芯片厂的废气处理用到哪些“塔”?
来源:Tom聊芯片智造 发布时间:2023-09-21 分享至微信

芯片制造过程中毋庸置疑会产生大量废气,比如湿法工序产生的酸气,CVD工序产生的 NF 3 , SiH 4,TEOS等,离子注入工序产生的BF3 , PH 3 , AsH 3等,干法刻蚀工序产生的Cl2 ,CF4 , SF6等。这些废气中绝大多数都是有毒有害的,需要经过严格的处理,我们通常会用一些“塔”进行处理,那么这些“塔”的原理是什么呢?



废气处理常用手段?

化学洗涤:
使用化学溶液中和或反应废气中的污染物。
常用于处理含有酸性或碱性污染物的废气。

吸附:
使用固体吸附剂吸附废气中的有机化合物或其他污染物。
用于处理挥发性有机化合物(VOCs)和恶臭物质。




水洗涤:
使用水去除废气中的颗粒和气态污染物。
可以处理多种不同的污染物。

高温燃烧
使用高温燃烧废气中的有机化合物。
常用于处理可燃性废气。

氧化
将有机化合物和某些其他污染物催化或氧化为二氧化碳、水和其他无害的化合物。

等等

废气处理中有哪些“塔”?

一般用的较多的是:湿式洗涤塔,干式吸附塔。湿式洗涤塔又分两种:一种是普通的湿式洗涤塔,以水为洗涤剂;一种是以化学溶剂为洗涤剂的洗涤塔。有旋转式,高压喷射式,板式等,我这里就以高压喷射式为例。



以水为洗涤剂的湿式洗涤塔

主要处理一般的酸碱废气,酸碱废气一般是可溶性的,溶解在水中形成酸溶液或碱溶液。形成的废酸,废碱再导入废水处理系统进行处理。而少量未处理的废气可以进行燃烧处理。

高压喷射式湿法洗涤塔

可以用来处理SiH4,BCl3,SiH2Cl2,Cl2,CHF3等等。一般是CVD与干法刻蚀工序产生的废气。


以SiH4为例,化学反应式为:
SiH4+2H20==SiO2+4H2
SiO2+2NaOH==Na2SiO3 + 2H2O

高压喷射式湿法洗涤塔是将碱性(NaOH)溶液加压,通过雾化喷头将NaOH溶液喷出气雾状,并与SiH4等气体进行充分反应,反应完成后将废液排入废水处理系统处理,而剩下的废气则进行燃烧处理。



干式吸附塔

顾名思义,没有或较少的液体的参与。一般内部填充的有活性炭或沸石或金属氧化物等吸附物质,废气通过时将废气吸附,未完全吸附的废气进行燃烧处理。主要是处理离子注入工序中的AsH3,PH3等。化学反应方程式为:
aAsH3+bNO==cNAs+dH2O
aPH3+bNO==cPAs+dH2O


其中a,b,c,d为其系数,N为多种金属:Zn,Ni,Cu等。



当然,一般大型的芯片厂也会将每个分散的洗涤塔,吸附塔处理后的气体,统一排入中央废气洗涤塔,在处理后再进行燃烧并排入大气。


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