Prodhimi i pajisjeve gjysmëpërçuese përfshin kryesisht pajisje diskrete, qarqe të integruara dhe proceset e paketimit të tyre.
Prodhimi i gjysmëpërçuesve mund të ndahet në tre faza: prodhimi i materialit të trupit të produktit, produktimeshëprodhimi dhe montimi i pajisjes. Midis tyre, ndotja më e rëndë është faza e prodhimit të meshës së produktit.
Ndotësit ndahen kryesisht në ujëra të zeza, mbetje të gazit dhe mbetje të ngurta.
Procesi i prodhimit të çipit:
Meshë silikonipas bluarjes së jashtme - pastrimit - oksidimit - rezistencës uniforme - fotolitografisë - zhvillimit - gravurës - difuzionit, implantimit të joneve - depozitimit kimik të avullit - lustrimit mekanik kimik - metalizimit etj.
Ujërat e zeza
Një sasi e madhe e ujërave të zeza gjenerohet në çdo hap të procesit të prodhimit të gjysmëpërçuesve dhe testimit të paketimit, kryesisht ujërat e zeza acid-bazë, ujërat e zeza që përmbajnë amoniak dhe ujërat e zeza organike.
1. Ujërat e zeza që përmbajnë fluor:
Acidi hidrofluorik bëhet tretësi kryesor i përdorur në proceset e oksidimit dhe gdhendjes për shkak të vetive të tij oksiduese dhe gërryese. Ujërat e zeza që përmbajnë fluor në proces kryesisht vijnë nga procesi i difuzionit dhe procesi i lustrimit mekanik kimik në procesin e prodhimit të çipave. Në procesin e pastrimit të vaferave të silikonit dhe enëve të lidhura me to, acidi klorhidrik përdoret gjithashtu shumë herë. Të gjitha këto procese kryhen në rezervuarë të veçantë gravurë ose pajisje pastrimi, kështu që ujërat e zeza që përmbajnë fluor mund të shkarkohen në mënyrë të pavarur. Sipas përqendrimit, mund të ndahet në ujëra të zeza me përqendrim të lartë me fluor dhe ujëra të zeza me përqendrim të ulët që përmbajnë amoniak. Në përgjithësi, përqendrimi i ujërave të zeza me përqendrim të lartë që përmban amoniak mund të arrijë 100-1200 mg/L. Shumica e kompanive riciklojnë këtë pjesë të ujërave të zeza për procese që nuk kërkojnë cilësi të lartë të ujit.
2. Ujërat e zeza acid-bazike:
Pothuajse çdo proces në procesin e prodhimit të qarkut të integruar kërkon që çipi të pastrohet. Aktualisht, acidi sulfurik dhe peroksidi i hidrogjenit janë lëngjet pastruese më të përdorura në procesin e prodhimit të qarkut të integruar. Në të njëjtën kohë përdoren edhe reagentë acido-bazikë si acidi nitrik, acidi klorhidrik dhe uji i amoniakut.
Ujërat e zeza acid-bazike të procesit të prodhimit vijnë kryesisht nga procesi i pastrimit në procesin e prodhimit të çipave. Në procesin e paketimit, çipi trajtohet me tretësirë acid-bazë gjatë elektrikimit dhe analizave kimike. Pas trajtimit, ai duhet të lahet me ujë të pastër për të prodhuar ujëra të zeza larës acid-bazë. Përveç kësaj, reagentët acid-bazë si hidroksidi i natriumit dhe acidi klorhidrik përdoren gjithashtu në stacionin e ujit të pastër për të rigjeneruar rrëshirat e anioneve dhe kationeve për të prodhuar ujëra të zeza të rigjenerimit acid-bazë. Uji i bishtit të larjes prodhohet gjithashtu gjatë procesit të larjes së gazit të mbeturinave acid-bazë. Në kompanitë e prodhimit të qarkut të integruar, sasia e ujërave të zeza acid-bazë është veçanërisht e madhe.
3. Ujërat e zeza organike:
Për shkak të proceseve të ndryshme të prodhimit, sasia e tretësve organikë të përdorur në industrinë e gjysmëpërçuesve është shumë e ndryshme. Megjithatë, si agjentë pastrimi, tretësit organikë përdoren ende gjerësisht në lidhje të ndryshme të paketimit të prodhimit. Disa tretës bëhen shkarkim organik i ujërave të zeza.
4. Ujëra të tjera të zeza:
Procesi i gdhendjes së procesit të prodhimit të gjysmëpërçuesve do të përdorë një sasi të madhe amoniak, fluor dhe ujë me pastërti të lartë për dekontaminim, duke gjeneruar kështu shkarkimin e ujërave të zeza me përqendrim të lartë që përmban amoniak.
Procesi i elektrikimit kërkohet në procesin e paketimit gjysmëpërçues. Çipi duhet të pastrohet pas elektrikimit, dhe në këtë proces do të krijohen ujëra të zeza për pastrimin e elektrik. Meqenëse disa metale përdoren në elektrik, do të ketë emetime të joneve metalike në ujërat e zeza të pastrimit të pllakëzimit, si plumbi, kallaji, disku, zinku, alumini, etj.
Gazi i mbeturinave
Meqenëse procesi gjysmëpërçues ka kërkesa jashtëzakonisht të larta për pastërtinë e dhomës së operacionit, ventilatorët zakonisht përdoren për nxjerrjen e llojeve të ndryshme të gazrave të mbeturinave të avulluara gjatë procesit. Prandaj, emetimet e gazrave të mbeturinave në industrinë e gjysmëpërçuesve karakterizohen nga vëllimi i madh i shkarkimit dhe përqendrimi i ulët i shkarkimeve. Emetimet e gazeve të mbeturinave janë gjithashtu kryesisht të avulluara.
Këto emetime të mbetjeve të gazit mund të ndahen kryesisht në katër kategori: gaz acid, gaz alkalik, gaz organik dhe gaz toksik.
1. Gazi i mbetjeve acid-bazë:
Gazi i mbetjeve acid-bazë vjen kryesisht nga difuzioni,CVD, CMP dhe proceset e gravurës, të cilat përdorin tretësirë pastrimi acid-bazë për të pastruar vaferën.
Aktualisht, tretësi pastrues më i përdorur në procesin e prodhimit të gjysmëpërçuesve është një përzierje e peroksidit të hidrogjenit dhe acidit sulfurik.
Gazi i mbetur i gjeneruar në këto procese përfshin gazra acidë si acidi sulfurik, acidi hidrofluorik, acidi klorhidrik, acidi nitrik dhe acidi fosforik, dhe gazi alkalik është kryesisht amoniak.
2. Mbetjet organike të gazit:
Mbetjet organike të gazit vijnë kryesisht nga procese të tilla si fotolitografia, zhvillimi, gravimi dhe difuzioni. Në këto procese, tretësira organike (si alkooli izopropil) përdoret për të pastruar sipërfaqen e vaferës, dhe gazi i mbetur i krijuar nga avullimi është një nga burimet e gazit të mbetur organik;
Në të njëjtën kohë, fotorezisti (fotorezisti) i përdorur në procesin e fotolitografisë dhe gravurës përmban tretës organikë të avullueshëm, si butil acetat, i cili avullohet në atmosferë gjatë procesit të përpunimit të vaferës, i cili është një burim tjetër i gazit të mbeturinave organike.
3. Gazi i mbetjeve toksike:
Mbetjet e gazit toksik kryesisht vijnë nga procese të tilla si epitaksi kristal, gravurja e thatë dhe CVD. Në këto procese, për përpunimin e vaferit përdoren një sërë gazrash specialë me pastërti të lartë, si silici (SiHj), fosfori (PH3), tetrakloridi i karbonit (CFJ), borani, trioksidi i borit, etj. Disa gazra të veçantë janë toksikë, asfiksuese dhe gërryese.
Në të njëjtën kohë, në procesin e gdhendjes së thatë dhe pastrimit pas depozitimit të avullit kimik në prodhimin e gjysmëpërçuesve, kërkohet një sasi e madhe e gazit oksid të plotë (PFCS), si NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6, etj. Këto komponime të perfluorinuara kanë thithje të fortë në rajonin e dritës infra të kuqe dhe qëndrojnë në atmosferë për një kohë të gjatë. Ato konsiderohen përgjithësisht si burimi kryesor i efektit të serrës globale.
4. Gazi i mbeturinave të procesit të paketimit:
Krahasuar me procesin e prodhimit të gjysmëpërçuesve, gazi i mbetur i gjeneruar nga procesi i paketimit gjysmëpërçues është relativisht i thjeshtë, kryesisht gaz acid, rrëshirë epoksi dhe pluhur.
Mbetjet e gazit acid gjenerohen kryesisht në procese të tilla si pllakëza;
Gazi i mbeturinave të pjekjes krijohet në procesin e pjekjes pas ngjitjes dhe mbylljes së produktit;
Makina e prerjes në kube gjeneron mbetje të gazit që përmban gjurmë pluhuri silikoni gjatë procesit të prerjes së vaferës.
Problemet e ndotjes së mjedisit
Për problemet e ndotjes së mjedisit në industrinë e gjysmëpërçuesve, problemet kryesore që duhen zgjidhur janë:
· Emetimet në shkallë të gjerë të ndotësve të ajrit dhe përbërjeve organike të avullueshme (VOCs) në procesin e fotolitografisë;
· Emetimi i komponimeve të perfluorinuara (PFCS) në proceset e gravimit të plazmës dhe depozitimit kimik të avullit;
· Konsumi në shkallë të gjerë i energjisë dhe ujit në prodhim dhe mbrojtjen e sigurisë së punëtorëve;
· Riciklimi dhe monitorimi i ndotjes së nënprodukteve;
· Probleme të përdorimit të kimikateve të rrezikshme në proceset e paketimit.
Prodhim i pastër
Teknologjia e prodhimit të pastër të pajisjes gjysmëpërçuese mund të përmirësohet nga aspektet e lëndëve të para, proceseve dhe kontrollit të procesit.
Përmirësimi i lëndëve të para dhe energjisë
Së pari, pastërtia e materialeve duhet të kontrollohet rreptësisht për të reduktuar futjen e papastërtive dhe grimcave.
Së dyti, duhet të kryhen teste të ndryshme të temperaturës, zbulimit të rrjedhjeve, dridhjeve, goditjes elektrike me tension të lartë dhe testeve të tjera në komponentët e hyrjes ose produktet gjysëm të gatshme përpara se të vihen në prodhim.
Përveç kësaj, pastërtia e materialeve ndihmëse duhet të kontrollohet rreptësisht. Ka relativisht shumë teknologji që mund të përdoren për prodhimin e pastër të energjisë.
Optimizoni procesin e prodhimit
Vetë industria e gjysmëpërçuesve përpiqet të zvogëlojë ndikimin e saj në mjedis përmes përmirësimeve të teknologjisë së procesit.
Për shembull, në vitet 1970, tretësit organikë u përdorën kryesisht për të pastruar vaferat në teknologjinë e pastrimit të qarkut të integruar. Në vitet 1980, solucionet acide dhe alkaline si acidi sulfurik u përdorën për të pastruar vaferat. Deri në vitet 1990, u zhvillua teknologjia e pastrimit të oksigjenit të plazmës.
Për sa i përket paketimit, shumica e kompanive përdorin aktualisht teknologjinë e elektrikimit, e cila do të shkaktojë ndotje të mjedisit me metale të rënda.
Megjithatë, fabrikat e paketimit në Shangai nuk përdorin më teknologjinë e elektrikimit, kështu që nuk ka ndikim të metaleve të rënda në mjedis. Mund të konstatohet se industria e gjysmëpërçuesve po zvogëlon gradualisht ndikimin e saj në mjedis përmes përmirësimeve të procesit dhe zëvendësimit të kimikateve në procesin e vet të zhvillimit, i cili gjithashtu ndjek trendin aktual të zhvillimit global të procesit të avokimit dhe dizajnit të produktit bazuar në mjedis.
Aktualisht, po kryhen më shumë përmirësime të procesit lokal, duke përfshirë:
·Zëvendësimi dhe zvogëlimi i gazit PFCS gjithë-amonium, si p.sh. përdorimi i gazit PFCs me efekt serë të ulët për të zëvendësuar gazin me efekt të lartë serë, si p.sh. përmirësimi i rrjedhës së procesit dhe reduktimi i sasisë së gazit PFCS të përdorur në proces;
·Përmirësimi i pastrimit me shumë vaferë në pastrim me një vaferë për të reduktuar sasinë e agjentëve kimikë të pastrimit të përdorur në procesin e pastrimit.
·Kontroll i rreptë i procesit:
a. Realizimi i automatizimit të procesit të prodhimit, i cili mund të realizojë përpunimin e saktë dhe prodhimin e grupeve, dhe të zvogëlojë shkallën e lartë të gabimit të funksionimit manual;
b. Faktorët mjedisorë të procesit ultra të pastër, rreth 5% ose më pak e humbjes së rendimentit shkaktohet nga njerëzit dhe mjedisi. Faktorët mjedisorë të procesit ultra të pastër përfshijnë kryesisht pastërtinë e ajrit, ujin me pastërti të lartë, ajrin e kompresuar, CO2, N2, temperaturën, lagështinë, etj. Niveli i pastërtisë së një punishteje të pastër matet shpesh me numrin maksimal të grimcave të lejuara për njësi vëllimi ajri, domethënë përqendrimi i numrit të grimcave;
c. Forconi zbulimin dhe zgjidhni pikat kryesore të përshtatshme për zbulimin në stacionet e punës me sasi të mëdha mbetjesh gjatë procesit të prodhimit.
Mirësevini çdo klient nga e gjithë bota për të na vizituar për një diskutim të mëtejshëm!
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
Koha e postimit: Gusht-13-2024