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半導(dǎo)體行業(yè)廢氣治理工藝方案
半導(dǎo)體制造工藝中需要使用多種特殊氣體、大量的酸、堿等化學(xué)品以及有機(jī)溶劑和揮發(fā)性液體,這些氣體和化學(xué)品在半導(dǎo)體制造的不同工藝中使用,產(chǎn)生酸性、堿性、有機(jī)廢氣,這些廢氣如果沒有經(jīng)過處理直接排放,將造成嚴(yán)重的污染問題,不僅影響人們的身體健康,惡化大氣環(huán)境,造成環(huán)境污染的公害事件等,因此,必須對(duì)半導(dǎo)體廢氣進(jìn)行凈化處理后,達(dá)到大氣污染物標(biāo)準(zhǔn)排放。
(1)酸性/堿性工藝廢氣
酸性廢氣來源于工藝流程中使用的各種酸液和酸性氣體對(duì)芯片的腐蝕過程和清洗過程,主要污染物為氟化物、硫酸霧、氮氧化物、氯化氫;堿性廢氣來源于刻蝕工序和工藝過程中使用的氨水和氨氣,主要成分為氨。
(2)有機(jī)廢氣
有機(jī)廢氣污染物丙酮、甲醇、二甲苯和異丙醇來源于使用有機(jī)溶劑清洗和光刻過程。半導(dǎo)體制造工藝中使用的有機(jī)溶劑量比較大,因此,對(duì)有機(jī)廢氣處理采取單*處理設(shè)備。
(3)特殊氣體工藝尾氣
特殊氣體工藝廢氣是指在氧化、擴(kuò)散、CVD沉積、離子注入、干法刻蝕等工序中產(chǎn)生的微量硅烷、磷烷、硼烷、以及CLa、CF4。
(1)酸堿性廢氣處理方法
對(duì)清洗槽產(chǎn)生的酸堿廢氣、含氟廢氣以及預(yù)處理后的廢氣,輸送進(jìn)入酸堿洗滌塔,通過酸堿中和法將半導(dǎo)體制造工藝中的酸性堿廢氣、含氟廢氣去除,達(dá)到環(huán)保排放的要求。
酸堿洗滌塔屬于微分接觸逆流式,塔體內(nèi)的填料是氣液兩相接觸的基本構(gòu)件。塔體外部的氣體進(jìn)入塔體后,氣體進(jìn)入填料層,填料層上有來自于頂部的噴淋液體及前面的噴淋液體,并在填料上形成一層液膜,氣體流經(jīng)填料空隙時(shí),與填料液膜接觸并進(jìn)行吸收或中和反應(yīng),填料層能提供足夠大的表面積,對(duì)氣體流動(dòng)又不致造成過大的阻力,經(jīng)吸收或中和后的氣體經(jīng)除霧器收集后,經(jīng)出風(fēng)口排出塔外。廢氣由風(fēng)機(jī)自風(fēng)管吸入,自下而上穿過填料層循環(huán)水由塔頂通過液體分布器,均勻地噴淋到填料層中,沿著填料層表面向下流動(dòng),進(jìn)入循環(huán)水箱。由于上升氣流和下降吸收劑在填料中不斷接觸,上升氣流中流質(zhì)的濃度越來越低,到塔頂時(shí)達(dá)到排放要求。液膜上的液體在重力作用下流入循環(huán)水池,并由循環(huán)泵抽出循環(huán)。噴淋塔上段配備有除霧系統(tǒng),凈化后的氣體通過除霧器的彎曲通道,在慣性力及重力的作用下將氣流中夾帶的液滴分離出來,處理后的廢氣以一定的速度流經(jīng)除霧器,廢氣被快速、連續(xù)改變運(yùn)動(dòng)方向,因離心力和慣性的作用,廢氣內(nèi)的霧滴撞擊到除霧器葉片上被捕集下來,霧滴匯集形成水流,因重力的作用,下落至漿液池內(nèi),實(shí)現(xiàn)了氣液分離,使得流經(jīng)除霧器的廢氣達(dá)到除霧要求后排出。
(2)有機(jī)廢氣處理方法
清洗槽、光刻機(jī)、去膠機(jī)等產(chǎn)生的有機(jī)廢氣,然而對(duì)于有機(jī)廢氣處理方法有很多種,常見主要有活性炭吸附法、燃燒法、UV光解凈化法等,接下來,怡帆機(jī)電詳細(xì)介紹半導(dǎo)體有機(jī)廢氣處理方法。
① 活性炭吸附法
活性炭吸附法主要原理就是利用多孔固體吸附劑(活性碳、硅膠、分子篩等)來處理有機(jī)廢氣,這樣就能夠通過化學(xué)鍵力或者是分子引力充分吸附有害成分,并且將其吸附在吸附劑的表面,從而達(dá)到凈化有機(jī)廢氣的目的。吸附法目前主要應(yīng)用于大風(fēng)量、低濃度(≤800mg/m3)、無顆粒物、無粘性物、常溫的低濃度有機(jī)廢氣凈化處理。
活性炭凈化率高(活性炭吸附可達(dá)到95%以上),實(shí)用遍及,操縱簡單,投資低。在吸附飽和以后需要更換新的活性炭,更換活性炭需要費(fèi)用,替換下來的飽和以后的活性炭也是需要找專業(yè)人員進(jìn)行危廢處理,運(yùn)行費(fèi)用高。
② 燃燒法
燃燒法只在揮發(fā)性有機(jī)物在高溫及空氣充足的條件下進(jìn)行**燃燒,分解為CO2和H2O。燃燒法適用于各類有機(jī)廢氣,可以分為直接燃燒、熱力燃燒和催化燃燒。
排放濃度大于5000mg/m³ 的高濃度廢氣一般采用直接燃燒法,該方法將VOCs廢氣作為燃料進(jìn)行燃燒,燃燒溫度一般控制在1100℃,處理效率高,可以達(dá)到95%一99%。
熱力燃燒法適合于處理濃度在1000—5000 mg/m³ 的廢氣,采用熱力燃燒法,廢氣中VOCs濃度較低,需要借助其他燃料或助燃?xì)怏w,熱力燃燒所需的溫度較直接燃燒低,大約為540—820℃。燃燒法處理VOCs廢氣處理效率高,但VOCs廢氣若含有S、N等元素,燃燒后產(chǎn)生的廢氣直接外排會(huì)導(dǎo)致二次污染。
通過熱力燃燒或者催化燃燒法處理有機(jī)廢氣,其凈化率是比較高的,但是其投資運(yùn)營成本*高。因廢氣排放的點(diǎn)多且分散,很難實(shí)現(xiàn)集中收集。燃燒裝置需要多套且需要很大的占地面積。熱力燃燒比較適合24小時(shí)連續(xù)不斷運(yùn)行且濃度較高而穩(wěn)定的廢氣工況,不適合間斷性的生產(chǎn)產(chǎn)線工況。催化燃燒的投資和運(yùn)營費(fèi)用相對(duì)熱力燃燒較低,但凈化效率也相對(duì)較低一些;但貴金屬催化劑容易因?yàn)閺U氣中的雜質(zhì)(如硫化物)等造成中毒失效,而更換催化劑的費(fèi)用很高;同時(shí)對(duì)廢氣進(jìn)氣條件的控制非常嚴(yán)格,否則會(huì)造成催化燃燒室堵塞而引起安全事故。
③ UV光解凈化法
UV光解凈化法利用高能UV紫外線光束分解空氣中的氧分子產(chǎn)生游離氧(即活性氧),因游離氧所攜帶正負(fù)電子不平衡所以需與氧分子結(jié)合,進(jìn)而產(chǎn)生臭氧,臭氧具有很強(qiáng)的氧化性,通過臭氧對(duì)有機(jī)廢氣、惡臭氣體進(jìn)行協(xié)同光解氧化作用,使有機(jī)廢氣、惡臭氣體物質(zhì)降解轉(zhuǎn)化成低分子化合物、CO2和H2O。
UV光解凈化法具有高效處理效率,可達(dá)到95%以上;適應(yīng)性強(qiáng),可適應(yīng)中低濃度,大氣量,不同有機(jī)廢氣以及惡臭氣體物質(zhì)的凈化處理;產(chǎn)品性能穩(wěn)定,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,每天可24小時(shí)連續(xù)工作;運(yùn)行成本低,設(shè)備耗能低,無需專人管理與維護(hù),只需作定期檢查。UV光解法因采用光解原理,模塊采取隔爆處理,消除了安全隱患,防火、防爆、防腐蝕性能高,設(shè)備性能安全穩(wěn)定,特別適用于半導(dǎo)體行業(yè)。
以上關(guān)于半導(dǎo)體廢氣處理方法介紹,希望可以幫到您,其實(shí)對(duì)于半導(dǎo)體廢氣處理,一般是需要根據(jù)廢氣的濃度、產(chǎn)生量、廢氣成分、如何收集等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果您有半導(dǎo)體廢氣需要凈化處理,可以**聯(lián)系怡帆機(jī)電,為您提供半導(dǎo)體廢氣處理方案。