芯片主要的生產(chǎn)設(shè)備及工藝流程

一、主要生產(chǎn)設(shè)備

二、生產(chǎn)工藝流程

擬建項目半導(dǎo)體產(chǎn)品有硅品（硅電極、硅環(huán)）、石英品（石英電極、石英環(huán)）、降品，LCD再生產(chǎn)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(dǎo)體生產(chǎn)除人工上下掛，其余工序自動運行。由于擬建項目半導(dǎo)體產(chǎn)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(jìn)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(jù)設(shè)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(huán)，生產(chǎn)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(huán)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(huán)蝕刻工藝見圖3.

電極清洗工藝見圖4,

硅環(huán)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(huán)）的形狀，切割過程中使用GR-SWC的切削液。切割后的硅片進(jìn)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(chǎn)生。

粗加工：工人使用車床和磨床對硅片外園和端面進(jìn)行磨削，專用倒角設(shè)備進(jìn)行外圓倒角磨削，加工中心精密加工內(nèi)圓，加工過程中使用SC-525H的乳化波。粗加王后的硅片需進(jìn)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(chǎn)生。

精加工1:工人使用加工中心精密加工硅片內(nèi)圓，加工過程中使用SC-525H的乳化液精加工后的硅片毒進(jìn)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(chǎn)生。

激光打印：用激光打印機(jī)打印產(chǎn)品編碼。

精加工2:工人使用高精度研磨機(jī)、拋光機(jī)對硅片端面進(jìn)行研磨，拋光、研磨時使用ACRO-SY-2600N的乳化液，無粉塵產(chǎn)生。精加工后的硅片需進(jìn)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(chǎn)生。

烘干：清潔后的硅品放入烘干護(hù)中進(jìn)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(jīng)過清洗后由自動包裝機(jī)進(jìn)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(jī)加設(shè)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(chǎn)生堿性槽液W2-1。

純水沖洗：硅電極堿脫脂后需進(jìn)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(xù)排放，產(chǎn)生沖洗廢水W2-2。

純水浸洗：沖洗后的硅電極放入水槽內(nèi)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(chǎn)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(qū)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(fā)生反應(yīng)，去除掉氧化物，達(dá)到溶解腐蝕，形成凹凸的效果。

化學(xué)反應(yīng)方程式：3NH4HF2+SiO2=(NH4)2SiF6+NH4OH+2H2O

因為蝕刻液成酸性，反應(yīng)生成的NH4OH迅速變成穩(wěn)定的（NH4)2SO4、NHaNO3和NHaF,NHF在酸性條件下釋放出HF,不會產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)污分析：

堿脫脂：采用超聲波清洗方式除去硅電極表面在機(jī)加設(shè)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(chǎn)生堿性槽液W4-1。

純水沖洗：硅電極堿脫脂后需進(jìn)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(xù)排放，產(chǎn)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(nèi)進(jìn)行溢流漂洗，漂洗用水為純水，溫度為常溫。漂洗廢水連續(xù)排放，產(chǎn)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(xì)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(chǎn)生酸性槽液W4-4。

純水沖洗和純水溢流漂洗同上述，分別產(chǎn)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(chǎn)生。

純水沖洗和純水溢流漂洗同上述，分別產(chǎn)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(xì)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(chǎn)生，該過程有酸性槽液W4-10產(chǎn)生

純水沖洗和純水溢流漂洗同上述，分別產(chǎn)生廢水，W4-11-W4-14。

④硅環(huán)蝕刻工藝

硅環(huán)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(huán)表面在機(jī)加設(shè)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(chǎn)生堿性槽液W3-1。

純水沖洗：硅環(huán)堿脫脂后需進(jìn)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(huán)噴水沖洗，噴射時間為8.5s。沖洗廢水連續(xù)排放，產(chǎn)生沖洗廢水W3-2。

純水浸洗：沖洗后的硅環(huán)放入水槽內(nèi)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(chǎn)生浸洗廢水W3-3。

蝕刻：由于不同種類硅之間電阻率有所區(qū)別，硅環(huán)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(huán)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(huán)上需要蝕刻區(qū)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(fā)生反應(yīng)，去除掉氧化物，達(dá)到溶解腐蝕，形成凹凸的效果。

化學(xué)反應(yīng)方程式：3NHHF2+SiO2=(NH;)2SiF.+NH4OH+2H2O

因為蝕刻液成酸性，反應(yīng)生成的NHOH迅速變成穩(wěn)定的（NHu)2SO4、NH4NO3和NH4F,NHF在酸性條件下釋放出HF,不會產(chǎn)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(chǎn)生。

⑤硅環(huán)清潔工藝

硅環(huán)清潔工藝流程圖 圖（5）

審核編輯 黃昊宇