Proizvodnja poluvodičkih uređaja uglavnom uključuje diskretne uređaje, integrirane sklopove i procese njihovog pakiranja.
Proizvodnja poluvodiča može se podijeliti u tri faze: proizvodnja materijala tijela proizvoda, proizvodnapolitankaizrada i montaža uređaja. Među njima, najozbiljnije onečišćenje je faza proizvodnje vafla.
Onečišćivači se uglavnom dijele na otpadne vode, otpadne plinove i kruti otpad.
Proces proizvodnje čipa:
Silicijska pločicanakon vanjskog brušenja - čišćenje - oksidacija - jednolika otpornost - fotolitografija - razvijanje - jetkanje - difuzija, ionska implantacija - kemijsko taloženje iz pare - kemijsko mehaničko poliranje - metalizacija itd.
Otpadne vode
Velika količina otpadnih voda nastaje u svakom koraku procesa proizvodnje poluvodiča i testiranja pakiranja, uglavnom kiselo-bazne otpadne vode, otpadne vode koje sadrže amonijak i organske otpadne vode.
1. Otpadne vode koje sadrže fluor:
Fluorovodična kiselina postaje glavno otapalo koje se koristi u procesima oksidacije i jetkanja zbog svojih oksidacijskih i korozivnih svojstava. Otpadne vode koje sadrže fluor u procesu uglavnom potječu iz procesa difuzije i procesa kemijskog mehaničkog poliranja u procesu proizvodnje čipova. U procesu čišćenja silicijskih pločica i srodnog pribora, klorovodična kiselina se također koristi mnogo puta. Svi ovi procesi se dovršavaju u namjenskim spremnicima za jetkanje ili opremi za čišćenje, tako da se otpadne vode koje sadrže fluor mogu ispuštati neovisno. Prema koncentraciji može se podijeliti na otpadnu vodu visoke koncentracije koja sadrži fluor i otpadnu vodu niske koncentracije koja sadrži amonijak. Općenito, koncentracija otpadne vode visoke koncentracije koja sadrži amonijak može doseći 100-1200 mg/L. Većina tvrtki reciklira ovaj dio otpadne vode za procese koji ne zahtijevaju visoku kvalitetu vode.
2. Kiselo-bazne otpadne vode:
Gotovo svaki proces u procesu proizvodnje integriranog kruga zahtijeva čišćenje čipa. Trenutno su sumporna kiselina i vodikov peroksid najčešće korištene tekućine za čišćenje u procesu proizvodnje integriranih krugova. Istodobno se koriste i kiselinsko-bazni reagensi kao što su dušična kiselina, klorovodična kiselina i amonijačna voda.
Kiselinsko-bazna otpadna voda proizvodnog procesa uglavnom dolazi iz procesa čišćenja u procesu proizvodnje čipova. U procesu pakiranja, čip se tretira kiselo-baznom otopinom tijekom galvanizacije i kemijske analize. Nakon obrade potrebno ga je isprati čistom vodom kako bi se dobila kiselo-bazna otpadna voda od pranja. Osim toga, kiselinsko-bazni reagensi kao što su natrijev hidroksid i klorovodična kiselina također se koriste u stanici za čistu vodu za regeneraciju anionskih i kationskih smola za proizvodnju kiselo-bazne regeneracijske otpadne vode. Otpadna voda od pranja također se proizvodi tijekom kiselo-baznog procesa ispiranja otpadnog plina. U poduzećima za proizvodnju integriranih sklopova količina kiselo-bazne otpadne vode je posebno velika.
3. Organske otpadne vode:
Zbog različitih proizvodnih procesa, količina organskih otapala koja se koriste u industriji poluvodiča vrlo je različita. Međutim, kao sredstva za čišćenje, organska otapala još uvijek se naširoko koriste u raznim dijelovima proizvodnje ambalaže. Neka otapala postaju organske otpadne vode.
4. Ostale otpadne vode:
Proces jetkanja u procesu proizvodnje poluvodiča koristit će veliku količinu amonijaka, fluora i vode visoke čistoće za dekontaminaciju, stvarajući tako ispuštanje otpadne vode visoke koncentracije koja sadrži amonijak.
Postupak galvanizacije potreban je u procesu pakiranja poluvodiča. Čip je potrebno očistiti nakon galvanizacije, au tom procesu će se stvoriti otpadna voda od čišćenja. Budući da se neki metali koriste u galvanizaciji, doći će do emisije metalnih iona u otpadnoj vodi od čišćenja galvanizacije, kao što su olovo, kositar, disk, cink, aluminij itd.
Otpadni plin
Budući da poluvodički proces ima izuzetno visoke zahtjeve za čistoću operacijske dvorane, ventilatori se obično koriste za izvlačenje različitih vrsta otpadnih plinova isparljivih tijekom procesa. Stoga emisije otpadnih plinova u industriji poluvodiča karakteriziraju veliki volumen ispušnih plinova i niska koncentracija emisija. Emisije otpadnih plinova također su uglavnom isparljive.
Ove emisije otpadnih plinova mogu se uglavnom podijeliti u četiri kategorije: kiseli plin, alkalni plin, organski otpadni plin i otrovni plin.
1. Kiselinsko-bazni otpadni plin:
Kiselinsko-bazni otpadni plin uglavnom dolazi iz difuzije,KVB, CMP i postupci jetkanja, koji koriste kiselo-baznu otopinu za čišćenje za čišćenje pločice.
Trenutno je najčešće korišteno otapalo za čišćenje u procesu proizvodnje poluvodiča mješavina vodikovog peroksida i sumporne kiseline.
Otpadni plin koji nastaje u ovim procesima uključuje kisele plinove kao što su sumporna kiselina, fluorovodična kiselina, klorovodična kiselina, dušična kiselina i fosforna kiselina, a alkalni plin je uglavnom amonijak.
2. Organski otpadni plin:
Organski otpadni plin uglavnom dolazi iz procesa kao što su fotolitografija, razvijanje, jetkanje i difuzija. U tim procesima, organska otopina (kao što je izopropilni alkohol) koristi se za čišćenje površine vafla, a otpadni plin nastao isparavanjem jedan je od izvora organskog otpadnog plina;
Istodobno, fotorezist (fotorrezist) koji se koristi u procesu fotolitografije i jetkanja sadrži hlapljiva organska otapala, poput butil acetata, koji isparava u atmosferu tijekom procesa obrade pločica, što je još jedan izvor organskih otpadnih plinova.
3. Otrovni otpadni plin:
Otrovni otpadni plin uglavnom dolazi iz procesa kao što su kristalna epitaksija, suho jetkanje i CVD. U tim se procesima koriste razni specijalni plinovi visoke čistoće za obradu pločice, kao što je silicij (SiHj), fosfor (PH3), ugljikov tetraklorid (CFJ), boran, borov trioksid itd. Neki posebni plinovi su otrovni, zagušljivo i nagrizajuće.
U isto vrijeme, u procesu suhog jetkanja i čišćenja nakon kemijskog taloženja iz pare u proizvodnji poluvodiča, potrebna je velika količina plina punog oksida (PFCS), kao što su NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6 itd. Ovi perfluorirani spojevi imaju snažnu apsorpciju u području infracrvenog svjetla i ostaju dugo u atmosferi. Općenito se smatraju glavnim izvorom globalnog efekta staklenika.
4. Otpadni plin iz procesa pakiranja:
U usporedbi s procesom proizvodnje poluvodiča, otpadni plin koji nastaje postupkom pakiranja poluvodiča je relativno jednostavan, uglavnom kiseli plin, epoksidna smola i prašina.
Kiseli otpadni plin uglavnom se stvara u procesima kao što je galvanizacija;
Otpadni plin od pečenja nastaje u procesu pečenja nakon lijepljenja i zatvaranja proizvoda;
Stroj za rezanje na kockice stvara otpadni plin koji sadrži tragove silicijske prašine tijekom procesa rezanja vafla.
Problemi onečišćenja okoliša
Što se tiče problema zagađenja okoliša u industriji poluvodiča, glavni problemi koje je potrebno riješiti su:
· Velike emisije zagađivača zraka i hlapljivih organskih spojeva (VOC) u procesu fotolitografije;
· Emisija perfluoriranih spojeva (PFCS) u procesima plazma jetkanja i kemijskog taloženja;
· Velika potrošnja energije i vode u proizvodnji i sigurnosna zaštita radnika;
· Recikliranje i praćenje onečišćenja nusproizvoda;
· Problemi uporabe opasnih kemikalija u procesima pakiranja.
Čista proizvodnja
Tehnologija čiste proizvodnje poluvodičkih uređaja može se poboljšati s aspekta sirovina, procesa i kontrole procesa.
Poboljšanje sirovina i energije
Prvo, čistoću materijala treba strogo kontrolirati kako bi se smanjilo unošenje nečistoća i čestica.
Drugo, različita ispitivanja temperature, otkrivanja curenja, vibracija, visokonaponskog strujnog udara i druga ispitivanja trebaju se provesti na ulaznim komponentama ili poluproizvodima prije nego što se stave u proizvodnju.
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 poluvodiča nastoji smanjiti svoj utjecaj na okoliš kroz poboljšanja tehnologije procesa.
Na primjer, 1970-ih, organska otapala su se uglavnom koristila za čišćenje pločica u tehnologiji čišćenja integriranih krugova. U 1980-ima, otopine kiselina i lužina kao što je sumporna kiselina korištene su za čišćenje vafla. Sve do 1990-ih razvijena je tehnologija čišćenja kisikom u plazmi.
Što se pakiranja tiče, većina tvrtki trenutno koristi tehnologiju galvanizacije, koja će uzrokovati onečišćenje okoliša teškim metalima.
Međutim, tvornice za pakiranje u Šangaju više ne koriste tehnologiju galvanizacije, tako da nema utjecaja teških metala na okoliš. Može se utvrditi da poluvodička industrija postupno smanjuje svoj utjecaj na okoliš kroz procesna poboljšanja i kemijsku supstituciju u vlastitom razvojnom procesu, što također prati aktualni globalni razvojni trend zagovaranja procesa i dizajna proizvoda koji se temelje na okolišu.
Trenutačno se provodi više lokalnih poboljšanja procesa, uključujući:
·Zamjena i smanjenje PFCS plina koji sadrži potpuno amonij, kao što je korištenje PFCs plina s niskim učinkom staklenika za zamjenu plina s visokim učinkom staklenika, kao što je poboljšanje protoka procesa i smanjenje količine PFCS plina koji se koristi u procesu;
·Poboljšanje čišćenja više pločica u čišćenje jedne pločice kako bi se smanjila količina kemijskih sredstava za čišćenje koja se koriste u procesu čišćenja.
· Stroga kontrola procesa:
a. Ostvarite automatizaciju procesa proizvodnje, koja može ostvariti preciznu obradu i serijsku proizvodnju, i smanjiti visoku stopu pogreške ručnog rada;
b. Ultra-čisti procesni čimbenici okoliša, oko 5% ili manje gubitka prinosa uzrokuju ljudi i okoliš. Okolišni čimbenici ultra-čistog procesa uglavnom uključuju čistoću zraka, vodu visoke čistoće, komprimirani zrak, CO2, N2, temperaturu, vlažnost, itd. Razina čistoće čiste radionice često se mjeri najvećim dopuštenim brojem čestica po jedinici volumena zrak, odnosno koncentracija broja čestica;
c. Ojačati detekciju i odabrati odgovarajuće ključne točke za detekciju na radnim stanicama s velikim količinama otpada tijekom proizvodnog procesa.
Dobrodošli svim kupcima iz cijelog svijeta da nas posjete radi daljnje rasprave!
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. kolovoza 2024