A félvezető eszközök gyártása elsősorban diszkrét eszközöket, integrált áramköröket és azok csomagolási eljárásait foglalja magában.
A félvezető gyártás három szakaszra osztható: termék test anyag gyártás, termékostyagyártás és készülék összeszerelés. Közülük a legsúlyosabb szennyezés a termékszelet gyártási szakasza.
A szennyező anyagokat főként szennyvízre, füstgázra és szilárd hulladékra osztják.
Chip gyártási folyamat:
Szilícium ostyakülső csiszolás után - tisztítás - oxidáció - egyenletes ellenállás - fotolitográfia - előhívás - maratás - diffúzió, ionbeültetés - kémiai gőzleválasztás - kémiai mechanikai polírozás - fémezés stb.
Szennyvíz
A félvezetőgyártás és a csomagolásvizsgálat minden egyes folyamatlépésében nagy mennyiségű szennyvíz keletkezik, elsősorban savbázisú szennyvíz, ammónia tartalmú szennyvíz és szerves szennyvíz.
1. Fluortartalmú szennyvíz:
A hidrogén-fluorsav az oxidációs és maratási folyamatokban használt fő oldószerré válik oxidáló és korrozív tulajdonságai miatt. A folyamat során a fluortartalmú szennyvíz főként a diffúziós folyamatból és a forgácsgyártási folyamatban a kémiai mechanikai polírozásból származik. A szilícium ostyák és a kapcsolódó edények tisztítási folyamatában sokszor sósavat is használnak. Mindezeket a folyamatokat erre a célra kialakított maratótartályokban vagy tisztítóberendezésekben hajtják végre, így a fluortartalmú szennyvíz önállóan elvezethető. Koncentrációja szerint nagy koncentrációjú fluortartalmú szennyvízre és alacsony koncentrációjú ammóniatartalmú szennyvízre osztható. Általában a nagy koncentrációjú ammóniatartalmú szennyvíz koncentrációja elérheti a 100-1200 mg/L-t. A legtöbb vállalat a szennyvíz ezen részét újrahasznosítja olyan folyamatokhoz, amelyek nem igényelnek jó vízminőséget.
2. Savas bázisú szennyvíz:
Az integrált áramkör gyártási folyamatában szinte minden folyamat megköveteli a chip tisztítását. Jelenleg a kénsav és a hidrogén-peroxid a leggyakrabban használt tisztítófolyadékok az integrált áramkörök gyártási folyamatában. Ugyanakkor sav-bázis reagenseket, például salétromsavat, sósavat és ammóniás vizet is használnak.
A gyártási folyamat savas-bázisú szennyvize főként a forgácsgyártási folyamat tisztítási folyamatából származik. A csomagolási folyamat során a chipet sav-bázis oldattal kezelik a galvanizálás és a kémiai elemzés során. Kezelés után tiszta vízzel le kell mosni, hogy savas bázisú mosóvíz keletkezzen. Ezenkívül sav-bázis reagenseket, például nátrium-hidroxidot és sósavat is használnak a tisztavizes állomáson az anion- és kationgyanták regenerálására sav-bázis regenerációs szennyvíz előállítására. A sav-bázis hulladékgáz mosási folyamata során mosóvíz is keletkezik. Az integrált áramkört gyártó cégeknél különösen nagy a sav-bázis szennyvíz mennyisége.
3. Szerves szennyvíz:
Az eltérő gyártási folyamatok miatt a félvezetőiparban felhasznált szerves oldószerek mennyisége nagyon eltérő. Tisztítószerként azonban a szerves oldószereket még mindig széles körben használják a csomagolás gyártási folyamataiban. Egyes oldószerek szerves szennyvízkibocsátást eredményeznek.
4. Egyéb szennyvíz:
A félvezetőgyártási folyamat maratási folyamata nagy mennyiségű ammóniát, fluort és nagy tisztaságú vizet használ a szennyeződésmentesítéshez, ezáltal nagy koncentrációjú ammóniatartalmú szennyvízkibocsátást eredményez.
A galvanizálási eljárásra a félvezető csomagolási folyamatban van szükség. A chipet galvanizálás után meg kell tisztítani, és a folyamat során galvanizálási tisztító szennyvíz keletkezik. Mivel egyes fémeket a galvanizálás során használnak, a galvanizáló tisztító szennyvízben fémion-kibocsátás lép fel, például ólom, ón, korong, cink, alumínium stb.
Hulladékgáz
Mivel a félvezető eljárás rendkívül magas követelményeket támaszt a műtő tisztaságával szemben, általában ventilátorokat használnak a folyamat során elpárolgó különféle füstgázok elszívására. Ezért a félvezetőipar hulladékgáz-kibocsátását nagy kipufogógáz-térfogat és alacsony kibocsátási koncentráció jellemzi. A hulladékgáz-kibocsátás szintén főként elpárolog.
Ezek a füstgázkibocsátások alapvetően négy kategóriába sorolhatók: savas gázok, lúgos gázok, szerves hulladékgázok és mérgező gázok.
1. Sav-bázis hulladékgáz:
A sav-bázis hulladékgáz főként diffúzióból származik,CVD, CMP és maratási eljárások, amelyek sav-bázis tisztítóoldatot használnak az ostya tisztításához.
Jelenleg a félvezetőgyártási folyamatban leggyakrabban használt tisztító oldószer a hidrogén-peroxid és a kénsav keveréke.
Az ezekben a folyamatokban keletkező füstgáz savas gázokat tartalmaz, mint például kénsav, hidrogén-fluorid, sósav, salétromsav és foszforsav, a lúgos gáz pedig főként ammónia.
2. Szerves hulladékgáz:
A szerves hulladékgáz főként olyan folyamatokból származik, mint a fotolitográfia, fejlesztés, maratás és diffúzió. Ezekben az eljárásokban szerves oldatot (például izopropil-alkoholt) használnak az ostya felületének tisztítására, az elpárologtatás során keletkező füstgáz pedig a szerves hulladékgáz egyik forrása;
Ugyanakkor a fotolitográfia és maratás során használt fotoreziszt (fotoreziszt) illékony szerves oldószereket tartalmaz, például butil-acetátot, amely az ostyafeldolgozási folyamat során a légkörbe illik, amely a szerves hulladékgáz másik forrása.
3. Mérgező hulladékgáz:
A mérgező hulladékgáz főként olyan eljárásokból származik, mint a kristályepitaxia, a száraz maratás és a CVD. Ezekben az eljárásokban különféle nagy tisztaságú speciális gázokat használnak az ostya feldolgozására, mint például szilícium (SiHj), foszfor (PH3), szén-tetraklorid (CFJ), borán, bór-trioxid stb. Egyes speciális gázok mérgezőek, fullasztó és maró hatású.
Ugyanakkor a félvezetőgyártás során a kémiai gőzleválasztást követő száraz maratási és tisztítási folyamatban nagy mennyiségű teljes oxid (PFCS) gázra van szükség, mint például NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6 stb. Ezek a perfluorozott vegyületek. erősen elnyeli az infravörös fényt, és hosszú ideig a légkörben marad. Általában ezeket a globális üvegházhatás fő forrásának tekintik.
4. Csomagolási folyamat hulladékgáza:
A félvezető gyártási folyamathoz képest a félvezető csomagolási eljárás során keletkező hulladékgáz viszonylag egyszerű, főként savas gáz, epoxigyanta és por.
A savas hulladékgáz főként olyan eljárások során keletkezik, mint például a galvanizálás;
Sütési hulladékgáz keletkezik a sütés során a termék ragasztása és lezárása után;
A kockavágó gép nyomokban szilíciumport tartalmazó füstgázt termel az ostyavágási folyamat során.
Környezetszennyezési problémák
A félvezetőipar környezetszennyezési problémáival kapcsolatban a főbb megoldandó problémák a következők:
· Légszennyező anyagok és illékony szerves vegyületek (VOC) nagymértékű kibocsátása a fotolitográfiai eljárás során;
· Perfluorozott vegyületek (PFCS) kibocsátása plazmamaratási és kémiai gőzleválasztási folyamatokban;
· Nagymértékű energia- és vízfelhasználás a termelésben és a munkavállalók biztonságának védelmében;
· A melléktermékek újrahasznosítása és szennyezés-ellenőrzése;
· Veszélyes vegyszerek csomagolási folyamatokban való felhasználásának problémái.
Tiszta termelés
A félvezető eszközök tiszta gyártási technológiája fejleszthető alapanyagok, folyamatok és folyamatszabályozás szempontjából.
A nyersanyagok és az energia javítása
Először is, az anyagok tisztaságát szigorúan ellenőrizni kell a szennyeződések és részecskék bejutásának csökkentése érdekében.
Másodszor, különféle hőmérsékleti, szivárgásérzékelési, rezgési, nagyfeszültségű áramütési és egyéb vizsgálatokat kell végezni a beérkező alkatrészeken vagy félkész termékeken, mielőtt azokat gyártásba kezdik.
Ezenkívül szigorúan ellenőrizni kell a segédanyagok tisztaságát. Viszonylag sok technológia használható tiszta energiatermelésre.
A gyártási folyamat optimalizálása
A félvezetőipar maga is arra törekszik, hogy folyamattechnológiai fejlesztésekkel csökkentse a környezetre gyakorolt hatását.
Például az 1970-es években az integrált áramköri tisztítási technológiában főként szerves oldószereket használtak az ostyák tisztítására. Az 1980-as években savas és lúgos oldatokat, például kénsavat használtak az ostyák tisztítására. Az 1990-es évekig a plazma oxigénes tisztítási technológiát fejlesztették ki.
A csomagolás tekintetében a legtöbb cég jelenleg galvanizálási technológiát alkalmaz, ami nehézfém-szennyezést okoz a környezetben.
A sanghaji csomagolóüzemek azonban már nem alkalmaznak galvanizálási technológiát, így a nehézfémek nincsenek hatással a környezetre. Megállapítható, hogy a félvezetőipar saját fejlesztési folyamatában folyamatfejlesztésekkel és kémiai helyettesítéssel fokozatosan csökkenti a környezetre gyakorolt hatását, ami egyben követi a jelenlegi globális fejlődési trendet, a környezetre épülő folyamat- és terméktervezést.
Jelenleg több helyi folyamatfejlesztés folyik, többek között:
·A teljesen ammónium PFCS-gáz cseréje és csökkentése, például alacsony üvegházhatású PFC-gáz alkalmazása a magas üvegházhatású gáz helyettesítésére, például a folyamat áramlásának javítása és a folyamatban felhasznált PFCS-gáz mennyiségének csökkentése;
·A több lapka tisztításának javítása az egylapos tisztításra a tisztítási folyamatban használt vegyi tisztítószerek mennyiségének csökkentése érdekében.
· Szigorú folyamatszabályozás:
a. Valósítsa meg a gyártási folyamat automatizálását, amely lehetővé teszi a precíz feldolgozást és a kötegelt gyártást, és csökkenti a kézi működés magas hibaarányát;
b. Ultratiszta folyamatkörnyezeti tényezők, a hozamkiesés körülbelül 5%-a vagy kevesebb az emberek és a környezet által okozott. Az ultratiszta folyamat környezeti tényezői elsősorban a levegő tisztasága, a nagy tisztaságú víz, a sűrített levegő, a CO2, az N2, a hőmérséklet, a páratartalom stb. A tiszta műhely tisztasági szintjét gyakran az egységnyi térfogatban megengedett részecskék maximális számával mérik. levegő, vagyis a részecskeszám koncentrációja;
c. Erősítse meg az észlelést, és válassza ki a megfelelő kulcspontokat az észleléshez azokon a munkaállomásokon, ahol a gyártási folyamat során nagy mennyiségű hulladék keletkezik.
Üdvözlünk minden ügyfelet a világ minden tájáról, hogy látogassanak el hozzánk további beszélgetésre!
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
Feladás időpontja: 2024. augusztus 13