Η παραγωγή συσκευών ημιαγωγών περιλαμβάνει κυρίως διακριτές συσκευές, ολοκληρωμένα κυκλώματα και τις διαδικασίες συσκευασίας τους.
Η παραγωγή ημιαγωγών μπορεί να χωριστεί σε τρία στάδια: παραγωγή υλικού σώματος προϊόντος, προϊόνόστιακατασκευή και συναρμολόγηση συσκευών. Μεταξύ αυτών, η πιο σοβαρή ρύπανση είναι το στάδιο κατασκευής γκοφρέτας προϊόντος.
Οι ρύποι χωρίζονται κυρίως σε λύματα, απόβλητα αέρια και στερεά απόβλητα.
Διαδικασία κατασκευής τσιπ:
Γκοφρέτα πυριτίουμετά από εξωτερική λείανση - καθαρισμό - οξείδωση - ομοιόμορφη αντίσταση - φωτολιθογραφία - ανάπτυξη - χάραξη - διάχυση, εμφύτευση ιόντων - εναπόθεση χημικών ατμών - χημική μηχανική στίλβωση - επιμετάλλωση κ.λπ.
Λυμάτων
Μια μεγάλη ποσότητα λυμάτων παράγεται σε κάθε στάδιο της διαδικασίας της κατασκευής ημιαγωγών και των δοκιμών συσκευασίας, κυρίως λύματα όξινης βάσης, λύματα που περιέχουν αμμωνία και οργανικά λύματα.
1. Λύματα που περιέχουν φθόριο:
Το υδροφθορικό οξύ γίνεται ο κύριος διαλύτης που χρησιμοποιείται στις διαδικασίες οξείδωσης και χάραξης λόγω των οξειδωτικών και διαβρωτικών του ιδιοτήτων. Τα λύματα που περιέχουν φθόριο στη διαδικασία προέρχονται κυρίως από τη διαδικασία διάχυσης και τη διαδικασία χημικής μηχανικής στίλβωσης στη διαδικασία κατασκευής τσιπ. Στη διαδικασία καθαρισμού γκοφρετών πυριτίου και συναφών σκευών, το υδροχλωρικό οξύ χρησιμοποιείται επίσης πολλές φορές. Όλες αυτές οι διεργασίες ολοκληρώνονται σε αποκλειστικές δεξαμενές χάραξης ή εξοπλισμό καθαρισμού, έτσι ώστε τα λύματα που περιέχουν φθόριο να μπορούν να απορρίπτονται ανεξάρτητα. Ανάλογα με τη συγκέντρωση, μπορεί να χωριστεί σε λύματα υψηλής συγκέντρωσης που περιέχουν φθόριο και λύματα χαμηλής συγκέντρωσης που περιέχουν αμμωνία. Γενικά, η συγκέντρωση λυμάτων υψηλής συγκέντρωσης που περιέχουν αμμωνία μπορεί να φτάσει τα 100-1200 mg/L. Οι περισσότερες εταιρείες ανακυκλώνουν αυτό το μέρος των λυμάτων για διαδικασίες που δεν απαιτούν υψηλή ποιότητα νερού.
2. Οξινοβασικά λύματα:
Σχεδόν κάθε διαδικασία στη διαδικασία κατασκευής ολοκληρωμένων κυκλωμάτων απαιτεί τον καθαρισμό του τσιπ. Επί του παρόντος, το θειικό οξύ και το υπεροξείδιο του υδρογόνου είναι τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα υγρά καθαρισμού στη διαδικασία κατασκευής ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Ταυτόχρονα, χρησιμοποιούνται επίσης αντιδραστήρια όξινης βάσης όπως νιτρικό οξύ, υδροχλωρικό οξύ και αμμωνιακό νερό.
Τα απόβλητα όξινης βάσης της διαδικασίας παραγωγής προέρχονται κυρίως από τη διαδικασία καθαρισμού στη διαδικασία κατασκευής τσιπ. Στη διαδικασία συσκευασίας, το τσιπ υποβάλλεται σε επεξεργασία με διάλυμα οξέος-βάσης κατά την ηλεκτρολυτική επίστρωση και τη χημική ανάλυση. Μετά την επεξεργασία, πρέπει να πλυθεί με καθαρό νερό για την παραγωγή υδατικών αποβλήτων πλύσης με όξινη βάση. Επιπλέον, αντιδραστήρια όξινης βάσης όπως υδροξείδιο του νατρίου και υδροχλωρικό οξύ χρησιμοποιούνται επίσης στον σταθμό καθαρού νερού για την αναγέννηση ρητινών ανιόντων και κατιόντων για την παραγωγή λυμάτων αναγέννησης οξέος-βάσης. Το νερό της ουράς πλύσης παράγεται επίσης κατά τη διαδικασία πλύσης με απόβλητα αερίων όξινης βάσης. Στις εταιρείες κατασκευής ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, η ποσότητα των οξεοβασικών λυμάτων είναι ιδιαίτερα μεγάλη.
3. Οργανικά λύματα:
Λόγω των διαφορετικών διαδικασιών παραγωγής, η ποσότητα των οργανικών διαλυτών που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία ημιαγωγών είναι πολύ διαφορετική. Ωστόσο, ως καθαριστικά μέσα, οι οργανικοί διαλύτες εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορους συνδέσμους παραγωγής συσκευασιών. Ορισμένοι διαλύτες μετατρέπονται σε οργανική απόρριψη λυμάτων.
4. Άλλα λύματα:
Η διαδικασία χάραξης της διαδικασίας παραγωγής ημιαγωγών θα χρησιμοποιήσει μεγάλη ποσότητα αμμωνίας, φθορίου και νερού υψηλής καθαρότητας για απολύμανση, δημιουργώντας έτσι λύματα υψηλής συγκέντρωσης που περιέχουν αμμωνία.
Η διαδικασία ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης απαιτείται στη διαδικασία συσκευασίας ημιαγωγών. Το τσιπ πρέπει να καθαριστεί μετά την ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση και σε αυτή τη διαδικασία θα δημιουργηθούν λύματα καθαρισμού ηλεκτρολυτικής. Δεδομένου ότι ορισμένα μέταλλα χρησιμοποιούνται στην ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση, θα υπάρχουν εκπομπές ιόντων μετάλλων στα λύματα καθαρισμού της ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης, όπως μόλυβδος, κασσίτερος, δίσκος, ψευδάργυρος, αλουμίνιο κ.λπ.
Απόβλητα αέρια
Δεδομένου ότι η διαδικασία ημιαγωγών έχει εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις για την καθαριότητα του χειρουργείου, οι ανεμιστήρες χρησιμοποιούνται συνήθως για την εξαγωγή διαφόρων τύπων καυσαερίων που εξατμίζονται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Ως εκ τούτου, οι εκπομπές καυσαερίων στη βιομηχανία ημιαγωγών χαρακτηρίζονται από μεγάλο όγκο καυσαερίων και χαμηλή συγκέντρωση εκπομπών. Οι εκπομπές καυσαερίων είναι επίσης κυρίως πτητικές.
Αυτές οι εκπομπές καυσαερίων μπορούν να χωριστούν κυρίως σε τέσσερις κατηγορίες: όξινο αέριο, αλκαλικό αέριο, οργανικά απόβλητα αέρια και τοξικά αέρια.
1. Απόβλητα αέρια όξινης βάσης:
Τα απόβλητα αέρια όξινης βάσης προέρχονται κυρίως από τη διάχυση,CVD, CMP και διεργασίες χάραξης, οι οποίες χρησιμοποιούν διάλυμα καθαρισμού οξέος-βάσης για τον καθαρισμό της γκοφρέτας.
Επί του παρόντος, ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος διαλύτης καθαρισμού στη διαδικασία κατασκευής ημιαγωγών είναι ένα μείγμα υπεροξειδίου του υδρογόνου και θειικού οξέος.
Τα απόβλητα αέρια που παράγονται σε αυτές τις διεργασίες περιλαμβάνουν όξινα αέρια όπως θειικό οξύ, υδροφθορικό οξύ, υδροχλωρικό οξύ, νιτρικό οξύ και φωσφορικό οξύ και το αλκαλικό αέριο είναι κυρίως αμμωνία.
2. Οργανικά απόβλητα αέρια:
Τα οργανικά απόβλητα αέρια προέρχονται κυρίως από διαδικασίες όπως η φωτολιθογραφία, η ανάπτυξη, η χάραξη και η διάχυση. Σε αυτές τις διεργασίες, οργανικό διάλυμα (όπως ισοπροπυλική αλκοόλη) χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό της επιφάνειας της γκοφρέτας και τα απόβλητα αέρια που παράγονται από την εξάτμιση είναι μία από τις πηγές οργανικών απαερίων.
Ταυτόχρονα, το φωτοανθεκτικό (φωτοανθεκτικό) που χρησιμοποιείται στη διαδικασία της φωτολιθογραφίας και της χάραξης περιέχει πτητικούς οργανικούς διαλύτες, όπως ο οξικός βουτυλεστέρας, ο οποίος εξατμίζεται στην ατμόσφαιρα κατά τη διαδικασία επεξεργασίας του πλακιδίου, που είναι μια άλλη πηγή οργανικών απόβλητων αερίων.
3. Τοξικά απόβλητα αέρια:
Τα τοξικά απόβλητα αέρια προέρχονται κυρίως από διαδικασίες όπως η κρυσταλλική επιταξία, η ξηρή χάραξη και η CVD. Σε αυτές τις διεργασίες, χρησιμοποιούνται διάφορα ειδικά αέρια υψηλής καθαρότητας για την επεξεργασία της γκοφρέτας, όπως πυρίτιο (SiHj), φώσφορος (PH3), τετραχλωράνθρακας (CFJ), βοράνιο, τριοξείδιο του βορίου κ.λπ. Ορισμένα ειδικά αέρια είναι τοξικά, ασφυκτική και διαβρωτική.
Ταυτόχρονα, στη διαδικασία ξηρής χάραξης και καθαρισμού μετά από εναπόθεση χημικών ατμών στην κατασκευή ημιαγωγών, απαιτείται μεγάλη ποσότητα αερίου πλήρους οξειδίου (PFCS), όπως NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6 κ.λπ. Αυτές οι υπερφθοριωμένες ενώσεις έχουν ισχυρή απορρόφηση στην περιοχή του υπέρυθρου φωτός και παραμένουν στην ατμόσφαιρα για μεγάλο χρονικό διάστημα. Θεωρούνται γενικά ως η κύρια πηγή του παγκόσμιου φαινομένου του θερμοκηπίου.
4. Απόβλητα αέρια διαδικασίας συσκευασίας:
Σε σύγκριση με τη διαδικασία κατασκευής ημιαγωγών, τα απόβλητα αέρια που παράγονται από τη διαδικασία συσκευασίας ημιαγωγών είναι σχετικά απλή, κυρίως όξινο αέριο, εποξική ρητίνη και σκόνη.
Τα όξινα απόβλητα αέρια παράγονται κυρίως σε διαδικασίες όπως η ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση.
Τα απόβλητα αέρια ψησίματος παράγονται κατά τη διαδικασία ψησίματος μετά την επικόλληση και τη σφράγιση του προϊόντος.
Το μηχάνημα κοπής σε κύβους παράγει απαέρια που περιέχουν ίχνη σκόνης πυριτίου κατά τη διαδικασία κοπής γκοφρέτας.
Προβλήματα περιβαλλοντικής ρύπανσης
Για τα προβλήματα περιβαλλοντικής ρύπανσης στη βιομηχανία ημιαγωγών, τα κύρια προβλήματα που πρέπει να επιλυθούν είναι:
· Μεγάλης κλίμακας εκπομπή ατμοσφαιρικών ρύπων και πτητικών οργανικών ενώσεων (VOCs) στη διαδικασία φωτολιθογραφίας.
· Εκπομπή υπερφθοριωμένων ενώσεων (PFCS) σε διαδικασίες χάραξης πλάσματος και εναπόθεσης χημικών ατμών.
· Μεγάλης κλίμακας κατανάλωση ενέργειας και νερού στην παραγωγή και προστασία της ασφάλειας των εργαζομένων.
· Ανακύκλωση και παρακολούθηση της ρύπανσης των υποπροϊόντων.
· Προβλήματα χρήσης επικίνδυνων χημικών ουσιών στις διαδικασίες συσκευασίας.
Καθαρή παραγωγή
Η καθαρή τεχνολογία παραγωγής συσκευών ημιαγωγών μπορεί να βελτιωθεί από τις πτυχές των πρώτων υλών, των διαδικασιών και του ελέγχου διεργασιών.
Βελτίωση πρώτων υλών και ενέργειας
Πρώτον, η καθαρότητα των υλικών θα πρέπει να ελέγχεται αυστηρά για να μειωθεί η εισαγωγή ακαθαρσιών και σωματιδίων.
Δεύτερον, θα πρέπει να πραγματοποιούνται διάφορες δοκιμές θερμοκρασίας, ανίχνευσης διαρροών, κραδασμών, ηλεκτροπληξίας υψηλής τάσης και άλλων δοκιμών στα εισερχόμενα εξαρτήματα ή ημικατεργασμένα προϊόντα προτού τεθούν στην παραγωγή.
Επιπλέον, η καθαρότητα των βοηθητικών υλικών θα πρέπει να ελέγχεται αυστηρά. Υπάρχουν σχετικά πολλές τεχνολογίες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για καθαρή παραγωγή ενέργειας.
Βελτιστοποιήστε τη διαδικασία παραγωγής
Η ίδια η βιομηχανία ημιαγωγών προσπαθεί να μειώσει τον αντίκτυπό της στο περιβάλλον μέσω βελτιώσεων της τεχνολογίας διεργασιών.
Για παράδειγμα, στη δεκαετία του 1970, οι οργανικοί διαλύτες χρησιμοποιήθηκαν κυρίως για τον καθαρισμό πλακών στην τεχνολογία καθαρισμού ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Στη δεκαετία του 1980, όξινα και αλκαλικά διαλύματα όπως το θειικό οξύ χρησιμοποιήθηκαν για τον καθαρισμό των γκοφρετών. Μέχρι τη δεκαετία του 1990, αναπτύχθηκε η τεχνολογία καθαρισμού με οξυγόνο πλάσματος.
Όσον αφορά τη συσκευασία, οι περισσότερες εταιρείες χρησιμοποιούν σήμερα τεχνολογία ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης, η οποία θα προκαλέσει ρύπανση από βαρέα μέταλλα στο περιβάλλον.
Ωστόσο, τα εργοστάσια συσκευασίας στη Σαγκάη δεν χρησιμοποιούν πλέον τεχνολογία ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης, επομένως δεν υπάρχουν επιπτώσεις των βαρέων μετάλλων στο περιβάλλον. Μπορεί να διαπιστωθεί ότι η βιομηχανία ημιαγωγών μειώνει σταδιακά τον αντίκτυπό της στο περιβάλλον μέσω βελτιώσεων διεργασιών και χημικής υποκατάστασης στη δική της διαδικασία ανάπτυξης, η οποία ακολουθεί επίσης την τρέχουσα παγκόσμια τάση ανάπτυξης της υπεράσπισης της διαδικασίας και του σχεδιασμού προϊόντων με βάση το περιβάλλον.
Επί του παρόντος, πραγματοποιούνται περισσότερες βελτιώσεις τοπικών διαδικασιών, όπως:
·Αντικατάσταση και μείωση του αερίου PFCS αποκλειστικά αμμωνίου, όπως η χρήση αερίου PFCs με χαμηλό φαινόμενο θερμοκηπίου για την αντικατάσταση του αερίου με υψηλό φαινόμενο του θερμοκηπίου, όπως η βελτίωση της ροής της διεργασίας και η μείωση της ποσότητας αερίου PFCS που χρησιμοποιείται στη διαδικασία.
·Βελτίωση του καθαρισμού πολλαπλών γκοφρετών σε καθαρισμό μιας γκοφρέτας για μείωση της ποσότητας των χημικών καθαριστικών που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία καθαρισμού.
·Αυστηρός έλεγχος διαδικασίας:
ένα. Πραγματοποιήστε την αυτοματοποίηση της διαδικασίας παραγωγής, η οποία μπορεί να πραγματοποιήσει ακριβή επεξεργασία και παραγωγή παρτίδων και να μειώσει το υψηλό ποσοστό σφάλματος της χειροκίνητης λειτουργίας.
σι. Εξαιρετικά καθαροί περιβαλλοντικοί παράγοντες διαδικασίας, περίπου το 5% ή λιγότερο της απώλειας απόδοσης προκαλείται από ανθρώπους και περιβάλλον. Οι περιβαλλοντικοί παράγοντες εξαιρετικά καθαρής διαδικασίας περιλαμβάνουν κυρίως την καθαριότητα του αέρα, το νερό υψηλής καθαρότητας, τον πεπιεσμένο αέρα, το CO2, N2, τη θερμοκρασία, την υγρασία κ.λπ. αέρα, δηλαδή συγκέντρωση μέτρησης σωματιδίων.
ντο. Ενισχύστε την ανίχνευση και επιλέξτε τα κατάλληλα βασικά σημεία για ανίχνευση σε σταθμούς εργασίας με μεγάλες ποσότητες απορριμμάτων κατά τη διαδικασία παραγωγής.
Καλωσορίστε οποιουσδήποτε πελάτες από όλο τον κόσμο να μας επισκεφτούν για περαιτέρω συζήτηση!
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
Ώρα δημοσίευσης: Αυγ-13-2024