半导体废（fèi）气处理原理与（yǔ）技术（shù）解（jiě）析

一（yī）、半（bàn）导体废气来源与特性（xìng）

半导体制造涉（shè）及薄膜沉积、光（guāng）刻、刻蚀、清洗等复杂工艺，过（guò）程中会释放多种废（fèi）气：

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

碱性气体：如NH3，来自显影（yǐng）、去胶环节，易（yì）溶（róng）于水（shuǐ）。

有机废（fèi）气（qì）（VOCs）：如异丙醇（chún）、丙酮，来自光刻胶挥发（fā），部分（fèn）有毒且易燃。

特殊气体：如（rú）硅（guī）烷（SiH4），具自（zì）燃性，处理风（fēng）险高。

粉尘颗粒物（wù）：含（hán）重（chóng）金属或硅基化合物，需预处理（lǐ）去除。

废气特点：

排（pái）气量大、浓度低：需（xū）高效处理（lǐ）技术（shù）。

危害性：腐（fǔ）蚀设备、污染环境，部分气体（tǐ）致癌或爆炸。

二、半导体废气（qì）处理原理与技术

处理需结合（hé）废气特性，采用多级组合工（gōng）艺，确保（bǎo）达标排放。

1. 预（yù）处理阶（jiē）段（duàn）

粉（fěn）尘去除：布（bù）袋除尘器或静电除尘装置，防止堵塞后续设备。

湿（shī）度调节：冷凝或干燥设备，优（yōu）化（huà）反应（yīng）条件。

2. 核心处理技术

（1）酸性气体处理

碱液喷淋塔：

原理：NaOH或Ca（OH）₂溶液与酸性气体（tǐ）中和（如（rú）HCl+NaOH→NaCl+H₂O）。

优（yōu）势：去（qù）除效率（lǜ）＞95％，适（shì）合高（gāo）风量、低浓度（dù）废气。

案例：某企业用三级喷（pēn）淋塔（tǎ）处理蚀刻（kè）废气，HF去除（chú）率达99.2％。

（2）碱性（xìng）气（qì）体处理

酸液喷淋塔：

原理：H2SO4溶液与NH3中和（2NH3+H2SO4→（NH4）2SO4）。

应用：处理显影、去胶（jiāo）工序废气。

（3）有机废气（VOCs）处理

低浓度VOCs：

活性炭吸附浓缩-催化燃（rán）烧：吸附（fù）后脱附浓缩，催化燃烧（shāo）转化为CO₂和H₂O，无（wú）二次污（wū）染。

高（gāo）浓度VOCs：

直接焚烧（RTO）：分解效率＞99％，需（xū）控制温度（dù）避免（miǎn）NOx生（shēng）成。

大风量、低浓度场景：

沸石转轮吸附-焚烧：余热回收，降（jiàng）低运行成本。

（4）特殊气体处理

燃烧分解装置：

原（yuán）理：控制SiH4与O2比例（SiH4+2O2→SiO2+2H2O），防（fáng）爆设计，配备泄漏监测与自动灭火系（xì）统。

3. 深度（dù）净化与排放

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

在线（xiàn）监测（CEMS）：实时检测（cè）排放浓度，确保符（fú）合《半导体行（háng）业污染物排（pái）放标准》（如上海标准对（duì）HCl、VOCs限值）。

三、技术（shù）挑战与（yǔ）未来趋（qū）势

挑战：

效率与成本：需平（píng）衡处理效率（lǜ）与设备（bèi）投资、运行费用（yòng）。

环境适应性：湿度、温度波动影响处（chù）理效（xiào）果。

安全风险：特殊气体（如硅烷）需（xū）防（fáng）爆设（shè）计。

未来（lái）趋势：

技术融合（hé）：等离子体（tǐ）协同催化技术提升低（dī）浓（nóng）度VOCs处理效率。

智（zhì）能化监控：AI预（yù）测（cè）设备故障（zhàng），动态调（diào）整参数，降低运维成本。

绿色环保（bǎo）：废气洗涤液回收利用，减少二次污染。

国产化替代：国内企业（如（rú）盛（shèng）剑环境（jìng））逐步突破技术壁垒，提升市场（chǎng）份（fèn）额。

四、典型应（yīng）用案例（lì）

案例1：某（mǒu）半导体（tǐ）工厂采（cǎi）用预（yù）处理（粉尘（chén）去除+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（fèn）解（jiě）装置）+深度（dù）净化（huà）（干式吸附塔（tǎ）），实现废气高效处（chù）理，排放（fàng）浓度（dù）远低于国（guó）标。

案例2：芯片封装（zhuāng）基（jī）地通过碱液喷淋（lín）塔处理HF、HCl，去除率（lǜ）＞95％，搭（dā）配湿式（shì）电除尘器去除微细（xì）颗粒物，显著（zhe）改善周边空气（qì）质量。

五、总结

半导体（tǐ）废气处理（lǐ）需根据废气（qì）成分（酸性/碱性/有机/特殊气体）选择组合工艺，结合预处理、核心处理、深度净化环（huán）节，确保达标排放。未来（lái），技术（shù）将向高效、智能、环保方向发展，助力半导体产业可（kě）持（chí）续发展。