A produzzione di dispositivi semiconduttori include principalmente dispositivi discreti, circuiti integrati è i so prucessi di imballaggio.
Pruduzzione Semiconductor pò esse divisu in trè tappe: produzzione materiale corpu di produttu, prodottuostiafabricazione è assemblea di u dispusitivu. Frà elli, a contaminazione più seriu hè a fase di fabricazione di wafer di produttu.
L'inquinanti sò principarmenti divisi in l'acqua residuale, i gasi residuali è i rifiuti solidi.
Prucessu di fabricazione di chip:
Wafer di siliconedopu à macinazione esterna - pulizia - ossidazione - resistenza uniforme - fotolitografia - sviluppu - incisione - diffusione, implantazione di ioni - depositu di vapore chimicu - lucidatura meccanica chimica - metallizazione, etc.
L'acqua residua
Una grande quantità di acque reflue hè generata in ogni passu di u prucessu di a fabricazione di semiconduttori è a prova di imballaggio, principalmente acque di scarico acide-base, acque reflue contenenti ammoniaca e acque reflue organiche.
1. Acque residuali chì cuntenenu fluoru:
L'acidu fluoridicu diventa u solvente principalu utilizatu in i prucessi d'ossidazione è di incisione per via di e so proprietà oxidanti è corrosive. Fluorine-cuntenendu wastewater in u prucessu vene principalmente da u prucessu di diffusione è prucessu di lucidatura meccanica chimica in u prucessu di fabricazione di chip. In u prucessu di pulizia di wafers di silicone è utensili cunnessi, l'acidu cloridicu hè ancu usatu parechje volte. Tutti questi prucessi sò cumpletati in tanki di incisione dedicati o in l'equipaggiu di pulizia, cusì l'acqua residuale chì cuntene fluoru pò esse scaricata indipindente. Sicondu a cuncentrazione, pò esse divisu in acque d'acqua residuali chì cuntenenu fluoru à alta cuncentrazione è acque reflue chì cuntenenu ammonia à bassa cuncentrazione. In generale, a cuncentrazione di l'acqua residuale chì cuntene ammonia in alta cuncentrazione pò ghjunghje à 100-1200 mg / L. A maiò parte di l'imprese riciclà sta parte di l'acqua residuale per i prucessi chì ùn necessitanu micca una qualità d'acqua alta.
2. Acque residuali acid-base:
Quasi ogni prucessu in u prucessu di fabricazione di circuiti integrati richiede u chip per esse puliti. Attualmente, l'acidu sulfuricu è u perossu di l'idrogenu sò i fluidi di pulizia più cumuni in u prucessu di fabricazione di circuiti integrati. À u listessu tempu, reagents acid-base cum'è l'acidu nitricu, l'acidu clorhidric è l'acqua ammoniaca sò ancu utilizati.
L'acqua residuale acida-base di u prucessu di fabricazione vene principalmente da u prucessu di pulizia in u prucessu di fabricazione di chip. In u prucessu di imballaggio, u chip hè trattatu cù una suluzione àcida-base durante l'electroplating è l'analisi chimica. Dopu u trattamentu, deve esse lavatu cù acqua pura per pruduce l'acqua residuale di lavare à l'acid-base. Inoltre, i reagenti di l'acidu-base, cum'è l'idrossidu di sodiu è l'acidu cloridicu, sò ancu usati in a stazione d'acqua pura per rinfurzà e resine anioni è cationichi per pruduce l'acqua residuale di rigenerazione di l'acidu-base. L'acqua di a cuda di lavà hè ancu prodotta durante u prucessu di lavatura di gasi residuali acidi-base. In l'imprese di fabricazione di circuiti integrati, a quantità di l'acqua residuale acida-base hè particularmente grande.
3. L'acqua di scarico organica :
A causa di diversi prucessi di produzzione, a quantità di solventi organici utilizati in l'industria di i semiconduttori hè assai sfarente. Tuttavia, cum'è agenti di pulizia, i solventi organici sò sempre largamente usati in diversi ligami di imballaggi di fabricazione. Certi solventi diventanu scarichi d'acqua residuale organica.
4. Altre acque reflue :
U prucessu di incisione di u prucessu di produzzione di semiconduttori utilizerà una grande quantità di ammonia, fluoru è acqua d'alta purezza per a decontaminazione, generendu cusì un scaricamentu d'acqua residuale chì cuntene ammonia in alta concentrazione.
U prucessu di electroplating hè necessariu in u prucessu di imballaggio di semiconductor. U chip deve esse pulitu dopu à l'electroplating, è l'acqua residuale di pulizia di l'electroplating serà generata in stu prucessu. Siccomu certi metalli sò usati in l'electroplating, ci saranu emissioni di ioni di metalli in l'acqua residuale di pulizia di l'electroplating, cum'è piombo, stagno, discu, zincu, aluminiu, etc.
Gas di scartu
Siccomu u prucessu di semiconductor hà esigenze estremamente elevate per a pulizia di a sala operatoria, i fan sò generalmente usati per estrarre diversi tipi di gasi di scarti volatilizzati durante u prucessu. Dunque, l'emissioni di gasi di scarti in l'industria di i semiconduttori sò carattarizati da un grande volume di scarico è una concentrazione di emissioni bassu. L'emissioni di gasi residuali sò ancu principalmente volatilizzati.
Queste emissioni di gasi di rifiuti ponu esse principarmenti divisi in quattru categurie: gas àcitu, gasu alkaline, gasu organicu è gas tossicu.
1. Gas residuale acidu-base:
I gasi residuali acid-base venenu principalmente da a diffusione,CVD, CMP è prucessi di incisione, chì utilizanu suluzione di pulizia acida-base per pulizziari l'ostia.
Attualmente, u solvente di pulizia più cumunimenti utilizatu in u prucessu di fabricazione di semiconductor hè una mistura di perossu di l'idrogenu è di l'acidu sulfuricu.
U gasu residuale generatu in questi prucessi include gasi acidi cum'è l'acidu sulfuricu, l'acidu fluoridicu, l'acidu cloridicu, l'acidu nitricu è l'acidu fosforicu, è u gasu alkaline hè principalmente ammonia.
2. Gas di scarti organici:
U gasu di rifiuti organici vene principalmente da prucessi cum'è photolithography, sviluppu, incisione è diffusione. In questi prucessi, a suluzione urgànica (cum'è l'alcolu isopropilico) hè aduprata per pulizziari a superficia di l'ostia, è u gasu di u gasu generatu da a volatilizazione hè una di e fonti di u gasu organicu;
À u listessu tempu, u photoresist (photoresist) utilizatu in u prucessu di photolithography è incisione cuntene solventi organici volatili, cum'è l'acetate di butile, chì volatilizes in l'atmosfera durante u prucessu di trasfurmazioni di wafer, chì hè una altra fonte di gasu organicu.
3. Gas residuale tossicu:
U gasu tossicu vene principarmenti da prucessi cum'è epitassi di cristalli, incisione secca è CVD. In questi prucessi, una varietà di gasi spiciali d'alta purezza sò usati per processà u wafer, cum'è silicium (SiHj), fosforu (PH3), tetrachloride di carbonu (CFJ), borane, triossidu di boru, etc. Certi gasi spiciali sò tossichi, asfissiante è corrosive.
À u listessu tempu, in u prucessu di incisione secca è di pulizia dopu a deposizione di vapore chimicu in a fabricazione di semiconduttori, hè necessariu una grande quantità di gasu d'ossidu cumpletu (PFCS), cum'è NFS, C2F & CR, C3FS, CHF3, SF6, etc. Questi composti perfluorati. anu una forte assorbimentu in a regione di luce infrared è stà in l'atmosfera per un bellu pezzu. Sò generalmente cunsiderate cum'è a fonte principale di l'effettu serra glubale.
4. U prucessu di imballaggio gasu di scarti:
In cunfrontu cù u prucessu di fabricazione di semiconductor, u gasu residuale generatu da u prucessu di imballaggio di semiconductor hè relativamente simplice, principalmente gas acidicu, resina epossidica è polvera.
U gasu residuale acidicu hè principalmente generatu in prucessi cum'è l'electroplating;
U gasu residuu di coccia hè generatu in u prucessu di coccia dopu à incolla è sigillatu u pruduttu;
A dicing machine genera gasi di scarti chì cuntenenu tracce di polvere di siliciu durante u prucessu di taglio di wafer.
Problemi di contaminazione ambientale
Per i prublemi di contaminazione ambientale in l'industria di i semiconduttori, i prublemi principali chì devenu esse risolti sò:
· Emissioni à grande scala di contaminanti di l'aria è composti organici volatili (VOC) in u prucessu di fotolitografia;
· Emissione di composti perfluorati (PFCS) in processi di incisione di plasma è di depositu di vapore chimicu;
· Cunsumu à grande scala di energia è acqua in a pruduzzione è a prutezzione di salvezza di i travagliadori;
· U riciclamentu è u monitoraghju di a contaminazione di i sottoprodotti;
· Problemi di usu chimichi periculosi in i prucessi di imballaggio.
Pruduzzione pulita
A tecnulugia di produzzione pulita di l'apparecchi semiconduttori pò esse migliurata da l'aspettu di materie prime, prucessi è cuntrollu di prucessu.
A migliurà a materia prima è l'energia
Prima, a purità di i materiali deve esse strettamente cuntrullata per riduce l'intruduzioni di impurità è particeddi.
Siconda, diverse temperature, rilevazione di perdite, vibrazioni, scossa elettrica d'alta tensione è altre teste duveranu esse realizate nantu à i cumpunenti entranti o i prudutti semifiniti prima di esse messi in produzzione.
Inoltre, a purità di materiali ausiliarii deve esse strettamente cuntrullata. Ci sò relativamente parechje tecnulugia chì ponu esse aduprate per a produzzione pulita di energia.
Optimizà u prucessu di produzzione
L'industria di i semiconduttori stessu s'impegna à riduce u so impattu annantu à l'ambiente per mezu di migliurà a tecnulugia di prucessu.
Per esempiu, in l'anni 1970, i solventi organici sò stati utilizati principalmente per pulizziari wafers in a tecnulugia di purificazione di circuiti integrati. In l'anni 1980, suluzioni acidi è alkali, cum'è l'acidu sulfuricu, sò stati utilizati per pulizziari i wafers. Finu à l'anni 1990, a tecnulugia di purificazione di l'ossigenu di plasma hè stata sviluppata.
In termini di imballaggio, a maiò parte di e cumpagnie utilizanu attualmente a tecnulugia di galvanica, chì pruvucarà a contaminazione di metalli pesanti à l'ambiente.
Tuttavia, i pianti di imballaggio in Shanghai ùn utilizanu più a tecnulugia di l'electroplating, cusì ùn ci hè micca impattu di metalli pesanti nantu à l'ambiente. Pò esse truvatu chì l'industria di i semiconduttori riduce gradualmente u so impattu annantu à l'ambiente per mezu di migliure di prucessu è di sustituzzioni chimica in u so propiu prucessu di sviluppu, chì seguita ancu a tendenza attuale di u sviluppu glubale di favurizà u prucessu è u disignu di u produttu basatu annantu à l'ambiente.
Attualmente, più miglioramenti di i prucessi lucali sò realizati, cumprese:
·Replacement è riduzzione di gas PFCS all-ammonium, cume usu di gas PFCs cù effettu serra bassu à rimpiazzà gasu cù effettu serra altu, cum'è migliurà u flussu di prucessu è riducendu a quantità di gas PFCS usatu in u prucessu;
· Migliurà a pulizia multi-wafer à a pulizia di una sola wafer per riduce a quantità di agenti di pulizia chimichi utilizati in u prucessu di pulizia.
· Controlu strettu di u prucessu:
a. Realizà l'automatizazione di u prucessu di fabricazione, chì pò realizà un processu precisu è a produzzione in batch, è riduce l'alta rata di errore di u funziunamentu manuale;
b. Fattori ambientali ultra-puliti, circa 5% o menu di a perdita di rendiment hè causata da persone è ambiente. I fatturi ambientali di u prucessu ultra-pulitu includenu principarmenti a purezza di l'aria, l'acqua d'alta purezza, l'aria compressa, CO2, N2, temperatura, umidità, etc. U livellu di limpezza di un attellu pulitu hè spessu misuratu da u numeru massimu di particeddi permessi per unità di volume di aria, vale à dì, a cuncentrazione di particella;
c. Rafforza a rilevazione, è selezziunate i punti chjave adattati per a rilevazione in stazioni di travagliu cù grandi quantità di rifiuti durante u prucessu di produzzione.
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Tempu di post: Aug-13-2024