Proizvodnja poluprovodničkih uređaja uglavnom uključuje diskretne uređaje, integrirana kola i procese njihovog pakovanja.
Proizvodnja poluprovodnika može se podijeliti u tri faze: proizvodnja materijala tijela proizvoda, proizvodnja proizvodaoblatnaproizvodnja i montaža uređaja. Među njima, najozbiljnije zagađenje je faza proizvodnje pločica.
Zagađivači se uglavnom dijele na otpadne vode, otpadne gasove i čvrsti otpad.
Proces proizvodnje čipa:
Silicijumska pločicanakon vanjskog brušenja - čišćenja - oksidacije - ujednačenog otpora - fotolitografije - razvijanja - nagrizanja - difuzije, jonske implantacije - hemijskog taloženja iz gasne faze - hemijsko-mehaničkog poliranja - metalizacije itd.
Otpadne vode
U svakom koraku procesa proizvodnje i testiranja pakovanja poluprovodnika generira se velika količina otpadnih voda, uglavnom kiselo-baznih otpadnih voda, otpadnih voda koje sadrže amonijak i organskih otpadnih voda.
1. Otpadne vode koje sadrže fluor:
Fluorovodonična kiselina postaje glavno rastvarač koje se koristi u procesima oksidacije i nagrizanja zbog svojih oksidirajućih i korozivnih svojstava. Otpadne vode koje sadrže fluor u procesu uglavnom potiču iz procesa difuzije i procesa hemijsko-mehaničkog poliranja u procesu proizvodnje čipova. U procesu čišćenja silicijumskih pločica i srodnog pribora, hlorovodonična kiselina se također koristi mnogo puta. Svi ovi procesi se obavljaju u namjenskim rezervoarima za nagrizanje ili opremi za čišćenje, tako da se otpadne vode koje sadrže fluor mogu ispuštati nezavisno. Prema koncentraciji, mogu se podijeliti na otpadne vode koje sadrže fluor visoke koncentracije i otpadne vode koje sadrže amonijak niske koncentracije. Općenito, koncentracija otpadnih voda koje sadrže amonijak visoke koncentracije može doseći 100-1200 mg/L. Većina kompanija reciklira ovaj dio otpadnih voda za procese koji ne zahtijevaju visok kvalitet vode.
2. Kiselo-bazne otpadne vode:
Gotovo svaki proces u procesu proizvodnje integriranih kola zahtijeva čišćenje čipa. Trenutno su sumporna kiselina i vodikov peroksid najčešće korištene tekućine za čišćenje u procesu proizvodnje integriranih kola. Istovremeno se koriste i kiselo-bazni reagensi poput dušične kiseline, klorovodične kiseline i amonijačne vode.
Kiselo-bazna otpadna voda iz proizvodnog procesa uglavnom potiče iz procesa čišćenja u procesu proizvodnje čipova. U procesu pakovanja, čip se tretira kiselo-baznim rastvorom tokom galvanizacije i hemijske analize. Nakon tretmana, potrebno ga je isprati čistom vodom da bi se dobila kiselo-bazna otpadna voda za pranje. Pored toga, kiselo-bazni reagensi poput natrijum hidroksida i hlorovodonične kiseline se također koriste u stanici za čistu vodu za regeneraciju anionskih i kationskih smola za proizvodnju kiselo-bazne regeneracijske otpadne vode. Otpadna voda od pranja se također proizvodi tokom procesa pranja kiselo-baznih otpadnih gasova. U kompanijama koje proizvode integrisana kola, količina kiselo-bazne otpadne vode je posebno velika.
3. Organske otpadne vode:
Zbog različitih proizvodnih procesa, količina organskih rastvarača koji se koriste u industriji poluprovodnika je veoma različita. Međutim, kao sredstva za čišćenje, organski rastvarači se i dalje široko koriste u različitim fazama proizvodnje ambalaže. Neki rastvarači se ispuštaju u organske otpadne vode.
4. Ostale otpadne vode:
Proces nagrizanja u procesu proizvodnje poluprovodnika koristit će veliku količinu amonijaka, fluora i vode visoke čistoće za dekontaminaciju, čime se stvara ispuštanje otpadnih voda koje sadrže amonijak visoke koncentracije.
Proces galvanizacije je neophodan u procesu pakovanja poluprovodnika. Čip se mora očistiti nakon galvanizacije, a u tom procesu će se generirati otpadna voda od čišćenja galvanizacije. Budući da se neki metali koriste u galvanizaciji, u otpadnoj vodi od čišćenja galvanizacije će doći do emisije metalnih iona, kao što su olovo, kalaj, disk, cink, aluminij itd.
Otpadni plin
Budući da proces proizvodnje poluprovodnika ima izuzetno visoke zahtjeve za čistoću operativne prostorije, ventilatori se obično koriste za odvod različitih vrsta otpadnih gasova koji isparavaju tokom procesa. Stoga se emisije otpadnih gasova u industriji poluprovodnika karakteriziraju velikom zapreminom ispušnih gasova i niskom koncentracijom emisija. Emisije otpadnih gasova su također uglavnom isparljive.
Ove emisije otpadnih gasova mogu se uglavnom podijeliti u četiri kategorije: kiseli gas, alkalni gas, organski otpadni gas i toksični gas.
1. Kiselo-bazni otpadni plin:
Kiselo-bazni otpadni plin uglavnom nastaje difuzijom,KVB, CMP i procesi nagrizanja, koji koriste kiselo-bazni rastvor za čišćenje pločice.
Trenutno, najčešće korišteno sredstvo za čišćenje u procesu proizvodnje poluprovodnika je mješavina vodikovog peroksida i sumporne kiseline.
Otpadni plin koji nastaje u ovim procesima uključuje kisele plinove poput sumporne kiseline, fluorovodonične kiseline, hlorovodonične kiseline, azotne kiseline i fosforne kiseline, a alkalni plin je uglavnom amonijak.
2. Organski otpadni plin:
Organski otpadni plin uglavnom nastaje iz procesa kao što su fotolitografija, razvijanje, nagrizanje i difuzija. U ovim procesima, organski rastvor (kao što je izopropilni alkohol) se koristi za čišćenje površine pločice, a otpadni plin koji nastaje isparavanjem jedan je od izvora organskog otpadnog plina;
Istovremeno, fotorezist (fotorezist) koji se koristi u procesu fotolitografije i nagrizanja sadrži isparljiva organska rastvarača, poput butil acetata, koji isparava u atmosferu tokom procesa obrade pločice, što je još jedan izvor organskog otpadnog gasa.
3. Toksični otpadni plin:
Toksični otpadni plin uglavnom nastaje iz procesa kao što su kristalna epitaksija, suho nagrizanje i CVD. U ovim procesima, za obradu pločice koristi se niz visokočistih specijalnih plinova, kao što su silicij (SiHj), fosfor (PH3), ugljik tetraklorid (CFJ), boran, bor trioksid itd. Neki specijalni plinovi su toksični, zagušljivi i korozivni.
Istovremeno, u procesu suhog nagrizanja i čišćenja nakon hemijskog taloženja iz pare u proizvodnji poluprovodnika, potrebna je velika količina plina punog oksida (PFCS), kao što su NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6 itd. Ovi perfluorirani spojevi imaju snažnu apsorpciju u infracrvenom području svjetlosti i dugo se zadržavaju u atmosferi. Općenito se smatraju glavnim izvorom globalnog efekta staklene bašte.
4. Otpadni plin iz procesa pakiranja:
U poređenju sa procesom proizvodnje poluprovodnika, otpadni gas koji nastaje procesom pakovanja poluprovodnika je relativno jednostavan, uglavnom se sastoji od kiselog gasa, epoksidne smole i prašine.
Kiseli otpadni plin se uglavnom stvara u procesima kao što je galvanizacija;
Otpadni plin od pečenja nastaje u procesu pečenja nakon lijepljenja i zatvaranja proizvoda;
Mašina za rezanje na kockice stvara otpadni gas koji sadrži tragove silicijumske prašine tokom procesa rezanja pločice.
Problemi zagađenja okoliša
Što se tiče problema zagađenja okoliša u industriji poluprovodnika, glavni problemi koje treba riješiti su:
· Emisija zagađivača zraka i isparljivih organskih spojeva (VOC) velikih razmjera u procesu fotolitografije;
· Emisija perfluoriranih spojeva (PFCS) u procesima plazma nagrizanja i hemijskog taloženja iz pare;
· Velika potrošnja energije i vode u proizvodnji i zaštita sigurnosti radnika;
· Recikliranje i praćenje zagađenja nusproizvoda;
· Problemi korištenja opasnih hemikalija u procesima pakovanja.
Čista proizvodnja
Tehnologija čiste proizvodnje poluprovodničkih uređaja može se poboljšati sa stanovišta sirovina, procesa i kontrole procesa.
Poboljšanje sirovina i energije
Prvo, čistoću materijala treba strogo kontrolirati kako bi se smanjio unos nečistoća i čestica.
Drugo, prije puštanja u proizvodnju, na ulaznim komponentama ili poluproizvodima treba provesti različita ispitivanja temperature, detekcije curenja, vibracija, električnog udara visokog napona i druga ispitivanja.
Osim toga, čistoća pomoćnih materijala treba biti strogo kontrolirana. Postoji relativno mnogo tehnologija koje se mogu koristiti za čistu proizvodnju energije.
Optimizirajte proizvodni proces
Sama industrija poluprovodnika nastoji smanjiti svoj utjecaj na okoliš kroz poboljšanja procesne tehnologije.
Na primjer, 1970-ih, organski rastvarači su se uglavnom koristili za čišćenje pločica u tehnologiji čišćenja integriranih kola. 1980-ih, kiseli i alkalni rastvori poput sumporne kiseline su korišteni za čišćenje pločica. Do 1990-ih, razvijena je tehnologija čišćenja plazma kisikom.
Što se tiče pakovanja, većina kompanija trenutno koristi tehnologiju galvanizacije, koja će uzrokovati zagađenje okoliša teškim metalima.
Međutim, fabrike za pakovanje u Šangaju više ne koriste tehnologiju galvanizacije, tako da nema uticaja teških metala na okolinu. Može se utvrditi da industrija poluprovodnika postepeno smanjuje svoj uticaj na okolinu kroz poboljšanja procesa i hemijsku zamjenu u vlastitom procesu razvoja, što također prati trenutni globalni trend razvoja zagovaranja dizajna procesa i proizvoda zasnovanog na okolini.
Trenutno se provodi više lokalnih poboljšanja procesa, uključujući:
· Zamjena i smanjenje upotrebe potpuno amonijevog PFCS plina, kao što je korištenje PFC plina s niskim efektom staklene bašte umjesto plina s visokim efektom staklene bašte, kao što je poboljšanje protoka procesa i smanjenje količine PFCS plina koji se koristi u procesu;
·Poboljšanje čišćenja više pločica na čišćenje pojedinačnih pločica kako bi se smanjila količina hemijskih sredstava za čišćenje koja se koriste u procesu čišćenja.
· Stroga kontrola procesa:
a. Ostvariti automatizaciju proizvodnog procesa, što može ostvariti preciznu obradu i serijsku proizvodnju, te smanjiti visoku stopu grešaka u ručnom radu;
b. Faktori okoline ultra-čistog procesa, oko 5% ili manje gubitka prinosa uzrokovano je ljudima i okolinom. Faktori okoline ultra-čistog procesa uglavnom uključuju čistoću zraka, vodu visoke čistoće, komprimirani zrak, CO2, N2, temperaturu, vlažnost itd. Nivo čistoće čiste radionice često se mjeri maksimalnim dozvoljenim brojem čestica po jedinici volumena zraka, odnosno koncentracijom broja čestica;
c. Pojačati detekciju i odabrati odgovarajuće ključne tačke za detekciju na radnim mjestima s velikim količinama otpada tokom proizvodnog procesa.
Dobrodošli svi kupci iz cijelog svijeta da nas posjete radi daljnje diskusije!
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
Vrijeme objave: 13. avg. 2024.