半导体废（fèi）气（qì）处理原理与技术解析（xī）

一、半导体废气来源与特性

半导体制造涉及薄膜沉（chén）积（jī）、光刻、刻蚀、清洗（xǐ）等（děng）复杂工（gōng）艺，过（guò）程中会释放多种废气：

酸性气体：如HCl、HF、NOx，源于清洗、蚀（shí）刻工艺，具有强腐蚀性（xìng）。

碱性气体（tǐ）：如（rú）NH3，来自显影、去（qù）胶环节（jiē），易溶于水。

有（yǒu）机废气（VOCs）：如异丙醇、丙酮，来自光刻胶挥发，部分有毒且易（yì）燃。

特殊气体：如（rú）硅（guī）烷（wán）（SiH4），具自燃性（xìng），处理风险高。

粉尘颗（kē）粒物：含重金属（shǔ）或硅基化（huà）合（hé）物（wù），需预处（chù）理去除。

废（fèi）气特点：

排气量大、浓度低（dī）：需高效处理技术。

危害性：腐蚀设备、污染环境，部分气体致癌或爆炸。

二、半导体废气处理原理与技术

处理需结合废气特性，采用多级（jí）组合工艺，确保（bǎo）达标排放。

1. 预（yù）处（chù）理阶（jiē）段

粉尘去除：布（bù）袋除尘器（qì）或静电除尘（chén）装置，防止（zhǐ）堵塞后续设备。

湿度（dù）调（diào）节（jiē）：冷凝或干（gàn）燥（zào）设备，优化（huà）反（fǎn）应条件。

2. 核心处理技术

（1）酸（suān）性气（qì）体（tǐ）处理（lǐ）

碱液喷（pēn）淋塔：

原（yuán）理：NaOH或Ca（OH）₂溶液与酸性气体中和（如HCl+NaOH→NaCl+H₂O）。

优势：去除效率＞95％，适合高风量、低浓（nóng）度废气。

案例：某（mǒu）企业（yè）用三（sān）级（jí）喷（pēn）淋塔处理（lǐ）蚀刻废气，HF去除（chú）率达99.2％。

（2）碱（jiǎn）性气体处理

酸液喷淋塔：

原理：H2SO4溶液（yè）与（yǔ）NH3中和（2NH3+H2SO4→（NH4）2SO4）。

应用（yòng）：处理显影（yǐng）、去胶工序废气。

（3）有机废（fèi）气（VOCs）处理

低浓（nóng）度VOCs：

活性炭吸附浓缩-催化（huà）燃烧：吸（xī）附后脱附（fù）浓缩，催化燃烧转化为CO₂和H₂O，无（wú）二次污染。

高（gāo）浓度VOCs：

直接焚烧（RTO）：分解效率＞99％，需控制温度避免NOx生成（chéng）。

大风量、低浓度场景：

沸石转轮吸（xī）附-焚烧：余热回收，降低运（yùn）行（háng）成本。

（4）特殊（shū）气体处理（lǐ）

燃烧分解装置：

原理（lǐ）：控（kòng）制SiH4与O2比例（SiH4+2O2→SiO2+2H2O），防爆设（shè）计，配备泄漏监测与自动灭火系统（tǒng）。

3. 深度净（jìng）化与（yǔ）排放

干式吸附（fù）塔（tǎ）：活（huó）性炭或分子筛去（qù）除残留（liú）污染物。

在（zài）线监测（CEMS）：实时检测（cè）排放浓（nóng）度，确（què）保符合《半导体行业污染物（wù）排放标准》（如上海（hǎi）标准对HCl、VOCs限值）。

三、技术挑战（zhàn）与未来趋势

挑战：

效率与成本：需平衡处理效率与设备投资、运行费（fèi）用。

环境（jìng）适（shì）应（yīng）性：湿度、温度波动影（yǐng）响处理效果。

安（ān）全（quán）风险：特殊（shū）气体（tǐ）（如硅烷）需防（fáng）爆设计。

未（wèi）来趋势：

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

智能化监控：AI预（yù）测（cè）设备故障，动态调（diào）整（zhěng）参数，降低运维成本。

绿（lǜ）色环（huán）保：废气洗涤液回收利用，减少二次污染。

国产化（huà）替代：国内企业（如（rú）盛剑环境）逐步突破技术壁垒，提升市（shì）场份额。

四、典（diǎn）型应用案例

案（àn）例（lì）1：某（mǒu）半导体工厂采用预处理（粉尘去（qù）除+湿度调节）+核心处理（碱液喷淋塔+活性炭吸附（fù）-催化燃烧+燃烧分解（jiě）装置）+深度净化（干式吸附塔），实（shí）现废气高效处（chù）理（lǐ），排放浓度（dù）远低于国标（biāo）。

案例（lì）2：芯片封（fēng）装基地通过碱液喷淋塔（tǎ）处理HF、HCl，去除率＞95％，搭配湿式电除（chú）尘器去除微细颗粒物，显著改（gǎi）善（shàn）周边空气（qì）质量。

五（wǔ）、总结（jié）

半导体废气处理（lǐ）需（xū）根据（jù）废气（qì）成（chéng）分（酸性/碱性/有机/特（tè）殊（shū）气体）选择组合（hé）工（gōng）艺（yì），结合预处理、核心处理、深度净（jìng）化环节，确保达标排（pái）放。未来，技术将向高效、智能、环保方向（xiàng）发展，助力（lì）半导体产（chǎn）业可持续发展。