సెమీకండక్టర్ తయారీ పరిశ్రమలో కాలుష్య మూలాలు మరియు నివారణ

సెమీకండక్టర్ పరికరం ఉత్పత్తిలో ప్రధానంగా వివిక్త పరికరాలు, ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లు మరియు వాటి ప్యాకేజింగ్ ప్రక్రియలు ఉంటాయి.
సెమీకండక్టర్ ఉత్పత్తిని మూడు దశలుగా విభజించవచ్చు: ఉత్పత్తి శరీర పదార్థాల ఉత్పత్తి, ఉత్పత్తిపొరతయారీ మరియు పరికర అసెంబ్లీ. వాటిలో, అత్యంత తీవ్రమైన కాలుష్యం ఉత్పత్తి పొర తయారీ దశ.
కాలుష్య కారకాలు ప్రధానంగా మురుగునీరు, వ్యర్థ వాయువు మరియు ఘన వ్యర్థాలుగా విభజించబడ్డాయి.

చిప్ తయారీ ప్రక్రియ:

సిలికాన్ పొరబాహ్య గ్రౌండింగ్ తర్వాత - శుభ్రపరచడం - ఆక్సీకరణం - ఏకరీతి నిరోధకం - ఫోటోలిథోగ్రఫీ - అభివృద్ధి - ఎచింగ్ - వ్యాప్తి, అయాన్ ఇంప్లాంటేషన్ - రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ - రసాయన యాంత్రిక పాలిషింగ్ - మెటలైజేషన్ మొదలైనవి.

 

మురుగు నీరు

సెమీకండక్టర్ తయారీ మరియు ప్యాకేజింగ్ పరీక్ష యొక్క ప్రతి ప్రక్రియ దశలో పెద్ద మొత్తంలో మురుగునీరు ఉత్పత్తి అవుతుంది, ప్రధానంగా యాసిడ్-బేస్ మురుగునీరు, అమ్మోనియా-కలిగిన మురుగునీరు మరియు సేంద్రీయ వ్యర్థ జలాలు.

 

1. ఫ్లోరిన్-కలిగిన మురుగు నీరు:

హైడ్రోఫ్లోరిక్ ఆమ్లం దాని ఆక్సీకరణ మరియు తినివేయు లక్షణాల కారణంగా ఆక్సీకరణ మరియు ఎచింగ్ ప్రక్రియలలో ఉపయోగించే ప్రధాన ద్రావకం అవుతుంది. ప్రక్రియలో ఫ్లోరిన్-కలిగిన మురుగునీరు ప్రధానంగా చిప్ తయారీ ప్రక్రియలో వ్యాప్తి ప్రక్రియ మరియు రసాయన మెకానికల్ పాలిషింగ్ ప్రక్రియ నుండి వస్తుంది. సిలికాన్ పొరలు మరియు సంబంధిత పాత్రల శుభ్రపరిచే ప్రక్రియలో, హైడ్రోక్లోరిక్ యాసిడ్ కూడా చాలాసార్లు ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ ప్రక్రియలన్నీ అంకితమైన ఎచింగ్ ట్యాంకులు లేదా శుభ్రపరిచే పరికరాలలో పూర్తవుతాయి, కాబట్టి ఫ్లోరిన్-కలిగిన మురుగునీటిని స్వతంత్రంగా విడుదల చేయవచ్చు. ఏకాగ్రత ప్రకారం, ఇది అధిక సాంద్రత కలిగిన ఫ్లోరిన్-కలిగిన మురుగునీరు మరియు తక్కువ సాంద్రత కలిగిన అమ్మోనియా-కలిగిన మురుగునీరుగా విభజించబడింది. సాధారణంగా, అధిక సాంద్రత కలిగిన అమ్మోనియా-కలిగిన మురుగునీటి సాంద్రత 100-1200 mg/Lకి చేరుకుంటుంది. చాలా కంపెనీలు అధిక నీటి నాణ్యత అవసరం లేని ప్రక్రియల కోసం మురుగునీటి యొక్క ఈ భాగాన్ని రీసైకిల్ చేస్తాయి.

2. యాసిడ్-బేస్ మురుగు నీరు:

ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ తయారీ ప్రక్రియలో దాదాపు ప్రతి ప్రక్రియకు చిప్‌ను శుభ్రం చేయడం అవసరం. ప్రస్తుతం, ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ తయారీ ప్రక్రియలో సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ మరియు హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ సాధారణంగా ఉపయోగించే శుభ్రపరిచే ద్రవాలు. అదే సమయంలో, నైట్రిక్ యాసిడ్, హైడ్రోక్లోరిక్ యాసిడ్ మరియు అమ్మోనియా వాటర్ వంటి యాసిడ్-బేస్ రియాజెంట్లను కూడా ఉపయోగిస్తారు.
తయారీ ప్రక్రియ యొక్క యాసిడ్-బేస్ మురుగునీరు ప్రధానంగా చిప్ తయారీ ప్రక్రియలో శుభ్రపరిచే ప్రక్రియ నుండి వస్తుంది. ప్యాకేజింగ్ ప్రక్రియలో, ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ మరియు రసాయన విశ్లేషణ సమయంలో చిప్ యాసిడ్-బేస్ ద్రావణంతో చికిత్స చేయబడుతుంది. చికిత్స తర్వాత, యాసిడ్-బేస్ వాషింగ్ మురుగునీటిని ఉత్పత్తి చేయడానికి స్వచ్ఛమైన నీటితో కడగడం అవసరం. అదనంగా, సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ మరియు హైడ్రోక్లోరిక్ యాసిడ్ వంటి యాసిడ్-బేస్ రియాజెంట్‌లు యాసిడ్-బేస్ రీజెనరేషన్ మురుగునీటిని ఉత్పత్తి చేయడానికి అయాన్ మరియు కేషన్ రెసిన్‌లను పునరుత్పత్తి చేయడానికి స్వచ్ఛమైన నీటి స్టేషన్‌లో కూడా ఉపయోగించబడతాయి. యాసిడ్-బేస్ వేస్ట్ గ్యాస్ వాషింగ్ ప్రక్రియలో వాషింగ్ టెయిల్ వాటర్ కూడా ఉత్పత్తి అవుతుంది. ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ తయారీ కంపెనీలలో, యాసిడ్-బేస్ మురుగునీటి పరిమాణం ముఖ్యంగా పెద్దది.

3. సేంద్రీయ మురుగు నీరు:

వివిధ ఉత్పత్తి ప్రక్రియల కారణంగా, సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమలో ఉపయోగించే సేంద్రీయ ద్రావకాల పరిమాణం చాలా భిన్నంగా ఉంటుంది. అయినప్పటికీ, క్లీనింగ్ ఏజెంట్లుగా, సేంద్రీయ ద్రావకాలు ఇప్పటికీ తయారీ ప్యాకేజింగ్ యొక్క వివిధ లింక్‌లలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. కొన్ని ద్రావకాలు సేంద్రీయ మురుగునీటి ఉత్సర్గగా మారతాయి.

4. ఇతర మురుగు నీరు:

సెమీకండక్టర్ ఉత్పత్తి ప్రక్రియ యొక్క ఎచింగ్ ప్రక్రియ పెద్ద మొత్తంలో అమ్మోనియా, ఫ్లోరిన్ మరియు అధిక-స్వచ్ఛత కలిగిన నీటిని నిర్మూలన కోసం ఉపయోగిస్తుంది, తద్వారా అధిక సాంద్రత కలిగిన అమ్మోనియా-కలిగిన మురుగునీటి ఉత్సర్గను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
సెమీకండక్టర్ ప్యాకేజింగ్ ప్రక్రియలో ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ ప్రక్రియ అవసరం. ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ తర్వాత చిప్ శుభ్రం చేయాలి మరియు ఈ ప్రక్రియలో ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ క్లీనింగ్ మురుగునీరు ఉత్పత్తి అవుతుంది. ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్‌లో కొన్ని లోహాలు ఉపయోగించబడుతున్నందున, లెడ్, టిన్, డిస్క్, జింక్, అల్యూమినియం మొదలైన ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ క్లీనింగ్ మురుగునీటిలో మెటల్ అయాన్ ఉద్గారాలు ఉంటాయి.

 

వ్యర్థ వాయువు

సెమీకండక్టర్ ప్రక్రియ ఆపరేటింగ్ గది యొక్క పరిశుభ్రత కోసం చాలా ఎక్కువ అవసరాలు కలిగి ఉన్నందున, ప్రక్రియ సమయంలో అస్థిరమైన వివిధ రకాల వ్యర్థ వాయువులను వెలికితీసేందుకు సాధారణంగా అభిమానులు ఉపయోగిస్తారు. అందువల్ల, సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమలో వ్యర్థ వాయువు ఉద్గారాలు పెద్ద ఎగ్జాస్ట్ వాల్యూమ్ మరియు తక్కువ ఉద్గార సాంద్రతతో వర్గీకరించబడతాయి. వ్యర్థ వాయువు ఉద్గారాలు కూడా ప్రధానంగా అస్థిరత చెందుతాయి.
ఈ వ్యర్థ వాయువు ఉద్గారాలను ప్రధానంగా నాలుగు వర్గాలుగా విభజించవచ్చు: ఆమ్ల వాయువు, ఆల్కలీన్ వాయువు, సేంద్రీయ వ్యర్థ వాయువు మరియు విష వాయువు.

1. యాసిడ్-బేస్ వ్యర్థ వాయువు:

యాసిడ్-బేస్ వ్యర్థ వాయువు ప్రధానంగా వ్యాప్తి నుండి వస్తుంది,CVD, CMP మరియు ఎచింగ్ ప్రక్రియలు, ఇవి పొరను శుభ్రం చేయడానికి యాసిడ్-బేస్ క్లీనింగ్ సొల్యూషన్‌ను ఉపయోగిస్తాయి.
ప్రస్తుతం, సెమీకండక్టర్ తయారీ ప్రక్రియలో సాధారణంగా ఉపయోగించే శుభ్రపరిచే ద్రావకం హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ మరియు సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ మిశ్రమం.
ఈ ప్రక్రియలలో ఉత్పన్నమయ్యే వ్యర్థ వాయువులో సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం, హైడ్రోఫ్లోరిక్ ఆమ్లం, హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం, నైట్రిక్ ఆమ్లం మరియు ఫాస్పోరిక్ ఆమ్లం వంటి ఆమ్ల వాయువులు ఉంటాయి మరియు ఆల్కలీన్ వాయువు ప్రధానంగా అమ్మోనియా.

2. సేంద్రీయ వ్యర్థ వాయువు:

సేంద్రీయ వ్యర్థ వాయువు ప్రధానంగా ఫోటోలిథోగ్రఫీ, డెవలప్‌మెంట్, ఎచింగ్ మరియు డిఫ్యూజన్ వంటి ప్రక్రియల నుండి వస్తుంది. ఈ ప్రక్రియలలో, సేంద్రీయ ద్రావణం (ఐసోప్రొపైల్ ఆల్కహాల్ వంటివి) పొర యొక్క ఉపరితలం శుభ్రం చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది మరియు అస్థిరత ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే వ్యర్థ వాయువు సేంద్రీయ వ్యర్థ వాయువు యొక్క మూలాలలో ఒకటి;
అదే సమయంలో, ఫోటోలిథోగ్రఫీ మరియు ఎచింగ్ ప్రక్రియలో ఉపయోగించే ఫోటోరేసిస్ట్ (ఫోటోరేసిస్ట్) బ్యూటైల్ అసిటేట్ వంటి అస్థిర కర్బన ద్రావకాలను కలిగి ఉంటుంది, ఇది పొర ప్రాసెసింగ్ ప్రక్రియలో వాతావరణంలోకి అస్థిరమవుతుంది, ఇది సేంద్రీయ వ్యర్థ వాయువు యొక్క మరొక మూలం.

3. విషపూరిత వ్యర్థ వాయువు:

విషపూరిత వ్యర్థ వాయువు ప్రధానంగా క్రిస్టల్ ఎపిటాక్సీ, డ్రై ఎచింగ్ మరియు CVD వంటి ప్రక్రియల నుండి వస్తుంది. ఈ ప్రక్రియలలో, సిలికాన్ (SiHj), ఫాస్పరస్ (PH3), కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ (CFJ), బోరేన్, బోరాన్ ట్రైయాక్సైడ్ మొదలైన అనేక రకాల అధిక-స్వచ్ఛత ప్రత్యేక వాయువులను పొరను ప్రాసెస్ చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. కొన్ని ప్రత్యేక వాయువులు విషపూరితమైనవి, ఉక్కిరిబిక్కిరి మరియు తినివేయు.
అదే సమయంలో, సెమీకండక్టర్ తయారీలో రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ తర్వాత డ్రై ఎచింగ్ మరియు క్లీనింగ్ ప్రక్రియలో, NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6 వంటి పెద్ద మొత్తంలో పూర్తి ఆక్సైడ్ (PFCS) వాయువు అవసరం. ఈ పెర్ఫ్లోరినేటెడ్ సమ్మేళనాలు పరారుణ కాంతి ప్రాంతంలో బలమైన శోషణను కలిగి ఉంటాయి మరియు వాతావరణంలో చాలా కాలం పాటు ఉంటాయి. అవి సాధారణంగా గ్లోబల్ గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావానికి ప్రధాన మూలంగా పరిగణించబడతాయి.

4. ప్యాకేజింగ్ ప్రక్రియ వ్యర్థ వాయువు:

సెమీకండక్టర్ తయారీ ప్రక్రియతో పోలిస్తే, సెమీకండక్టర్ ప్యాకేజింగ్ ప్రక్రియ ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే వ్యర్థ వాయువు సాపేక్షంగా సులభం, ప్రధానంగా ఆమ్ల వాయువు, ఎపాక్సి రెసిన్ మరియు ధూళి.
ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ వంటి ప్రక్రియల్లో ఆమ్ల వ్యర్థ వాయువు ప్రధానంగా ఉత్పత్తి అవుతుంది;
బేకింగ్ వ్యర్థ వాయువు ఉత్పత్తి అతికించడం మరియు సీలింగ్ తర్వాత బేకింగ్ ప్రక్రియలో ఉత్పత్తి అవుతుంది;
డైసింగ్ మెషిన్ పొర కట్టింగ్ ప్రక్రియలో ట్రేస్ సిలికాన్ డస్ట్‌తో కూడిన వ్యర్థ వాయువును ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

 

పర్యావరణ కాలుష్య సమస్యలు

సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమలో పర్యావరణ కాలుష్య సమస్యలకు, పరిష్కరించాల్సిన ప్రధాన సమస్యలు:
· ఫోటోలిథోగ్రఫీ ప్రక్రియలో వాయు కాలుష్య కారకాలు మరియు అస్థిర కర్బన సమ్మేళనాలు (VOCలు) పెద్ద ఎత్తున విడుదల చేయడం;
ప్లాస్మా ఎచింగ్ మరియు రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ ప్రక్రియలలో పెర్ఫ్లోరినేటెడ్ సమ్మేళనాల (PFCS) ఉద్గారం;
· ఉత్పత్తి మరియు కార్మికుల భద్రత రక్షణలో శక్తి మరియు నీటి పెద్ద ఎత్తున వినియోగం;
· ఉప ఉత్పత్తుల రీసైక్లింగ్ మరియు కాలుష్య పర్యవేక్షణ;
· ప్యాకేజింగ్ ప్రక్రియలలో ప్రమాదకర రసాయనాలను ఉపయోగించడం వల్ల సమస్యలు.

 

శుభ్రమైన ఉత్పత్తి

సెమీకండక్టర్ పరికరం శుభ్రమైన ఉత్పత్తి సాంకేతికతను ముడి పదార్థాలు, ప్రక్రియలు మరియు ప్రక్రియ నియంత్రణ వంటి అంశాల నుండి మెరుగుపరచవచ్చు.

 

ముడి పదార్థాలు మరియు శక్తిని మెరుగుపరచడం

మొదట, మలినాలను మరియు కణాలను ప్రవేశపెట్టడాన్ని తగ్గించడానికి పదార్థాల స్వచ్ఛతను ఖచ్చితంగా నియంత్రించాలి.
రెండవది, ఇన్‌కమింగ్ కాంపోనెంట్‌లు లేదా సెమీ-ఫినిష్డ్ ప్రొడక్ట్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి ముందు వాటిపై వివిధ ఉష్ణోగ్రత, లీక్ డిటెక్షన్, వైబ్రేషన్, హై-వోల్టేజ్ ఎలక్ట్రిక్ షాక్ మరియు ఇతర పరీక్షలు నిర్వహించాలి.
అదనంగా, సహాయక పదార్థాల స్వచ్ఛతను ఖచ్చితంగా నియంత్రించాలి. శక్తి యొక్క స్వచ్ఛమైన ఉత్పత్తికి సాపేక్షంగా అనేక సాంకేతికతలు ఉపయోగించబడతాయి.

 

ఉత్పత్తి ప్రక్రియను ఆప్టిమైజ్ చేయండి

సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ స్వయంగా ప్రాసెస్ టెక్నాలజీ మెరుగుదలల ద్వారా పర్యావరణంపై దాని ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి ప్రయత్నిస్తుంది.
ఉదాహరణకు, 1970లలో, ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ క్లీనింగ్ టెక్నాలజీలో పొరలను శుభ్రం చేయడానికి ఆర్గానిక్ ద్రావకాలు ప్రధానంగా ఉపయోగించబడ్డాయి. 1980లలో, సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ వంటి యాసిడ్ మరియు క్షార ద్రావణాలను పొరలను శుభ్రం చేయడానికి ఉపయోగించారు. 1990ల వరకు, ప్లాస్మా ఆక్సిజన్ క్లీనింగ్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధి చేయబడింది.
ప్యాకేజింగ్ పరంగా, చాలా కంపెనీలు ప్రస్తుతం ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ టెక్నాలజీని ఉపయోగిస్తున్నాయి, ఇది పర్యావరణానికి హెవీ మెటల్ కాలుష్యాన్ని కలిగిస్తుంది.
అయితే, షాంఘైలోని ప్యాకేజింగ్ ప్లాంట్లు ఇకపై ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించవు, కాబట్టి పర్యావరణంపై భారీ లోహాల ప్రభావం ఉండదు. సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ దాని స్వంత అభివృద్ధి ప్రక్రియలో ప్రక్రియ మెరుగుదలలు మరియు రసాయన ప్రత్యామ్నాయం ద్వారా పర్యావరణంపై దాని ప్రభావాన్ని క్రమంగా తగ్గిస్తున్నట్లు కనుగొనవచ్చు, ఇది పర్యావరణం ఆధారంగా ప్రక్రియ మరియు ఉత్పత్తి రూపకల్పనను సమర్థించే ప్రస్తుత ప్రపంచ అభివృద్ధి ధోరణిని కూడా అనుసరిస్తుంది.

 

ప్రస్తుతం, మరిన్ని స్థానిక ప్రక్రియ మెరుగుదలలు నిర్వహించబడుతున్నాయి, వీటిలో:

ప్రక్రియ ప్రవాహాన్ని మెరుగుపరచడం మరియు ప్రక్రియలో ఉపయోగించే PFCS వాయువు మొత్తాన్ని తగ్గించడం వంటి అధిక గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావంతో గ్యాస్‌ను భర్తీ చేయడానికి తక్కువ గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావంతో PFCల వాయువును ఉపయోగించడం వంటి ఆల్-అమ్మోనియం PFCS గ్యాస్‌ను భర్తీ చేయడం మరియు తగ్గించడం;
శుభ్రపరిచే ప్రక్రియలో ఉపయోగించే రసాయన క్లీనింగ్ ఏజెంట్ల మొత్తాన్ని తగ్గించడానికి బహుళ-వేఫర్ క్లీనింగ్‌ను సింగిల్-వేఫర్ క్లీనింగ్‌గా మెరుగుపరచడం.
· కఠినమైన ప్రక్రియ నియంత్రణ:
a. తయారీ ప్రక్రియ యొక్క ఆటోమేషన్‌ను గ్రహించండి, ఇది ఖచ్చితమైన ప్రాసెసింగ్ మరియు బ్యాచ్ ఉత్పత్తిని గ్రహించగలదు మరియు మాన్యువల్ ఆపరేషన్ యొక్క అధిక లోపం రేటును తగ్గిస్తుంది;
బి. అల్ట్రా-క్లీన్ ప్రాసెస్ పర్యావరణ కారకాలు, సుమారు 5% లేదా అంతకంటే తక్కువ దిగుబడి నష్టం ప్రజలు మరియు పర్యావరణం వల్ల కలుగుతుంది. అల్ట్రా-క్లీన్ ప్రాసెస్ పర్యావరణ కారకాలు ప్రధానంగా గాలి శుభ్రత, అధిక-స్వచ్ఛత నీరు, సంపీడన వాయువు, CO2, N2, ఉష్ణోగ్రత, తేమ మొదలైనవి. క్లీన్ వర్క్‌షాప్ యొక్క పరిశుభ్రత స్థాయి తరచుగా యూనిట్ వాల్యూమ్‌కు అనుమతించబడిన గరిష్ట కణాల సంఖ్యతో కొలుస్తారు. గాలి, అంటే, కణ గణన ఏకాగ్రత;
సి. గుర్తింపును బలోపేతం చేయండి మరియు ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో పెద్ద మొత్తంలో వ్యర్థాలు ఉన్న వర్క్‌స్టేషన్‌లలో గుర్తించడానికి తగిన కీ పాయింట్‌లను ఎంచుకోండి.

 

తదుపరి చర్చ కోసం మమ్మల్ని సందర్శించడానికి ప్రపంచం నలుమూలల నుండి ఏవైనా కస్టమర్‌లకు స్వాగతం!

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