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案例:某12英寸晶圆厂特殊气体处理项目

项目背景

该项目为国内某领先的12英寸晶圆制造厂,生产工艺涉及多种特殊气体。由于产品升级,新增了多台先进制程设备,废气排放量和复杂性显著增加。项目总投资约3000万元,处理气量达80,000m³/h。

废气成分及来源

该项目的废气成分更为复杂,主要包括:

剧毒气体

:AsH₃(砷化氢)、PH₃(磷化氢)、SiH₄(硅烷)等,来自外延生长和离子注入工艺,浓度虽低(1-50ppm)但毒性极强。

温室气体

:PFCs(全氟化物,如CF₄、C₂F₆)、SF₆等,来自干法蚀刻和腔体清洗,全球变暖潜能值(GWP)极高。

酸性气体

:HF、HCl等,浓度较案例一更高,部分点位达800mg/m³。

处理工艺流程

针对特殊气体特性,采用了"热分解+湿式洗涤+等离子体处理"的组合工艺:

废气分类收集

:剧毒气体与其他气体严格分开收集,采用双套管设计防止泄漏。

热分解炉

温度控制在850-950℃

停留时间>2秒

将AsH₃、PH₃等分解为As₂O₃、P₂O₅等固态氧化物

急冷塔

:快速降温至80℃以下,防止二噁英生成。

湿式洗涤系统

三级串联洗涤塔

第一级:NaOH溶液去除酸性气体

第二级:次氯酸钠溶液氧化处理

第三级:纯水清洗

等离子体处理单元

:针对PFCs等难处理气体,分解效率>85%。

尾气处理

:经HEPA过滤后排放,排放口设置多参数在线监测仪。

最终效果

系统运行一年后的评估结果显示:

剧毒气体去除率>99.9%,排放浓度低于检测限

PFCs分解率>90%,年减排CO₂当量约50万吨

酸性气体排放浓度<0.5mg/m³

系统自动化程度高,实现无人值守运行