La producció de dispositius semiconductors inclou principalment dispositius discrets, circuits integrats i els seus processos d'embalatge.
La producció de semiconductors es pot dividir en tres etapes: producció de material del cos del producte, productehòstiafabricació i muntatge de dispositius. Entre ells, la contaminació més greu és l'etapa de fabricació de les hòsties del producte.
Els contaminants es divideixen principalment en aigües residuals, gasos residuals i residus sòlids.
Procés de fabricació de xips:
Hòstia de silicidesprés de la mòlta externa - neteja - oxidació - resistència uniforme - fotolitografia - desenvolupament - gravat - difusió, implantació d'ions - deposició de vapor químic - polit mecànic químic - metal·lització, etc.
Aigües residuals
Es genera una gran quantitat d'aigües residuals en cada pas del procés de fabricació de semiconductors i proves d'envasament, principalment aigües residuals àcids, aigües residuals que contenen amoníac i aigües residuals orgàniques.
1. Aigües residuals que contenen fluor:
L'àcid fluorhídric es converteix en el principal dissolvent utilitzat en processos d'oxidació i gravat a causa de les seves propietats oxidants i corrosives. Les aigües residuals que contenen fluor en el procés provenen principalment del procés de difusió i del procés de poliment mecànic químic en el procés de fabricació de xip. En el procés de neteja de les hòsties de silici i estris relacionats, l'àcid clorhídric també s'utilitza moltes vegades. Tots aquests processos es completen en tancs de gravat o equips de neteja dedicats, de manera que les aigües residuals que contenen fluor es poden abocar de manera independent. Segons la concentració, es pot dividir en aigües residuals que contenen fluor d'alta concentració i aigües residuals que contenen amoníac de baixa concentració. En general, la concentració d'aigües residuals que contenen amoníac d'alta concentració pot arribar als 100-1200 mg/L. La majoria d'empreses reciclen aquesta part de les aigües residuals per a processos que no requereixen una alta qualitat d'aigua.
2. Aigües residuals àcid-base:
Gairebé tots els processos del procés de fabricació de circuits integrats requereixen la neteja del xip. Actualment, l'àcid sulfúric i el peròxid d'hidrogen són els fluids de neteja més utilitzats en el procés de fabricació de circuits integrats. Al mateix temps, també s'utilitzen reactius àcid-base com l'àcid nítric, l'àcid clorhídric i l'aigua d'amoníac.
Les aigües residuals àcid-base del procés de fabricació provenen principalment del procés de neteja en el procés de fabricació de xip. En el procés d'embalatge, el xip es tracta amb una solució àcid-base durant la galvanoplastia i l'anàlisi química. Després del tractament, s'ha de rentar amb aigua pura per produir aigües residuals de rentat àcid-base. A més, reactius àcid-base com l'hidròxid de sodi i l'àcid clorhídric també s'utilitzen a l'estació d'aigua pura per regenerar resines d'anions i cations per produir aigües residuals de regeneració àcid-base. L'aigua de la cua de rentat també es produeix durant el procés de rentat de gasos residuals àcid-base. A les empreses de fabricació de circuits integrats, la quantitat d'aigües residuals àcid-base és especialment gran.
3. Aigües residuals orgàniques:
A causa dels diferents processos de producció, la quantitat de dissolvents orgànics utilitzats a la indústria dels semiconductors és molt diferent. Tanmateix, com a agents de neteja, els dissolvents orgànics encara s'utilitzen àmpliament en diversos enllaços de la fabricació d'envasos. Alguns dissolvents es converteixen en descàrrega d'aigües residuals orgàniques.
4. Altres aigües residuals:
El procés de gravat del procés de producció de semiconductors utilitzarà una gran quantitat d'amoníac, fluor i aigua d'alta puresa per a la descontaminació, generant així una descàrrega d'aigües residuals que conté amoníac d'alta concentració.
El procés de galvanoplastia és necessari en el procés d'embalatge de semiconductors. El xip s'ha de netejar després de la galvanoplastia i en aquest procés es generaran aigües residuals de neteja de galvanoplastia. Com que alguns metalls s'utilitzen en la galvanoplastia, hi haurà emissions d'ions metàl·lics a les aigües residuals de neteja de galvanoplastia, com ara plom, estany, disc, zinc, alumini, etc.
Gas residual
Atès que el procés de semiconductor té uns requisits extremadament elevats per a la neteja del quiròfan, els ventiladors s'utilitzen normalment per extreure diversos tipus de gasos residuals volatilitzats durant el procés. Per tant, les emissions de gasos residuals a la indústria dels semiconductors es caracteritzen per un gran volum d'escapament i una baixa concentració d'emissions. Les emissions de gasos residuals també es volatilitzen principalment.
Aquestes emissions de gasos residuals es poden dividir principalment en quatre categories: gas àcid, gas alcalí, gas residual orgànic i gas tòxic.
1. Gas residual àcid-base:
El gas residual àcid-base prové principalment de la difusió,CVD, CMP i processos de gravat, que utilitzen una solució de neteja àcid-base per netejar l'hòstia.
Actualment, el dissolvent de neteja més utilitzat en el procés de fabricació de semiconductors és una barreja de peròxid d'hidrogen i àcid sulfúric.
El gas residual generat en aquests processos inclou gasos àcids com l'àcid sulfúric, l'àcid fluorhídric, l'àcid clorhídric, l'àcid nítric i l'àcid fosfòric, i el gas alcalí és principalment amoníac.
2. Gas residual orgànic:
El gas residual orgànic prové principalment de processos com la fotolitografia, el desenvolupament, el gravat i la difusió. En aquests processos, la solució orgànica (com l'alcohol isopropílic) s'utilitza per netejar la superfície de l'hòstia, i el gas residual generat per la volatilització és una de les fonts de gas residual orgànic;
Al mateix temps, el fotoresist (fotoresist) utilitzat en el procés de fotolitografia i gravat conté dissolvents orgànics volàtils, com l'acetat de butil, que es volatilitza a l'atmosfera durant el procés de processament de les hòsties, que és una altra font de gas residual orgànic.
3. Gas residual tòxic:
Els gasos residuals tòxics provenen principalment de processos com l'epitaxia de cristalls, el gravat en sec i el CVD. En aquests processos, s'utilitzen una varietat de gasos especials d'alta puresa per processar l'hòstia, com ara silici (SiHj), fòsfor (PH3), tetraclorur de carboni (CFJ), borà, triòxid de bor, etc. Alguns gasos especials són tòxics, asfixiant i corrosiu.
Al mateix temps, en el procés de gravat i neteja en sec després de la deposició química de vapor en la fabricació de semiconductors, es requereix una gran quantitat de gas d'òxid complet (PFCS), com NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6, etc. Aquests compostos perfluorats tenen una forta absorció a la regió de la llum infraroja i romanen a l'atmosfera durant molt de temps. Generalment es considera que són la principal font de l'efecte hivernacle global.
4. Gas residual del procés d'envasat:
En comparació amb el procés de fabricació de semiconductors, el gas residual generat pel procés d'embalatge de semiconductors és relativament senzill, principalment gas àcid, resina epoxi i pols.
El gas residual àcid es genera principalment en processos com la galvanoplastia;
El gas residual de cocció es genera en el procés de cocció després de l'enganxament i el segellat del producte;
La màquina de tallar daus genera gasos residuals que conté traces de pols de silici durant el procés de tall de les hòsties.
Problemes de contaminació ambiental
Pel que fa als problemes de contaminació ambiental a la indústria dels semiconductors, els principals problemes que cal resoldre són:
· Emissió a gran escala de contaminants atmosfèrics i compostos orgànics volàtils (COV) en el procés de fotolitografia;
· Emissió de compostos perfluorats (PFCS) en processos de gravat amb plasma i deposició de vapor químic;
· Consum a gran escala d'energia i aigua en la producció i protecció de la seguretat dels treballadors;
· Seguiment del reciclatge i la contaminació dels subproductes;
· Problemes d'ús de productes químics perillosos en processos d'envasament.
Producció neta
La tecnologia de producció neta dels dispositius semiconductors es pot millorar des dels aspectes de matèries primeres, processos i control de processos.
Millora de matèries primeres i energia
En primer lloc, s'ha de controlar estrictament la puresa dels materials per reduir la introducció d'impureses i partícules.
En segon lloc, s'han de realitzar diverses proves de temperatura, detecció de fuites, vibracions, descàrrega elèctrica d'alta tensió i altres proves als components entrants o als productes semielaborats abans de posar-los en producció.
A més, s'ha de controlar estrictament la puresa dels materials auxiliars. Hi ha relativament moltes tecnologies que es poden utilitzar per a la producció d'energia neta.
Optimitzar el procés de producció
La pròpia indústria dels semiconductors s'esforça per reduir el seu impacte en el medi ambient mitjançant millores tecnològiques de procés.
Per exemple, a la dècada de 1970, els dissolvents orgànics s'utilitzaven principalment per netejar les hòsties en la tecnologia de neteja de circuits integrats. A la dècada de 1980 s'utilitzaven solucions àcides i àlcalis com l'àcid sulfúric per netejar les hòsties. Fins a la dècada de 1990 es va desenvolupar la tecnologia de neteja d'oxigen per plasma.
Pel que fa a l'embalatge, la majoria de les empreses utilitzen actualment la tecnologia de galvanoplastia, que provocarà contaminació per metalls pesants al medi ambient.
Tanmateix, les plantes d'envasament de Xangai ja no utilitzen la tecnologia de galvanoplastia, de manera que no hi ha impacte dels metalls pesants en el medi ambient. Es pot trobar que la indústria dels semiconductors està reduint gradualment el seu impacte en el medi ambient mitjançant millores de processos i substitució de productes químics en el seu propi procés de desenvolupament, que també segueix la tendència de desenvolupament global actual de defensar el disseny de processos i productes basat en el medi ambient.
Actualment, s'estan duent a terme més millores de processos locals, com ara:
·Substitució i reducció de gas PFCS totalment amoni, com ara l'ús de gas PFC amb baix efecte hivernacle per substituir gas amb alt efecte hivernacle, com ara millorar el flux del procés i reduir la quantitat de gas PFCS utilitzat en el procés;
·Millora de la neteja d'hòsties múltiples a la neteja d'una sola hòstia per reduir la quantitat d'agents de neteja químics utilitzats en el procés de neteja.
· Control estricte del procés:
a. Realitzar l'automatització del procés de fabricació, que pot realitzar un processament precís i una producció per lots, i reduir l'alta taxa d'error de l'operació manual;
b. Factors ambientals de procés ultra net, al voltant del 5% o menys de la pèrdua de rendiment és causada per les persones i el medi ambient. Els factors ambientals del procés ultra net inclouen principalment la neteja de l'aire, l'aigua d'alta puresa, l'aire comprimit, CO2, N2, temperatura, humitat, etc. El nivell de neteja d'un taller net es mesura sovint pel nombre màxim de partícules permès per unitat de volum de aire, és a dir, concentració de recompte de partícules;
c. Reforçar la detecció i seleccionar els punts clau adequats per a la detecció en estacions de treball amb grans quantitats de residus durant el procés de producció.
Doneu la benvinguda a qualsevol client d'arreu del món a visitar-nos per a una discussió addicional!
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
Hora de publicació: 13-agost-2024