Puslaidininkinių įrenginių gamyba daugiausia apima atskirus įrenginius, integrinius grandynus ir jų pakavimo procesus.
Puslaidininkių gamybą galima suskirstyti į tris etapus: gaminio korpuso medžiagų gamybą, gaminįvaflįgamyba ir įrenginių surinkimas. Tarp jų rimčiausia tarša yra gaminių plokštelių gamybos etapas.
Teršalai daugiausia skirstomi į nuotekas, išmetamąsias dujas ir kietąsias atliekas.
Lustų gamybos procesas:
Silicio plokštelėpo išorinio šlifavimo - valymas - oksidacija - vienodas rezistas - fotolitografija - vystymas - ėsdinimas - difuzija, jonų implantacija - cheminis nusodinimas garais - cheminis mechaninis poliravimas - metalizavimas ir kt.
Nuotekos
Kiekviename puslaidininkių gamybos ir pakuočių bandymo proceso etape susidaro didelis kiekis nuotekų, daugiausia rūgščių-šarmų nuotekų, amoniako turinčių nuotekų ir organinių nuotekų.
1. Fluoro turinčios nuotekos:
Vandenilio fluorido rūgštis tampa pagrindiniu tirpikliu, naudojamu oksidacijos ir ėsdinimo procesuose dėl savo oksiduojančių ir korozinių savybių. Fluoro turinčios nuotekos šiame procese daugiausia gaunamos difuzijos proceso ir cheminio mechaninio poliravimo proceso lustų gamybos procese. Silicio plokštelių ir susijusių indų valymo procese taip pat daug kartų naudojama druskos rūgštis. Visi šie procesai atliekami tam skirtose ėsdinimo talpyklose arba valymo įrenginiuose, todėl fluoro turinčios nuotekos gali būti išleidžiamos atskirai. Pagal koncentraciją galima suskirstyti į didelės koncentracijos fluoro turinčias nuotekas ir mažos koncentracijos amoniako turinčias nuotekas. Paprastai didelės koncentracijos amoniako turinčių nuotekų koncentracija gali siekti 100-1200 mg/l. Dauguma įmonių šią nuotekų dalį perdirba procesams, kuriems nereikia aukštos vandens kokybės.
2. Rūgštinės bazės nuotekos:
Beveik kiekviename integrinių grandynų gamybos proceso procese reikia išvalyti lustą. Šiuo metu integrinių grandynų gamybos procese dažniausiai naudojami valymo skysčiai yra sieros rūgštis ir vandenilio peroksidas. Tuo pačiu metu taip pat naudojami rūgščių-šarmų reagentai, tokie kaip azoto rūgštis, druskos rūgštis ir amoniako vanduo.
Gamybos proceso rūgščių ir šarmų nuotekos daugiausia susidaro iš valymo proceso lustų gamybos procese. Pakavimo procese lustas apdorojamas rūgščių-šarmų tirpalu galvanizavimo ir cheminės analizės metu. Po apdorojimo jį reikia nuplauti grynu vandeniu, kad susidarytų rūgščių-šarmų plovimo nuotekos. Be to, rūgščių ir šarmų reagentai, tokie kaip natrio hidroksidas ir druskos rūgštis, taip pat naudojami gryno vandens stotyje, siekiant regeneruoti anijonines ir katijonines dervas, kad susidarytų rūgščių ir šarmų regeneravimo nuotekos. Plovimo vanduo taip pat susidaro rūgščių-šarmų išmetamųjų dujų plovimo proceso metu. Integrinių grandynų gamybos įmonėse rūgščių-šarmų nuotekų kiekis yra ypač didelis.
3. Organinės nuotekos:
Dėl skirtingų gamybos procesų puslaidininkių pramonėje naudojamų organinių tirpiklių kiekis labai skiriasi. Tačiau kaip valymo priemonės, organiniai tirpikliai vis dar plačiai naudojami įvairiose pakuočių gamybos srityse. Kai kurie tirpikliai tampa organinėmis nuotekomis.
4. Kitos nuotekos:
Puslaidininkių gamybos proceso ėsdinimo procese bus naudojamas didelis kiekis amoniako, fluoro ir didelio grynumo vandens nukenksminimui, todėl susidarys didelės koncentracijos amoniako turinčios nuotekos.
Puslaidininkių pakavimo procese reikalingas galvanizavimo procesas. Po galvanizavimo lustą reikia išvalyti, o šio proceso metu susidarys galvanizavimo valymo nuotekos. Kadangi kai kurie metalai naudojami galvanizuojant, galvanizavimo valymo nuotekose bus išmetami metalų jonai, pvz., švinas, alavas, diskas, cinkas, aliuminis ir kt.
Atliekos dujos
Kadangi puslaidininkinis procesas kelia itin aukštus reikalavimus operacinės švarai, dažniausiai ventiliatoriai naudojami proceso metu išgaruojančioms įvairių rūšių išmetamosioms dujoms ištraukti. Todėl išmetamųjų dujų išmetimas puslaidininkių pramonėje pasižymi dideliu išmetamųjų dujų kiekiu ir maža išmetamųjų teršalų koncentracija. Išmetamųjų dujų išmetimas taip pat daugiausia yra lakiųjų.
Šias išmetamųjų dujų emisijas galima daugiausia suskirstyti į keturias kategorijas: rūgštines dujas, šarmines dujas, organines išmetamąsias dujas ir toksines dujas.
1. Rūgščių-šarmų išmetamosios dujos:
Rūgščių ir šarmų išmetamosios dujos daugiausia susidaro difuzijos būdu,CVD, CMP ir ėsdinimo procesai, kurių metu plokštelei valyti naudojamas rūgščių ir šarmų valymo tirpalas.
Šiuo metu puslaidininkių gamybos procese dažniausiai naudojamas valymo tirpiklis yra vandenilio peroksido ir sieros rūgšties mišinys.
Šiuose procesuose susidarančios išmetamosios dujos apima rūgštines dujas, tokias kaip sieros rūgštis, vandenilio fluorido rūgštis, vandenilio chlorido rūgštis, azoto rūgštis ir fosforo rūgštis, o šarminės dujos daugiausia yra amoniakas.
2. Organinės išmetamosios dujos:
Organinės išmetamosios dujos daugiausia susidaro vykdant tokius procesus kaip fotolitografija, kūrimas, ėsdinimas ir difuzija. Šiuose procesuose plokštelės paviršiui valyti naudojamas organinis tirpalas (pvz., izopropilo alkoholis), o garuojant susidarančios išmetamosios dujos yra vienas iš organinių išmetamųjų dujų šaltinių;
Tuo pačiu metu fotolitografijos ir ėsdinimo procese naudojamas fotorezistas (fotorezistas) turi lakiųjų organinių tirpiklių, tokių kaip butilo acetatas, kuris plokštelių apdorojimo proceso metu išgaruoja į atmosferą, o tai yra dar vienas organinių išmetamųjų dujų šaltinis.
3. Toksiškos išmetamosios dujos:
Toksiškos išmetamosios dujos daugiausia susidaro vykdant tokius procesus kaip kristalinė epitaksija, sausas ėsdinimas ir CVD. Šiuose procesuose plokštelei apdoroti naudojamos įvairios didelio grynumo specialios dujos, tokios kaip silicis (SiHj), fosforas (PH3), anglies tetrachloridas (CFJ), boranas, boro trioksidas ir kt. Kai kurios specialios dujos yra nuodingos, dusinantis ir ėsdinantis.
Tuo pačiu metu sauso ėsdinimo ir valymo procese po cheminio nusodinimo garais puslaidininkių gamyboje reikalingas didelis kiekis pilno oksido (PFCS) dujų, tokių kaip NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6 ir kt. Šie perfluorinti junginiai stipriai sugeria infraraudonųjų spindulių šviesą ir ilgai išlieka atmosferoje. Paprastai jie laikomi pagrindiniu pasaulinio šiltnamio efekto šaltiniu.
4. Pakavimo proceso išmetamosios dujos:
Palyginti su puslaidininkių gamybos procesu, puslaidininkių pakavimo proceso metu susidarančios išmetamosios dujos yra gana paprastos, daugiausia rūgštinės dujos, epoksidinė derva ir dulkės.
Rūgštinės išmetamosios dujos daugiausia susidaro atliekant tokius procesus kaip galvanizavimas;
Kepimo išmetamosios dujos susidaro kepimo procese po gaminio įklijavimo ir sandarinimo;
Pjaustymo kubeliais mašina išskiria išmetamąsias dujas, kuriose yra silicio dulkių pėdsakų plokštelių pjaustymo proceso metu.
Aplinkos taršos problemos
Kalbant apie aplinkos taršos problemas puslaidininkių pramonėje, pagrindinės problemos, kurias reikia išspręsti, yra šios:
· Didelio masto oro teršalų ir lakiųjų organinių junginių (LOJ) emisija fotolitografijos procese;
· Perfluorintų junginių (PFCS) emisija plazminio ėsdinimo ir cheminio nusodinimo garais procesuose;
· Didelio masto energijos ir vandens suvartojimas gamyboje ir darbuotojų saugos apsauga;
· Šalutinių produktų perdirbimas ir taršos monitoringas;
· Pavojingų cheminių medžiagų naudojimo pakavimo procesuose problemos.
Švari gamyba
Puslaidininkinių įrenginių švarios gamybos technologija gali būti patobulinta žaliavų, procesų ir proceso valdymo aspektais.
Žaliavų ir energijos gerinimas
Pirma, medžiagų grynumas turėtų būti griežtai kontroliuojamas, kad būtų sumažintas priemaišų ir dalelių patekimas.
Antra, prieš pradedant gaminti gaunamus komponentus ar pusgaminius, reikia atlikti įvairius temperatūros, nuotėkio nustatymo, vibracijos, aukštos įtampos elektros šoko ir kitus bandymus.
Be to, pagalbinių medžiagų grynumas turėtų būti griežtai kontroliuojamas. Egzistuoja gana daug technologijų, kurias galima panaudoti švariai energijos gamybai.
Optimizuoti gamybos procesą
Pati puslaidininkių pramonė, tobulindama proceso technologijas, stengiasi sumažinti savo poveikį aplinkai.
Pavyzdžiui, aštuntajame dešimtmetyje organiniai tirpikliai daugiausia buvo naudojami plokštelėms valyti integrinių grandynų valymo technologijoje. Devintajame dešimtmetyje plokštelėms valyti buvo naudojami rūgščių ir šarmų tirpalai, tokie kaip sieros rūgštis. Iki 1990-ųjų buvo sukurta plazminio deguonies valymo technologija.
Kalbant apie pakuotes, dauguma įmonių šiuo metu naudoja galvanizavimo technologiją, kuri sukels sunkiųjų metalų taršą aplinkai.
Tačiau pakavimo gamyklos Šanchajuje nebenaudoja galvanizavimo technologijos, todėl sunkiųjų metalų poveikio aplinkai nėra. Galima pastebėti, kad puslaidininkių pramonė palaipsniui mažina savo poveikį aplinkai, tobulindama procesus ir keisdama chemines medžiagas savo vystymosi procese, o tai taip pat seka dabartinėmis pasaulinės plėtros tendencijomis propaguoti aplinką pagrįstą procesą ir gaminių dizainą.
Šiuo metu atliekama daugiau vietinių procesų patobulinimų, įskaitant:
·Viso amonio PFCS dujų pakeitimas ir mažinimas, pvz., naudojant PFC dujas, turinčias mažą šiltnamio efektą, pakeisti dujas, turinčias didelį šiltnamio efektą, pvz., pagerinti proceso srautą ir sumažinti procese naudojamų PFCS dujų kiekį;
·Kelių plokštelių valymo tobulinimas iki vieno plokštelės valymo, siekiant sumažinti valymo procese naudojamų cheminių valymo priemonių kiekį.
· Griežta proceso kontrolė:
a. Realizuoti gamybos proceso automatizavimą, kuris gali realizuoti tikslų apdorojimą ir serijinę gamybą bei sumažinti didelį rankinio veikimo klaidų lygį;
b. Itin švarūs proceso aplinkos veiksniai, apie 5% ar mažiau derliaus nuostolių sukelia žmonės ir aplinka. Itin švaraus proceso aplinkos veiksniai daugiausia apima oro švarą, didelio grynumo vandenį, suslėgtą orą, CO2, N2, temperatūrą, drėgmę ir kt. Švaraus cecho švaros lygis dažnai matuojamas pagal didžiausią leistiną dalelių skaičių tūrio vienete. oras, tai yra dalelių skaičiaus koncentracija;
c. Sustiprinkite aptikimą ir pasirinkite tinkamus pagrindinius aptikimo taškus darbo vietose, kuriose gamybos proceso metu susidaro daug atliekų.
Kviečiame visus klientus iš viso pasaulio apsilankyti pas mus tolesnei diskusijai!
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
Paskelbimo laikas: 2024-08-13