Yarı iletken cihaz üretimi esas olarak ayrık cihazları, entegre devreleri ve bunların paketleme süreçlerini içerir.
Yarı iletken üretimi üç aşamaya ayrılabilir: ürün gövde malzemesi üretimi, ürüngofretimalat ve cihaz montajı. Bunlar arasında en ciddi kirlilik ürün gofret üretim aşamasıdır.
Kirleticiler esas olarak atık su, atık gaz ve katı atık olarak ikiye ayrılır.
Çip üretim süreci:
Silikon gofretdış taşlamadan sonra - temizleme - oksidasyon - düzgün direnç - fotolitografi - geliştirme - aşındırma - difüzyon, iyon implantasyonu - kimyasal buhar biriktirme - kimyasal mekanik parlatma - metalizasyon vb.
Atıksu
Yarı iletken üretimi ve paketleme testinin her proses adımında, esas olarak asit bazlı atık su, amonyak içeren atık su ve organik atık su olmak üzere büyük miktarda atık su üretilir.
1. Flor içeren atık su:
Hidroflorik asit, oksitleyici ve korozif özelliklerinden dolayı oksidasyon ve aşındırma işlemlerinde kullanılan ana çözücü haline gelir. Prosesteki flor içeren atık su esas olarak talaş üretim prosesindeki difüzyon prosesinden ve kimyasal mekanik parlatma prosesinden gelir. Silikon levhaların ve ilgili mutfak eşyalarının temizlenmesinde de birçok kez hidroklorik asit kullanılır. Tüm bu işlemler özel dağlama tanklarında veya temizleme ekipmanlarında tamamlanır, böylece flor içeren atık su bağımsız olarak deşarj edilebilir. Konsantrasyona göre, yüksek konsantrasyonlu flor içeren atık suya ve düşük konsantrasyonlu amonyak içeren atık suya ayrılabilir. Genel olarak yüksek konsantrasyonlu amonyak içeren atık suyun konsantrasyonu 100-1200 mg/L'ye ulaşabilir. Çoğu şirket, atık suyun bu kısmını yüksek su kalitesi gerektirmeyen prosesler için geri dönüştürmektedir.
2. Asit bazlı atık su:
Entegre devre üretim prosesindeki hemen hemen her proses çipin temizlenmesini gerektirir. Şu anda entegre devre üretim sürecinde en yaygın kullanılan temizleme sıvıları sülfürik asit ve hidrojen peroksittir. Aynı zamanda nitrik asit, hidroklorik asit ve amonyaklı su gibi asit-baz reaktifleri de kullanılmaktadır.
Üretim prosesinin asit bazlı atık suyu esas olarak talaş imalat prosesindeki temizleme prosesinden gelir. Paketleme sürecinde çip, elektrokaplama ve kimyasal analiz sırasında asit-baz çözeltisiyle işlenir. Arıtmadan sonra asit bazlı yıkama atıksuyu üretmek için saf su ile yıkanması gerekir. Ek olarak, saf su istasyonunda asit-baz rejenerasyon atık suyu üretmek üzere anyon ve katyon reçinelerini yeniden oluşturmak için sodyum hidroksit ve hidroklorik asit gibi asit-baz reaktifleri de kullanılır. Asit bazlı atık gaz yıkama prosesi sırasında yıkama kuyruk suyu da üretilmektedir. Entegre devre imalat şirketlerinde asit bazlı atık su miktarı özellikle fazladır.
3. Organik atık su:
Farklı üretim süreçleri nedeniyle yarı iletken endüstrisinde kullanılan organik çözücülerin miktarı çok farklıdır. Bununla birlikte, temizlik maddeleri olarak organik solventler, ambalaj imalatının çeşitli bağlantılarında hala yaygın olarak kullanılmaktadır. Bazı solventler organik atıksu deşarjına dönüşür.
4. Diğer atık sular:
Yarı iletken üretim prosesinin dağlama prosesi, dekontaminasyon için büyük miktarda amonyak, flor ve yüksek saflıkta su kullanacak, böylece yüksek konsantrasyonda amonyak içeren atık su deşarjı oluşacaktır.
Yarı iletken paketleme işleminde elektrokaplama işlemi gereklidir. Çipin elektrokaplamadan sonra temizlenmesi gerekiyor ve bu süreçte elektrokaplama temizleme atık suyu oluşacaktır. Elektrokaplamada bazı metaller kullanıldığından, elektrokaplama temizleme atık suyunda kurşun, kalay, disk, çinko, alüminyum vb. gibi metal iyon emisyonları olacaktır.
Atık gaz
Yarı iletken prosesin ameliyathane temizliği açısından son derece yüksek gereksinimleri olduğundan, fanlar genellikle proses sırasında buharlaşan çeşitli atık gaz türlerini uzaklaştırmak için kullanılır. Bu nedenle yarı iletken endüstrisindeki atık gaz emisyonları, büyük egzoz hacmi ve düşük emisyon konsantrasyonuyla karakterize edilir. Atık gaz emisyonları da çoğunlukla uçucudur.
Bu atık gaz emisyonları temel olarak dört kategoriye ayrılabilir: asidik gaz, alkali gaz, organik atık gaz ve zehirli gaz.
1. Asit bazlı atık gaz:
Asit bazlı atık gaz esas olarak difüzyondan gelir,CVD, CMP ve aşındırma işlemleri, levhayı temizlemek için asit bazlı temizleme solüsyonu kullanır.
Şu anda yarı iletken üretim prosesinde en yaygın kullanılan temizleme solventi, hidrojen peroksit ve sülfürik asit karışımıdır.
Bu işlemlerde üretilen atık gaz, sülfürik asit, hidroflorik asit, hidroklorik asit, nitrik asit ve fosforik asit gibi asidik gazları içerir ve alkali gaz esas olarak amonyaktır.
2. Organik atık gaz:
Organik atık gaz esas olarak fotolitografi, geliştirme, dağlama ve difüzyon gibi süreçlerden gelir. Bu işlemlerde gofretin yüzeyini temizlemek için organik çözelti (izopropil alkol gibi) kullanılmakta olup, buharlaşma sonucu oluşan atık gaz, organik atık gaz kaynaklarından biridir;
Aynı zamanda fotolitografi ve aşındırma işleminde kullanılan fotorezist (fotorezist), bir başka organik atık gaz kaynağı olan gofret işleme prosesi sırasında atmosfere uçucu hale gelen bütil asetat gibi uçucu organik çözücüler içerir.
3. Zehirli atık gaz:
Zehirli atık gaz esas olarak kristal epitaksi, kuru aşındırma ve CVD gibi işlemlerden gelir. Bu işlemlerde, gofreti işlemek için silikon (SiHj), fosfor (PH3), karbon tetraklorür (CFJ), boran, bor trioksit vb. gibi çeşitli yüksek saflıkta özel gazlar kullanılır. Bazı özel gazlar toksiktir, boğucu ve aşındırıcıdır.
Aynı zamanda, yarı iletken imalatında kimyasal buhar biriktirme sonrası kuru aşındırma ve temizleme işleminde, NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6 vb. gibi büyük miktarda tam oksit (PFCS) gazı gerekir. Bu perflorlanmış bileşikler Kızılötesi ışık bölgesinde güçlü bir emilimi vardır ve atmosferde uzun süre kalır. Genellikle küresel sera etkisinin ana kaynağı olarak kabul edilirler.
4. Paketleme işlemi atık gazı:
Yarı iletken üretim prosesi ile karşılaştırıldığında, yarı iletken paketleme prosesi tarafından üretilen atık gaz nispeten basittir; esas olarak asidik gaz, epoksi reçine ve tozdur.
Asidik atık gaz esas olarak elektrokaplama gibi işlemlerde üretilir;
Ürünün yapıştırılması ve kapatılmasından sonra pişirme işleminde pişirme atık gazı üretilir;
Doğrama makinesi, levha kesme işlemi sırasında eser miktarda silikon tozu içeren atık gaz üretir.
Çevre kirliliği sorunları
Yarı iletken endüstrisinde çevre kirliliği sorunlarına yönelik çözülmesi gereken başlıca sorunlar şunlardır:
· Fotolitografi işleminde havayı kirleten maddelerin ve uçucu organik bileşiklerin (VOC'ler) büyük ölçekli emisyonu;
· Plazma aşındırma ve kimyasal buhar biriktirme proseslerinde perflorlu bileşiklerin (PFCS) emisyonu;
· Üretimde ve işçilerin güvenliğinin korunmasında büyük ölçekli enerji ve su tüketimi;
· Yan ürünlerin geri dönüşümü ve kirliliğinin izlenmesi;
· Paketleme süreçlerinde tehlikeli kimyasalların kullanılmasından kaynaklanan sorunlar.
Temiz üretim
Yarı iletken cihaz temiz üretim teknolojisi, hammaddeler, süreçler ve süreç kontrolü açısından geliştirilebilir.
Hammadde ve enerjinin iyileştirilmesi
İlk olarak, yabancı maddelerin ve parçacıkların girişini azaltmak için malzemelerin saflığı sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir.
İkinci olarak, gelen komponentler veya yarı mamuller üzerinde üretime geçmeden önce çeşitli sıcaklık, sızıntı tespiti, titreşim, yüksek voltaj elektrik çarpması ve diğer testlerin yapılması gerekmektedir.
Ayrıca yardımcı malzemelerin saflığı da sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. Temiz enerji üretimi için kullanılabilecek nispeten fazla teknoloji vardır.
Üretim sürecini optimize edin
Yarı iletken endüstrisinin kendisi de proses teknolojisindeki gelişmeler yoluyla çevre üzerindeki etkisini azaltmaya çalışmaktadır.
Örneğin 1970'li yıllarda entegre devre temizleme teknolojisinde levhaları temizlemek için ağırlıklı olarak organik solventler kullanılıyordu. 1980'li yıllarda levhaları temizlemek için sülfürik asit gibi asit ve alkali çözeltileri kullanıldı. 1990'lı yıllara kadar plazma oksijen temizleme teknolojisi geliştirildi.
Ambalajlama konusunda çoğu firma şu anda çevreye ağır metal kirliliğine neden olacak elektrokaplama teknolojisini kullanıyor.
Ancak Şangay'daki paketleme fabrikaları artık elektrokaplama teknolojisini kullanmıyor, dolayısıyla ağır metallerin çevreye herhangi bir etkisi yok. Yarı iletken endüstrisinin kendi geliştirme sürecinde süreç iyileştirmeleri ve kimyasal ikame yoluyla çevre üzerindeki etkisini kademeli olarak azalttığı ve aynı zamanda çevreye dayalı süreç ve ürün tasarımını savunan mevcut küresel gelişme eğilimini takip ettiği görülebilir.
Şu anda aşağıdakiler de dahil olmak üzere daha fazla yerel süreç iyileştirmesi gerçekleştirilmektedir:
·Tamamen amonyum PFCS gazının değiştirilmesi ve azaltılması, örneğin düşük sera etkisine sahip PFC gazının yüksek sera etkisine sahip gazın yerine kullanılması, örneğin proses akışının iyileştirilmesi ve proseste kullanılan PFCS gazı miktarının azaltılması;
·Temizleme işleminde kullanılan kimyasal temizlik maddelerinin miktarını azaltmak için çoklu levha temizliğini tek levha temizlemeye doğru geliştirmek.
· Sıkı süreç kontrolü:
A. Hassas işleme ve toplu üretimi gerçekleştirebilen ve manuel işlemin yüksek hata oranını azaltabilen üretim sürecinin otomasyonunu gerçekleştirin;
B. Ultra temiz proseste çevresel faktörler, verim kaybının yaklaşık %5 veya daha azı insan ve çevreden kaynaklanmaktadır. Ultra temiz proses çevresel faktörleri temel olarak hava temizliği, yüksek saflıkta su, basınçlı hava, CO2, N2, sıcaklık, nem vb.'yi içerir. Temiz bir atölyenin temizlik seviyesi genellikle birim hacim başına izin verilen maksimum parçacık sayısıyla ölçülür. hava, yani parçacık sayımı konsantrasyonu;
C. Algılamayı güçlendirin ve üretim süreci sırasında büyük miktarda atık bulunan iş istasyonlarında algılama için uygun kilit noktaları seçin.
Daha fazla tartışma için dünyanın her yerinden gelen müşterilere hoş geldiniz!
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
Gönderim zamanı: Ağu-13-2024