Uzalishaji wa kifaa cha semiconductor hujumuisha vifaa visivyo na maana, saketi zilizojumuishwa na michakato yao ya ufungashaji.
Uzalishaji wa semiconductor unaweza kugawanywa katika hatua tatu: uzalishaji wa nyenzo za mwili wa bidhaa, bidhaakakiutengenezaji na ufungaji wa kifaa. Miongoni mwao, uchafuzi mbaya zaidi ni hatua ya utengenezaji wa kaki ya bidhaa.
Vichafuzi vimegawanywa hasa katika maji machafu, gesi taka na taka ngumu.
Mchakato wa utengenezaji wa chip:
Kaki ya siliconbaada ya kusaga nje - kusafisha - oxidation - kupinga sare - photolithography - maendeleo - etching - uenezaji, uwekaji wa ioni - uwekaji wa mvuke wa kemikali - polishing ya kemikali ya mitambo - metallization, nk.
Maji machafu
Kiasi kikubwa cha maji machafu huzalishwa katika kila hatua ya mchakato wa utengenezaji wa semiconductor na upimaji wa ufungaji, hasa maji machafu ya msingi wa asidi, maji machafu yaliyo na amonia na maji machafu ya kikaboni.
1. Maji machafu yaliyo na fluorini:
Asidi ya Hydrofluoric inakuwa kiyeyusho kikuu kinachotumiwa katika michakato ya oksidi na etching kutokana na sifa zake za vioksidishaji na babuzi. Maji machafu yaliyo na florini katika mchakato hasa yanatokana na mchakato wa uenezaji na mchakato wa ung'arishaji wa kimitambo wa kemikali katika mchakato wa utengenezaji wa chip. Katika mchakato wa kusafisha wa kaki za silicon na vyombo vinavyohusiana, asidi hidrokloric pia hutumiwa mara nyingi. Michakato hii yote hukamilishwa katika matangi maalum ya kuweka etching au vifaa vya kusafisha, kwa hivyo maji machafu yaliyo na fluorini yanaweza kutolewa kwa kujitegemea. Kwa mujibu wa mkusanyiko, inaweza kugawanywa katika maji machafu yaliyo na fluorini yenye mkusanyiko wa juu na maji machafu yaliyo na amonia ya chini. Kwa ujumla, mkusanyiko wa maji machafu yaliyo na amonia yenye mkusanyiko wa juu unaweza kufikia 100-1200 mg/L. Kampuni nyingi husafisha sehemu hii ya maji machafu kwa michakato ambayo haihitaji ubora wa juu wa maji.
2. Maji machafu ya msingi wa asidi:
Takriban kila mchakato katika mchakato wa utengenezaji wa mzunguko jumuishi unahitaji chip kusafishwa. Kwa sasa, asidi ya sulfuriki na peroxide ya hidrojeni ni maji ya kusafisha yanayotumiwa zaidi katika mchakato wa utengenezaji wa mzunguko jumuishi. Wakati huo huo, vitendanishi vya asidi-msingi kama vile asidi ya nitriki, asidi hidrokloriki na maji ya amonia pia hutumiwa.
Maji machafu ya msingi wa asidi ya mchakato wa utengenezaji hutoka kwa mchakato wa kusafisha katika mchakato wa utengenezaji wa chip. Katika mchakato wa ufungaji, chip inatibiwa na ufumbuzi wa asidi-msingi wakati wa electroplating na uchambuzi wa kemikali. Baada ya matibabu, inahitaji kuosha na maji safi ili kuzalisha maji machafu ya kuosha asidi-msingi. Zaidi ya hayo, vitendanishi vya msingi wa asidi kama vile hidroksidi ya sodiamu na asidi hidrokloriki pia hutumiwa katika kituo cha maji safi ili kuzalisha upya anion na resini za cation ili kuzalisha maji machafu ya kuzaliwa upya kwa msingi wa asidi. Kuosha maji ya mkia pia hutolewa wakati wa mchakato wa kuosha gesi ya taka ya asidi-msingi. Katika makampuni ya utengenezaji wa mzunguko jumuishi, kiasi cha maji machafu ya asidi-msingi ni kubwa sana.
3. Maji machafu ya kikaboni:
Kutokana na michakato mbalimbali ya uzalishaji, kiasi cha vimumunyisho vya kikaboni vinavyotumiwa katika sekta ya semiconductor ni tofauti sana. Hata hivyo, kama mawakala wa kusafisha, vimumunyisho vya kikaboni bado vinatumiwa sana katika viungo mbalimbali vya ufungaji wa viwanda. Baadhi ya vimumunyisho huwa kutokwa kwa maji machafu ya kikaboni.
4. Maji machafu mengine:
Mchakato wa etching wa mchakato wa uzalishaji wa semiconductor utatumia kiasi kikubwa cha amonia, fluorine na maji ya usafi wa juu kwa ajili ya uchafuzi, na hivyo kuzalisha utokwaji wa maji machafu ya amonia yenye mkusanyiko wa juu.
Mchakato wa electroplating unahitajika katika mchakato wa ufungaji wa semiconductor. Chip inahitaji kusafishwa baada ya electroplating, na electroplating kusafisha maji machafu yatatolewa katika mchakato huu. Kwa kuwa baadhi ya metali hutumika katika uwekaji umeme, kutakuwa na utoaji wa ioni za chuma katika maji machafu ya kusafisha umeme, kama vile risasi, bati, diski, zinki, alumini, n.k.
Gesi taka
Kwa kuwa mchakato wa semiconductor una mahitaji ya juu sana ya usafi wa chumba cha upasuaji, feni kawaida hutumiwa kutoa aina mbalimbali za gesi taka zilizovushwa wakati wa mchakato. Kwa hiyo, uzalishaji wa gesi taka katika sekta ya semiconductor ni sifa ya kiasi kikubwa cha kutolea nje na mkusanyiko wa chini wa chafu. Uzalishaji wa gesi taka pia hubadilika sana.
Uzalishaji huu wa gesi taka unaweza kugawanywa hasa katika makundi manne: gesi ya tindikali, gesi ya alkali, gesi taka ya kikaboni na gesi yenye sumu.
1. Gesi ya taka-asidi:
Gesi ya taka-asidi hasa hutoka kwa uenezaji,CVD, CMP na michakato ya etching, ambayo hutumia suluhisho la kusafisha asidi-msingi kusafisha kaki.
Kwa sasa, kutengenezea kwa kawaida kutumika kwa kusafisha katika mchakato wa utengenezaji wa semiconductor ni mchanganyiko wa peroxide ya hidrojeni na asidi ya sulfuriki.
Gesi taka inayozalishwa katika michakato hii inajumuisha gesi za asidi kama vile asidi ya sulfuriki, asidi hidrofloriki, asidi hidrokloriki, asidi ya nitriki na asidi ya fosforasi, na gesi ya alkali ni amonia.
2. Gesi ya taka kikaboni:
Gesi ya taka kikaboni hutoka kwa michakato kama vile upigaji picha, ukuzaji, uchongaji na uenezaji. Katika michakato hii, ufumbuzi wa kikaboni (kama vile pombe ya isopropyl) hutumiwa kusafisha uso wa kaki, na gesi ya taka inayotokana na tete ni mojawapo ya vyanzo vya gesi ya taka ya kikaboni;
Wakati huo huo, mpiga picha (photoresist) inayotumiwa katika mchakato wa kupiga picha na etching ina vimumunyisho vya kikaboni tete, kama vile acetate ya butyl, ambayo hubadilika kwenye anga wakati wa mchakato wa usindikaji wa kaki, ambayo ni chanzo kingine cha gesi ya taka ya kikaboni.
3. Gesi taka yenye sumu:
Gesi ya taka yenye sumu hutoka kwa michakato kama vile epitaksi ya kioo, etching kavu na CVD. Katika michakato hii, aina mbalimbali za gesi zenye usafi wa hali ya juu hutumiwa kusindika kaki, kama vile silicon (SiHj), fosforasi (PH3), tetrakloridi kaboni (CFJ), borane, trioksidi boroni, n.k. Baadhi ya gesi maalum ni sumu; kupumua na kutu.
Wakati huo huo, katika mchakato wa kukausha na kusafisha baada ya uwekaji wa mvuke wa kemikali katika utengenezaji wa semicondukta, kiasi kikubwa cha gesi ya oksidi kamili (PFCS) inahitajika, kama vile NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6, n.k. Michanganyiko hii ya perfluorinated. kuwa na kunyonya kwa nguvu katika eneo la mwanga wa infrared na kukaa katika anga kwa muda mrefu. Kwa ujumla wao huchukuliwa kuwa chanzo kikuu cha athari ya chafu duniani.
4. Mchakato wa ufungaji wa gesi taka:
Ikilinganishwa na mchakato wa utengenezaji wa semiconductor, gesi taka inayozalishwa na mchakato wa ufungaji wa semiconductor ni rahisi, hasa gesi ya asidi, resin epoxy na vumbi.
Gesi ya taka yenye tindikali huzalishwa hasa katika michakato kama vile utandazaji umeme;
Gesi ya taka ya kuoka huzalishwa katika mchakato wa kuoka baada ya kuweka bidhaa na kuziba;
Mashine ya kuweka dicing hutoa gesi taka iliyo na vumbi la silicon wakati wa mchakato wa kukata kaki.
Matatizo ya uchafuzi wa mazingira
Kwa shida za uchafuzi wa mazingira katika tasnia ya semiconductor, shida kuu zinazohitaji kutatuliwa ni:
· Utoaji mkubwa wa uchafuzi wa hewa na misombo ya kikaboni tete (VOCs) katika mchakato wa kupiga picha;
· Utoaji wa misombo ya perfluorinated (PFCS) katika etching ya plasma na michakato ya uwekaji wa mvuke wa kemikali;
· Matumizi makubwa ya nishati na maji katika uzalishaji na ulinzi wa usalama wa wafanyakazi;
· Usafishaji na ufuatiliaji wa uchafuzi wa bidhaa za ziada;
· Matatizo ya kutumia kemikali hatari katika michakato ya ufungashaji.
Uzalishaji safi
Teknolojia ya uzalishaji safi ya kifaa cha semicondukta inaweza kuboreshwa kutoka kwa vipengele vya malighafi, michakato na udhibiti wa mchakato.
Kuboresha malighafi na nishati
Kwanza, usafi wa vifaa unapaswa kudhibitiwa madhubuti ili kupunguza kuanzishwa kwa uchafu na chembe.
Pili, halijoto mbalimbali, ugunduzi wa uvujaji, mtetemo, mshtuko wa umeme wa voltage ya juu na vipimo vingine vinapaswa kufanywa kwa vifaa vinavyoingia au bidhaa zilizokamilishwa kabla ya kuwekwa kwenye uzalishaji.
Kwa kuongeza, usafi wa vifaa vya msaidizi unapaswa kudhibitiwa madhubuti. Kuna teknolojia nyingi ambazo zinaweza kutumika kwa uzalishaji safi wa nishati.
Kuboresha mchakato wa uzalishaji
Sekta ya semiconductor yenyewe inajitahidi kupunguza athari zake kwa mazingira kupitia uboreshaji wa teknolojia ya mchakato.
Kwa mfano, katika miaka ya 1970, vimumunyisho vya kikaboni vilitumiwa hasa kusafisha kaki katika teknolojia jumuishi ya kusafisha mzunguko. Katika miaka ya 1980, miyeyusho ya asidi na alkali kama vile asidi ya salfa ilitumika kusafisha kaki. Hadi miaka ya 1990, teknolojia ya kusafisha oksijeni ya plasma ilitengenezwa.
Kwa upande wa ufungaji, makampuni mengi kwa sasa yanatumia teknolojia ya electroplating, ambayo itasababisha uchafuzi wa metali nzito kwa mazingira.
Hata hivyo, mitambo ya kufungasha huko Shanghai haitumii tena teknolojia ya upakoji umeme, kwa hivyo hakuna athari ya metali nzito kwenye mazingira. Inaweza kugunduliwa kuwa tasnia ya semiconductor inapunguza athari zake kwa mazingira hatua kwa hatua kupitia uboreshaji wa mchakato na uingizwaji wa kemikali katika mchakato wake wa maendeleo, ambayo pia inafuata mwelekeo wa sasa wa maendeleo ya ulimwengu wa kutetea mchakato na muundo wa bidhaa kulingana na mazingira.
Kwa sasa, uboreshaji zaidi wa mchakato wa ndani unafanywa, ikiwa ni pamoja na:
· Ubadilishaji na upunguzaji wa gesi ya PFCS ya amonia yote, kama vile kutumia gesi ya PFCs yenye athari ya chini ya chafu kuchukua nafasi ya gesi na athari ya juu ya chafu, kama vile kuboresha mtiririko wa mchakato na kupunguza kiasi cha gesi ya PFCS inayotumika katika mchakato;
·Kuboresha usafishaji wa kaki nyingi hadi usafishaji wa kaki moja ili kupunguza kiwango cha mawakala wa kusafisha kemikali zinazotumika katika mchakato wa kusafisha.
· Udhibiti mkali wa mchakato:
a. Kutambua otomatiki ya mchakato wa utengenezaji, ambayo inaweza kutambua usindikaji sahihi na uzalishaji wa kundi, na kupunguza kiwango cha juu cha makosa ya uendeshaji wa mwongozo;
b. Mambo ya mazingira ya mchakato safi zaidi, karibu 5% au chini ya upotezaji wa mavuno husababishwa na watu na mazingira. Vipengele vya mazingira ya mchakato wa usafi zaidi ni pamoja na usafi wa hewa, maji safi zaidi, hewa iliyobanwa, CO2, N2, halijoto, unyevunyevu, n.k. Kiwango cha usafi wa warsha safi mara nyingi hupimwa kwa idadi ya juu zaidi ya chembe zinazoruhusiwa kwa kila kitengo cha hewa, yaani, mkusanyiko wa hesabu ya chembe;
c. Imarisha ugunduzi, na uchague pointi muhimu zinazofaa za kugunduliwa kwenye vituo vya kazi vilivyo na kiasi kikubwa cha taka wakati wa mchakato wa uzalishaji.
Karibu wateja wowote kutoka duniani kote kututembelea kwa majadiliano zaidi!
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
Muda wa kutuma: Aug-13-2024