400-808-2272 0755-2940 1250
天浩洋-关注天浩洋环保,了解更多环评技巧

热搜关键词: 生物除臭系统 废气净化塔 活性炭吸附回收设备

半导体废气处理方法
来源: | 发布日期:2022-08-08 | 浏览次数: |

1,半导体废气简述

半导体制造工艺中需要使用多种特殊气体、大量的酸、碱等化学品以及有机溶剂和挥发性液体,这些气体和化学品在半导体制造的不同工艺中使用,产生酸性、碱性、有机废气,这些废气如果没有经过处理直接排放,将造成严重的污染问题,不仅影响人们的身体健康,恶化大气环境,造成环境污染的公害事件等,因此,必须对半导体废气进行净化处理后,达到大气污染物标准排放。

1.1半导体废气污染物来源

(1)酸性/碱性工艺废气

酸性废气来源于工艺流程中使用的各种酸液和酸性气体对芯片的腐蚀过程和清洗过程,主要污染物为氟化物、硫酸雾、氮氧化物、氯化氢;碱性废气来源于刻蚀工序和工艺过程中使用的氨水和氨气,主要成分为氨。

(2)有机废气

有机废气污染物丙酮、甲醇、二甲苯和异丙醇来源于使用有机溶剂清洗和光刻过程。半导体制造工艺中使用的有机溶剂量比较大,因此,对有机废气处理采取单独处理设备。

(3)特殊气体工艺尾气

特殊气体工艺废气是指在氧化、扩散、CVD沉积、离子注入、干法刻蚀等工序中产生的微量硅烷、磷烷、硼烷、以及CLa、CF4。

2.半导体废气处理方法

2.1半导体工艺尾气处理

(1)掺杂气体工艺尾气处理

在集成电路芯片的加工过程中,掺杂气体工艺尾气主要来自扩散、CVD沉积、离子注入工序,尾气中含有微量硅烷、磷烷、三氯化硼、硼烷等特殊气体。

为防止出现工艺尾气中特殊气体的排放浓度突然增大的情况和其它意外突发情况,确保工艺尾气的安全处理效果,经源头处理后的工艺尾气再经有机废气处理系统和酸性废气处理系统处理后排放。

即要求扩散炉、强束流离子注入机、低浓度离子注入机、CVD机配套工艺尾气净化装置,工艺尾气再经有机废气处理系统和酸性废气处理系统处理后排放。

半导体芯片厂一般配套的工艺尾气净化装置采用燃烧法处理这些废气,并且将燃烧过的排气再经有机废气处理系统和酸性废气处理系统作进一步处理。

燃烧后的SiO2、PO等颗粒物沉淀,燃烧产生的尾气纳入酸性废气处理系统,可被碱液喷淋吸收净化处理。

(2)干法蚀刻工艺尾气处理

干法刻蚀使用氯气、四氟化碳等全氟化物(PFCs),大部分氯气和全氟化物转化为氯化氢和氟化物,未反应部分经配套的工艺尾气净化装置处理,再经有机废气处理系统和酸性废气处理系统处理后排放。一般对氯气和全氟化物工艺尾气采用化学吸附法处理。

2.2 半导体工艺废气处理

(1)酸碱性废气处理方法

对清洗槽产生的酸碱废气、含氟废气以及预处理后的废气,输送进入酸碱洗涤塔,通过酸碱中和法将半导体制造工艺中的酸性碱废气、含氟废气去除,达到环保排放的要求。

酸碱洗涤塔属于微分接触逆流式,塔体内的填料是气液两相接触的基本构件。塔体外部的气体进入塔体后,气体进入填料层,填料层上有来自于顶部的喷淋液体及前面的喷淋液体,并在填料上形成一层液膜,气体流经填料空隙时,与填料液膜接触并进行吸收或中和反应,填料层能提供足够大的表面积,对气体流动又不致造成过大的阻力,经吸收或中和后的气体经除雾器收集后,经出风口排出塔外。废气由风机自风管吸入,自下而上穿过填料层循环水由塔顶通过液体分布器,均匀地喷淋到填料层中,沿着填料层表面向下流动,进入循环水箱。由于上升气流和下降吸收剂在填料中不断接触,上升气流中流质的浓度越来越低,到塔顶时达到排放要求。液膜上的液体在重力作用下流入循环水池,并由循环泵抽出循环。喷淋塔上段配备有除雾系统,净化后的气体通过除雾器的弯曲通道,在惯性力及重力的作用下将气流中夹带的液滴分离出来,处理后的废气以一定的速度流经除雾器,废气被快速、连续改变运动方向,因离心力和惯性的作用,废气内的雾滴撞击到除雾器叶片上被捕集下来,雾滴汇集形成水流,因重力的作用,下落至浆液池内,实现了气液分离,使得流经除雾器的废气达到除雾要求后排出。

(2)有机废气处理方法

清洗槽、光刻机、去胶机等产生的有机废气,然而对于有机废气处理方法有很多种,常见主要有活性炭吸附法、燃烧法、UV光解净化法等,接下来,天浩洋环保小编详细介绍半导体有机废气处理方法。

① 活性炭吸附法

活性炭吸附法主要原理就是利用多孔固体吸附剂(活性碳、硅胶、分子筛等)来处理有机废气,这样就能够通过化学键力或者是分子引力充分吸附有害成分,并且将其吸附在吸附剂的表面,从而达到净化有机废气的目的。吸附法目前主要应用于大风量、低浓度(≤800mg/m3)、无颗粒物、无粘性物、常温的低浓度有机废气净化处理。

活性炭净化率高(活性炭吸附可达到95%以上),实用遍及,操纵简单,投资低。在吸附饱和以后需要更换新的活性炭,更换活性炭需要费用,替换下来的饱和以后的活性炭也是需要找专业人员进行危废处理,运行费用高。

② 燃烧法

燃烧法只在挥发性有机物在高温及空气充足的条件下进行完全燃烧,分解为CO2和H2O。燃烧法适用于各类有机废气,可以分为直接燃烧、热力燃烧和催化燃烧。

排放浓度大于5000mg/m³ 的高浓度废气一般采用直接燃烧法,该方法将VOCs废气作为燃料进行燃烧,燃烧温度一般控制在1100℃,处理效率高,可以达到95%一99%。

热力燃烧法适合于处理浓度在1000—5000 mg/m³ 的废气,采用热力燃烧法,废气中VOCs浓度较低,需要借助其他燃料或助燃气体,热力燃烧所需的温度较直接燃烧低,大约为540—820℃。燃烧法处理VOCs废气处理效率高,但VOCs废气若含有S、N等元素,燃烧后产生的废气直接外排会导致二次污染。

通过热力燃烧或者催化燃烧法处理有机废气,其净化率是比较高的,但是其投资运营成本极高。因废气排放的点多且分散,很难实现集中收集。燃烧装置需要多套且需要很大的占地面积。热力燃烧比较适合24小时连续不断运行且浓度较高而稳定的废气工况,不适合间断性的生产产线工况。催化燃烧的投资和运营费用相对热力燃烧较低,但净化效率也相对较低一些;但贵金属催化剂容易因为废气中的杂质(如硫化物)等造成中毒失效,而更换催化剂的费用很高;同时对废气进气条件的控制非常严格,否则会造成催化燃烧室堵塞而引起安全事故。

③ UV光解净化法

UV光解净化法利用高能UV紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧(即活性氧),因游离氧所携带正负电子不平衡所以需与氧分子结合,进而产生臭氧,臭氧具有很强的氧化性,通过臭氧对有机废气、恶臭气体进行协同光解氧化作用,使有机废气、恶臭气体物质降解转化成低分子化合物、CO2和H2O。

UV光解净化法具有高效处理效率,可达到95%以上;适应性强,可适应中低浓度,大气量,不同有机废气以及恶臭气体物质的净化处理;产品性能稳定,运行稳定可靠,每天可24小时连续工作;运行成本低,设备耗能低,无需专人管理与维护,只需作定期检查。UV光解法因采用光解原理,模块采取隔爆处理,消除了安全隐患,防火、防爆、防腐蚀性能高,设备性能安全稳定,特别适用于化工、制药等防爆要求高的行业。

以上关于半导体废气处理方法介绍,希望可以帮到您,其实对于半导体废气处理,一般是需要根据废气的浓度、产生量、废气成分、如何收集等方面进行设计。如果您有半导体废气需要净化处理,可以随时拨打400-808-2272电话,咨询天浩洋环保,为您提供半导体废气处理方案及设备。


最新资讯