Puslaidininkinių įtaisų gamyba daugiausia apima diskrečius įtaisus, integrinius grandynus ir jų pakavimo procesus.
Puslaidininkių gamybą galima suskirstyti į tris etapus: gaminio korpuso medžiagos gamybą, gaminiovaflisgamyba ir įrenginių surinkimas. Didžiausia tarša iš jų yra gaminių plokštelių gamybos etapas.
Teršalai daugiausia skirstomi į nuotekas, išmetamąsias dujas ir kietąsias atliekas.
Lustų gamybos procesas:
Silicio plokštelėpo išorinio šlifavimo – valymo – oksidacijos – vienodo atsparumo padengimo – fotolitografijos – ryškinimo – ėsdinimo – difuzijos, jonų implantacijos – cheminio garų nusodinimo – cheminio mechaninio poliravimo – metalizavimo ir kt.
Nuotekos
Kiekviename puslaidininkių gamybos ir pakuočių bandymų etape susidaro didelis kiekis nuotekų, daugiausia rūgščių-šarmų nuotekų, amoniako turinčių nuotekų ir organinių nuotekų.
1. Fluoro turinčios nuotekos:
Dėl oksidacinių ir korozinių savybių vandenilio fluorido rūgštis tampa pagrindiniu tirpikliu, naudojamu oksidacijos ir ėsdinimo procesuose. Fluoro turinčios nuotekos šiame procese daugiausia susidaro difuzijos ir cheminio mechaninio poliravimo proceso metu lustų gamybos procese. Druskos rūgštis taip pat dažnai naudojama silicio plokštelių ir susijusių reikmenų valymo procese. Visi šie procesai atliekami specialiose ėsdinimo talpyklose arba valymo įrangoje, todėl fluoro turinčias nuotekas galima išleisti atskirai. Pagal koncentraciją jas galima suskirstyti į didelės koncentracijos fluoro turinčias nuotekas ir mažos koncentracijos amoniako turinčias nuotekas. Paprastai didelės koncentracijos amoniako turinčių nuotekų koncentracija gali siekti 100–1200 mg/l. Dauguma įmonių šią nuotekų dalį perdirba procesams, kuriems nereikia aukštos vandens kokybės.
2. Rūgščių-šarmų nuotekos:
Beveik kiekviename integrinių grandynų gamybos procese reikia valyti lustą. Šiuo metu sieros rūgštis ir vandenilio peroksidas yra dažniausiai naudojami valymo skysčiai integrinių grandynų gamybos procese. Taip pat naudojami rūgštiniai reagentai, tokie kaip azoto rūgštis, druskos rūgštis ir amoniakinis vanduo.
Gamybos proceso metu susidarančios rūgštinės-šarminės nuotekos daugiausia susidaro valymo proceso metu. Pakavimo procese lustas apdorojamas rūgštiniu-šarminiu tirpalu galvanizavimo ir cheminės analizės metu. Po apdorojimo jį reikia nuplauti grynu vandeniu, kad susidarytų rūgštinės-šarminės plovimo nuotekos. Be to, gryno vandens stotyje rūgštiniai-šarminiai reagentai, tokie kaip natrio hidroksidas ir druskos rūgštis, taip pat naudojami anijoninėms ir katijoninėms dervoms regeneruoti, kad susidarytų rūgštinės-šarminės regeneracijos nuotekos. Skalbimo liekanų vanduo taip pat susidaro rūgštinės-šarminės išmetamųjų dujų plovimo proceso metu. Integrinių grandynų gamybos įmonėse rūgštinių-šarminių nuotekų kiekis yra ypač didelis.
3. Organinės nuotekos:
Dėl skirtingų gamybos procesų puslaidininkių pramonėje naudojamų organinių tirpiklių kiekis labai skiriasi. Tačiau kaip valymo priemonės organiniai tirpikliai vis dar plačiai naudojami įvairiose pakuočių gamybos grandyse. Kai kurie tirpikliai patenka į organines nuotekų išleidimo vietas.
4. Kitos nuotekos:
Puslaidininkių gamybos proceso ėsdinimo procese dezaktyvavimui bus naudojamas didelis kiekis amoniako, fluoro ir labai gryno vandens, todėl susidarys didelės koncentracijos amoniako turinčios nuotekos.
Galvanizavimo procesas yra būtinas puslaidininkių pakavimo procese. Po galvanizavimo lustas turi būti išvalytas, o šio proceso metu susidarys galvanizavimo valymo nuotekos. Kadangi galvanizavimo procese naudojami kai kurie metalai, galvanizavimo valymo nuotekose bus metalų jonų, tokių kaip švinas, alavas, diskas, cinkas, aliuminis ir kt., emisijos.
Išmetamosios dujos
Kadangi puslaidininkių gamybos procese keliami itin aukšti operacinės patalpos švaros reikalavimai, proceso metu išgaruojančioms įvairių tipų išmetamosioms dujoms ištraukti dažniausiai naudojami ventiliatoriai. Todėl puslaidininkių pramonėje išmetamosioms dujoms būdingas didelis išmetamųjų dujų tūris ir maža išmetamųjų dujų koncentracija. Išmetamosios dujos taip pat daugiausia yra lakios.
Šias išmetamąsias dujas galima suskirstyti į keturias kategorijas: rūgštines dujas, šarmines dujas, organines išmetamąsias dujas ir toksiškas dujas.
1. Rūgščių-šarmų išmetamosios dujos:
Rūgščių-šarmų atliekos daugiausia susidaro difuzijos būdu,ŠSD, CMP ir ėsdinimo procesai, kuriuose plokštelės valymui naudojamas rūgštinis valymo tirpalas.
Šiuo metu puslaidininkių gamybos procese dažniausiai naudojamas valymo tirpiklis yra vandenilio peroksido ir sieros rūgšties mišinys.
Šių procesų metu susidarančios išmetamosios dujos apima rūgštines dujas, tokias kaip sieros rūgštis, vandenilio fluorido rūgštis, druskos rūgštis, azoto rūgštis ir fosforo rūgštis, o šarminės dujos daugiausia yra amoniakas.
2. Organinės atliekos:
Organinės atliekos daugiausia susidaro fotolitografijos, ryškinimo, ėsdinimo ir difuzijos procesų metu. Šiuose procesuose plokštelės paviršiui valyti naudojamas organinis tirpalas (pvz., izopropilo alkoholis), o garinimo metu susidarančios atliekos yra vienas iš organinių atliekų šaltinių;
Tuo pačiu metu fotolitografijos ir ėsdinimo procese naudojamas fotorezistas (fotorezistas) turi lakiųjų organinių tirpiklių, tokių kaip butilo acetatas, kuris plokštelių apdorojimo proceso metu išgaruoja į atmosferą, o tai yra dar vienas organinių atliekų šaltinis.
3. Toksiškos išmetamosios dujos:
Toksiškos išmetamosios dujos daugiausia susidaro vykstant tokiems procesams kaip kristalų epitaksija, sausas ėsdinimas ir CVD. Šiuose procesuose plokštelėms apdoroti naudojamos įvairios labai grynos specialios dujos, tokios kaip silicis (SiHj), fosforas (PH3), anglies tetrachloridas (CFJ), boranas, boro trioksidas ir kt. Kai kurios specialios dujos yra toksiškos, dusinančios ir ėsdinančios.
Tuo pačiu metu, sauso ėsdinimo ir valymo procese po cheminio garų nusodinimo puslaidininkių gamyboje reikalingas didelis kiekis pilno oksido (PFCS) dujų, tokių kaip NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6 ir kt. Šie perfluorinti junginiai pasižymi stipria absorbcija infraraudonųjų spindulių srityje ir ilgai išlieka atmosferoje. Paprastai jie laikomi pagrindiniu pasaulinio šiltnamio efekto šaltiniu.
4. Pakavimo proceso išmetamosios dujos:
Palyginti su puslaidininkių gamybos procesu, puslaidininkių pakavimo proceso metu susidarančios išmetamosios dujos yra gana paprastos, daugiausia rūgštinės dujos, epoksidinė derva ir dulkės.
Rūgštinės išmetamosios dujos daugiausia susidaro tokiuose procesuose kaip galvanizavimas;
Kepimo metu, įklijavus ir užsandarinę produktą, susidaro kepimo atliekos;
Pjaustymo mašina plokštelių pjovimo proceso metu generuoja išmetamąsias dujas, kuriose yra silicio dulkių pėdsakų.
Aplinkos taršos problemos
Kalbant apie aplinkos taršos problemas puslaidininkių pramonėje, pagrindinės problemos, kurias reikia išspręsti, yra šios:
· Didelio masto oro teršalų ir lakiųjų organinių junginių (LOJ) išmetimas fotolitografijos procese;
· Perfluoruotų junginių (PFCS) emisija plazminio ėsdinimo ir cheminio garų nusodinimo procesuose;
· Didelio masto energijos ir vandens suvartojimas gamyboje ir darbuotojų saugos apsauga;
· Šalutinių produktų perdirbimas ir taršos stebėsena;
· Pavojingų cheminių medžiagų naudojimo pakavimo procesuose problemos.
Švari gamyba
Puslaidininkinių įtaisų švarios gamybos technologiją galima patobulinti žaliavų, procesų ir procesų valdymo aspektais.
Žaliavų ir energijos gerinimas
Pirma, medžiagų grynumas turėtų būti griežtai kontroliuojamas, siekiant sumažinti priemaišų ir dalelių patekimą.
Antra, prieš pradedant gamybą, su gaunamais komponentais ar pusgaminiais turėtų būti atliekami įvairūs temperatūros, nuotėkio aptikimo, vibracijos, aukštos įtampos elektros smūgio ir kiti bandymai.
Be to, pagalbinių medžiagų grynumas turėtų būti griežtai kontroliuojamas. Yra gana daug technologijų, kurias galima naudoti švariai energijos gamybai.
Optimizuokite gamybos procesą
Pati puslaidininkių pramonė stengiasi sumažinti savo poveikį aplinkai tobulindama procesų technologijas.
Pavyzdžiui, aštuntajame dešimtmetyje integrinių grandynų valymo technologijose plokštelėms valyti daugiausia buvo naudojami organiniai tirpikliai. Devintajame dešimtmetyje plokštelėms valyti buvo naudojami rūgščių ir šarmų tirpalai, tokie kaip sieros rūgštis. Iki dešimtojo dešimtmečio buvo kuriama plazminio deguonies valymo technologija.
Kalbant apie pakuotes, dauguma įmonių šiuo metu naudoja galvanizavimo technologiją, kuri sukels sunkiųjų metalų taršą aplinkoje.
Tačiau Šanchajaus pakavimo gamyklos nebenaudoja galvanizavimo technologijos, todėl sunkiųjų metalų poveikis aplinkai nedaromas. Galima pastebėti, kad puslaidininkių pramonė palaipsniui mažina savo poveikį aplinkai tobulindama procesus ir keisdama chemines medžiagas savo plėtros procese, o tai taip pat atitinka dabartinę pasaulinę plėtros tendenciją, kuria propaguojamas aplinkosauga pagrįstas procesų ir gaminių projektavimas.
Šiuo metu atliekama daugiau vietinių procesų tobulinimų, įskaitant:
·Visiškai amonio pagrindu pagamintų PFCS dujų pakeitimas ir kiekio mažinimas, pavyzdžiui, naudojant mažai šiltnamio efektą sukeliančias PFC dujas, siekiant pakeisti dujas, sukeliančias didelį šiltnamio efektą, pavyzdžiui, gerinant proceso srautą ir mažinant procese naudojamų PFCS dujų kiekį;
·Daugiasluoksnio valymo tobulinimas iki vienos plokštelės valymo, siekiant sumažinti cheminių valymo priemonių kiekį, naudojamą valymo procese.
· Griežta procesų kontrolė:
a. Įgyvendinti gamybos proceso automatizavimą, kuris gali užtikrinti tikslų apdorojimą ir partijų gamybą, bei sumažinti didelį rankinio valdymo klaidų lygį;
b. Itin švaraus proceso aplinkos veiksniai – apie 5 % ar mažiau išeigos nuostolių lemia žmonės ir aplinka. Itin švaraus proceso aplinkos veiksniai daugiausia apima oro švarą, labai gryną vandenį, suslėgtą orą, CO2, N2, temperatūrą, drėgmę ir kt. Švaraus cecho švaros lygis dažnai matuojamas pagal maksimalų leistiną dalelių skaičių oro tūrio vienete, t. y. dalelių skaičiaus koncentraciją;
c) Sustiprinti aptikimą ir pasirinkti tinkamus pagrindinius aptikimo taškus darbo vietose, kuriose gamybos proceso metu susidaro dideli atliekų kiekiai.
Kviečiame visus klientus iš viso pasaulio apsilankyti pas mus tolesnei diskusijai!
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
Įrašo laikas: 2024 m. rugpjūčio 13 d.