半导（dǎo）体废气（qì）处理原理与（yǔ）技术解析

一（yī）、半导体废气来源与特性

半导（dǎo）体制造涉及薄（báo）膜沉积、光刻、刻蚀、清洗等复杂工艺，过程中（zhōng）会释（shì）放多种废气：

酸性气体：如HCl、HF、NOx，源（yuán）于清洗、蚀刻工艺，具（jù）有强腐蚀性。

碱性气体：如NH3，来自显（xiǎn）影、去胶环节，易溶于水。

有机废气（VOCs）：如异丙醇、丙（bǐng）酮，来（lái）自光（guāng）刻胶（jiāo）挥发，部分（fèn）有（yǒu）毒且易燃。

特（tè）殊气体：如（rú）硅烷（wán）（SiH4），具自燃性，处理风险高。

粉尘颗粒物（wù）：含重金（jīn）属或硅基化合物，需预处理去除（chú）。

废气（qì）特点：

排气（qì）量大、浓（nóng）度低（dī）：需高效处理技术。

危（wēi）害性：腐蚀设备、污染环境，部分气（qì）体致癌或爆炸。

二（èr）、半导体废气（qì）处理原理与技术

处（chù）理需结合废气特（tè）性，采用（yòng）多级组（zǔ）合工艺，确保达标排放（fàng）。

1. 预处理阶段

粉（fěn）尘去除：布袋除尘（chén）器或静电（diàn）除尘装置，防止堵塞后（hòu）续设备。

湿度调节：冷凝或干燥设备，优（yōu）化反应条件。

2. 核心处理技术

（1）酸性气体处理

碱液（yè）喷淋塔：

原理：NaOH或Ca（OH）₂溶液与酸（suān）性气体中和（hé）（如HCl+NaOH→NaCl+H₂O）。

优势：去除效率＞95％，适合高风量（liàng）、低浓度废（fèi）气（qì）。

案例：某（mǒu）企业用三级喷淋塔处（chù）理（lǐ）蚀刻废（fèi）气（qì），HF去除（chú）率达99.2％。

（2）碱（jiǎn）性（xìng）气体处理

酸液（yè）喷淋塔：

原理：H2SO4溶液与NH3中（zhōng）和（2NH3+H2SO4→（NH4）2SO4）。

应用：处理（lǐ）显影、去（qù）胶工序废气。

（3）有机废（fèi）气（VOCs）处理

低浓度VOCs：

活性炭吸附浓缩（suō）-催化燃烧：吸附后脱附浓缩，催化燃（rán）烧（shāo）转化为CO₂和（hé）H₂O，无二次污染（rǎn）。

高浓度VOCs：

直接焚烧（RTO）：分（fèn）解效率＞99％，需控制温（wēn）度避免NOx生成。

大风量、低（dī）浓度场景（jǐng）：

沸石转轮吸附-焚烧（shāo）：余热回收（shōu），降（jiàng）低运行成本。

（4）特殊气（qì）体处理（lǐ）

燃烧分解（jiě）装置：

原理：控制SiH4与O2比例（SiH4+2O2→SiO2+2H2O），防爆（bào）设计，配备泄漏监测与自动灭（miè）火系统（tǒng）。

3. 深（shēn）度净化（huà）与排放

干式吸附塔：活性（xìng）炭或分子筛去除残留（liú）污（wū）染（rǎn）物。

在线监测（CEMS）：实时检测（cè）排放浓度（dù），确保（bǎo）符合《半导体行业污（wū）染物排放标准》（如上海标（biāo）准对HCl、VOCs限值）。

三、技术挑战与未来趋势

挑战（zhàn）：

效率与成本：需平衡（héng）处理（lǐ）效率与设备投资、运行费用（yòng）。

环境适（shì）应性：湿度、温度波动影响处（chù）理效果。

安全风险：特（tè）殊气体（如（rú）硅烷）需防爆设计。

未来（lái）趋势（shì）：

技术（shù）融合：等离子体协同催（cuī）化技术提升低浓度VOCs处理效率。

智能化监控：AI预测设备故（gù）障，动（dòng）态调整参（cān）数，降（jiàng）低运维成本（běn）。

绿色环保（bǎo）：废（fèi）气洗涤（dí）液回（huí）收利用，减少二次污染。

国产化替代：国内企业（如（rú）盛剑（jiàn）环（huán）境）逐步突破技（jì）术壁垒，提升（shēng）市场份额。

四、典型应用（yòng）案例

案例1：某半导体工（gōng）厂（chǎng）采用预处理（粉尘去除+湿度调节）+核心处理（碱液喷（pēn）淋（lín）塔+活性（xìng）炭吸附（fù）-催（cuī）化燃（rán）烧+燃烧分解装置）+深度净化（huà）（干式吸附塔），实现废（fèi）气高效处（chù）理，排放浓度远低（dī）于国标。

案例（lì）2：芯（xīn）片（piàn）封装（zhuāng）基地通过碱液喷淋（lín）塔处理（lǐ）HF、HCl，去除率＞95％，搭（dā）配湿（shī）式电除尘（chén）器（qì）去除微细颗粒（lì）物，显著改善周边空（kōng）气质量（liàng）。

五、总结

半导（dǎo）体废气处理需根据废气成（chéng）分（fèn）（酸性/碱性/有机（jī）/特殊气体）选择（zé）组合工艺，结（jié）合预（yù）处理（lǐ）、核心处理、深度（dù）净化（huà）环节，确保（bǎo）达标（biāo）排（pái）放。未来，技术将向高效、智能、环保方向发展，助力半导（dǎo）体产业可持续发展。