Жартылай өткізгіш құрылғылар өндірісі негізінен дискретті құрылғыларды, интегралды схемаларды және оларды орау процестерін қамтиды.
Жартылай өткізгішті өндіруді үш кезеңге бөлуге болады: бұйым корпусының материал өндірісі, бұйымвафлиқұрылғыны дайындау және құрастыру. Олардың ішінде ең ауыр ластануы өнімнің вафли өндіру кезеңі болып табылады.
Ластаушы заттар негізінен ағынды суларға, қалдық газдарға және қатты қалдықтарға бөлінеді.
Чиптерді өндіру процесі:
Кремний пластинасысыртқы ұнтақтаудан кейін - тазалау - тотығу - біркелкі қарсылық - фотолитография - әзірлеу - офорттау - диффузия, ионды имплантациялау - химиялық буларды тұндыру - химиялық механикалық жылтырату - металдандыру және т.б.
Ағынды сулар
Жартылай өткізгішті өндіру және орау сынауының әрбір технологиялық сатысында ағынды сулардың көп мөлшері түзіледі, негізінен қышқылды-негізді ағынды сулар, құрамында аммиак бар ағынды сулар және органикалық ағынды сулар.
1. Құрамында фтори бар ағынды сулар:
Фторлы сутек қышқылы тотықтырғыш және коррозиялық қасиеттеріне байланысты тотығу және өңдеу процестерінде қолданылатын негізгі еріткіш болады. Процестегі құрамында фтор бар ағынды сулар негізінен диффузиялық процестен және чиптерді өндіру процесінде химиялық механикалық жылтырату процесінен келеді. Кремний пластиналары мен оларға қатысты ыдыстарды тазалау процесінде тұз қышқылы да көп рет қолданылады. Бұл процестердің барлығы арнайы тазарту цистерналарында немесе тазалау жабдықтарында аяқталады, сондықтан құрамында фтори бар ағынды суларды өздігінен төгуге болады. Концентрациясы бойынша оны құрамында жоғары концентрациялы фторлы ағынды сулар және төмен концентрациялы аммиакты ағынды сулар деп бөлуге болады. Жалпы, жоғары концентрациялы аммиак бар ағынды сулардың концентрациясы 100-1200 мг/л жетуі мүмкін. Көптеген компаниялар ағынды сулардың бұл бөлігін судың жоғары сапасын қажет етпейтін процестер үшін қайта өңдейді.
2. Қышқылды-негізді ағынды сулар:
Интегралды схемаларды өндіру процесіндегі барлық дерлік процесс чипті тазалауды талап етеді. Қазіргі уақытта күкірт қышқылы мен сутегі асқын тотығы интегралды схемаларды өндіру процесінде ең көп қолданылатын тазартқыш сұйықтықтар болып табылады. Сонымен қатар азот қышқылы, тұз қышқылы және аммиакты су сияқты қышқыл-негізді реагенттер де қолданылады.
Өндіріс процесінің қышқылды-негізді ағынды сулары негізінен чиптерді өндіру процесінде тазалау процесінде пайда болады. Буып-түю процесінде қышқылды-негіз ерітіндісімен гальвания және химиялық талдау кезінде чип өңделеді. Өңдеуден кейін қышқылды-негізді жуғыш ағынды суларды алу үшін оны таза сумен жуу қажет. Сонымен қатар, натрий гидроксиді және тұз қышқылы сияқты қышқылды-негіздік реагенттер де таза су станциясында қышқыл-негізді регенерациялау ағынды суларын алу үшін анионды және катионды шайырларды қалпына келтіру үшін қолданылады. Жуу құйрық суы қышқылды-негіздік қалдық газды жуу процесінде де пайда болады. Интегралды схемаларды шығаратын компанияларда қышқыл-негізді ағынды сулардың мөлшері әсіресе көп.
3. Органикалық ағынды сулар:
Әртүрлі өндірістік процестерге байланысты жартылай өткізгіш өнеркәсібінде қолданылатын органикалық еріткіштердің мөлшері өте әртүрлі. Дегенмен, тазартқыш агенттер ретінде органикалық еріткіштер қаптаманың әртүрлі буындарында әлі де кеңінен қолданылады. Кейбір еріткіштер органикалық ағынды сулардың төгілуіне айналады.
4. Басқа сарқынды сулар:
Жартылайөткізгіштерді өндіру процесінде өңдеу процесі залалсыздандыру үшін аммиак, фтор және жоғары таза судың көп мөлшерін пайдаланады, осылайша құрамында жоғары концентрациялы аммиак бар ағынды сулардың ағуын тудырады.
Жартылай өткізгішті орау процесінде гальванизация процесі қажет. Электр жабындысынан кейін чипті тазалау керек, ал бұл процесте электропластикалық тазарту ағынды сулары пайда болады. Кейбір металдар жабынмен қаптауда қолданылатындықтан, гальваникалық тазарту ағынды суларында қорғасын, қалайы, диск, мырыш, алюминий және т.б. сияқты металл иондарының шығарындылары болады.
Қалдық газ
Жартылай өткізгішті процесс операциялық бөлменің тазалығына өте жоғары талаптар қоятындықтан, желдеткіштер әдетте процесс кезінде ұшатын әр түрлі қалдық газдарды алу үшін қолданылады. Сондықтан жартылай өткізгіш өнеркәсібіндегі қалдық газдар шығарындылары шығарындылардың үлкен көлемімен және шығарындыларының төмен концентрациясымен сипатталады. Қалдық газдар шығарындылары да негізінен құбылмалы болып табылады.
Бұл қалдық газ шығарындыларын негізінен төрт категорияға бөлуге болады: қышқыл газ, сілтілі газ, органикалық қалдық газ және улы газ.
1. Қышқылды-негізді қалдық газ:
Қышқылды-негізді қалдық газ негізінен диффузиядан,CVD, Вафлиді тазалау үшін қышқылды-негізді тазалау ерітіндісін пайдаланатын CMP және ою процестері.
Қазіргі уақытта жартылай өткізгіштерді өндіру процесінде ең көп қолданылатын тазартқыш еріткіш сутегі асқын тотығы мен күкірт қышқылының қоспасы болып табылады.
Бұл процестерде түзілетін қалдық газға күкірт қышқылы, фтор қышқылы, тұз қышқылы, азот қышқылы және фосфор қышқылы сияқты қышқыл газдар жатады, ал сілтілі газ негізінен аммиак болып табылады.
2. Органикалық қалдық газ:
Органикалық қалдық газ негізінен фотолитография, өңдеу, ою және диффузия сияқты процестерден келеді. Бұл процестерде органикалық ерітінді (мысалы, изопропил спирті) пластинаның бетін тазарту үшін қолданылады, ал ұшпадан пайда болатын қалдық газ органикалық қалдық газдың көздерінің бірі болып табылады;
Сонымен бірге фотолитография және штамптау процесінде қолданылатын фоторезисттің (фоторезисттің) құрамында органикалық қалдық газдың тағы бір көзі болып табылатын пластинаны өңдеу процесінде атмосфераға ұшатын бутилацетат сияқты ұшпа органикалық еріткіштер бар.
3. Улы газдар:
Улы қалдық газ негізінен кристалды эпитаксис, құрғақ қышқыл және CVD сияқты процестерден туындайды. Бұл процестерде пластинаны өңдеу үшін кремний (SiHj), фосфор (РН3), төрт хлорлы көміртек (CFJ), бор, бор триоксиді және т.б. сияқты жоғары тазалығы бар арнайы газдар қолданылады. Кейбір арнайы газдар улы тұншықтырғыш және коррозиялық.
Сонымен қатар, жартылай өткізгіш өндірісінде химиялық бу тұндыруынан кейін құрғақ ою және тазалау процесінде NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6 және т.б. сияқты толық оксид (PFCS) газының көп мөлшері қажет. Бұл перфторлы қосылыстар инфрақызыл жарық аймағында күшті сіңіру және ұзақ уақыт бойы атмосферада қалады. Олар әдетте жаһандық парниктік әсердің негізгі көзі болып саналады.
4. Буып-түю процесінің қалдықтары:
Жартылай өткізгішті өндіру процесімен салыстырғанда, жартылай өткізгішті орау процесінде пайда болатын қалдық газ салыстырмалы түрде қарапайым, негізінен қышқыл газ, эпоксидті шайыр және шаң.
Қышқылдық қалдық газ негізінен электропландау сияқты процестерде пайда болады;
Нан пісіру қалдықтары өнімді жапсырғаннан және тығыздағаннан кейін пісіру процесінде пайда болады;
Кесетін машина пластинаны кесу процесінде құрамында кремний шаңы бар қалдық газды шығарады.
Қоршаған ортаның ластану проблемалары
Жартылай өткізгіштер өнеркәсібіндегі қоршаған ортаны ластау проблемалары үшін шешуді қажет ететін негізгі мәселелер:
· Фотолитография процесінде ауаны ластаушы заттардың және ұшқыш органикалық қосылыстардың (VOCs) ауқымды эмиссиясы;
· Перфторланған қосылыстардың (PFCS) плазмалық өрнектеу және химиялық бу тұндыру процестерінде эмиссиясы;
· Өндірісте энергия мен суды көп мөлшерде тұтыну және жұмысшылардың қауіпсіздігін қорғау;
· Жанама өнімдерді қайта өңдеу және ластану мониторингі;
· Қаптау процестерінде қауіпті химиялық заттарды қолдану мәселелері.
Таза өндіріс
Жартылай өткізгішті құрылғының таза өндіріс технологиясын шикізат, процестер және процесті басқару аспектілерінен жақсартуға болады.
Шикізат пен энергияны жақсарту
Біріншіден, қоспалар мен бөлшектерді енгізуді азайту үшін материалдардың тазалығын қатаң бақылау керек.
Екіншіден, өндіріске енгізілмес бұрын кіретін құрамдас бөліктерге немесе жартылай фабрикаттарға әртүрлі температура, ағып кетуді анықтау, діріл, жоғары вольтты электр тогының соғуы және басқа сынақтар жүргізілуі керек.
Сонымен қатар, көмекші материалдардың тазалығын қатаң бақылау керек. Энергияны таза өндіру үшін қолдануға болатын салыстырмалы түрде көптеген технологиялар бар.
Өндіріс процесін оңтайландыру
Жартылай өткізгіштер өнеркәсібінің өзі технологиялық технологияны жетілдіру арқылы қоршаған ортаға әсерін азайтуға ұмтылады.
Мысалы, 1970 жылдары органикалық еріткіштер негізінен интегралды схемаларды тазалау технологиясында пластиналарды тазалау үшін пайдаланылды. 1980 жылдары вафельді тазалау үшін күкірт қышқылы сияқты қышқыл және сілті ерітінділері қолданылды. 1990 жылдарға дейін плазманы оттегімен тазарту технологиясы әзірленді.
Қаптамаға келетін болсақ, көптеген компаниялар қазіргі уақытта қоршаған ортаны ауыр металдардың ластануын тудыратын гальвания технологиясын қолданады.
Дегенмен, Шанхайдағы орау зауыттары бұдан былай электроплату технологиясын қолданбайды, сондықтан ауыр металдардың қоршаған ортаға әсері жоқ. Жартылай өткізгіштер өнеркәсібі өзінің даму процесінде процестерді жақсарту және химиялық алмастыру арқылы қоршаған ортаға әсерін бірте-бірте төмендететінін анықтауға болады, бұл сонымен қатар қоршаған ортаға негізделген процесті және өнімді жобалауды қорғаудың қазіргі әлемдік даму тенденциясын ұстанады.
Қазіргі уақытта жергілікті процестерді жақсарту жұмыстары жүргізілуде, соның ішінде:
·Төменгі парниктік эффектісі бар ПФҚ газын жоғары парниктік әсері бар газды ауыстыру үшін пайдалану сияқты толық аммонийді PFCS газын ауыстыру және азайту, мысалы, технологиялық ағынды жақсарту және процесте қолданылатын PFCS газының мөлшерін азайту;
·Тазалау процесінде қолданылатын химиялық тазалау құралдарының мөлшерін азайту үшін көп вафельді тазалауды бір вафельді тазалауға дейін жақсарту.
· Процесті қатаң бақылау:
а. Нақты өңдеуді және сериялық өндірісті жүзеге асыра алатын және қолмен жұмыс істеу кезінде қателіктердің жоғары деңгейін төмендететін өндіріс процесін автоматтандыруды жүзеге асыру;
б. Өте таза процесс қоршаған орта факторлары, өнімді жоғалтудың шамамен 5% немесе одан азы адамдар мен қоршаған ортаға байланысты. Өте таза процестің қоршаған орта факторларына негізінен ауа тазалығы, жоғары таза су, сығылған ауа, CO2, N2, температура, ылғалдылық және т.б. жатады. Таза цехтың тазалық деңгейі көбінесе өнім бірлігіне рұқсат етілген бөлшектердің максималды санымен өлшенеді. ауа, яғни бөлшектер санының концентрациясы;
в. Анықтауды күшейтіңіз және өндіріс процесінде қалдықтардың көп мөлшері бар жұмыс станцияларында анықтау үшін сәйкес негізгі нүктелерді таңдаңыз.
Әрі қарай талқылау үшін бізге келуге әлемнің түкпір-түкпірінен кез келген тұтынушыларды қош келдіңіз!
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
Жіберу уақыты: 13 тамыз 2024 ж