Производња полупроводничких уређаја углавном обухвата дискретне уређаје, интегрисана кола и њихове процесе паковања.
Производња полупроводника може се поделити у три фазе: производња материјала тела производа, производвафлапроизводња и склапање уређаја. Међу њима, најозбиљније загађење је фаза производње плочица.
Загађујуће материје се углавном деле на отпадне воде, отпадне гасове и чврсти отпад.
Процес производње чипова:
Силицијумска плочицанакон спољашњег брушења - чишћења - оксидације - униформног отпора - фотолитографије - развијања - нагризања - дифузије, јонске имплантације - хемијског таложења из паре - хемијско-механичког полирања - метализације итд.
Отпадне воде
У сваком кораку процеса производње и испитивања амбалаже полупроводника генерише се велика количина отпадних вода, углавном кисело-базних отпадних вода, отпадних вода које садрже амонијак и органских отпадних вода.
1. Отпадне воде које садрже флуор:
Флуороводонична киселина постаје главни растварач који се користи у процесима оксидације и нагризања због својих оксидационих и корозивних својстава. Отпадне воде које садрже флуор у процесу углавном потичу из процеса дифузије и хемијско-механичког полирања у процесу производње чипова. У процесу чишћења силицијумских плочица и сродних прибора, хлороводонична киселина се такође користи много пута. Сви ови процеси се завршавају у наменским резервоарима за нагризање или опреми за чишћење, тако да се отпадне воде које садрже флуор могу испуштати независно. Према концентрацији, могу се поделити на отпадне воде које садрже флуор високе концентрације и отпадне воде које садрже амонијак ниске концентрације. Генерално, концентрација отпадних вода које садрже амонијак високе концентрације може достићи 100-1200 мг/Л. Већина компанија рециклира овај део отпадних вода за процесе који не захтевају висок квалитет воде.
2. Кисело-базне отпадне воде:
Скоро сваки процес у процесу производње интегрисаних кола захтева чишћење чипа. Тренутно су сумпорна киселина и водоник-пероксид најчешће коришћене течности за чишћење у процесу производње интегрисаних кола. Истовремено се користе и киселинско-базни реагенси као што су азотна киселина, хлороводонична киселина и амонијачна вода.
Кисело-базна отпадна вода из производног процеса углавном настаје током процеса чишћења у процесу производње чипова. У процесу паковања, чип се третира кисело-базним раствором током галванизације и хемијске анализе. Након третмана, потребно га је испрати чистом водом да би се добила кисело-базна отпадна вода за прање. Поред тога, кисело-базни реагенси као што су натријум хидроксид и хлороводонична киселина се такође користе у станици за чисту воду за регенерацију анјонских и катјонских смола да би се произвела кисело-базна отпадна вода за регенерацију. Отпадна вода од прања се такође производи током процеса прања кисело-базних отпадних гасова. У компанијама за производњу интегрисаних кола, количина кисело-базних отпадних вода је посебно велика.
3. Органске отпадне воде:
Због различитих производних процеса, количина органских растварача који се користе у полупроводничкој индустрији је веома различита. Међутим, као средства за чишћење, органски растварачи се и даље широко користе у различитим деловима производње амбалаже. Неки растварачи постају органски отпадни материјал.
4. Остале отпадне воде:
Процес нагризања у производњи полупроводника користиће велику количину амонијака, флуора и воде високе чистоће за деконтаминацију, чиме се ствара испуштање отпадних вода које садрже амонијак високе концентрације.
Процес галванизације је неопходан у процесу паковања полупроводника. Чип треба очистити након галванизације, а у том процесу ће се створити отпадна вода од чишћења галванизације. Пошто се неки метали користе у галванизацији, доћи ће до емисије металних јона у отпадној води од чишћења галванизације, као што су олово, калај, диск, цинк, алуминијум итд.
Отпадни гас
Пошто процес производње полупроводника има изузетно високе захтеве за чистоћу операционе сале, вентилатори се обично користе за усисавање различитих врста отпадних гасова који испаравају током процеса. Стога, емисије отпадних гасова у полупроводничкој индустрији карактерише велика запремина издувних гасова и ниска концентрација емисије. Емисије отпадних гасова су такође углавном испарљиве.
Ове емисије отпадних гасова могу се углавном поделити у четири категорије: кисели гас, алкални гас, органски отпадни гас и токсични гас.
1. Кисело-базни отпадни гас:
Кисело-базни отпадни гас углавном настаје дифузијом,КВБ, CMP и процеси нагризања, који користе киселинско-базни раствор за чишћење плочице.
Тренутно, најчешће коришћени растварач за чишћење у процесу производње полупроводника је смеша водоник-пероксида и сумпорне киселине.
Отпадни гас који се ствара у овим процесима укључује киселе гасове као што су сумпорна киселина, флуороводонична киселина, хлороводонична киселина, азотна киселина и фосфорна киселина, а алкални гас је углавном амонијак.
2. Органски отпадни гас:
Органски отпадни гас углавном настаје из процеса као што су фотолитографија, развијање, нагризање и дифузија. У овим процесима, органски раствор (као што је изопропил алкохол) се користи за чишћење површине плочице, а отпадни гас настао испаравањем је један од извора органског отпадног гаса;
Истовремено, фоторезист (фоторезист) који се користи у процесу фотолитографије и нагризања садржи испарљиве органске раствараче, као што је бутил ацетат, који испарава у атмосферу током процеса обраде плочице, што је још један извор органског отпадног гаса.
3. Токсични отпадни гас:
Токсични отпадни гас углавном настаје из процеса као што су кристална епитаксија, суво нагризање и CVD. У овим процесима, за обраду плочице се користе разни специјални гасови високе чистоће, као што су силицијум (SiHj), фосфор (PH3), угљен-тетрахлорид (CFJ), боран, бор-триоксид итд. Неки специјални гасови су токсични, гуше и корозивни.
Истовремено, у процесу сувог нагризања и чишћења након хемијског таложења из паре у производњи полупроводника, потребна је велика количина гаса пуног оксида (PFCS), као што су NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6 итд. Ова перфлуорована једињења имају јаку апсорпцију у инфрацрвеном светлу и дуго остају у атмосфери. Генерално се сматрају главним извором глобалног ефекта стаклене баште.
4. Отпадни гас из процеса паковања:
У поређењу са процесом производње полупроводника, отпадни гас који настаје процесом паковања полупроводника је релативно једноставан, углавном се састоји од киселиних гаса, епоксидне смоле и прашине.
Кисели отпадни гас се углавном ствара у процесима као што је галванизација;
Отпадни гас од печења настаје у процесу печења након лепљења и заптивања производа;
Машина за сечење ствара отпадни гас који садржи трагове силицијумске прашине током процеса сечења плочице.
Проблеми загађења животне средине
Што се тиче проблема загађења животне средине у полупроводничкој индустрији, главни проблеми које треба решити су:
· Емисија загађивача ваздуха и испарљивих органских једињења (VOC) великих размера у процесу фотолитографије;
· Емисија перфлуорованих једињења (PFCS) у процесима плазма нагризања и хемијског таложења из паре;
· Велика потрошња енергије и воде у производњи и безбедности радника;
· Рециклажа и праћење загађења нуспроизвода;
· Проблеми коришћења опасних хемикалија у процесима паковања.
Чиста производња
Технологија чисте производње полупроводничких уређаја може се побољшати са аспекта сировина, процеса и контроле процеса.
Побољшање сировина и енергије
Прво, чистоћа материјала треба строго контролисати како би се смањио унос нечистоћа и честица.
Друго, разне температурне тестове, тестове за откривање цурења, вибрације, електрични удар високог напона и друге тестове треба спровести на улазним компонентама или полупроизводима пре него што се пуште у производњу.
Поред тога, чистоћа помоћних материјала треба строго контролисати. Постоји релативно много технологија које се могу користити за чисту производњу енергије.
Оптимизујте производни процес
Сама полупроводничка индустрија тежи да смањи свој утицај на животну средину кроз побољшања процесне технологије.
На пример, 1970-их, органски растварачи су се углавном користили за чишћење плочица у технологији чишћења интегрисаних кола. 1980-их, за чишћење плочица коришћени су кисели и алкални раствори попут сумпорне киселине. До 1990-их развијена је технологија чишћења плазма кисеоником.
Што се тиче паковања, већина компанија тренутно користи технологију галванизације, што ће изазвати загађење животне средине тешким металима.
Међутим, фабрике за паковање у Шангају више не користе технологију галванизације, тако да нема утицаја тешких метала на животну средину. Може се утврдити да полупроводничка индустрија постепено смањује свој утицај на животну средину кроз побољшања процеса и хемијску супституцију у сопственом процесу развоја, што такође прати тренутни глобални тренд развоја заговарања дизајна процеса и производа заснованог на животној средини.
Тренутно се спроводе додатна локална побољшања процеса, укључујући:
· Замена и смањење потпуно амонијумског ПФЦС гаса, као што је коришћење ПФЦ гаса са ниским ефектом стаклене баште ради замене гаса са високим ефектом стаклене баште, као што је побољшање тока процеса и смањење количине ПФЦС гаса који се користи у процесу;
· Побољшање чишћења више плочица на чишћење једне плочице како би се смањила количина хемијских средстава за чишћење која се користе у процесу чишћења.
· Строга контрола процеса:
а. Реализовати аутоматизацију производног процеса, што може остварити прецизну обраду и серијску производњу, и смањити високу стопу грешака ручног рада;
б. Фактори околине ултрачистог процеса, око 5% или мање губитка приноса узроковано је људима и околином. Фактори околине ултрачистог процеса углавном укључују чистоћу ваздуха, воду високе чистоће, компримовани ваздух, CO2, N2, температуру, влажност итд. Ниво чистоће чисте радионице често се мери максималним бројем дозвољених честица по јединици запремине ваздуха, односно концентрацијом броја честица;
ц. Појачати детекцију и одабрати одговарајуће кључне тачке за детекцију на радним местима са великим количинама отпада током производног процеса.
Поздрављамо све купце из целог света да нас посете ради даље дискусије!
хттпс://ввв.вет-цхина.цом/
хттпс://ввв.фацебоок.цом/пеопле/Нингбо-Миами-Адванцед-Материјал-Тецхнологy-Цо-Лтд/100085673110923/
хттпс://ввв.линкедин.цом/цомпанy/100890232/админ/паге-постс/публисхед/
хттпс://ввв.јутубе.цом/@усер-оо9нл2кп6ј
Време објаве: 13. август 2024.