半导体厂务工作(3)

2019-03-28 18:38

3.废气洗涤废水

直接排放-洗涤制程所排放的废气之水,均直接排放至处理厂。

至于其处理的程序及步骤,可由图四说明之。下文为其各项之说明:

1.HF浓废液:

此废液至处理系统后,添加NaOH提升pH值至8~10之间,注入CaCl,Ca(OH)与HF反应向生成CaF污泥,即

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HF+CaCl + Ca(OH)←CaF + HCl + HO的反应式。藉此去除氟离子之浓度量,而CaF污泥产物与晶圆研磨废液混合,且添加Polymer(高分子)增进其沈降

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性,以利CaF污泥经脱水机挤压过滤。污泥饼则委托代处理业者处理。另一产物HCl酸气由处理厂废气洗涤后排放,污泥滤液则注入调节池。

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2.一般废水:

包括HF洗涤废水,酸/碱性废水。经水系统树脂塔再生废液,废气洗涤废水等进入调节池混合均匀,稀释后泵入调整池中,添加NaOH,HSO等酸碱中和剂,

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将之调整为6.0~9.0的pH值范围后放流入园区下水道。

3.回收处理单元:

a.有机废液回收-将IPA溶剂、显影液及浓硫酸废液等独立收集,并委外处理。

b.浓缩液回收再利用-纯水系统设备产生之浓缩液,除供应原系统反洗,再生用外,更可补充大量飞散之冷却用水,如此不但降低排水量,亦可节省用水量。

c.纯水供应系统回收水-目前纯水供应系统可直接回收70%至纯水制造系统,另将制程之洗涤水回收以供冷却系统及卫生用水,此部份占20%,因此,纯水供应

系统回收水已可达90%。

d.碱性再生废液-纯水系统碱性再生废液收集应用于废水处理系统之pH值调节用,如此可减少化学药剂之使用量。

(2)废气处理系统

废气产生的设备约有离子布值机,化学清洗站,蚀刻机,炉管,溅镀机,有机溶剂与气瓶柜等,其中有较高浓度污染的废气均先由该机台所属的Local Scrubber

(局部洗涤机)先行处理后,在经由全厂之中央废气处理系统做三次处理后,再排入大气中,以达到净化气体之功能,其架构示意如图五说明。

晶圆厂的废气常含有酸,碱性或腐蚀性,故处理系统的管材就必须能耐酸、碱性或腐蚀性,故处理系统的管材就必须能耐酸、碱性,抗蚀性,甚至耐高温及防水性等,故表八乃将常用材质及使用种类整理归纳。而其废气处理种类及方式如下:

1.一般性废气,其来源为氧化扩散炉的热气,烤箱及干式帮浦的排气,此废气可直接排放至大气。

2.酸、碱性之废气,来源为化学清洗站,具刺激性及有害人体。故一般以湿式洗涤塔做水洗处理后再排入大气。洗涤塔利用床体或湿润的表面可去除0.1微米

以上的粒子。其气体与液体的接触方式有交叉(垂直交叉)流式、同向流式及逆向流式三种,而水流的设计上,有喷嘴式,喷雾式,颈式及拉西环式等四种。

3.有机溶剂废气通常使用吸附式处理,其常用之吸附剂为活性碳,饱和后可以更换或以再生方式处理。

4.含毒气性废气,其来源为化学气相沈积,干蚀刻机,扩散,离子布值机及磊晶等制程时所产生。在经机台本身的局部洗涤机的处理后,其后段的处理方法有

吸附法,直接燃烧法及化学反应法等数种。尤其是薄膜成长和磊晶制程时SiH气体,须特别注意,因其为一俱爆炸及可燃性的气体。所以单独配管且先经一密

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闭坚固的燃烧室(Burning Box),内通空气稀释SiH至可燃之浓度,令它先行燃烧后再经湿式洗涤塔处理后排出室外。其反应方式为:

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SiH + 2O←SiO (粉末) + 2HO 4222

其中SiO粉末须定期清洗,以免污染及堵塞管路系统。另可采用KOH水溶液做为循环液系统,利用二者反应去除SiH,反应式如下:

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SiH + 2KOH + HO←KSiO + 4H 42232

再经湿式洗涤塔处理后排出。其它一些常用的毒性气体,如AsH,PH, BH亦可以此类化学反应处理。

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6.电力,照明及冷却水的配合

此三项系统在生产流程上的配合,一般都不容易察觉,但一有状况,往往都有立即且严重的影响;因他们似乎很少发生问题,就如同空气一般的普遍。不过由于资源的不足,常会有临时限电,限水的事件发生,所以在电力供应系统方面,都会设置不断电系统及紧急电源以备不时之需。同时为了消除漏电的状况,通常会设计安置一共同的接地电网,用来保障机器设备及人员的安全。照明系统亦甚为重要,无论平时或紧急照明装置,都需保持明亮及舒适,否则容易影响工作的情绪及效率。另在冷却水的供应上,亦必须慎重,诸如出水的压力,温度及流量都必须适当,不然即会对设备造成影响,甚至当机。同时其水质的纯度,导电度以及防锈的预防亦须留意,尤其在配备高周波电磁场的机台冷却上,更为重要。这些设备如射频溅镀机,电子回旋共振蒸镀或蚀刻设备,和电浆强化化学蒸镀或蚀刻机等。

当冷却水的导电镀增加时,即会造成漏电的效应而影响机合的操作参数;若防锈不良会造成管路生锈,堵塞等现象,以致影响冷却的效果,造成设备的损伤。

7.洁净室隔间,及相关机房,系统的营缮支持工作

洁净室的空间规划,一般在建厂之初统一设计完善;但由于技术层次不断地提升,因此机台设备,生产流程必须随时跟上半导体技术世代的演进。于是新设备进出洁净室的事件亦常有之,此时,就必须安排隔间工程,电力,气体供应,甚或排气,排水等架设;于是需要一组系统营缮的支持人员资以配合。而负责此项工作的人员须对整个洁净室的结构,特性,有相当程度的熟悉方可胜任。

8.监控、辅佐事故应变的机动工作

一座洁净室的运作通常都是每天24小时不停歇的,所以必须要有人员随时地监控整个系统,包括空调的温湿度,气体或化学品的供应,废水及废气的处理;…

等等,如此方能确保厂区的安全与正常的运作。

事实上,实验室可能出现一些紧急或危险的事故,例如:毒气外泄,火警,停电…等等,此时必须要有紧急应变的处理人员予以处理,且通知人员做适当的应变或疏散,俾能降低损失。至于这些人员的挑选及训练都必须事前做好规划,而且必须经常提供适当的训练及演习,方能在紧急状况发生时确保己身的安全下,做到厂区安全维护及灾害救援的任务。

三、厂务工作的未来方向

一个健全完整的厂务工作必须达到下述几个目标:

1.安全考虑:

从设计时的事先预防规划开始,到安装有效的侦测系统,及最后的紧急事故之解决与扑灭上,都需全面顾及。

2.环境顾虑:

即减少对环境的影响,所以应具体检讨生产流程,做到工业减废,使废水,废气及废弃物减量,另再进行回收或再生。

3.可靠要求 :

由增设备份设备及确定做到预防保养的方式,来提高各系统的可靠性。

4.稳定度的达成

厂务系统的稳定性为提高产品良率之必要因素,因此,举凡环境的温度高低,纯水质量,电压质量及气体或化学品的供应,均需保持甚高之稳定性。

5.质量的提升:

良好的厂务系统质量可使生产或研发单位无后顾之忧,尤其0.18μm以下的技术世代后,各系统之规划设计均以知识的极限来考虑,如以ppt(10M-12为兆分之

一)的单位来评估超纯水及气体的不纯度。因此,避免可能的污染,以提高厂务系统的质量,进而确保产品的质量。

6.弹性的因应:

厂区的弹性化设计,乃因应日新月异的制程发展及生产设备异动的不二法门,也是延续工厂寿命及年限的方法。

7.人性的诉求:

人为高科技产业最大的资产,故人性化的考虑乃新厂规划中不可或缺的一环。

四、结语

厂务的工作是一项幕后,支持性的工作,但其重要性绝不亚于场区任一部门;甚且在压力的承受上,更是过之而不及。但在具体的成果和绩效的呈现上,都是较软弱的一环,于是造成厂务的工作同仁有些莫名的情绪与反应。因此,如何从工作中体念自身的重要性与成就感,进而提升自己的专业技能及对此项工作的认同感,除了扮演厂务幕后英雄的角色外,更能担任先进技术开展的积极辅佐角色。因此,清楚自己事业生涯的定位与规划,愉快而安定从事自己选择的工作,进而提供一稳定,可靠的半导体场区环境,俾能含蕴更完满、先进的半导体科技。

参考数据

1. 林茂勋,电子月刊,1997,26期。

2. 李茂己,电子月刊,1998,33期。

3. 李仁富,电子月刊,1997,26期。

4. 高爱扬,电子月刊,1997,26期。

5. 彭振国,王白云,电子月刊,1997,26期。

6. 张俊彦,电子月刊,1997,26期


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