დაბინძურების წყაროები და პრევენცია ნახევარგამტარული წარმოების ინდუსტრიაში

ნახევარგამტარული მოწყობილობების წარმოება ძირითადად მოიცავს დისკრეტულ მოწყობილობებს, ინტეგრირებულ სქემებს და მათი შეფუთვის პროცესებს.
ნახევარგამტარული წარმოება შეიძლება დაიყოს სამ ეტაპად: პროდუქტის კორპუსის მასალის წარმოება, პროდუქტისვაფლიწარმოება და მოწყობილობის აწყობა. მათ შორის, ყველაზე სერიოზული დაბინძურება პროდუქტის ვაფლის წარმოების ეტაპია.
დამაბინძურებლები ძირითადად იყოფა ჩამდინარე წყლებად, ნარჩენ გაზებად და მყარ ნარჩენებად.

ჩიპების დამზადების პროცესი:

სილიკონის ვაფლიგარე დაფქვის - გაწმენდის - დაჟანგვის - ერთგვაროვანი რეზისტენტობის - ფოტოლითოგრაფია - გამოვლენის - გრავირების - დიფუზიის, იონური იმპლანტაციის - ქიმიური ორთქლის დალექვის - ქიმიური მექანიკური გაპრიალების - მეტალიზაციის და ა.შ. შემდეგ.

 

ჩამდინარე წყლები

ნახევარგამტარების წარმოებისა და შეფუთვის ტესტირების თითოეულ ეტაპზე დიდი რაოდენობით ჩამდინარე წყლები წარმოიქმნება, ძირითადად მჟავა-ტუტოვანი ჩამდინარე წყლები, ამიაკის შემცველი ჩამდინარე წყლები და ორგანული ჩამდინარე წყლები.

 

1. ფტორის შემცველი ჩამდინარე წყლები:

ფტორწყალბადის მჟავა ხდება ძირითადი გამხსნელი, რომელიც გამოიყენება ჟანგვისა და გრავირების პროცესებში მისი ჟანგვისა და კოროზიული თვისებების გამო. ფტორის შემცველი ჩამდინარე წყლები პროცესში ძირითადად წარმოიქმნება დიფუზიური პროცესიდან და ქიმიური მექანიკური გაპრიალების პროცესიდან ჩიპების წარმოების პროცესში. სილიკონის ვაფლების და მასთან დაკავშირებული ჭურჭლის გაწმენდის პროცესში, მარილმჟავა ასევე ხშირად გამოიყენება. ყველა ეს პროცესი სრულდება სპეციალურ გრავირების ავზებში ან საწმენდ აღჭურვილობაში, ამიტომ ფტორის შემცველი ჩამდინარე წყლების ჩაშვება დამოუკიდებლად შეიძლება. კონცენტრაციის მიხედვით, ის შეიძლება დაიყოს მაღალი კონცენტრაციის ფტორის შემცველ ჩამდინარე წყლებად და დაბალი კონცენტრაციის ამიაკის შემცველ ჩამდინარე წყლებად. ზოგადად, მაღალი კონცენტრაციის ამიაკის შემცველი ჩამდინარე წყლების კონცენტრაციამ შეიძლება მიაღწიოს 100-1200 მგ/ლ-ს. კომპანიების უმეტესობა ჩამდინარე წყლების ამ ნაწილს გადაამუშავებს ისეთი პროცესებისთვის, რომლებიც არ საჭიროებს წყლის მაღალ ხარისხს.

2. მჟავა-ტუტოვანი ჩამდინარე წყლები:

ინტეგრირებული სქემების წარმოების თითქმის ყველა პროცესი მოითხოვს ჩიპის გაწმენდას. ამჟამად, ინტეგრირებული სქემების წარმოების პროცესში ყველაზე ხშირად გამოყენებული საწმენდი სითხეებია გოგირდმჟავა და წყალბადის ზეჟანგი. ამავდროულად, გამოიყენება მჟავა-ტუტოვანი რეაგენტები, როგორიცაა აზოტმჟავა, მარილმჟავა და ამიაკის წყალი.
წარმოების პროცესის მჟავა-ტუტოვანი ჩამდინარე წყლები ძირითადად ჩიპების წარმოების პროცესში გაწმენდის პროცესიდან მოდის. შეფუთვის პროცესში, ჩიპი ელექტრომობილიზაციისა და ქიმიური ანალიზის დროს მჟავა-ტუტოვანი ხსნარით მუშავდება. დამუშავების შემდეგ, მჟავა-ტუტოვანი სარეცხი ჩამდინარე წყლების მისაღებად, ის სუფთა წყლით უნდა გაირეცხოს. გარდა ამისა, სუფთა წყლის სადგურში ასევე გამოიყენება მჟავა-ტუტოვანი რეაგენტები, როგორიცაა ნატრიუმის ჰიდროქსიდი და მარილმჟავა, ანიონური და კათიონური ფისების რეგენერაციისთვის, მჟავა-ტუტოვანი რეგენერაციის ჩამდინარე წყლების მისაღებად. მჟავა-ტუტოვანი ნარჩენი აირის რეცხვის პროცესის დროს ასევე წარმოიქმნება სარეცხი წყალი. ინტეგრირებული წრედების მწარმოებელ კომპანიებში მჟავა-ტუტოვანი ჩამდინარე წყლების რაოდენობა განსაკუთრებით დიდია.

3. ორგანული ჩამდინარე წყლები:

სხვადასხვა წარმოების პროცესების გამო, ნახევარგამტარების ინდუსტრიაში გამოყენებული ორგანული გამხსნელების რაოდენობა ძალიან განსხვავებულია. თუმცა, როგორც საწმენდი საშუალებები, ორგანული გამხსნელები კვლავ ფართოდ გამოიყენება წარმოების სხვადასხვა შეფუთვის რგოლში. ზოგიერთი გამხსნელი ორგანული ჩამდინარე წყლების გამოყოფაში გამოიყენება.

4. სხვა ჩამდინარე წყლები:

ნახევარგამტარების წარმოების პროცესის გრავირების პროცესში დეკონტამინაციისთვის გამოყენებული იქნება დიდი რაოდენობით ამიაკი, ფტორი და მაღალი სისუფთავის წყალი, რითაც წარმოიქმნება მაღალი კონცენტრაციის ამიაკის შემცველი ჩამდინარე წყლების გამონადენი.
ნახევარგამტარული შეფუთვის პროცესში აუცილებელია ელექტრომობილიზაციის პროცესი. ელექტრომობილიზაციის შემდეგ ჩიპი უნდა გაიწმინდოს და ამ პროცესში წარმოიქმნება ელექტრომობილიზაციის გაწმენდის ჩამდინარე წყლები. ვინაიდან ელექტრომობილიზაციაში გამოიყენება ზოგიერთი ლითონი, ელექტრომობილიზაციის გაწმენდის ჩამდინარე წყლებში იქნება ლითონის იონების გამოყოფა, როგორიცაა ტყვია, კალა, დისკი, თუთია, ალუმინი და ა.შ.

 

ნარჩენი გაზი

ვინაიდან ნახევარგამტარული პროცესი საოპერაციო ოთახის სისუფთავის მიმართ უკიდურესად მაღალ მოთხოვნებს აწესებს, ვენტილატორები, როგორც წესი, გამოიყენება პროცესის დროს აქროლადი სხვადასხვა ტიპის ნარჩენი აირების მოსაშორებლად. ამიტომ, ნახევარგამტარული ინდუსტრიის ნარჩენი აირების გამოყოფა ხასიათდება გამონაბოლქვის დიდი მოცულობით და დაბალი კონცენტრაციით. ნარჩენი აირების გამოყოფა ასევე ძირითადად აქროლადია.
ეს ნარჩენი აირების გამოყოფა ძირითადად შეიძლება დაიყოს ოთხ კატეგორიად: მჟავე აირი, ტუტე აირი, ორგანული ნარჩენი აირი და ტოქსიკური აირი.

1. მჟავა-ტუტოვანი გამონაბოლქვი აირი:

მჟავა-ტუტოვანი გამონაბოლქვი აირი ძირითადად დიფუზიის შედეგად წარმოიქმნება,გულ-სისხლძარღვთა დაავადებები, CMP და გრავირების პროცესები, რომლებიც ვაფლის გასაწმენდად მჟავა-ტუტოვანი გამწმენდი ხსნარის გამოყენებით ხდება.
ამჟამად, ნახევარგამტარების წარმოების პროცესში ყველაზე ხშირად გამოყენებული გამწმენდი გამხსნელი არის წყალბადის ზეჟანგისა და გოგირდმჟავას ნარევი.
ამ პროცესებში წარმოქმნილი ნარჩენი აირი მოიცავს მჟავე აირებს, როგორიცაა გოგირდმჟავა, ფტორწყალბადმჟავა, მარილმჟავა, აზოტმჟავა და ფოსფორმჟავა, ხოლო ტუტე აირი ძირითადად ამიაკია.

2. ორგანული ნარჩენი აირი:

ორგანული ნარჩენი აირი ძირითადად წარმოიქმნება ისეთი პროცესებიდან, როგორიცაა ფოტოლითოგრაფია, განვითარება, გრავირება და დიფუზია. ამ პროცესებში ორგანული ხსნარი (მაგალითად, იზოპროპილის სპირტი) გამოიყენება ვაფლის ზედაპირის გასაწმენდად, ხოლო აორთქლების შედეგად წარმოქმნილი ნარჩენი აირი ორგანული ნარჩენი აირის ერთ-ერთი წყაროა;
ამავდროულად, ფოტოლითოგრაფიისა და გრავირების პროცესში გამოყენებული ფოტორეზისტი (ფოტორეზისტი) შეიცავს აქროლად ორგანულ გამხსნელებს, როგორიცაა ბუტილის აცეტატი, რომელიც ვაფლის დამუშავების პროცესში ატმოსფეროში აირევა, რაც ორგანული ნარჩენი აირის კიდევ ერთი წყაროა.

3. ტოქსიკური ნარჩენი აირი:

ტოქსიკური ნარჩენი აირი ძირითადად წარმოიქმნება ისეთი პროცესებიდან, როგორიცაა კრისტალური ეპიტაქსია, მშრალი გრავირება და კარდიოვასკულური გამოკვლევა. ამ პროცესებში, ვაფლის დასამუშავებლად გამოიყენება სხვადასხვა მაღალი სისუფთავის სპეციალური აირები, როგორიცაა სილიციუმი (SiHj), ფოსფორი (PH3), ნახშირბადის ტეტრაქლორიდი (CFJ), ბორანი, ბორის ტრიოქსიდი და ა.შ. ზოგიერთი სპეციალური აირი ტოქსიკური, ასფიქსიის გამომწვევი და კოროზიულია.
ამავდროულად, ნახევარგამტარების წარმოებაში ქიმიური ორთქლის დალექვის შემდეგ მშრალი გრავირებისა და გაწმენდის პროცესში საჭიროა დიდი რაოდენობით სრული ოქსიდის (PFCS) გაზი, როგორიცაა NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6 და ა.შ. ამ პერფტორირებულ ნაერთებს აქვთ ძლიერი შთანთქმის უნარი ინფრაწითელ სინათლის რეგიონში და დიდი ხნის განმავლობაში რჩებიან ატმოსფეროში. ისინი ზოგადად გლობალური სათბურის ეფექტის მთავარ წყაროდ ითვლება.

4. შეფუთვის პროცესის გამონაბოლქვი აირი:

ნახევარგამტარების წარმოების პროცესთან შედარებით, ნახევარგამტარების შეფუთვის პროცესით წარმოქმნილი ნარჩენი აირი შედარებით მარტივია, ძირითადად მჟავე აირი, ეპოქსიდური ფისი და მტვერი.
მჟავა ნარჩენი აირი ძირითადად წარმოიქმნება ისეთი პროცესების დროს, როგორიცაა ელექტროპლატონიზაცია;
პროდუქტის წებოსა და დალუქვის შემდეგ გამოცხობის პროცესში წარმოიქმნება გამომცხვარი აირი;
ვაფლის დაჭრის პროცესის დროს კუბიკებად საჭრელი მანქანა წარმოქმნის ნარჩენ გაზს, რომელიც შეიცავს სილიციუმის მტვრის კვალს.

 

გარემოს დაბინძურების პრობლემები

ნახევარგამტარული ინდუსტრიის გარემოს დაბინძურების პრობლემების გადასაჭრელად ძირითადი პრობლემებია:
· ფოტოლიტოგრაფიის პროცესში ჰაერის დამაბინძურებლებისა და აქროლადი ორგანული ნაერთების (VOC) მასშტაბური გამოყოფა;
· პერფტორირებული ნაერთების (PFCS) გამოყოფა პლაზმური გრავირებისა და ქიმიური ორთქლის დეპონირების პროცესებში;
· ენერგიისა და წყლის ფართომასშტაბიანი მოხმარება წარმოებაში და მუშაკთა უსაფრთხოების დაცვა;
· სუბპროდუქტების გადამუშავება და დაბინძურების მონიტორინგი;
· შეფუთვის პროცესებში საშიში ქიმიკატების გამოყენების პრობლემები.

 

სუფთა წარმოება

ნახევარგამტარული მოწყობილობების სუფთა წარმოების ტექნოლოგიის გაუმჯობესება შესაძლებელია ნედლეულის, პროცესებისა და პროცესის კონტროლის ასპექტებით.

 

ნედლეულისა და ენერგიის გაუმჯობესება

პირველ რიგში, მასალების სისუფთავე მკაცრად უნდა იყოს კონტროლირებადი, რათა შემცირდეს მინარევებისა და ნაწილაკების შეყვანა.
მეორეც, შემომავალ კომპონენტებზე ან ნახევარფაბრიკატებზე წარმოებაში გაშვებამდე უნდა ჩატარდეს სხვადასხვა ტემპერატურის, გაჟონვის აღმოჩენის, ვიბრაციის, მაღალი ძაბვის ელექტროშოკის და სხვა ტესტები.
გარდა ამისა, დამხმარე მასალების სისუფთავე მკაცრად უნდა იყოს კონტროლირებადი. არსებობს შედარებით ბევრი ტექნოლოგია, რომელთა გამოყენება შესაძლებელია ენერგიის სუფთა წარმოებისთვის.

 

წარმოების პროცესის ოპტიმიზაცია

ნახევარგამტარების ინდუსტრია თავად ცდილობს შეამციროს გარემოზე თავისი ზემოქმედება პროცესის ტექნოლოგიის გაუმჯობესების გზით.
მაგალითად, 1970-იან წლებში ინტეგრირებული წრედის გაწმენდის ტექნოლოგიაში ვაფლების გასაწმენდად ძირითადად ორგანული გამხსნელები გამოიყენებოდა. 1980-იან წლებში ვაფლების გასაწმენდად მჟავა და ტუტე ხსნარები, როგორიცაა გოგირდმჟავა, გამოიყენებოდა. 1990-იან წლებამდე პლაზმური ჟანგბადით გაწმენდის ტექნოლოგია შემუშავდა.
შეფუთვის თვალსაზრისით, ამჟამად კომპანიების უმეტესობა იყენებს ელექტროპლატონიზაციის ტექნოლოგიას, რაც გარემოს მძიმე ლითონებით დაბინძურებას იწვევს.
თუმცა, შანხაიში შესაფუთი ქარხნები აღარ იყენებენ ელექტროპლასტირების ტექნოლოგიას, ამიტომ მძიმე მეტალები გარემოზე გავლენას არ ახდენს. შეიძლება ითქვას, რომ ნახევარგამტარების ინდუსტრია თანდათან ამცირებს გარემოზე ზემოქმედებას საკუთარი განვითარების პროცესში პროცესების გაუმჯობესებისა და ქიმიური ჩანაცვლების გზით, რაც ასევე მიჰყვება გარემოზე დაფუძნებული პროცესებისა და პროდუქტის დიზაინის პოპულარიზაციის მიმდინარე გლობალურ ტენდენციას.

 

ამჟამად, ადგილობრივი პროცესების გაუმჯობესება უფრო მეტად ხორციელდება, მათ შორის:

· მთლიანად ამონიუმის შემცველი PFCS გაზის ჩანაცვლება და შემცირება, მაგალითად, დაბალი სათბურის ეფექტის მქონე PFC-ების გაზის გამოყენება მაღალი სათბურის ეფექტის მქონე გაზის ჩასანაცვლებლად, მაგალითად, პროცესის ნაკადის გაუმჯობესება და პროცესში გამოყენებული PFCS გაზის რაოდენობის შემცირება;
· მრავალვაფლის წმენდის გაუმჯობესება ერთვაფლის წმენდაზე, რათა შემცირდეს წმენდის პროცესში გამოყენებული ქიმიური საწმენდი საშუალებების რაოდენობა.
· პროცესის მკაცრი კონტროლი:
ა. წარმოების პროცესის ავტომატიზაციის რეალიზება, რაც უზრუნველყოფს ზუსტ დამუშავებას და პარტიულ წარმოებას და ამცირებს ხელით მუშაობის მაღალი შეცდომების მაჩვენებელს;
ბ. ულტრასუფთა პროცესის გარემო ფაქტორები, მოსავლიანობის დანაკარგის დაახლოებით 5% ან ნაკლები გამოწვეულია ადამიანებით და გარემოთი. ულტრასუფთა პროცესის გარემო ფაქტორები ძირითადად მოიცავს ჰაერის სისუფთავეს, მაღალი სისუფთავის წყალს, შეკუმშულ ჰაერს, CO2-ს, N2-ს, ტემპერატურას, ტენიანობას და ა.შ. სუფთა სახელოსნოს სისუფთავის დონე ხშირად იზომება ჰაერის მოცულობის ერთეულზე დაშვებული ნაწილაკების მაქსიმალური რაოდენობით, ანუ ნაწილაკების რაოდენობის კონცენტრაციით;
გ. გააძლიერეთ დეტექციის მექანიზმები და შეარჩიეთ შესაბამისი ძირითადი პუნქტები დეტექტირებისთვის იმ სამუშაო სადგურებში, სადაც წარმოების პროცესში დიდი რაოდენობით ნარჩენებია.

 

კეთილი იყოს თქვენი მობრძანება ნებისმიერ მომხმარებელს მთელი მსოფლიოდან, რათა ეწვიონ ჩვენთან შემდგომი განხილვისთვის!

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