半导体废气处理方法｜半导体芯片厂废气处理案例

半导体废气处理案例客户公司介绍​

标题：​​ XX半导体有限公司废气治理项目：破解高毒性气体与纳米颗粒污染难题
正文：​​
XX半导体有限公司是国内领先的集成电路制造企业，拥有8英寸晶圆生产线和先进封装测试基地，年产值超百亿元。原有废气处理系统采用​“活性炭吸附+碱喷淋吸收”工艺，存在以下问题：

1. ​环保问题突出：
   • 光刻胶挥发产生苯系物（VOCs）​和异丙醇（IPA）​，车间VOCs浓度高达800-1200mg/m³，超标排放频发；
   • 蚀刻工序使用的氢氟酸（HF）​和四氯化碳（CCl₄）​泄漏导致厂区及周边氟化氢（HF）​污染，威胁生态安全；
   • 因环保不达标被罚款累计超500万元，面临停产整改压力。
2. ​安全隐患：
   • 气体车间存储的硅烷（SiH₄）​和氨气（NH₃）​因泄漏引发爆炸风险，应急响应能力不足；
   • 活性炭吸附塔内VOCs积聚，曾发生局部闪燃事故。
3. ​经济成本高：
   • 年消耗活性炭超600吨，喷淋药剂费用超300万元，处理成本居高不下；
   • 因订单流失导致年经济损失超千万元。
     通过引入​“多级预处理+等离子体催化氧化（PCO）+纳米纤维膜分离”技术，企业实现废气治理设施升级，年节省成本超800万元。

​废气来源​

标题：​​ 半导体废气的主要产生环节与成分特性
正文：​​

1. ​主要污染源：

   • ​光刻/蚀刻车间：
     • 光刻胶挥发产生苯乙烯（Styrene）、甲苯（Toluene）​等VOCs；
     • 蚀刻液（HF、HCl、BOE）挥发释放氟化氢（HF）、氯气（Cl₂）​。
   • ​薄膜沉积车间：
     • 溅射工艺产生金属蒸气（如钨、铝）​和硅烷（SiH₄）​；
     • PECVD（等离子体增强化学气相沉积）释放等离子体活性物种。
   • ​离子注入车间：
     • 高能离子束轰击靶材产生靶材碎片和惰性气体（如Ar）​泄漏。
   • ​化学机械抛光（CMP）​：
     • 研磨液挥发产生有机酸（如柠檬酸）​和氨气（NH₃）​。

2. ​废气特性：

   • ​组分复杂：含VOCs（苯系物、酯类）、HF（浓度10-50ppm）、SiH₄（易燃易爆）、金属蒸气（粒径1-10nm）；
   • ​高毒性：HF具有强腐蚀性，SiH₄遇空气自燃风险高；
   • ​纳米颗粒：金属蒸气冷凝形成超细颗粒（PM0.1），穿透力强，传统除尘器难以捕捉。

​废气处理案例处理详情​

标题：​​ “四级净化+智能管控”技术体系破解半导体废气难题
正文：​​

1. ​工艺设计原则：

   • ​分阶段治理：优先控制高危气体（HF、SiH₄），再处理VOCs与颗粒物；
   • ​耐腐蚀与防爆：全系统采用316L不锈钢+PTFE涂层，配置防爆风机（Exd II 2G）。

2. ​处理流程：

   • ​预处理单元：

     • ​纳米纤维膜初效过滤器：拦截粒径＞10μm的粉尘与颗粒物（效率≥95%）；
     • ​两级碱洗喷淋塔：
       • 一级塔吸收HF（NaOH溶液，pH=12-13），脱除率＞99%；
       • 二级塔中和Cl₂（Na₂S溶液，pH=8-9），脱除率＞95%。
     • ​硅烷燃烧塔：将SiH₄与空气混合后高温焚烧（800℃），彻底分解为SiO₂。

   • ​核心处理单元：

     • ​等离子体催化氧化装置（PCO）​：
       • 采用DBD（介质阻挡放电）技术，生成·OH自由基降解VOCs（苯系物去除率＞99%）；
       • 催化剂为TiO₂/石墨烯复合材料，耐HF腐蚀性能提升50%。

   • ​深度净化单元：

     • ​高效除尘系统：
       • 梯度分离器：分离粒径1-10μm颗粒物（效率≥90%）；
       • 电凝聚装置：捕获PM0.1超细颗粒（效率≥85%）。
     • ​活性炭纤维吸附塔：处理残余VOCs及微量HF，确保排放达标。

   • ​智能监控系统：

     • 集成HF、VOCs、SiH₄、PM2.5传感器，实时上传至云端平台；
     • 自动调节风量与药剂投加量，节能效率提升25%。

3. ​关键技术创新：

   • ​HF高效吸收：采用大比表面积陶瓷填料，接触时间延长30%；
   • ​等离子体-催化协同：DBD与催化剂耦合，降低能耗30%；
   • ​纳米颗粒梯度分离：结合惯性碰撞与电场力，实现超细颗粒物高效捕集。

​处理效果验证​

标题：​​ 第三方检测报告：半导体废气治理项目达标情况
正文：​​

• ​检测机构：XX省生态环境监测中心（CMA资质）
• ​检测指标：

  参数	排放限值（mg/m³）	实测值（mg/m³）
  HF	0.5	＜0.1
  苯系物	100	5
  SiH₄	10	未检出
  PM0.1	5	1.2
  VOCs	100	18

• ​结论：所有污染物均符合《电子工业污染物排放标准》（GB39731-2020）及地方特殊要求，废气治理设施运行稳定可靠。

​总结​

标题：​​ 半导体废气治理项目的环保与经济效益
正文：​​

1. ​环保成效：

   • 出口废气中HF≤0.1mg/m³、苯系物≤5mg/m³、PM0.1≤1.2mg/m³，达到全球半导体行业最严排放标准；
   • 高危气体（SiH₄、HF）泄漏风险降至零，厂区及周边生态环境显著改善。

2. ​经济性：

   • 年节省活性炭费用约400万元，能耗成本降低40%；
   • 投资回收期＜2年，投资回报率超50%。

3. ​社会效益：

   • 企业获评“国家集成电路产业绿色工厂”，通过ISO 14001环境管理体系认证；
   • 因废气治理达标，成功入选“国家智能制造示范企业”，品牌国际竞争力提升。