Framleiðsla hálfleiðara felur aðallega í sér staka tæki, samþætta hringrás og pökkunarferli þeirra.
Framleiðslu hálfleiðara má skipta í þrjú stig: framleiðslu á efnishluta vörunnar, framleiðslu á vörunnioblátaframleiðsla og samsetning tækja. Meðal þeirra er alvarlegasta mengunin á framleiðslustigi vöruskífunnar.
Mengunarefni skiptast aðallega í skólp, úrgangsgas og fastan úrgang.
Framleiðsluferli flísar:
Kísillþynnaeftir ytri slípun - hreinsun - oxun - einsleit viðnámsþol - ljósritun - framköllun - etsun - dreifingu, jónaígræðslu - efnafræðilega gufuútfellingu - efnafræðilega vélræna fægingu - málmmyndun o.s.frv.
Skólpvatn
Mikið magn af frárennslisvatni myndast í hverju ferlisstigi hálfleiðaraframleiðslu og umbúðaprófana, aðallega sýrubasískt frárennsli, ammoníakinnihaldandi frárennsli og lífrænt frárennsli.
1. Flúorinnihaldandi skólp:
Flúorsýra er aðal leysiefnið sem notað er í oxunar- og etsunarferlum vegna oxunar- og tæringareiginleika sinna. Flúorinnihaldandi skólp kemur aðallega frá dreifingarferlum og efnafræðilegri vélrænni fægingu í framleiðsluferlinu á flísum. Í hreinsunarferli kísilþynna og skyldra áhalda er saltsýra einnig notuð oft. Öll þessi ferli eru framkvæmd í sérstökum etsunartönkum eða hreinsibúnaði, þannig að hægt er að losa flúorinnihaldandi skólp sjálfstætt. Samkvæmt styrk má skipta því í flúorinnihaldandi skólp með mikilli styrk og ammóníakinnihaldandi skólp með lágum styrk. Almennt getur styrkur ammóníakinnihaldandi skólps með mikilli styrk náð 100-1200 mg/L. Flest fyrirtæki endurvinna þennan hluta skólpsins fyrir ferli sem krefjast ekki mikillar vatnsgæða.
2. Súrt-basískt skólp:
Næstum öll ferli í framleiðsluferli samþættra hringrása krefjast þess að flögurnar séu hreinsaðar. Eins og er eru brennisteinssýra og vetnisperoxíð algengustu hreinsiefnin í framleiðsluferli samþættra hringrása. Á sama tíma eru einnig notuð sýru-basa hvarfefni eins og saltpéturssýra, saltsýra og ammoníakvatn.
Sýru-basa frárennslisvatnið sem myndast í framleiðsluferlinu kemur aðallega frá hreinsunarferlinu í örgjörvaframleiðsluferlinu. Í umbúðaferlinu er örgjörvinn meðhöndlaður með sýru-basa lausn við rafhúðun og efnagreiningu. Eftir meðhöndlun þarf að þvo hann með hreinu vatni til að framleiða sýru-basa þvottavatn. Að auki eru sýru-basa hvarfefni eins og natríumhýdroxíð og saltsýra einnig notuð í hreinvatnsstöðinni til að endurnýja anjón- og katjónplastefni til að framleiða sýru-basa endurnýjunarvatn. Þvottavatn myndast einnig við sýru-basa úrgangsgasþvott. Í fyrirtækjum sem framleiða samþættar hringrásir er magn sýru-basa frárennslisvatns sérstaklega mikið.
3. Lífrænt frárennslisvatn:
Vegna mismunandi framleiðsluferla er magn lífrænna leysiefna sem notuð eru í hálfleiðaraiðnaðinum mjög mismunandi. Hins vegar eru lífræn leysiefni enn mikið notuð sem hreinsiefni í ýmsum framleiðsluumbúðum. Sum leysiefni enda í lífrænu frárennsli.
4. Annað skólp:
Etsunarferlið í framleiðsluferlinu fyrir hálfleiðara mun nota mikið magn af ammóníaki, flúori og vatni með mikilli hreinleika til afmengunar, sem leiðir til útblásturs úrgangsvatns með mikilli styrk ammóníakinnihalds.
Rafmagnsmeðferð er nauðsynleg í umbúðaferli hálfleiðara. Eftir rafhúðun þarf að þrífa flísina og í því ferli myndast frárennslisvatn frá rafhúðuninni. Þar sem sumir málmar eru notaðir við rafhúðun myndast málmjónir, svo sem blý, tin, diskar, sink, ál o.s.frv.
Úrgangsgas
Þar sem kröfur um hreinlæti í vinnslusal eru gerðar mjög miklar í hálfleiðaraiðnaðinum eru viftur venjulega notaðar til að draga út ýmsar gerðir af úrgangslofttegundum sem gufa upp í ferlinu. Þess vegna einkennast úrgangslofttegundirnar í hálfleiðaraiðnaðinum af miklu útblástursmagni og lágum styrk. Útblástur úrgangslofttegunda er einnig aðallega gufandi.
Þessum úrgangsgasi má aðallega skipta í fjóra flokka: súrt gas, basískt gas, lífrænt úrgangsgas og eitrað gas.
1. Sýru-basa úrgangsgas:
Sýru-basa úrgangsgas kemur aðallega frá dreifingu,Hjarta- og æðasjúkdómur, CMP og etsunarferli, sem nota sýru-basa hreinsilausn til að þrífa skífuna.
Eins og er er algengasta hreinsiefnið sem notað er í framleiðslu á hálfleiðurum blanda af vetnisperoxíði og brennisteinssýru.
Úrgangsgasið sem myndast í þessum ferlum inniheldur súr lofttegundir eins og brennisteinssýru, flúorsýra, saltsýru, saltpéturssýru og fosfórsýru, og basíska gasið er aðallega ammóníak.
2. Lífrænt úrgangsgas:
Lífrænt úrgangsgas kemur aðallega frá ferlum eins og ljósritun, framköllun, etsun og dreifingu. Í þessum ferlum er lífræn lausn (eins og ísóprópýlalkóhól) notuð til að hreinsa yfirborð skífunnar og úrgangsgasið sem myndast við uppgufun er ein af uppsprettum lífræns úrgangsgass;
Á sama tíma inniheldur ljósþolið (ljósþolið) sem notað er við ljósritun og etsun rokgjörn lífræn leysiefni, svo sem bútýlasetat, sem gufar upp út í andrúmsloftið við vinnslu á skífum, sem er önnur uppspretta lífræns úrgangsgass.
3. Eitrað úrgangsgas:
Eitrað úrgangsgas kemur aðallega frá ferlum eins og kristalþjöppun, þurretsun og CVD. Í þessum ferlum eru ýmsar hágæða sérstakar lofttegundir notaðar til að vinna úr skífunni, svo sem kísill (SiHj), fosfór (PH3), koltetraklóríð (CFJ), bóran, bórtríoxíð o.s.frv. Sumar sérstakar lofttegundir eru eitraðar, kæfandi og ætandi.
Á sama tíma, í þurretsun og hreinsunarferli eftir efnafræðilega gufuútfellingu í hálfleiðaraframleiðslu, þarf mikið magn af fulloxíðgasi (PFCS), svo sem NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6, o.s.frv. Þessi perflúoruðu efnasambönd hafa sterka frásog í innrauða ljóssvæðinu og haldast í andrúmsloftinu í langan tíma. Þau eru almennt talin vera aðal uppspretta gróðurhúsaáhrifa á heimsvísu.
4. Úrgangsgas frá umbúðaferli:
Í samanburði við framleiðsluferli hálfleiðara er úrgangsgasið sem myndast við umbúðir hálfleiðara tiltölulega einfalt, aðallega súrt gas, epoxy plastefni og ryk.
Súrt úrgangsgas myndast aðallega í ferlum eins og rafhúðun;
Bakstursúrgangsgas myndast við bakstur eftir að vörunni er límt saman og lokað;
Skervélin myndar úrgangsgas sem inniheldur snefil af kísilryki við skurðarferlið á skífunum.
Vandamál með umhverfismengun
Hvað varðar umhverfismengunarvandamál í hálfleiðaraiðnaðinum eru helstu vandamálin sem þarf að leysa:
· Stórfelld losun loftmengunarefna og rokgjörna lífrænna efnasambanda (VOC) í ljósritunarferlinu;
· Losun perflúoraðra efnasambanda (PFCS) í plasmaetsun og efnagufuútfellingarferlum;
· Mikil notkun orku og vatns í framleiðslu og öryggisvernd starfsmanna;
· Endurvinnsla og mengunareftirlit með aukaafurðum;
· Vandamál við notkun hættulegra efna í umbúðaferlum.
Hrein framleiðsla
Hægt er að bæta hreina framleiðslutækni hálfleiðara hvað varðar hráefni, ferla og ferlastýringu.
Að bæta hráefni og orku
Í fyrsta lagi ætti að hafa strangt eftirlit með hreinleika efnanna til að draga úr óhreinindum og agnum.
Í öðru lagi ætti að framkvæma ýmsar hita-, lekaprófanir, titrings-, háspennuraflostiprófanir og aðrar prófanir á innkomandi íhlutum eða hálfunnum vörum áður en þær eru settar í framleiðslu.
Að auki ætti að vera strangt eftirlit með hreinleika hjálparefna. Tiltölulega margar tæknilausnir eru til sem hægt er að nota til hreinnar orkuframleiðslu.
Hámarka framleiðsluferlið
Hálfleiðaraiðnaðurinn sjálfur leitast við að draga úr áhrifum sínum á umhverfið með því að bæta framleiðslutækni.
Til dæmis, á áttunda áratugnum voru lífræn leysiefni aðallega notuð til að hreinsa skífur í samþættum hringrásarhreinsunartækni. Á níunda áratugnum voru sýru- og basískar lausnir eins og brennisteinssýra notaðar til að hreinsa skífur. Fram til tíunda áratugarins var plasma súrefnishreinsunartækni þróuð.
Hvað varðar umbúðir nota flest fyrirtæki nú rafhúðunartækni, sem veldur mengun þungmálma í umhverfinu.
Hins vegar nota umbúðaverksmiðjur í Shanghai ekki lengur rafhúðunartækni, þannig að þungmálmar hafa engin áhrif á umhverfið. Það má sjá að hálfleiðaraiðnaðurinn er smám saman að draga úr áhrifum sínum á umhverfið með því að bæta ferla og skipta út efnum í eigin þróunarferli, sem fylgir einnig núverandi alþjóðlegri þróunarstefnu þar sem mælt er með ferlum og vöruhönnun sem byggir á umhverfinu.
Eins og er eru fleiri staðbundnar úrbætur á ferlum í gangi, þar á meðal:
· Skipta út og draga úr notkun PFCS-gass sem inniheldur eingöngu ammóníum, svo sem með því að nota PFC-gas með lág gróðurhúsaáhrif í stað gass með mikil gróðurhúsaáhrif, svo sem með því að bæta ferlisflæði og draga úr magni PFCS-gass sem notað er í ferlinu;
· Að bæta hreinsun margra skífa í hreinsun einnar skífu til að draga úr magni efnahreinsiefna sem notuð eru í hreinsunarferlinu.
· Strangt ferliseftirlit:
a. Að sjálfvirknivæða framleiðsluferlið, sem getur tryggt nákvæma vinnslu og lotuframleiðslu, og dregið úr mikilli villutíðni við handvirka notkun;
b. Umhverfisþættir í afar hreinum ferlum, um 5% eða minna af ávöxtunartapi stafar af fólki og umhverfi. Umhverfisþættir í afar hreinum ferlum fela aðallega í sér hreinleika lofts, vatn með mikilli hreinleika, þrýstiloft, CO2, N2, hitastig, rakastig o.s.frv. Hreinlætisstig hreinnar verkstæðis er oft mælt með hámarksfjölda agna sem leyfður er á hverja rúmmálseiningu lofts, þ.e. agnaþéttni;
c. Styrkja greiningu og velja viðeigandi lykilpunkta til greiningar á vinnustöðvum þar sem mikið magn úrgangs er í framleiðsluferlinu.
Velkomin öllum viðskiptavinum frá öllum heimshornum til að heimsækja okkur til frekari umræðu!
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
Birtingartími: 13. ágúst 2024