Uzalishaji wa vifaa vya semiconductors hujumuisha hasa vifaa vya kipekee, saketi zilizounganishwa na michakato yao ya ufungashaji.
Uzalishaji wa semiconductor unaweza kugawanywa katika hatua tatu: uzalishaji wa nyenzo za mwili wa bidhaa, bidhaakakiutengenezaji na uunganishaji wa vifaa. Miongoni mwao, uchafuzi mkubwa zaidi ni hatua ya utengenezaji wa wafer wa bidhaa.
Vichafuzi vimegawanywa zaidi katika maji machafu, gesi taka na taka ngumu.
Mchakato wa utengenezaji wa chipsi:
Kipande cha silikonibaada ya kusaga nje - kusafisha - oksidi - upinzani sare - fotolithografia - ukuzaji - uchongaji - usambazaji, upandikizaji wa ioni - utuaji wa mvuke wa kemikali - ung'arishaji wa kemikali - ung'arishaji wa metali, n.k.
Maji taka
Kiasi kikubwa cha maji machafu huzalishwa katika kila hatua ya mchakato wa utengenezaji wa nusu-semiconductor na upimaji wa vifungashio, hasa maji machafu ya msingi wa asidi, maji machafu yenye amonia na maji machafu ya kikaboni.
1. Maji machafu yenye florini:
Asidi hidrofloriki inakuwa kiyeyusho kikuu kinachotumika katika michakato ya oksidi na uchomaji kutokana na sifa zake za oksidi na babuzi. Maji machafu yenye florini katika mchakato huo hutokana hasa na mchakato wa uenezaji na mchakato wa kung'arisha mitambo ya kemikali katika mchakato wa utengenezaji wa chip. Katika mchakato wa kusafisha wafers za silicon na vyombo vinavyohusiana, asidi hidrokloriki pia hutumika mara nyingi. Michakato hii yote hukamilishwa katika matangi maalum ya uchomaji au vifaa vya kusafisha, kwa hivyo maji machafu yenye florini yanaweza kutolewa kwa kujitegemea. Kulingana na mkusanyiko, inaweza kugawanywa katika maji machafu yenye florini yenye mkusanyiko mkubwa na maji machafu yenye mkusanyiko mdogo wa amonia. Kwa ujumla, mkusanyiko wa maji machafu yenye mkusanyiko mkubwa wa amonia unaweza kufikia 100-1200 mg/L. Makampuni mengi husindika sehemu hii ya maji machafu kwa michakato ambayo haihitaji ubora wa juu wa maji.
2. Maji machafu yenye msingi wa asidi:
Karibu kila mchakato katika mchakato wa utengenezaji wa saketi jumuishi unahitaji chip kusafishwa. Kwa sasa, asidi ya sulfuriki na peroksidi ya hidrojeni ndizo majimaji ya kusafisha yanayotumika sana katika mchakato wa utengenezaji wa saketi jumuishi. Wakati huo huo, vitendanishi vya msingi wa asidi kama vile asidi ya nitriki, asidi ya hidrokloriki na maji ya amonia pia hutumiwa.
Maji machafu ya msingi wa asidi katika mchakato wa utengenezaji hutokana hasa na mchakato wa kusafisha katika mchakato wa utengenezaji wa chip. Katika mchakato wa ufungashaji, chip hutibiwa na myeyusho wa msingi wa asidi wakati wa uchongaji wa umeme na uchambuzi wa kemikali. Baada ya matibabu, inahitaji kuoshwa kwa maji safi ili kutoa maji machafu ya kuosha msingi wa asidi. Kwa kuongezea, vitendanishi vya msingi wa asidi kama vile hidroksidi ya sodiamu na asidi hidrokloriki pia hutumika katika kituo cha maji safi ili kuzalisha tena resini za anioni na cation ili kutoa maji machafu ya kuzaliwa upya kwa msingi wa asidi. Maji ya mkia wa kuosha pia huzalishwa wakati wa mchakato wa kuosha gesi ya taka ya msingi wa asidi. Katika kampuni za utengenezaji wa saketi jumuishi, kiasi cha maji machafu ya msingi wa asidi ni kikubwa sana.
3. Maji machafu ya kikaboni:
Kutokana na michakato tofauti ya uzalishaji, kiasi cha miyeyusho ya kikaboni inayotumika katika tasnia ya nusu-semiconductor ni tofauti sana. Hata hivyo, kama mawakala wa kusafisha, miyeyusho ya kikaboni bado hutumika sana katika viungo mbalimbali vya vifungashio vya utengenezaji. Baadhi ya miyeyusho huwa mmiminiko wa maji machafu ya kikaboni.
4. Maji machafu mengine:
Mchakato wa kung'oa wa mchakato wa uzalishaji wa semiconductor utatumia kiasi kikubwa cha amonia, florini na maji safi sana kwa ajili ya kuondoa uchafu, na hivyo kutoa maji machafu yenye mkusanyiko mkubwa wa amonia.
Mchakato wa uchongaji wa umeme unahitajika katika mchakato wa ufungashaji wa nusu-semiconductor. Chipu inahitaji kusafishwa baada ya uchongaji wa umeme, na maji machafu ya kusafisha kwa kutumia umeme yatatolewa katika mchakato huu. Kwa kuwa baadhi ya metali hutumika katika uchongaji wa umeme, kutakuwa na uzalishaji wa ioni za chuma katika maji machafu ya kusafisha kwa kutumia umeme, kama vile risasi, bati, diski, zinki, alumini, n.k.
Gesi taka
Kwa kuwa mchakato wa semiconductor una mahitaji ya juu sana kwa usafi wa chumba cha upasuaji, feni kwa kawaida hutumiwa kutoa aina mbalimbali za gesi taka zinazobadilika wakati wa mchakato. Kwa hivyo, uzalishaji wa gesi taka katika tasnia ya semiconductor una sifa ya ujazo mkubwa wa kutolea moshi na kiwango kidogo cha uzalishaji. Uzalishaji wa gesi taka pia hubadilika sana.
Uzalishaji huu wa gesi taka unaweza kugawanywa katika makundi manne: gesi ya asidi, gesi ya alkali, gesi taka za kikaboni na gesi yenye sumu.
1. Gesi taka ya msingi wa asidi:
Gesi taka ya msingi wa asidi hutokana hasa na usambazaji,CVD, CMP na michakato ya kung'oa, ambayo hutumia suluhisho la kusafisha msingi wa asidi kusafisha wafer.
Kwa sasa, kiyeyusho cha kusafisha kinachotumika sana katika mchakato wa utengenezaji wa nusu-semiconductor ni mchanganyiko wa peroksidi ya hidrojeni na asidi ya sulfuriki.
Gesi taka inayozalishwa katika michakato hii inajumuisha gesi zenye asidi kama vile asidi ya sulfuriki, asidi ya hidrofloriki, asidi ya hidrokloriki, asidi ya nitriki na asidi ya fosforasi, na gesi ya alkali hasa ni amonia.
2. Gesi taka ya kikaboni:
Gesi taka ya kikaboni hutokana zaidi na michakato kama vile upigaji picha, ukuzaji, uchongaji na usambazaji. Katika michakato hii, myeyusho wa kikaboni (kama vile pombe ya isopropili) hutumika kusafisha uso wa wafer, na gesi taka inayotokana na tete ni mojawapo ya vyanzo vya gesi taka ya kikaboni;
Wakati huo huo, kipingamizi cha mwanga (photoresist) kinachotumika katika mchakato wa upigaji picha na uchomaji kina vimumunyisho vya kikaboni tete, kama vile butili asetati, ambavyo hubadilika-badilika angani wakati wa mchakato wa usindikaji wa wafer, ambayo ni chanzo kingine cha gesi taka za kikaboni.
3. Gesi taka zenye sumu:
Gesi taka zenye sumu hutokana hasa na michakato kama vile epitaksi ya fuwele, uchomaji kavu na CVD. Katika michakato hii, aina mbalimbali za gesi maalum zenye usafi wa hali ya juu hutumika kusindika wafer, kama vile silicon (SiHj), fosforasi (PH3), tetrakloridi ya kaboni (CFJ), borani, trioksidi ya boroni, n.k. Baadhi ya gesi maalum ni sumu, hupumua na huharibu.
Wakati huo huo, katika mchakato wa kukausha na kusafisha baada ya uwekaji wa mvuke wa kemikali katika utengenezaji wa nusu-semiconductor, kiasi kikubwa cha gesi kamili ya oksidi (PFCS) inahitajika, kama vile NFS, C2F&CR, C3FS, CHF3, SF6, n.k. Misombo hii iliyopakwa mafuta ina ufyonzaji mkubwa katika eneo la mwanga wa infrared na hukaa angani kwa muda mrefu. Kwa ujumla huchukuliwa kuwa chanzo kikuu cha athari ya chafu duniani.
4. Mchakato wa ufungashaji wa gesi taka:
Ikilinganishwa na mchakato wa utengenezaji wa semiconductor, gesi taka inayozalishwa na mchakato wa ufungashaji wa semiconductor ni rahisi kiasi, hasa gesi ya asidi, resini ya epoksi na vumbi.
Gesi taka ya asidi huzalishwa hasa katika michakato kama vile uchongaji wa umeme;
Gesi taka ya kuoka huzalishwa katika mchakato wa kuoka baada ya kubandika na kufunga bidhaa;
Mashine ya kukata vipande huzalisha gesi taka yenye vumbi dogo la silikoni wakati wa mchakato wa kukata wafer.
Matatizo ya uchafuzi wa mazingira
Kwa matatizo ya uchafuzi wa mazingira katika tasnia ya semiconductor, matatizo makuu yanayohitaji kutatuliwa ni:
· Utoaji mkubwa wa uchafuzi wa hewa na misombo tete ya kikaboni (VOCs) katika mchakato wa upigaji picha;
· Utoaji wa misombo iliyotiwa fluorini (PFCS) katika michakato ya kung'oa plasma na uwekaji wa mvuke wa kemikali;
· Matumizi makubwa ya nishati na maji katika uzalishaji na ulinzi wa usalama wa wafanyakazi;
· Uchambuzi wa uchafuzi wa bidhaa zinazotokana na matumizi ya tena na tena;
· Matatizo ya kutumia kemikali hatari katika michakato ya ufungashaji.
Uzalishaji safi
Teknolojia ya uzalishaji safi wa kifaa cha semiconductor inaweza kuboreshwa kutokana na vipengele vya malighafi, michakato na udhibiti wa michakato.
Kuboresha malighafi na nishati
Kwanza, usafi wa vifaa unapaswa kudhibitiwa kwa ukali ili kupunguza uchafu na chembe zinazoingia.
Pili, halijoto mbalimbali, ugunduzi wa uvujaji, mtetemo, mshtuko wa umeme wa volteji kubwa na majaribio mengine yanapaswa kufanywa kwenye vipengele vinavyoingia au bidhaa zilizokamilika nusu kabla ya kuanza uzalishaji.
Zaidi ya hayo, usafi wa vifaa vya ziada unapaswa kudhibitiwa vikali. Kuna teknolojia nyingi zinazoweza kutumika kwa ajili ya uzalishaji safi wa nishati.
Boresha mchakato wa uzalishaji
Sekta ya nusu-semiconductor yenyewe inajitahidi kupunguza athari zake kwa mazingira kupitia maboresho ya teknolojia ya michakato.
Kwa mfano, katika miaka ya 1970, miyeyusho ya kikaboni ilitumika zaidi kusafisha wafers katika teknolojia jumuishi ya kusafisha saketi. Katika miaka ya 1980, myeyusho wa asidi na alkali kama vile asidi ya sulfuriki ulitumika kusafisha wafers. Hadi miaka ya 1990, teknolojia ya kusafisha oksijeni ya plasma ilitengenezwa.
Kwa upande wa vifungashio, makampuni mengi kwa sasa hutumia teknolojia ya uchongaji wa umeme, ambayo itasababisha uchafuzi wa mazingira wa metali nzito.
Hata hivyo, viwanda vya ufungashaji huko Shanghai havitumii tena teknolojia ya uchongaji wa umeme, kwa hivyo hakuna athari ya metali nzito kwenye mazingira. Inaweza kugunduliwa kuwa tasnia ya nusu-semiconductor inapunguza hatua kwa hatua athari zake kwenye mazingira kupitia uboreshaji wa michakato na uingizwaji wa kemikali katika mchakato wake wa maendeleo, ambao pia unafuata mwenendo wa sasa wa maendeleo ya kimataifa wa kutetea mchakato na muundo wa bidhaa kulingana na mazingira.
Kwa sasa, maboresho zaidi ya mchakato wa ndani yanafanywa, ikiwa ni pamoja na:
·Kubadilisha na kupunguza gesi ya amonia yote ya PFCS, kama vile kutumia gesi ya PFC yenye athari ndogo ya chafu ili kubadilisha gesi yenye athari kubwa ya chafu, kama vile kuboresha mtiririko wa mchakato na kupunguza kiasi cha gesi ya PFCS inayotumika katika mchakato;
·Kuboresha usafi wa wafer nyingi hadi usafi wa wafer moja ili kupunguza kiasi cha kemikali zinazotumika katika mchakato wa usafi.
·Udhibiti mkali wa mchakato:
a. Kutambua otomatiki ya mchakato wa utengenezaji, ambayo inaweza kutambua usindikaji sahihi na uzalishaji wa kundi, na kupunguza kiwango cha juu cha makosa ya uendeshaji wa mikono;
b. Vipengele vya mazingira vya mchakato safi sana, takriban 5% au chini ya hapo ya upotevu wa mavuno husababishwa na watu na mazingira. Vipengele vya mazingira vya mchakato safi sana hujumuisha usafi wa hewa, maji safi sana, hewa iliyoshinikizwa, CO2, N2, halijoto, unyevunyevu, n.k. Kiwango cha usafi wa karakana safi mara nyingi hupimwa kwa idadi ya juu ya chembe zinazoruhusiwa kwa kila kitengo cha ujazo wa hewa, yaani, mkusanyiko wa chembe;
c. Imarisha ugunduzi, na uchague vipengele muhimu vinavyofaa kwa ugunduzi katika vituo vya kazi vyenye kiasi kikubwa cha taka wakati wa mchakato wa uzalishaji.
Karibu wateja wowote kutoka kote ulimwenguni kututembelea kwa majadiliano zaidi!
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
Muda wa chapisho: Agosti-13-2024