据了解,为确保半导体制造工艺中的关键化学品氢氟酸(HF)的稳定和可持续供应,台积电与HF供应商合作,用磷肥废料替代萤石,在不影响原有工艺质量的情况下成功生产HF。
截至2023年2月,台积电有两家晶圆厂已应用这种环保氢氟酸,减少了萤石的使用量,二氧化碳排放量减少了12吨,其他台积电晶圆厂现在也在试生产中。
台积电预计在所有晶圆厂引入这种环保氢氟酸后,可减少12万吨以上的二氧化碳排放量,相当于58个台北大安森林公园一年的二氧化碳吸附能力。
电子级氢氟酸是半导体制造过程中湿法蚀刻工艺中的关键化学品,通常以萤石原料。但由于电子级氢氟酸生产困难且精炼工艺复杂,在生产过程中难以减少碳排放。
为了促进可持续发展,台积电自2021年以来一直与供应商合作,评估氢氟酸替代原材料的可行性。为使质量符合半导体工艺标准,台积电不仅在来料阶段提前指导供应商提供质量保证证书(CoA),更协助供应商开发独立的生产线进行测试。经过反复调整,台积电对工艺进行优化,确保后续生产质量处于良好状态。
台积电与供应商合作,利用磷肥废料生产氢氟酸
台积电预计2024年底第二条独立生产线建成后,萤石消费量将进一步减少,总碳减排量超过40万吨。除了提高原材料的品质,台积电也不断寻求改善可持续利用的机会。QR事业部继续与各晶圆厂合作,开展电子级硫酸和电子级异丙醇、氢氟酸气体的内部回收利用。他们还评估了从废料中回收氟气的情况,并指导供应商开发相关技术,以实现可持续资源再生的目标。
关于电子级氢氟酸
电子级氢氟酸主要应用于半导体制造过程的清洗和刻蚀等工序,它的纯度和洁净度对集成电路的良品率、电性能及可靠性都有着十分重要的影响。
电子级氢氟酸可被分为EL、UP、UP-S、UP-SS、UP-SSS等级别,其中UP-SSS级别(相当于SEMI G5质量标准,金属杂质要求≤10ppt)的氢氟酸纯度最高,是12寸晶圆及更高规格的电子半导体产品制造环节必须用到的关键材料。
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据不完全统计,我国电子级氢氟酸生产企业约十几家,产品级别集中在UP-S及以下,能够达到半导体所用G5级的企业仅三四家,其中已投产的主要是多氟多(G5)、湖北兴力电子(G5)、中巨芯(G5)、滨化股份(G5)。
多氟多目前拥有电子级氢氟酸产能5万吨/年,其中G5级别为1万吨/年,目前在建3万吨/年产能(UPSSS),计划2023年建成投产。
滨化股份的电子级氢氟酸项目于2018年7月开始试生产,产品达到G5等级要求。根据2021年年报,滨化股份电子级氢氟酸产能为6000吨/年。
湖北兴力电子是兴发集团成员企业,引进台湾侨力公司电子级氢氟酸等技术,在园区建设3万吨/年电子级氢氟酸项目,该项目一期于2021年上半年投产,产能为1.5万吨/年,产品可以达到G5级别,已通过国内外部分高端市场客户的测试,实现批量供应。
中巨芯是巨化股份旗下公司,其3万吨/年ppt电子级氢氟酸扩建装置于2022年顺利投料试车,产品达到G5级别。