Producția de dispozitive semiconductoare include în principal dispozitive discrete, circuite integrate și procesele lor de ambalare.
Producția de semiconductori poate fi împărțită în trei etape: producția materialului corpului produsului, produsnapolitanafabricarea și asamblarea dispozitivelor. Dintre acestea, cea mai gravă poluare este etapa de fabricare a napolitanelor.
Poluanții sunt împărțiți în principal în ape uzate, gaze reziduale și deșeuri solide.
Procesul de fabricare a așchiilor:
Napolitană de siliciudupă șlefuire exterioară - curățare - oxidare - rezistență uniformă - fotolitografie - dezvoltare - gravare - difuzie, implantare ionică - depunere chimică de vapori - lustruire chimică mecanică - metalizare etc.
Ape uzate
O mare cantitate de apă uzată este generată în fiecare etapă a procesului de fabricare a semiconductorilor și testarea ambalajului, în principal ape uzate acido-bazice, ape uzate care conțin amoniac și ape uzate organice.
1. Ape uzate care conțin fluor:
Acidul fluorhidric devine principalul solvent utilizat în procesele de oxidare și gravare datorită proprietăților sale oxidante și corozive. Apele uzate care conțin fluor din proces provin în principal din procesul de difuzie și din procesul de lustruire mecanică chimică în procesul de fabricare a așchiilor. În procesul de curățare a plachetelor de siliciu și a ustensilelor aferente, acidul clorhidric este, de asemenea, utilizat de multe ori. Toate aceste procese sunt finalizate în rezervoare de gravare sau echipamente de curățare dedicate, astfel încât apele uzate care conțin fluor pot fi evacuate independent. În funcție de concentrație, poate fi împărțită în ape uzate cu concentrație mare de fluor și ape uzate cu concentrație scăzută de amoniac. În general, concentrația de ape uzate cu concentrație mare de amoniac poate ajunge la 100-1200 mg/L. Majoritatea companiilor reciclează această parte a apei uzate pentru procese care nu necesită o calitate ridicată a apei.
2. Ape uzate acido-bazice:
Aproape fiecare proces din procesul de fabricație a circuitelor integrate necesită curățarea cipul. În prezent, acidul sulfuric și peroxidul de hidrogen sunt fluidele de curățare cel mai frecvent utilizate în procesul de fabricație a circuitelor integrate. În același timp, se folosesc și reactivi acido-bazici precum acidul azotic, acidul clorhidric și apa cu amoniac.
Apa uzată acido-bazică din procesul de fabricație provine în principal din procesul de curățare din procesul de fabricare a așchiilor. În procesul de ambalare, cipul este tratat cu soluție acido-bazică în timpul galvanizării și analizei chimice. După tratament, trebuie spălat cu apă pură pentru a produce apă reziduală de spălare acid-bază. În plus, reactivii acido-bazici, cum ar fi hidroxidul de sodiu și acidul clorhidric, sunt utilizați și în stația de apă pură pentru a regenera rășini anionice și cationice pentru a produce ape uzate de regenerare acido-bazică. Apa din coada de spălare este, de asemenea, produsă în timpul procesului de spălare a gazelor reziduale acido-bazice. În companiile producătoare de circuite integrate, cantitatea de apă uzată acido-bază este deosebit de mare.
3. Ape uzate organice:
Datorită diferitelor procese de producție, cantitatea de solvenți organici utilizată în industria semiconductoarelor este foarte diferită. Cu toate acestea, ca agenți de curățare, solvenții organici sunt încă utilizați pe scară largă în diferitele legături ale ambalajelor de fabricație. Unii solvenți devin scurgeri organice de ape uzate.
4. Alte ape uzate:
Procesul de gravare al procesului de producție a semiconductoarelor va folosi o cantitate mare de amoniac, fluor și apă de înaltă puritate pentru decontaminare, generând astfel deversarea apelor uzate cu concentrație mare de amoniac.
Procesul de galvanizare este necesar în procesul de ambalare a semiconductorilor. Cipul trebuie curățat după galvanizare, iar apa uzată de curățare prin galvanizare va fi generată în acest proces. Deoarece unele metale sunt utilizate în galvanizare, vor exista emisii de ioni metalici în apele reziduale de curățare a galvanizării, cum ar fi plumbul, staniul, discul, zincul, aluminiul etc.
Gaze reziduale
Deoarece procesul de semiconductor are cerințe extrem de ridicate pentru curățenia sălii de operație, ventilatoarele sunt de obicei folosite pentru a extrage diferite tipuri de gaze reziduale volatilizate în timpul procesului. Prin urmare, emisiile de gaze reziduale din industria semiconductoarelor se caracterizează prin volum mare de evacuare și concentrație scăzută de emisii. Emisiile de gaze reziduale sunt, de asemenea, în principal volatilizate.
Aceste emisii de gaze reziduale pot fi împărțite în principal în patru categorii: gaz acid, gaz alcalin, gaz rezidual organic și gaz toxic.
1. Gaz rezidual acid-bazic:
Gazul rezidual acido-bazic provine în principal din difuzie,CVD, CMP și procese de gravare, care utilizează soluție de curățare pe bază de acid pentru a curăța napolitana.
În prezent, solventul de curățare cel mai frecvent utilizat în procesul de fabricare a semiconductorilor este un amestec de peroxid de hidrogen și acid sulfuric.
Gazele reziduale generate în aceste procese includ gaze acide precum acidul sulfuric, acidul fluorhidric, acidul clorhidric, acidul azotic și acidul fosforic, iar gazul alcalin este în principal amoniac.
2. Gaze reziduale organice:
Gazele reziduale organice provin în principal din procese precum fotolitografia, dezvoltare, gravare și difuzie. În aceste procese, soluția organică (cum ar fi alcoolul izopropilic) este utilizată pentru a curăța suprafața plachetei, iar gazul rezidual generat prin volatilizare este una dintre sursele de gaz rezidual organic;
În același timp, fotorezistul (fotorezistul) utilizat în procesul de fotolitografie și gravare conține solvenți organici volatili, cum ar fi acetatul de butii, care se volatilizează în atmosferă în timpul procesului de prelucrare a plachetelor, care este o altă sursă de gaz organic rezidual.
3. Gaze reziduale toxice:
Gazele reziduale toxice provin în principal din procese precum epitaxia cristalină, gravarea uscată și CVD. În aceste procese, o varietate de gaze speciale de înaltă puritate sunt utilizate pentru a procesa placheta, cum ar fi siliciul (SiHj), fosforul (PH3), tetraclorura de carbon (CFJ), boranul, trioxidul de bor etc. Unele gaze speciale sunt toxice, asfixiant și coroziv.
În același timp, în procesul de gravare uscată și curățare după depunerea chimică a vaporilor în fabricarea semiconductoarelor, este necesară o cantitate mare de gaz oxid complet (PFCS), cum ar fi NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6 etc. Acești compuși perfluorurați au o absorbție puternică în regiunea luminii infraroșii și rămân în atmosferă mult timp. În general, acestea sunt considerate a fi principala sursă a efectului de seră global.
4. Procesul de ambalare gaz rezidual:
În comparație cu procesul de fabricare a semiconductorilor, gazul rezidual generat de procesul de ambalare a semiconductorilor este relativ simplu, în principal gaz acid, rășină epoxidică și praf.
Gazul rezidual acid este generat în principal în procese precum galvanizarea;
Gazele reziduale de coacere sunt generate în procesul de coacere după lipirea și etanșarea produsului;
Mașina de tăiat cubulețe generează gaz rezidual care conține urme de praf de siliciu în timpul procesului de tăiere a plachetelor.
Probleme de poluare a mediului
Pentru problemele de poluare a mediului în industria semiconductoarelor, principalele probleme care trebuie rezolvate sunt:
· Emisii pe scară largă de poluanți atmosferici și compuși organici volatili (COV) în procesul de fotolitografie;
· Emisia de compuși perfluorurați (PFCS) în procesele de gravare cu plasmă și depunere chimică în vapori;
· Consumul pe scară largă de energie și apă în producție și protecția securității lucrătorilor;
· Monitorizarea reciclării și poluării subproduselor;
· Probleme de utilizare a substanțelor chimice periculoase în procesele de ambalare.
Producție curată
Tehnologia de producție curată a dispozitivelor semiconductoare poate fi îmbunătățită din punct de vedere al materiilor prime, proceselor și controlului procesului.
Îmbunătățirea materiilor prime și a energiei
În primul rând, puritatea materialelor trebuie controlată strict pentru a reduce introducerea de impurități și particule.
În al doilea rând, trebuie efectuate diferite teste de temperatură, detecție a scurgerilor, vibrații, șoc electric de înaltă tensiune și alte teste pe componentele primite sau pe produsele semifabricate înainte de a fi puse în producție.
În plus, puritatea materialelor auxiliare ar trebui să fie strict controlată. Există relativ multe tehnologii care pot fi utilizate pentru producția curată de energie.
Optimizați procesul de producție
Industria semiconductoare în sine se străduiește să își reducă impactul asupra mediului prin îmbunătățiri ale tehnologiei de proces.
De exemplu, în anii 1970, solvenții organici erau utilizați în principal pentru curățarea plachetelor în tehnologia de curățare a circuitelor integrate. În anii 1980, soluțiile acide și alcaline, cum ar fi acidul sulfuric, erau folosite pentru curățarea napolitanelor. Până în anii 1990 a fost dezvoltată tehnologia de curățare cu oxigen cu plasmă.
În ceea ce privește ambalajele, majoritatea companiilor folosesc în prezent tehnologia de galvanizare, care va provoca poluarea mediului cu metale grele.
Cu toate acestea, fabricile de ambalare din Shanghai nu mai folosesc tehnologia de galvanizare, deci nu există niciun impact al metalelor grele asupra mediului. Se poate constata că industria semiconductoarelor își reduce treptat impactul asupra mediului prin îmbunătățirea procesului și înlocuirea chimică în propriul proces de dezvoltare, care urmează, de asemenea, tendința actuală de dezvoltare globală de susținere a proceselor și a proiectării produselor bazate pe mediu.
În prezent, se realizează mai multe îmbunătățiri locale ale proceselor, inclusiv:
·Înlocuirea și reducerea gazului PFCS cu tot amoniu, cum ar fi utilizarea gazului PFC cu efect de seră scăzut pentru a înlocui gazul cu efect de seră ridicat, cum ar fi îmbunătățirea fluxului de proces și reducerea cantității de gaz PFCS utilizat în proces;
· Îmbunătățirea curățării cu mai multe napolitane la curățarea unei singure napolitane pentru a reduce cantitatea de agenți de curățare chimici utilizați în procesul de curățare.
· Control strict al procesului:
o. Realizați automatizarea procesului de fabricație, care poate realiza procesare precisă și producție în loturi și reduce rata mare de eroare a operațiunii manuale;
b. Factori de mediu de proces ultra-curat, aproximativ 5% sau mai puțin din pierderea de randament este cauzată de oameni și mediu. Factorii de mediu ale procesului ultra-curat includ, în principal, curățenia aerului, apa de înaltă puritate, aer comprimat, CO2, N2, temperatură, umiditate etc. Nivelul de curățenie al unui atelier curat este adesea măsurat prin numărul maxim de particule permis pe unitate de volum. aer, adică concentrația numărului de particule;
c. Consolidați detectarea și selectați punctele cheie adecvate pentru detectarea la stațiile de lucru cu cantități mari de deșeuri în timpul procesului de producție.
Bun venit oricăror clienți din întreaga lume să ne viziteze pentru o discuție suplimentară!
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
Ora postării: 13-aug-2024