Жартылай өткізгіш құрылғылар өндірісі негізінен дискретті құрылғыларды, интегралдық схемаларды және оларды орау процестерін қамтиды.
Жартылай өткізгіш өндірісін үш кезеңге бөлуге болады: өнім корпусының материалын өндіру, өнімвафлиөндіріс және құрылғыны құрастыру. Олардың ішінде ең ауыр ластану - өнім пластинасын өндіру кезеңі.
Ластаушы заттар негізінен ағынды суларға, қалдық газдарға және қатты қалдықтарға бөлінеді.
Чиптерді өндіру процесі:
Кремний пластинасысыртқы тегістеуден кейін - тазалау - тотығу - біркелкі төзімділік - фотолитография - әзірлеу - ою - диффузия, ион имплантациясы - химиялық бумен тұндыру - химиялық механикалық жылтырату - металлдау және т.б.
Ағынды сулар
Жартылай өткізгіштерді өндіру мен қаптаманы сынаудың әрбір процесінде көп мөлшерде ағынды сулар пайда болады, негізінен қышқыл-негізді ағынды сулар, аммиак құрамды ағынды сулар және органикалық ағынды сулар.
1. Фтор бар ағынды сулар:
Фторлы сутегі қышқылы тотығу және коррозиялық қасиеттеріне байланысты тотығу және ою процестерінде қолданылатын негізгі еріткішке айналады. Процестегі фторлы ағынды сулар негізінен диффузиялық процесс және чип өндірісі процесіндегі химиялық механикалық жылтырату процесінен пайда болады. Кремний пластиналары мен онымен байланысты ыдыстарды тазалау процесінде тұз қышқылы да көп рет қолданылады. Бұл процестердің барлығы арнайы ою цистерналарында немесе тазалау жабдықтарында аяқталады, сондықтан фторлы ағынды суларды дербес ағызуға болады. Концентрациясына сәйкес, оны жоғары концентрациялы фторлы ағынды сулар және төмен концентрациялы аммиаклы ағынды сулар деп бөлуге болады. Әдетте, жоғары концентрациялы аммиаклы ағынды сулардың концентрациясы 100-1200 мг/л жетуі мүмкін. Көптеген компаниялар ағынды сулардың бұл бөлігін жоғары сапалы суды қажет етпейтін процестер үшін қайта өңдейді.
2. Қышқыл-негізді ағынды сулар:
Интегралдық микросхема өндірісі процесіндегі барлық дерлік процестер чипті тазалауды талап етеді. Қазіргі уақытта күкірт қышқылы мен сутегі асқын тотығы интегралдық микросхема өндірісі процесінде ең көп қолданылатын тазартқыш сұйықтықтар болып табылады. Сонымен қатар, азот қышқылы, тұз қышқылы және аммиак суы сияқты қышқыл-негізді реагенттер де қолданылады.
Өндіріс процесінің қышқыл-негізді ағынды сулары негізінен чип өндірісі процесіндегі тазалау процесінен пайда болады. Қаптау процесінде чип электроплиталық өңдеу және химиялық талдау кезінде қышқыл-негізді ерітіндімен өңделеді. Өңдеуден кейін қышқыл-негізді жуу ағынды суларын алу үшін оны таза сумен жуу қажет. Сонымен қатар, таза су станциясында қышқыл-негізді қалпына келтіру ағынды суларын алу үшін анион мен катион шайырларын қалпына келтіру үшін натрий гидроксиді және тұз қышқылы сияқты қышқыл-негізді реагенттер де қолданылады. Жуу қалдық суы қышқыл-негізді қалдық газдарды жуу процесінде де пайда болады. Интегралды схема өндірісі компанияларында қышқыл-негізді ағынды сулардың мөлшері әсіресе көп.
3. Органикалық ағынды сулар:
Өндіріс процестерінің әртүрлілігіне байланысты жартылай өткізгіш өнеркәсібінде қолданылатын органикалық еріткіштердің мөлшері өте әртүрлі. Дегенмен, тазартқыш агент ретінде органикалық еріткіштер әлі де өндірістік қаптаманың әртүрлі буындарында кеңінен қолданылады. Кейбір еріткіштер органикалық ағынды сулардың төгіндісіне айналады.
4. Басқа ағынды сулар:
Жартылай өткізгіш өндірісінің өңдеу процесінде залалсыздандыру үшін көп мөлшерде аммиак, фтор және жоғары тазалықтағы су пайдаланылады, осылайша құрамында аммиак бар жоғары концентрациялы ағынды сулардың төгілуі пайда болады.
Жартылай өткізгішті орау процесінде гальваникалық жабынмен өңдеу процесі қажет. Гальваникалық жабынмен өңдеуден кейін чипті тазалау қажет, ал бұл процесте гальваникалық жабынмен өңдеу кезінде ағынды сулар пайда болады. Гальваникалық жабынмен өңдеуде кейбір металдар қолданылатындықтан, гальваникалық жабынмен өңдеу кезінде қорғасын, қалайы, диск, мырыш, алюминий және т.б. сияқты металл иондарының шығарындылары болады.
Қалдық газ
Жартылай өткізгіш процесі операциялық бөлменің тазалығына өте жоғары талаптар қоятындықтан, желдеткіштер әдетте процесс барысында буланатын әртүрлі қалдық газдарды шығару үшін қолданылады. Сондықтан, жартылай өткізгіш өнеркәсібіндегі қалдық газ шығарындылары үлкен көлемдегі шығару көлемімен және төмен шығарынды концентрациясымен сипатталады. Қалдық газ шығарындылары да негізінен буланатын болып келеді.
Бұл қалдық газ шығарындыларын негізінен төрт санатқа бөлуге болады: қышқыл газ, сілтілі газ, органикалық қалдық газ және улы газ.
1. Қышқыл-негізді қалдық газ:
Қышқыл-негізді қалдық газ негізінен диффузиядан пайда болады,Жүрек-қан тамырлары ауруы, CMP және ою процестері, олар пластинаны тазалау үшін қышқыл-негізді тазалау ерітіндісін пайдаланады.
Қазіргі уақытта жартылай өткізгіштерді өндіру процесінде ең көп қолданылатын тазартқыш еріткіш - сутегі асқын тотығы мен күкірт қышқылының қоспасы.
Бұл процестерде пайда болатын қалдық газдарға күкірт қышқылы, фторсутек қышқылы, тұз қышқылы, азот қышқылы және фосфор қышқылы сияқты қышқыл газдар кіреді, ал сілтілі газ негізінен аммиак болып табылады.
2. Органикалық қалдық газ:
Органикалық қалдық газ негізінен фотолитография, өңдеу, ою және диффузия сияқты процестерден пайда болады. Бұл процестерде пластинаның бетін тазарту үшін органикалық ерітінді (мысалы, изопропил спирті) қолданылады, ал булану нәтижесінде пайда болған қалдық газ органикалық қалдық газ көздерінің бірі болып табылады;
Сонымен қатар, фотолитография және ою процесінде қолданылатын фоторезист (фоторезист) құрамында бутил ацетаты сияқты ұшпа органикалық еріткіштер бар, олар пластинаны өңдеу процесінде атмосфераға ұшып кетеді, бұл органикалық қалдық газдың тағы бір көзі болып табылады.
3. Уытты қалдық газ:
Уытты қалдық газ негізінен кристалды эпитаксия, құрғақ өңдеу және CVD сияқты процестерден пайда болады. Бұл процестерде пластинаны өңдеу үшін кремний (SiHj), фосфор (PH3), көміртек тетрахлориді (CFJ), бор, бор триоксиді және т.б. сияқты әртүрлі жоғары тазалықтағы арнайы газдар қолданылады. Кейбір арнайы газдар улы, тұншықтырғыш және коррозиялық болып табылады.
Сонымен қатар, жартылай өткізгіштер өндірісінде химиялық бу тұндырудан кейін құрғақ өңдеу және тазалау процесінде NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6 және т.б. сияқты көп мөлшерде толық оксидті (PFCS) газ қажет. Бұл перфторланған қосылыстар инфрақызыл жарық аймағында күшті сіңеді және атмосферада ұзақ уақыт қалады. Олар әдетте жаһандық парниктік әсердің негізгі көзі болып саналады.
4. Қаптау процесіндегі қалдық газ:
Жартылай өткізгіштерді өндіру процесімен салыстырғанда, жартылай өткізгіштерді орау процесінде пайда болатын қалдық газ салыстырмалы түрде қарапайым, негізінен қышқыл газ, эпоксидті шайыр және шаң.
Қышқыл қалдық газы негізінен гальваникалық қаптау сияқты процестерде пайда болады;
Пісіру қалдықтары газы өнімді желімдеп, тығыздағаннан кейін пісіру процесінде пайда болады;
Текшелеу машинасы пластинаны кесу процесінде құрамында із қалдығы бар кремний шаңы бар қалдық газ шығарады.
Қоршаған ортаның ластану мәселелері
Жартылай өткізгіштер өнеркәсібіндегі қоршаған ортаның ластану мәселелері бойынша шешуді қажет ететін негізгі мәселелер:
· Фотолитография процесінде ауаны ластайтын заттардың және ұшпа органикалық қосылыстардың (ҰОҚ) ауқымды шығарындылары;
· Плазмалық өңдеу және химиялық бумен тұндыру процестерінде перфторланған қосылыстардың (ПФҚҚ) шығарылуы;
· Өндірісте энергия мен суды көп мөлшерде тұтыну және жұмысшылардың қауіпсіздігін қорғау;
· Қосалқы өнімдерді қайта өңдеу және ластануды бақылау;
· Қаптау процестерінде қауіпті химиялық заттарды қолдану мәселелері.
Таза өндіріс
Жартылай өткізгіш құрылғылардың таза өндіріс технологиясын шикізат, процестер және процестерді басқару тұрғысынан жетілдіруге болады.
Шикізат пен энергияны жақсарту
Біріншіден, қоспалар мен бөлшектердің енуін азайту үшін материалдардың тазалығын қатаң бақылау керек.
Екіншіден, кіретін компоненттерді немесе жартылай фабрикаттарды өндіріске енгізбес бұрын әртүрлі температуралық, ағып кетуді анықтау, діріл, жоғары вольтты электр тогының соғуы және басқа да сынақтар жүргізілуі керек.
Сонымен қатар, қосалқы материалдардың тазалығы қатаң бақылануы керек. Энергияны таза өндіру үшін қолдануға болатын салыстырмалы түрде көптеген технологиялар бар.
Өндіріс процесін оңтайландыру
Жартылай өткізгіштер өнеркәсібінің өзі технологиялық процестерді жетілдіру арқылы қоршаған ортаға әсерін азайтуға тырысады.
Мысалы, 1970 жылдары органикалық еріткіштер негізінен интегралды схемаларды тазалау технологиясында пластиналарды тазалау үшін қолданылды. 1980 жылдары пластиналарды тазалау үшін күкірт қышқылы сияқты қышқыл және сілті ерітінділері қолданылды. 1990 жылдарға дейін плазмалық оттегімен тазалау технологиясы жасалды.
Қаптамаға келетін болсақ, қазіргі уақытта көптеген компаниялар қоршаған ортаға ауыр металдардың ластануын тудыратын электрокаптау технологиясын қолданады.
Дегенмен, Шанхайдағы қаптама зауыттары енді электрокаптау технологиясын қолданбайды, сондықтан ауыр металдардың қоршаған ортаға әсері жоқ. Жартылай өткізгіштер өнеркәсібі өзінің даму процесінде процестерді жақсарту және химиялық алмастыру арқылы қоршаған ортаға әсерін біртіндеп азайтып жатқанын байқауға болады, бұл да қоршаған ортаға негізделген процестер мен өнімдерді жобалауды жақтайтын қазіргі жаһандық даму үрдісіне сәйкес келеді.
Қазіргі уақытта жергілікті процестерді жетілдіру бойынша бірқатар жұмыстар жүргізілуде, соның ішінде:
· Толығымен аммонийден тұратын ПФКС газын ауыстыру және азайту, мысалы, парниктік әсерінің әсері төмен ПФК газын пайдалану арқылы жоғары парниктік әсер ететін газды ауыстыру, мысалы, процесс ағынын жақсарту және процесте қолданылатын ПФКС газының мөлшерін азайту;
·Тазалау процесінде қолданылатын химиялық тазалағыш заттардың мөлшерін азайту үшін көп вафлиді тазалауды бір вафлиді тазалауға дейін жақсарту.
· Процесті қатаң бақылау:
а. Өндіріс процесін автоматтандыруды жүзеге асыру, бұл дәл өңдеуді және сериялық өндірісті жүзеге асыруға және қолмен жұмыс істеудің жоғары қателік деңгейін азайтуға мүмкіндік береді;
b. Өте таза технологиялық орта факторлары, өнімділіктің шамамен 5% немесе одан азы адамдар мен қоршаған ортаға байланысты. Өте таза технологиялық орта факторларына негізінен ауа тазалығы, жоғары тазалықтағы су, сығылған ауа, CO2, N2, температура, ылғалдылық және т.б. жатады. Таза цехтың тазалық деңгейі көбінесе ауаның бірлік көлеміне шаққандағы рұқсат етілген бөлшектердің ең көп санымен, яғни бөлшектер санының концентрациясымен өлшенеді;
c. Өндіріс процесінде көп мөлшерде қалдықтар шығатын жұмыс станцияларында анықтауды күшейту және анықтау үшін тиісті негізгі нүктелерді таңдау.
Әлемнің түкпір-түкпірінен келген кез келген тұтынушыларды қосымша талқылау үшін бізге келуге шақырамыз!
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
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 13 тамыз