半导体业废水处理流程课件 31页

1半導體業廢水處理流程簡介組員：942714蕭皓云942726黃郁雯942727李名妙942734吳士嫻942751莊語紜942755陳怡君科任教授：鄧宗禹n大綱內容一、半導體的介紹二、晶圓製作流程三、廢水來源四、廢水處理系統五、廢水排放標準六、專責單位及人員的設置七、結論八、Q&A2n半導體介於導體與非導體之間物質（如矽）。矽（Si）是常用的半導體材料，在矽中摻入微量的５價元素(砷)，則大量增加電洞數目，形成ｎ型（負性）；或３價元素(硼)則大量增加電洞數目，就能改變矽的導電特性，形成ｐ型（正性）半導體。不同導電性之半導體若集合一起，可形成各種接面；即可供作電子組件使用。3何謂半導體?n半導體產業範圍4依原料、生產/加工至產品產出，半導體產業大致區分為半導體材料(含化學品)、光罩、設計(含CAD軟體)、製程、封裝、測試及設備等七個技術領域，n晶元製造流程薄膜CMP黃光蝕刻乾(Aspen)、濕(SH)離子植入爐管測試封裝Waferstart退火光阻罩幕硬罩幕(氮或氧化物)n6廠區廢水來源廠務供應H2O2NH4OHIPA研磨液UPWChemicalCMP機台CMPACMPBDAcidDBase製程廢水Drainn7HFPOLYETCH3HCLIPAH3PO4NH4OHEGHNO3H2SO4H2O2WET機台WIDACBaseDHFH3PO4CAcidDNH3DBaseDAcidCH2SO4CHF廠務廢水製程廢水純水化學藥劑n81.依廢水性質及種類的不同，分類收集2.管控重力流排水管路的穩定性3.降低錯綜複雜的廢水起二次化學反應之風險4.主要為製程廢水收集管線排水管分流收集機制n9四種廢水處理系統CMP(ChemicalMechanicalPolishing)化學機械研磨HF(氟系廢水)AW（AcidWater）酸鹼中和廢水MBR(MembraneBioReactor)一般生活污水處理單元n10濃酸儲存槽放流水槽有機廢水儲存槽最終中和槽第二中和槽第一中和槽稀酸儲存槽稀鹼儲存槽濃鹼儲存槽薄膜反應生物槽氟酸反應槽濃氟酸儲存槽稀氟酸儲存槽CMP儲存槽氟酸pH調整槽氟酸沉澱槽氟酸混凝槽氟酸最終槽氟酸膠凝槽CMP膠凝槽CMP混凝槽CMP反應槽汙泥脫水槽CMP最終槽CMP沉澱槽汙泥濃縮槽放流汙泥n11CMP高污染製程，因過程使用研磨液研磨液包含微細研磨粉體及其他化學物質(1）pH緩衝劑（例如：KOH、NH4OH、HNO3或有機酸…等）（2）氧化劑（例如：雙氧水、硝酸鐵、碘酸鉀…等）（3）界面活性劑n12平坦化:CMP是利用化學藥劑所提供之化學反應，目的是為將晶圓拋光，因為薄膜沉積時可能不均勻，即晶片上面凸出的介電層漸漸地加以除去的一種平坦化技術。CMP功能nCMP流程混凝槽:加入PAC膠凝槽:加入高分子聚合物沉澱槽:分離成上清液和汙泥污泥部份目前壓縮為污泥餅，再送至專業廠商予以處理。上清液則進入最終槽，調pH值後放流。n14濃酸儲存槽放流水槽有機廢水儲存槽最終中和槽第二中和槽第一中和槽稀酸儲存槽稀鹼儲存槽濃鹼儲存槽薄膜反應生物槽氟酸反應槽濃氟酸儲存槽稀氟酸儲存槽CMP儲存槽氟酸pH調整槽氟酸沉澱槽氟酸混凝槽氟酸最終槽氟酸膠凝槽CMP膠凝槽CMP混凝槽CMP反應槽汙泥脫水槽CMP最終槽CMP沉澱槽汙泥濃縮槽放流汙泥n15濃酸儲存槽放流水槽有機廢水儲存槽最終中和槽第二中和槽第一中和槽稀酸儲存槽稀鹼儲存槽濃鹼儲存槽薄膜反應生物槽氟酸反應槽濃氟酸儲存槽稀氟酸儲存槽CMP儲存槽氟酸pH調整槽氟酸沉澱槽氟酸混凝槽氟酸最終槽氟酸膠凝槽CMP膠凝槽CMP混凝槽CMP反應槽汙泥脫水槽CMP最終槽CMP沉澱槽汙泥濃縮槽放流汙泥n16HF含有高濃度的HF分三個處理程序:反應槽混凝槽膠凝槽nHF17半導體產業使用許多化學藥劑，其中在蝕刻機台需要大量的HF，用來清洗、刻畫晶片、爐管清洗...等，因為HF是強酸，可溶解矽石，接著這些水排出，即是含高濃露HF廢水進入前三個程序前，先將HF廢水分為濃HF跟稀HF，接著加入NaOH或H2SO4調整pH值，為符合放流標準反應槽:加入CaCl2使Ca跟F-產生CaF2沉澱，減少F離子濃度。混凝槽:加入PAC(混凝劑)膠凝槽:加入高分子聚合物形成膠羽沉澱n18濃酸儲存槽放流水槽有機廢水儲存槽最終中和槽第二中和槽第一中和槽稀酸儲存槽稀鹼儲存槽濃鹼儲存槽薄膜反應生物槽氟酸反應槽濃氟酸儲存槽稀氟酸儲存槽CMP儲存槽氟酸pH調整槽氟酸沉澱槽氟酸混凝槽氟酸最終槽氟酸膠凝槽CMP膠凝槽CMP混凝槽CMP反應槽汙泥脫水槽CMP最終槽CMP沉澱槽汙泥濃縮槽放流汙泥nAW處理單元不含HF廢液之製程廢水最大宗之製程廢水特性：一般酸鹼廢水→pH值0~14（pH：代表H+濃度指數）來源複雜→實施『酸、鹼』及『高濃度、低濃度』分流收集nAW在晶圓製程中的來源氧化層:HCl目的:為了使矽跟氧做結合，形成SiO2，需使用HCl有更好的結合性濕式蝕刻:硝酸或是醋酸目的:去除多餘的光阻劑Si+HNO3+6HF→H2SiF6+HNO2+H2O+H2nAW在晶圓製程中的來源晶片清洗廢水：H2SO4、H2O2、NH4OH、HCl。濕式蝕刻廢水：NH4F、HNO3、H2O2、HCl、H2SO4、HAc、H3PO4、HBr、Al、Si。純水設備再生廢水：NaOH、HCl、H2O2。濕式洗滌塔廢水：洗滌廢氣所含之污染質。n22濃酸儲存槽放流水槽有機廢水儲存槽最終中和槽第二中和槽第一中和槽稀酸儲存槽稀鹼儲存槽濃鹼儲存槽薄膜反應生物槽氟酸反應槽濃氟酸儲存槽稀氟酸儲存槽CMP儲存槽氟酸pH調整槽氟酸沉澱槽氟酸混凝槽氟酸最終槽氟酸膠凝槽CMP膠凝槽CMP混凝槽CMP反應槽汙泥脫水槽CMP最終槽CMP沉澱槽汙泥濃縮槽放流汙泥n23MBR進流薄膜模組放流為一結合生物處理單元與薄膜分離單元的處理技術，不僅發揮生物處理溶解性有機物形成膠羽，亦結合薄膜分離系統有效固液分離的特點，符合嚴格的放流水標準。主要是回收供沖廁用水、景觀、澆灌、灑水、地板清洗之用水。n中部科學工業園區污水下水道納管水質標準水量5500(CMD)Hg0.005(mg/L)氫離子濃度6~96-Cr0.5(mg/L)水溫35℃Pb1.0(mg/L)化學需氧量500(mg/L)Ni1.0(mg/L)懸浮固體300(mg/L)Zn5.0(mg/L)氰化物1.0(mg/L)Cd0.03(mg/L)As0.5(mg/L)T-Cr2.0(mg/L)Cu3.0(mg/L)n環境保護專責單位或人員設置及管理辦法25n何時設置專責單位?26問題討論:n27公私場所、事業或污水下水道系統有下列情形之一者，應設置環境保護專單位（以下簡稱專責單位）(第六條)一、中央主管機指定公告應設置空氣污染防制專單位之公私場所。二、廢（污）水產生量每日在五千立方公尺以上者三、廢（污）水產生量每日在一千立方公尺以上未滿五千立方公尺且含物質之一超過放流水標準者n28專責單位分為下列二類(第二條)一、空氣污染防制專責單位。二、廢（污）水處理專責單位。在同一處所內，得合併設置不同類之專責單位。n29專責單位，每一類應至少包括下列員額(第八條)一、主管一人。二、甲級專責人員一人以上。三、乙級專責人員一人以上。前項主管應具有該類別之甲級專責人員合格證書。第一項專責單位如合併設置時，主管及專責人員得互兼。n結論半導體產業因為跟傳統產業並不相同，在廢水處理上必須要顧慮它的濃度、pH值並根據它的特性去分類，做個別處理，好符合法規標準，再統一放流，好保護環境，避免直接放流造成環境汙染。30n31Q&A