Yarımkeçirici cihazların istehsalı əsasən diskret cihazları, inteqral sxemləri və onların qablaşdırma proseslərini əhatə edir.
Yarımkeçirici istehsalı üç mərhələyə bölmək olar: məhsul gövdəsi materialının istehsalı, məhsulvafliistehsal və cihaz yığımı. Bunlar arasında ən ciddi çirklənmə məhsul lövhəsi istehsal mərhələsidir.
Çirkləndiricilər əsasən çirkab suları, tullantı qazları və bərk tullantılara bölünür.
Çip istehsal prosesi:
Silikon lövhəxarici üyütmədən sonra - təmizləmə - oksidləşmə - vahid müqavimət - fotolitoqrafiya - inkişaf - aşındırma - diffuziya, ion implantasiyası - kimyəvi buxar çökməsi - kimyəvi mexaniki cilalama - metallaşma və s.
Çirkab suları
Yarımkeçirici istehsalı və qablaşdırma sınaqlarının hər bir proses mərhələsində çoxlu miqdarda çirkab suları, əsasən turşu əsaslı çirkab suları, ammonyak tərkibli çirkab suları və üzvi çirkab suları əmələ gəlir.
1. Flüor tərkibli çirkab suları:
Hidroflüor turşusu oksidləşdirici və korroziya xüsusiyyətlərinə görə oksidləşmə və aşındırma proseslərində istifadə olunan əsas həllediciyə çevrilir. Prosesdə flüor tərkibli çirkab suları əsasən diffuziya prosesindən və çip istehsalı prosesində kimyəvi mexaniki cilalama prosesindən gəlir. Silisium lövhələrin və əlaqəli qabların təmizlənməsi prosesində xlorid turşusu da dəfələrlə istifadə olunur. Bütün bu proseslər xüsusi aşındırma çənlərində və ya təmizləmə avadanlıqlarında tamamlanır, buna görə də flüor tərkibli çirkab suları müstəqil şəkildə axıdıla bilər. Konsentrasiyaya görə, onu yüksək konsentrasiyalı flüor tərkibli çirkab suları və aşağı konsentrasiyalı ammonyak tərkibli çirkab sularına bölmək olar. Ümumiyyətlə, yüksək konsentrasiyalı ammonyak tərkibli çirkab sularının konsentrasiyası 100-1200 mq/L-ə çata bilər. Əksər şirkətlər çirkab sularının bu hissəsini yüksək keyfiyyətli su tələb etməyən proseslər üçün təkrar emal edirlər.
2. Turşu-əsaslı çirkab suları:
İnteqral sxem istehsal prosesindəki demək olar ki, hər bir proses çipin təmizlənməsini tələb edir. Hazırda sulfat turşusu və hidrogen peroksid inteqral sxem istehsal prosesində ən çox istifadə edilən təmizləyici mayelərdir. Eyni zamanda, azot turşusu, xlorid turşusu və ammonyak suyu kimi turşu əsaslı reagentlərdən də istifadə olunur.
İstehsal prosesinin turşu əsaslı çirkab suları əsasən çip istehsalı prosesindəki təmizləmə prosesindən qaynaqlanır. Qablaşdırma prosesində çip elektrokaplama və kimyəvi analiz zamanı turşu əsaslı məhlul ilə işlənir. Təmizləndikdən sonra turşu əsaslı yuyucu çirkab suları istehsal etmək üçün təmiz su ilə yuyulmalıdır. Bundan əlavə, təmiz su stansiyasında turşu əsaslı regenerasiya çirkab suları istehsal etmək üçün anion və kation qatranlarını bərpa etmək üçün natrium hidroksid və xlorid turşusu kimi turşu əsaslı reagentlərdən də istifadə olunur. Yuyucu quyruq suyu da turşu əsaslı tullantı qazlarının yuyulması prosesində istehsal olunur. İnteqral sxem istehsal şirkətlərində turşu əsaslı çirkab sularının miqdarı xüsusilə çoxdur.
3. Üzvi çirkab suları:
İstehsal proseslərinin müxtəlifliyinə görə, yarımkeçirici sənayesində istifadə olunan üzvi həlledicilərin miqdarı çox fərqlidir. Bununla belə, təmizləyici maddələr kimi üzvi həlledicilər hələ də istehsal qablaşdırmasının müxtəlif hissələrində geniş istifadə olunur. Bəzi həlledicilər üzvi çirkab sularının axıdılmasına çevrilir.
4. Digər çirkab suları:
Yarımkeçirici istehsal prosesinin aşındırma prosesində dezinfeksiya üçün çox miqdarda ammonyak, flüor və yüksək təmizlikli su istifadə olunacaq və bununla da yüksək konsentrasiyalı ammonyak tərkibli çirkab sularının axıdılması yaranacaq.
Yarımkeçirici qablaşdırma prosesində elektrokaplama prosesi tələb olunur. Elektrokaplamadan sonra çip təmizlənməlidir və bu prosesdə elektrokaplama ilə təmizlənən çirkab suları əmələ gələcək. Elektrokaplamada bəzi metallar istifadə edildiyi üçün elektrokaplama ilə təmizlənən çirkab sularında qurğuşun, qalay, disk, sink, alüminium və s. kimi metal ionlarının emissiyası olacaq.
Tullantı qazı
Yarımkeçirici proses əməliyyat otağının təmizliyinə son dərəcə yüksək tələblər qoyduğundan, proses zamanı buxarlanan müxtəlif növ tullantı qazlarını çıxarmaq üçün adətən ventilyatorlardan istifadə olunur. Buna görə də, yarımkeçirici sənayesində tullantı qaz emissiyaları böyük işlənmiş qaz həcmi və aşağı emissiya konsentrasiyası ilə xarakterizə olunur. Tullantı qaz emissiyaları da əsasən buxarlanır.
Bu tullantı qaz emissiyaları əsasən dörd kateqoriyaya bölünə bilər: turşu qazı, qələvi qazı, üzvi tullantı qazı və zəhərli qaz.
1. Turşu-qələvi tullantı qazı:
Turşu əsaslı tullantı qazı əsasən diffuziyadan əmələ gəlir,Ürək-damar xəstəliyi, Plitəni təmizləmək üçün turşu-qələvi təmizləyici məhluldan istifadə edən CMP və aşındırma prosesləri.
Hazırda yarımkeçirici istehsal prosesində ən çox istifadə edilən təmizləyici həlledici hidrogen peroksid və sulfat turşusunun qarışığıdır.
Bu proseslərdə əmələ gələn tullantı qazlarına kükürd turşusu, hidroflüor turşusu, xlorid turşusu, azot turşusu və fosfor turşusu kimi turşu qazları, qələvi qaz isə əsasən ammonyak daxildir.
2. Üzvi tullantı qazı:
Üzvi tullantı qazı əsasən fotolitoqrafiya, inkişaf, aşındırma və diffuziya kimi proseslərdən əmələ gəlir. Bu proseslərdə lövhənin səthini təmizləmək üçün üzvi məhlul (məsələn, izopropil spirti) istifadə olunur və buxarlanma nəticəsində əmələ gələn tullantı qazı üzvi tullantı qazının mənbələrindən biridir;
Eyni zamanda, fotolitoqrafiya və aşındırma prosesində istifadə olunan fotorezist (fotorezistin) tərkibində butil asetat kimi uçucu üzvi həlledicilər var ki, bu da plastilin emalı prosesi zamanı atmosferə buxarlanır və bu da üzvi tullantı qazının başqa bir mənbəyidir.
3. Zəhərli tullantı qazı:
Zəhərli tullantı qazı əsasən kristal epitaksi, quru aşındırma və CVD kimi proseslərdən əmələ gəlir. Bu proseslərdə lövhənin emalı üçün silisium (SiHj), fosfor (PH3), karbon tetraklorid (CFJ), boran, bor trioksid və s. kimi müxtəlif yüksək təmizlikli xüsusi qazlardan istifadə olunur. Bəzi xüsusi qazlar zəhərli, boğucu və aşındırıcıdır.
Eyni zamanda, yarımkeçirici istehsalında kimyəvi buxar çöküntüsündən sonra quru aşındırma və təmizləmə prosesində NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6 və s. kimi çoxlu miqdarda tam oksid (PFCS) qazı tələb olunur. Bu perflüorlu birləşmələr infraqırmızı işıq bölgəsində güclü udma qabiliyyətinə malikdir və atmosferdə uzun müddət qalır. Onlar ümumiyyətlə qlobal istixana effektinin əsas mənbəyi hesab olunurlar.
4. Qablaşdırma prosesi tullantı qazı:
Yarımkeçirici istehsal prosesi ilə müqayisədə, yarımkeçirici qablaşdırma prosesi nəticəsində yaranan tullantı qazı nisbətən sadədir, əsasən turşu qazı, epoksi qatranı və tozdan ibarətdir.
Turşu tullantı qazı əsasən elektrokaplama kimi proseslərdə əmələ gəlir;
Məhsul yapışdırıldıqdan və möhürləndikdən sonra bişirmə prosesində çörəkçilik tullantıları qazı əmələ gəlir;
Doğrama maşını, lövhə kəsmə prosesi zamanı iz silikon tozu olan tullantı qazı yaradır.
Ətraf mühitin çirklənməsi problemləri
Yarımkeçirici sənayesində ətraf mühitin çirklənməsi problemləri ilə bağlı həll edilməli olan əsas problemlər bunlardır:
· Fotolitoqrafiya prosesində hava çirkləndiricilərinin və uçucu üzvi birləşmələrin (UÜB) geniş miqyaslı emissiyası;
· Plazma aşındırma və kimyəvi buxar çökmə proseslərində perflüorlu birləşmələrin (PFCS) emissiyası;
· İstehsalda enerji və suyun böyük miqyasda istehlakı və işçilərin təhlükəsizliyinin qorunması;
· Yan məhsulların təkrar emalı və çirklənməsinin monitorinqi;
· Qablaşdırma proseslərində təhlükəli kimyəvi maddələrin istifadəsi problemləri.
Təmiz istehsal
Yarımkeçirici cihazların təmiz istehsal texnologiyası xammal, proseslər və prosesə nəzarət baxımından təkmilləşdirilə bilər.
Xammal və enerjinin təkmilləşdirilməsi
Birincisi, çirklərin və hissəciklərin daxil olmasını azaltmaq üçün materialların təmizliyinə ciddi şəkildə nəzarət edilməlidir.
İkincisi, daxil olan komponentlər və ya yarımfabrikatlar istehsala buraxılmazdan əvvəl müxtəlif temperatur, sızma aşkarlanması, vibrasiya, yüksək gərginlikli elektrik şoku və digər sınaqlar aparılmalıdır.
Bundan əlavə, köməkçi materialların təmizliyinə ciddi nəzarət edilməlidir. Təmiz enerji istehsalı üçün istifadə edilə bilən nisbətən çox texnologiya mövcuddur.
İstehsal prosesini optimallaşdırın
Yarımkeçirici sənayesi özü proses texnologiyasının təkmilləşdirilməsi yolu ilə ətraf mühitə təsirini azaltmağa çalışır.
Məsələn, 1970-ci illərdə inteqral sxem təmizləmə texnologiyasında əsasən lövhələri təmizləmək üçün üzvi həlledicilərdən istifadə olunurdu. 1980-ci illərdə lövhələri təmizləmək üçün sulfat turşusu kimi turşu və qələvi məhlullarından istifadə olunurdu. 1990-cı illərə qədər plazma oksigen təmizləmə texnologiyası inkişaf etdirilirdi.
Qablaşdırma baxımından, hazırda əksər şirkətlər ətraf mühitə ağır metal çirklənməsinə səbəb olacaq elektrokaplama texnologiyasından istifadə edirlər.
Lakin Şanxaydakı qablaşdırma zavodları artıq elektrokaplama texnologiyasından istifadə etmir, buna görə də ağır metalların ətraf mühitə təsiri yoxdur. Yarımkeçirici sənayesinin öz inkişaf prosesində proseslərin təkmilləşdirilməsi və kimyəvi əvəzetmə yolu ilə ətraf mühitə təsirini tədricən azaltdığı və bu da ətraf mühitə əsaslanan proses və məhsul dizaynının müdafiə edilməsi kimi mövcud qlobal inkişaf trendini izləyir.
Hazırda daha çox yerli proses təkmilləşdirilməsi həyata keçirilir, o cümlədən:
·Tamammoniumlu PFC qazının dəyişdirilməsi və azaldılması, məsələn, yüksək istixana effekti olan qazı əvəz etmək üçün aşağı istixana effekti olan PFC qazından istifadə etmək, məsələn, proses axınını yaxşılaşdırmaq və prosesdə istifadə olunan PFC qazının miqdarını azaltmaq;
·Təmizləmə prosesində istifadə olunan kimyəvi təmizləyici maddələrin miqdarını azaltmaq üçün çoxvaflı təmizləməni təkvaflı təmizləməyə təkmilləşdirmək.
· Ciddi proses nəzarəti:
a. Dəqiq emal və toplu istehsal həyata keçirə bilən və əl ilə işləmə zamanı yüksək səhv nisbətini azalda bilən istehsal prosesinin avtomatlaşdırılmasını həyata keçirmək;
b. Ultra təmiz proses ətraf mühit amilləri, məhsuldarlıq itkisinin təxminən 5% və ya daha az hissəsi insanlar və ətraf mühitdən qaynaqlanır. Ultra təmiz proses ətraf mühit amillərinə əsasən hava təmizliyi, yüksək təmizlikli su, sıxılmış hava, CO2, N2, temperatur, rütubət və s. daxildir. Təmiz emalatxananın təmizlik səviyyəsi çox vaxt vahid hava həcminə icazə verilən maksimum hissəcik sayı, yəni hissəcik sayının konsentrasiyası ilə ölçülür;
c. İstehsal prosesi zamanı çoxlu miqdarda tullantı olan iş stansiyalarında aşkarlamanı gücləndirin və aşkarlama üçün müvafiq əsas məqamları seçin.
Əlavə müzakirə üçün dünyanın hər yerindən olan hər hansı bir müştərini bizə müraciət etməyə dəvət edirik!
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
Yazı vaxtı: 13 Avqust 2024