A félvezető eszközök gyártása főként diszkrét eszközöket, integrált áramköröket és azok csomagolási folyamatait foglalja magában.
A félvezetőgyártás három szakaszra osztható: a termék testének anyaggyártása, a termékostyagyártás és eszközösszeszerelés. Ezek közül a legsúlyosabb szennyezés a termék ostyagyártási szakasza.
A szennyező anyagokat főként szennyvízre, hulladékgázra és szilárd hulladékra osztják.
Chipgyártási folyamat:
Szilícium ostyakülső csiszolás - tisztítás - oxidáció - egyenletes reziszt - fotolitográfia - előhívás - maratás - diffúzió, ionimplantáció - kémiai gőzfázisú leválasztás - kémiai-mechanikai polírozás - metallizálás stb. után
Szennyvíz
A félvezetőgyártás és -csomagolás-tesztelés minden egyes folyamatlépésében nagy mennyiségű szennyvíz keletkezik, főként savas-bázisú szennyvíz, ammóniatartalmú szennyvíz és szerves szennyvíz.
1. Fluortartalmú szennyvíz:
A hidrogén-fluorid oxidáló és korrozív tulajdonságai miatt az oxidációs és maratási folyamatokban használt fő oldószerré válik. A folyamatban lévő fluortartalmú szennyvíz főként a chipgyártási folyamat diffúziós folyamatából és kémiai-mechanikai polírozási folyamatából származik. A szilícium-ostyák és kapcsolódó eszközök tisztítási folyamatában is sokszor sósavat használnak. Mindezeket a folyamatokat erre a célra szolgáló marótartályokban vagy tisztítóberendezésekben hajtják végre, így a fluortartalmú szennyvíz függetlenül üríthető. A koncentráció szerint nagy koncentrációjú fluortartalmú szennyvízre és alacsony koncentrációjú ammóniatartalmú szennyvízre osztható. A nagy koncentrációjú ammóniatartalmú szennyvíz koncentrációja általában elérheti a 100-1200 mg/l-t. A legtöbb vállalat a szennyvíznek ezt a részét újrahasznosítja olyan folyamatokhoz, amelyek nem igényelnek magas vízminőséget.
2. Savas-lúgos szennyvíz:
Az integrált áramkörök gyártási folyamatának szinte minden folyamata megköveteli a chip tisztítását. Jelenleg a kénsav és a hidrogén-peroxid a leggyakrabban használt tisztítófolyadékok az integrált áramkörök gyártási folyamatában. Ugyanakkor savas-bázisú reagenseket, például salétromsavat, sósavat és ammóniás vizet is használnak.
A gyártási folyamat savas-bázisú szennyvize főként a chipgyártási folyamat tisztítási folyamatából származik. A csomagolási folyamat során a chipet savas-bázisú oldattal kezelik az galvanizálás és a kémiai elemzés során. A kezelés után tiszta vízzel kell mosni, hogy savas-bázisú mosó szennyvizet kapjunk. Ezenkívül a tisztavíz-állomáson savas-bázisú reagenseket, például nátrium-hidroxidot és sósavat is használnak az anion- és kationgyanták regenerálására, hogy savas-bázisú regeneráló szennyvizet kapjanak. A mosóvíz a savas-bázisú hulladékgáz mosási folyamata során is keletkezik. Az integrált áramköröket gyártó vállalatoknál a savas-bázisú szennyvíz mennyisége különösen nagy.
3. Szerves szennyvíz:
A különböző gyártási folyamatok miatt a félvezetőiparban felhasznált szerves oldószerek mennyisége nagyon eltérő. Tisztítószerként azonban a szerves oldószereket továbbra is széles körben használják a csomagolásgyártás különböző szakaszaiban. Egyes oldószerek szerves szennyvízkibocsátássá válnak.
4. Egyéb szennyvíz:
A félvezetőgyártási folyamat marási folyamata nagy mennyiségű ammóniát, fluort és nagy tisztaságú vizet használ a fertőtlenítéshez, ezáltal nagy koncentrációjú ammóniatartalmú szennyvízkibocsátást eredményez.
A félvezetők csomagolási folyamatához galvanizálási eljárás szükséges. A chipet galvanizálás után meg kell tisztítani, és a folyamat során galvanizálási tisztítási szennyvíz keletkezik. Mivel a galvanizálás során bizonyos fémeket használnak, a galvanizálási tisztítási szennyvízben fémionok, például ólom, ón, korong, cink, alumínium stb. kerülnek kibocsátásra.
Hulladékgáz
Mivel a félvezetőgyártási folyamat rendkívül magas követelményeket támaszt a műtő tisztaságával szemben, a folyamat során elpárologtatott különféle hulladékgázok elszívására általában ventilátorokat használnak. Ezért a félvezetőiparban a hulladékgáz-kibocsátást nagy kipufogógáz-térfogat és alacsony emissziós koncentráció jellemzi. A hulladékgáz-kibocsátás is főként elpárolog.
Ezek a hulladékgáz-kibocsátások főként négy kategóriába sorolhatók: savas gáz, lúgos gáz, szerves hulladékgáz és mérgező gáz.
1. Sav-bázis hulladékgáz:
A sav-bázis hulladékgáz főként diffúzióból származik,szív- és érrendszeri betegségek, CMP és maratási eljárások, amelyek savas-bázisú tisztítóoldatot használnak a lapka tisztításához.
Jelenleg a félvezetőgyártásban leggyakrabban használt tisztítószer a hidrogén-peroxid és a kénsav keveréke.
Az ezekben a folyamatokban keletkező hulladékgáz savas gázokat, például kénsavat, hidrogén-fluoridot, sósavat, salétromsavat és foszforsavat tartalmaz, az lúgos gáz pedig főként ammóniát.
2. Szerves hulladékgáz:
A szerves hulladékgáz főként olyan folyamatokból származik, mint a fotolitográfia, az előhívás, a maratás és a diffúzió. Ezekben a folyamatokban szerves oldatot (például izopropil-alkoholt) használnak a lapka felületének tisztítására, és az illékonyodás során keletkező hulladékgáz a szerves hulladékgáz egyik forrása;
Ugyanakkor a fotolitográfia és maratás során használt fotoreziszt (fotoreziszt) illékony szerves oldószereket, például butil-acetátot tartalmaz, amely az ostyafeldolgozási folyamat során elpárolog a légkörbe, ami a szerves hulladékgáz egy másik forrása.
3. Mérgező hulladékgáz:
A mérgező hulladékgáz főként olyan eljárásokból származik, mint a kristályepitaxia, a szárazmaratás és a CVD. Ezekben az eljárásokban a lapka feldolgozásához különféle nagy tisztaságú speciális gázokat használnak, például szilíciumot (SiHj), foszfort (PH3), szén-tetrakloridot (CFJ), boránt, bór-trioxidot stb. Egyes speciális gázok mérgezőek, fulladást és korrozív hatásúak.
Ugyanakkor a félvezetőgyártásban a kémiai gőzfázisú leválasztás utáni száraz maratás és tisztítás során nagy mennyiségű teljes oxid (PFCS) gázra van szükség, például NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6 stb. Ezek a perfluorált vegyületek erősen elnyelik az infravörös fénytartományt, és hosszú ideig a légkörben maradnak. Általában a globális üvegházhatás fő forrásának tekintik őket.
4. Csomagolási folyamat hulladékgáza:
A félvezetőgyártási folyamattal összehasonlítva a félvezető-csomagolási folyamat során keletkező hulladékgáz viszonylag egyszerű, főként savas gáz, epoxigyanta és por.
A savas hulladékgáz főként olyan folyamatokban keletkezik, mint a galvanizálás;
A termék ragasztása és lezárása utáni sütés során sütési hulladékgáz keletkezik;
A kockázógép a lapkavágási folyamat során szilíciumpor nyomokban tartalmazó hulladékgázt termel.
Környezetszennyezési problémák
A félvezetőipar környezetszennyezési problémáinak megoldása érdekében a főbb problémák a következők:
· Nagymértékű légszennyező anyagok és illékony szerves vegyületek (VOC-k) kibocsátása a fotolitográfiai eljárás során;
· Perfluorált vegyületek (PFCS) kibocsátása plazmamaratás és kémiai gőzfázisú leválasztás során;
· Nagymértékű energia- és vízfogyasztás a termelésben és a munkavállalók biztonságvédelme;
· Melléktermékek újrahasznosítása és szennyezés-monitorozása;
· A veszélyes vegyi anyagok csomagolási folyamatokban való felhasználásának problémái.
Tiszta termelés
A félvezető eszközök tiszta gyártástechnológiája fejleszthető a nyersanyagok, a folyamatok és a folyamatirányítás szempontjából.
Nyersanyagok és energia fejlesztése
Először is, az anyagok tisztaságát szigorúan ellenőrizni kell a szennyeződések és részecskék bevezetésének csökkentése érdekében.
Másodszor, a bejövő alkatrészeken vagy félkész termékeken a gyártás megkezdése előtt különféle hőmérsékleti, szivárgásérzékelési, rezgési, nagyfeszültségű áramütési és egyéb vizsgálatokat kell végezni.
Ezenkívül a segédanyagok tisztaságát szigorúan ellenőrizni kell. Viszonylag sok technológia alkalmazható a tiszta energiatermelésre.
Optimalizálja a gyártási folyamatot
Maga a félvezetőipar is igyekszik csökkenteni a környezetre gyakorolt hatását a technológiai fejlesztések révén.
Például az 1970-es években az integrált áramkörök tisztítási technológiájában főként szerves oldószereket használtak a waferek tisztítására. Az 1980-as években savas és lúgos oldatokat, például kénsavat használtak a waferek tisztítására. Az 1990-es évekig plazma oxigénes tisztítási technológiát fejlesztettek ki.
A csomagolás tekintetében a legtöbb vállalat jelenleg galvanizálási technológiát alkalmaz, ami nehézfém-szennyezést okoz a környezetben.
A sanghaji csomagolóüzemek azonban már nem használnak galvanizálási technológiát, így a nehézfémek nincsenek hatással a környezetre. Megállapítható, hogy a félvezetőipar fokozatosan csökkenti a környezetre gyakorolt hatását a saját fejlesztési folyamatában alkalmazott folyamatfejlesztések és kémiai helyettesítések révén, ami a környezeti alapú folyamat- és terméktervezés jelenlegi globális fejlesztési trendjét is követi.
Jelenleg további helyi folyamatfejlesztések zajlanak, beleértve:
·A teljes mértékben ammónium alapú PFCS-gáz helyettesítése és csökkentése, például alacsony üvegházhatású PFC-gáz használata a magas üvegházhatású gáz helyettesítésére, például a folyamatáramlás javítása és a folyamatban felhasznált PFCS-gáz mennyiségének csökkentése;
·A többlapos tisztítás fejlesztése az egylapos tisztításra a tisztítási folyamat során felhasznált vegyi tisztítószerek mennyiségének csökkentése érdekében.
· Szigorú folyamatszabályozás:
a. A gyártási folyamatok automatizálásának megvalósítása, amely lehetővé teszi a precíz feldolgozást és a kötegelt gyártást, valamint a kézi működtetés magas hibaszázalékának csökkentését;
b. Ultratiszta folyamatkörnyezeti tényezők, a hozamveszteség körülbelül 5%-át vagy kevesebbet okoznak emberek és környezet. Az ultratiszta folyamatkörnyezeti tényezők főként a levegő tisztaságát, a nagy tisztaságú vizet, a sűrített levegőt, a CO2-t, az N2-t, a hőmérsékletet, a páratartalmat stb. A tiszta műhely tisztasági szintjét gyakran a levegő térfogategységére jutó maximális részecskeszámmal, azaz a részecskeszám-koncentrációval mérik;
c) A gyártási folyamat során nagy mennyiségű hulladékkal rendelkező munkaállomásokon a felderítés megerősítése és megfelelő kulcsfontosságú pontok kiválasztása.
Üdvözöljük a világ minden tájáról érkező ügyfeleket, hogy látogassanak el hozzánk további megbeszélésre!
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
Közzététel ideje: 2024. augusztus 13.