga, treba strogo kontrolirati čistoću pomoćnih materijala. Postoji relativno mnogo tehnologija koje se mogu koristiti za čistu proizvodnju energije.
Optimizirajte proizvodni proces
Sama industrija poluprovodnika nastoji da smanji svoj uticaj na životnu sredinu kroz poboljšanja procesne tehnologije.
Na primjer, 1970-ih, organska otapala su se uglavnom koristila za čišćenje pločica u tehnologiji čišćenja integriranih kola. U 1980-im, kiseli i alkalni rastvori kao što je sumporna kiselina korišćeni su za čišćenje vafla. Sve do 1990-ih godina razvijena je tehnologija čišćenja plazma kisikom.
Što se pakovanja tiče, većina kompanija trenutno koristi tehnologiju galvanizacije, što će uzrokovati zagađenje okoliša teškim metalima.
Međutim, fabrike za pakovanje u Šangaju više ne koriste tehnologiju galvanizacije, tako da nema uticaja teških metala na životnu sredinu. Uočava se da industrija poluprovodnika postepeno smanjuje svoj uticaj na životnu sredinu kroz poboljšanja procesa i hemijsku supstituciju u sopstvenom razvojnom procesu, koji takođe prati aktuelni globalni trend razvoja zagovaranja dizajna procesa i proizvoda zasnovanih na životnoj sredini.
Trenutno se provodi više lokalnih poboljšanja procesa, uključujući:
·Zamena i smanjenje potpuno amonijumskog PFCS gasa, kao što je korišćenje PFCs gasa sa niskim efektom staklene bašte za zamenu gasa sa visokim efektom staklene bašte, kao što je poboljšanje toka procesa i smanjenje količine PFCS gasa koji se koristi u procesu;
·Poboljšanje čišćenja sa više pločica na čišćenje jedne pločice kako bi se smanjila količina hemijskih sredstava za čišćenje koja se koriste u procesu čišćenja.
· Stroga kontrola procesa:
a. Realizovati automatizaciju procesa proizvodnje, koja može da realizuje preciznu obradu i serijsku proizvodnju, i smanji visoku stopu grešaka ručnog rada;
b. Ultra čisti procesni faktori okoline, oko 5% ili manje gubitka prinosa uzrokovano je ljudima i okolinom. Faktori okoline ultra-čistog procesa uglavnom uključuju čistoću zraka, vodu visoke čistoće, komprimirani zrak, CO2, N2, temperaturu, vlažnost itd. Nivo čistoće čiste radionice često se mjeri maksimalnim brojem čestica dozvoljenih po jedinici zapremine zrak, odnosno koncentracija čestica;
c. Pojačajte detekciju i odaberite odgovarajuće ključne tačke za detekciju na radnim stanicama sa velikim količinama otpada tokom procesa proizvodnje.
Dobrodošli kupcima iz cijelog svijeta da nas posjete radi daljnje diskusije!
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
Vrijeme objave: 13.08.2024