Produksjon av halvlederkomponenter omfatter hovedsakelig diskrete komponenter, integrerte kretser og deres pakkeprosesser.
Halvlederproduksjon kan deles inn i tre stadier: produksjon av produktkroppsmateriale, produktkjeksproduksjon og montering av enheter. Blant dem er den mest alvorlige forurensningen produksjonsfasen for produktskiver.
Forurensende stoffer deles hovedsakelig inn i avløpsvann, avgass og fast avfall.
Produksjonsprosess for chip:
Silisiumskiveetter utvendig sliping - rengjøring - oksidasjon - jevn resist - fotolitografi - fremkalling - etsning - diffusjon, ioneimplantasjon - kjemisk dampavsetning - kjemisk-mekanisk polering - metallisering, etc.
Avløpsvann
En stor mengde avløpsvann genereres i hvert prosesstrinn i halvlederproduksjon og emballasjetesting, hovedsakelig syrebaseavløpsvann, ammoniakkholdig avløpsvann og organisk avløpsvann.
1. Fluorholdig avløpsvann:
Flussyre blir det viktigste løsningsmiddelet som brukes i oksidasjons- og etseprosesser på grunn av dets oksiderende og korrosive egenskaper. Fluorholdig avløpsvann i prosessen kommer hovedsakelig fra diffusjonsprosessen og kjemisk-mekanisk poleringsprosess i produksjonsprosessen for chip. I rengjøringsprosessen for silisiumskiver og relatert utstyr brukes også saltsyre mange ganger. Alle disse prosessene fullføres i dedikerte etsetanker eller rengjøringsutstyr, slik at fluorholdig avløpsvann kan slippes ut uavhengig. I henhold til konsentrasjonen kan det deles inn i fluorholdig avløpsvann med høy konsentrasjon og ammoniakkholdig avløpsvann med lav konsentrasjon. Generelt kan konsentrasjonen av ammoniakkholdig avløpsvann med høy konsentrasjon nå 100–1200 mg/L. De fleste selskaper resirkulerer denne delen av avløpsvannet til prosesser som ikke krever høy vannkvalitet.
2. Syre-base avløpsvann:
Nesten alle prosesser i produksjonsprosessen for integrerte kretser krever at brikken rengjøres. For tiden er svovelsyre og hydrogenperoksid de mest brukte rengjøringsvæskene i produksjonsprosessen for integrerte kretser. Samtidig brukes også syrebasereagenser som salpetersyre, saltsyre og ammoniakkvann.
Syrebaseavløpsvannet fra produksjonsprosessen kommer hovedsakelig fra rengjøringsprosessen i chipproduksjonsprosessen. I pakkeprosessen behandles brikken med en syrebaseløsning under galvanisering og kjemisk analyse. Etter behandling må den vaskes med rent vann for å produsere syrebase-vaskeavløpsvann. I tillegg brukes syrebase-reagenser som natriumhydroksid og saltsyre også i rentvannsstasjonen for å regenerere anion- og kationharpikser for å produsere syrebase-regenereringsavløpsvann. Vaskeavløpsvann produseres også under syrebase-avgassvaskeprosessen. I integrerte kretsproduksjonsbedrifter er mengden syrebase-avløpsvann spesielt stor.
3. Organisk avløpsvann:
På grunn av ulike produksjonsprosesser er mengden organiske løsemidler som brukes i halvlederindustrien svært forskjellig. Organiske løsemidler er imidlertid fortsatt mye brukt som rengjøringsmidler i ulike ledd av produksjonsemballasje. Noen løsemidler slippes ut i organisk avløpsvann.
4. Annet avløpsvann:
Etseprosessen i halvlederproduksjonsprosessen vil bruke en stor mengde ammoniakk, fluor og rent vann til dekontaminering, og dermed generere utslipp av ammoniakkholdig avløpsvann med høy konsentrasjon.
Elektropletteringsprosessen er nødvendig i halvlederpakkeprosessen. Brikken må rengjøres etter elektroplettering, og det vil genereres avløpsvann fra elektroplettering i denne prosessen. Siden noen metaller brukes i elektroplettering, vil det være metallionerutslipp i avløpsvannet fra elektroplettering, som bly, tinn, skive, sink, aluminium, etc.
Avgass
Siden halvlederprosessen har ekstremt høye krav til renslighet i operasjonsrommet, brukes vifter vanligvis til å trekke ut ulike typer avfallsgasser som fordampes under prosessen. Derfor er avfallsgassutslippene i halvlederindustrien preget av stort eksosvolum og lav utslippskonsentrasjon. Avfallsgassutslippene er også hovedsakelig fordampet.
Disse avgassutslippene kan hovedsakelig deles inn i fire kategorier: sur gass, alkalisk gass, organisk avgass og giftig gass.
1. Syre-baseavgass:
Syre-baseavgass kommer hovedsakelig fra diffusjon,Hjerte- og kardiovaskulær sykdom, CMP og etseprosesser, som bruker syre-base-rengjøringsløsning til å rengjøre waferen.
For tiden er det mest brukte rengjøringsmiddelet i halvlederproduksjonsprosessen en blanding av hydrogenperoksid og svovelsyre.
Avgassen som genereres i disse prosessene inkluderer sure gasser som svovelsyre, flussyre, saltsyre, salpetersyre og fosforsyre, og den alkaliske gassen er hovedsakelig ammoniakk.
2. Organisk avgass:
Organisk avgass kommer hovedsakelig fra prosesser som fotolitografi, fremkalling, etsing og diffusjon. I disse prosessene brukes organisk løsning (som isopropylalkohol) til å rengjøre overflaten på waferen, og avgassen som genereres ved fordampning er en av kildene til organisk avgass;
Samtidig inneholder fotoresisten (fotoresisten) som brukes i fotolitografi og etsning flyktige organiske løsemidler, som butylacetat, som fordamper i atmosfæren under waferbehandlingsprosessen, og er en annen kilde til organisk avfallsgass.
3. Giftig avgass:
Giftig avgass kommer hovedsakelig fra prosesser som krystallepitaksi, tørretsing og CVD. I disse prosessene brukes en rekke høyrente spesialgasser til å behandle waferen, som silisium (SiHj), fosfor (PH3), karbontetraklorid (CFJ), boran, bortrioksid, etc. Noen spesialgasser er giftige, kvelende og etsende.
Samtidig kreves det en stor mengde fulloksidgass (PFCS) i tørretsings- og rengjøringsprosessen etter kjemisk dampavsetning i halvlederproduksjon, slik som NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6, etc. Disse perfluorerte forbindelsene har sterk absorpsjon i det infrarøde lysområdet og holder seg lenge i atmosfæren. De anses generelt for å være hovedkilden til den globale drivhuseffekten.
4. Avgass fra emballasjeprosessen:
Sammenlignet med halvlederproduksjonsprosessen er avgassen som genereres av halvlederpakkingsprosessen relativt enkel, hovedsakelig sur gass, epoksyharpiks og støv.
Sur avgass genereres hovedsakelig i prosesser som galvanisering;
Bakeavgass genereres i bakeprosessen etter at produktet limes og forsegles;
Terningsmaskinen genererer avgass som inneholder spor av silisiumstøv under waferskjæringsprosessen.
Problemer med miljøforurensning
Når det gjelder miljøforurensningsproblemene i halvlederindustrien, er de viktigste problemene som må løses:
· Storskalautslipp av luftforurensende stoffer og flyktige organiske forbindelser (VOC) i fotolitografiprosessen;
· Utslipp av perfluorerte forbindelser (PFCS) i plasmaetsing og kjemisk dampavsetning;
· Storskala forbruk av energi og vann i produksjon og sikkerhetsbeskyttelse av arbeidere;
· Resirkulering og forurensningsovervåking av biprodukter;
· Problemer med bruk av farlige kjemikalier i pakkeprosesser.
Ren produksjon
Ren produksjonsteknologi for halvlederenheter kan forbedres når det gjelder råvarer, prosesser og prosesskontroll.
Forbedring av råvarer og energi
For det første bør materialenes renhet kontrolleres strengt for å redusere tilførselen av urenheter og partikler.
For det andre bør ulike temperatur-, lekkasjedeteksjons-, vibrasjons-, høyspennings-elektriske støt- og andre tester utføres på innkommende komponenter eller halvfabrikata før de settes i produksjon.
I tillegg bør renheten til hjelpematerialene kontrolleres strengt. Det finnes relativt mange teknologier som kan brukes til ren energiproduksjon.
Optimaliser produksjonsprosessen
Halvlederindustrien selv streber etter å redusere sin påvirkning på miljøet gjennom forbedringer av prosessteknologi.
For eksempel, på 1970-tallet ble organiske løsemidler hovedsakelig brukt til å rengjøre wafere i integrerte kretsrenseteknologi. På 1980-tallet ble syre- og alkaliløsninger som svovelsyre brukt til å rengjøre wafere. Frem til 1990-tallet ble plasmaoksygenrenseteknologi utviklet.
Når det gjelder emballasje, bruker de fleste selskaper for tiden galvaniseringsteknologi, noe som vil forårsake tungmetallforurensning i miljøet.
Emballasjefabrikker i Shanghai bruker imidlertid ikke lenger galvaniseringsteknologi, så tungmetaller har ingen innvirkning på miljøet. Det kan konstateres at halvlederindustrien gradvis reduserer sin innvirkning på miljøet gjennom prosessforbedringer og kjemisk substitusjon i sin egen utviklingsprosess, noe som også følger den nåværende globale utviklingstrenden med å fremme prosess- og produktdesign basert på miljøet.
For tiden gjennomføres flere lokale prosessforbedringer, inkludert:
·Erstatning og reduksjon av hel-ammonium PFCS-gass, for eksempel bruk av PFC-gass med lav drivhuseffekt for å erstatte gass med høy drivhuseffekt, for eksempel forbedring av prosessflyt og reduksjon av mengden PFCS-gass som brukes i prosessen;
· Forbedring av rengjøring av flere skiver til rengjøring av én skive for å redusere mengden kjemiske rengjøringsmidler som brukes i rengjøringsprosessen.
·Streng prosesskontroll:
a. Realisere automatisering av produksjonsprosessen, som kan realisere presis prosessering og batchproduksjon, og redusere den høye feilraten ved manuell drift;
b. Miljøfaktorer i ultrarene prosesser, omtrent 5 % eller mindre av utbyttetapet er forårsaket av mennesker og miljø. Miljøfaktorer i ultrarene prosesser inkluderer hovedsakelig luftrenhet, rent vann, trykkluft, CO2, N2, temperatur, fuktighet osv. Renhetsnivået i et rent verksted måles ofte ved det maksimale antallet partikler som er tillatt per volumenhet luft, det vil si partikkelkonsentrasjonen.
c. Styrke deteksjonen, og velge passende nøkkelpunkter for deteksjon på arbeidsstasjoner med store mengder avfall under produksjonsprosessen.
Velkommen kunder fra hele verden til å besøke oss for en videre diskusjon!
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
Publisert: 13. august 2024