一、主要生產設備
二、生產工藝流程
擬建項目半導體產品有硅品(硅電極、硅環)、石英品(石英電極、石英環)、降品,LCD再生產品包括上、下部電極再生(完全再生、全面再生和部分再生)、LCD陶瓷涂層再生和LCD陶瓷涂層清洗。半導體生產除人工上下掛,其余工序自動運行。由于擬建項目半導體產品加工精度較高,故每次下料、粗加工、精加工等工序后以及包裝工序前,均會進行清洗,清洗方式均為超聲波洗+沖洗。其中下料加工后清洗水為自來水,粗加工、精加工和包裝的清洗水均為純水。根據設計資料,下料加工清洗用水量為1500L/d,粗加工、精加工、包裝清洗用水量為3000L/d。
(1)硅品
硅品包括硅電極和硅環,生產工藝均為下料、粗加工、激光打印、蝕刻、精加工清潔、烘干和包裝,但是硅電極和硅環的蝕刻和清洗工藝不同。
工件的輸送方式為硅品總工藝流程見圖1,
硅電極蝕刻工藝見圖2,
健環蝕刻工藝見圖3.
電極清洗工藝見圖4,
硅環清洗工藝見圖5
①硅片總工藝
硅品總工藝流程圖 圖(1)
工藝說明:
下料:將硅片切割成①376x厚度10mm(硅電極),中345x厚度5mm(硅環)的形狀,切割過程中使用GR-SWC的切削液。切割后的硅片進行清洗,清洗方式為超聲波洗+沖洗,清洗用水為自來水,清洗溫度為常溫。該過程有硅屑SI、廢切削液S2和清洗廢水W1產生。
粗加工:工人使用車床和磨床對硅片外園和端面進行磨削,專用倒角設備進行外圓倒角磨削,加工中心精密加工內圓,加工過程中使用SC-525H的乳化波。粗加王后的硅片需進行清洗,清洗方式為超聲波洗+沖洗,清洗用水為純水,清洗溫度為常溫。該過程有硅屑S1、廢切削液S2和清洗廢水WI產生。
精加工1:工人使用加工中心精密加工硅片內圓,加工過程中使用SC-525H的乳化液精加工后的硅片毒進行清洗,清洗方式為超聲波洗-沖洗,清洗用水為純水,清洗溫度為常溫。該過程有硅屑S1、廢切削液S2和清洗廢水WI產生。
激光打?。河眉す獯蛴C打印產品編碼。
精加工2:工人使用高精度研磨機、拋光機對硅片端面進行研磨,拋光、研磨時使用ACRO-SY-2600N的乳化液,無粉塵產生。精加工后的硅片需進行清洗,清洗方式為超聲波洗土沖洗,清洗用水為純水,清洗溫度為常溫。該過程有硅屑S1、廢切削液S2和清洗廢水W1產生。
烘干:清潔后的硅品放入烘干護中進行烘干,加熱方式為電加熱,加熱溫度為50~80℃,加熱時間為2h。
真空包裝:外觀檢查后合格的硅括經過清洗后由自動包裝機進行真空包裝。
②碼電極蝕刻工藝
硅電極蝕刻工藝流程圖 圖(2)
堿脫脂:采用超聲波清洗方式除去硅電極表面在機加設備中帶上的油污。脫脂過程中需要添加蝕刻劑TC-735B,主要成分為碳酸鉀、焦磷酸鉀和氫氧化鉀,濃度為20%,脫脂溫度為45~50℃,采用電加熱,時間約13min。堿脫脂液每個月全部廢棄,重新配置,產生堿性槽液W2-1。
純水沖洗:硅電極堿脫脂后需進行清洗,沖洗用水為純水,沖洗溫度為常溫,清洗方式為噴槍對硅電極噴水沖洗,噴射時間為Is。沖洗廢水連續排放,產生沖洗廢水W2-2。
純水浸洗:沖洗后的硅電極放入水槽內浸洗,浸泡用水為純水,時間為7min,溫度為常溫,浸洗池每2周更換一次水,產生浸洗廢水W2-3。
蝕刻:將清洗后的硅電極放入蝕刻液TE-100(硫酸、氧化氧胺、麗酸鉀和過硫酸按的混合液)中浸泡10min,溫度為常溫。硅電極上需要蝕刻區域接觸溶液,硫酸、過硫酸銨等將硅電極表面氧化生成氧化硅,然后氟化氫銨與氧化硅發生反應,去除掉氧化物,達到溶解腐蝕,形成凹凸的效果。
化學反應方程式:3NH4HF2+SiO2=(NH4)2SiF6+NH4OH+2H2O
因為蝕刻液成酸性,反應生成的NH4OH迅速變成穩定的(NH4)2SO4、NHaNO3和NHaF,NHF在酸性條件下釋放出HF,不會產生氨氣。
蝕刻槽液每個月全部廢棄,重新配置,該過程有酸性廢氣G1-1、蝕刻廢液W2-產生。
③硅電極清潔工藝
硅電極清潔工藝流程圖 圖(3)
工藝說明及產污分析:
堿脫脂:采用超聲波清洗方式除去硅電極表面在機加設備中帶上的油污,脫脂過程中需要添加清潔劑TC-730B,主要成分為碳酸鉀、焦磷酸鉀和氫氧化鉀,依度為20%,脫脂溫度為45~50℃,采用電加熱,時間約13min。堿脫脂液每個月全部廢棄,重新配置,產生堿性槽液W4-1。
純水沖洗:硅電極堿脫脂后需進行清洗,沖洗用水為純水,沖洗溫度為常溫,清洗方式為噴槍對硅電極噴水沖洗,噴射時間為3.5s,沖洗廢水連續排放,產生沖洗廢水W4-2。
純水溢流漂洗:沖洗后的硅電極放入水槽內進行溢流漂洗,漂洗用水為純水,溫度為常溫。漂洗廢水連續排放,產生漂洗廢水W4-3
第一次酸洗:第一次酸洗過程中采用超聲波方式,需要添加清潔劑TC-300N,主要成分為乙二醇單叔丁基酵,濃度為20%,酸洗溫度為常溫,時間約8min,目的是去除硅電極上可能帶有的金屬細粒,此過程中乙二醇單叔丁基酵會將硅氧化,硅電極表而形成氧化膜。酸洗槽液每個月全部廢棄,重新配置,產生酸性槽液W4-4。
純水沖洗和純水溢流漂洗同上述,分別產生廢水W4-5~W4-6。
第二次酸洗:第二次酸洗過程中需要添加清潔劑TC-100A,主要成分為氧化氧錢,濃度為7%,酸洗溫度為常溫,時間約8min,目的是去除硅電極表面氧化膜,酸洗糖液每個月全部廢棄,重新配置,該過程有酸性廢氣G2-1、酸性槽液W4-7產生。
純水沖洗和純水溢流漂洗同上述,分別產生廢水W4-8-W4-9。
第三次酸洗:第三次酸洗過程中需要添加清潔劑TC-230A,主要成分為氯化氫、雙氧水,其中槽液中氯化氫濃度僅為0.112-0.168%,酸洗溫度為常溫,時間約8min,目的是去除硅電極上殘留的金屬細粒,此過程中氯化氯和雙氧水會將硅氧化,硅電極表面形成氧化膜。酸洗槽液每個月全部廢棄,重新配置,由于氯化氧濃度太低,本評價不考慮酸性廢氣氯化氫產生,該過程有酸性槽液W4-10產生
純水沖洗和純水溢流漂洗同上述,分別產生廢水,W4-11-W4-14。
④硅環蝕刻工藝
硅環蝕刻工藝流程圖 圖(4)
堿脫脂:采用超聲波清洗方式除去硅環表面在機加設備中帶上的油污。脫脂過程中需要添加蝕刻劑TC-735B,主要成分為碳酸鉀、焦磷酸鉀和氫氧化鉀,濃度為20%,脫脂溫度為45-50℃,采用電加熱,時間約13min。堿脫脂液每個月全部廢棄,重新配置,產生堿性槽液W3-1。
純水沖洗:硅環堿脫脂后需進行清洗,沖洗用水為純水,沖洗溫度為常溫,清洗方式為噴槍對硅環噴水沖洗,噴射時間為8.5s。沖洗廢水連續排放,產生沖洗廢水W3-2。
純水浸洗:沖洗后的硅環放入水槽內浸洗,浸泡用水為純水,時間為7min,溫度為常溫。浸洗池每2周更換一次水,產生浸洗廢水W3-3。
蝕刻:由于不同種類硅之間電阻率有所區別,硅環蝕刻液有兩種,TE-300S和TE-500L。以上兩種蝕刻劑的成分相同,成分配比不同。
清洗后的硅環放入蝕刻液中(硫酸、氯化氫餒、硝酸鉀和過硫酸安的混合液)中濕泡10min,溫度為35~40℃,電加熱。硅環上需要蝕刻區域接觸溶液,硫酸、過硫酸安等將硅電極表面氧化生成氧化硅,然后氟化氫餒與氧化硅發生反應,去除掉氧化物,達到溶解腐蝕,形成凹凸的效果。
化學反應方程式:3NHHF2+SiO2=(NH;)2SiF.+NH4OH+2H2O
因為蝕刻液成酸性,反應生成的NHOH迅速變成穩定的(NHu)2SO4、NH4NO3和NH4F,NHF在酸性條件下釋放出HF,不會產生氨氣。
蝕刻槽液每個月全部廢棄,重新配置,該過程有酸性廢氣G1-2、蝕刻廢液W3-4產生。
⑤硅環清潔工藝
硅環清潔工藝流程圖 圖(5)
審核編輯 黃昊宇
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