半导体制造过程中，蚀刻工艺用于精确去除晶圆表面材料，以形成所需图案。蚀刻过程中使用的化学品包括氟化物、氯化物、酸碱溶液以及有机溶剂等。这些化学物质在反应或加热过程中，会产生大量 挥发性有机物（VOCs）、有毒气体（HF、HCl、Cl₂等）及酸性气体。

未经治理的蚀刻废气不仅可能对生产车间及操作人员造成危害，还会对环境产生腐蚀性污染和生态风险。因此，半导体蚀刻废气治理是半导体制造企业环保和安全管理的重要环节。

半导体蚀刻废气特征

1.有毒有害气体多：HF、HCl、Cl₂、VOCs 等危害性气体含量高。

2.低浓度、高腐蚀性：气体虽然浓度较低，但具有强腐蚀性，对设备和管道要求耐腐蚀材料。

3.连续排放：蚀刻工艺多为连续生产，废气排放量稳定。

4.酸性强、易腐蚀：含HF和HCl等酸性气体，对管道、阀门、风机有腐蚀性。

5.气味刺鼻：废气异味强烈，影响操作环境和周边空气质量。

主要治理技术

1. 湿法吸收/洗涤

原理：通过水或碱性溶液吸收酸性气体和VOCs，实现净化。

优点：

对HF、HCl、Cl₂等酸性气体去除率高，可达95%以上。

能降低尾气温度并减少颗粒物负荷。

缺点：

废水需二次处理，否则可能造成水污染。

对有机溶剂类VOCs需配合其他处理。

适用场景：半导体蚀刻尾气中酸性气体含量高的工艺。

2. 活性炭吸附法

原理：通过多孔吸附材料吸附VOCs和部分有害气体。

优点：

对低浓度有机废气处理经济高效。

可结合再生回收。

缺点：

对高浓度或强腐蚀性废气处理有限。

吸附剂饱和后需再生或更换。

适用场景：低浓度VOCs尾气处理或辅助治理。

3. 碱液喷淋法

原理：利用碱液中和酸性气体，将HF、HCl等转化为可溶盐。

优点：

对酸性气体去除效率高。

可减少腐蚀性排放。

缺点：

废液需进一步处理。

对VOCs去除能力有限。

适用场景：酸性气体为主的蚀刻尾气。

4. 催化氧化/热氧化法

原理：将VOCs或有机废气加热或通过催化剂氧化成CO₂和H₂O。

优点：

对VOCs去除率高，可达90%以上。

适合连续高浓度尾气处理。

缺点：

对腐蚀性强的酸性气体需前端处理，否则催化剂易失效。

适用场景：有机溶剂型蚀刻废气或酸性气体经过预处理后的尾气。

5. 组合治理技术

针对半导体蚀刻废气特点，常采用 湿法洗涤+吸附+催化氧化 的组合方案，实现酸性气体和VOCs的联合治理，提高整体处理效率。

综合治理方案

湿法洗涤+碱液中和+催化氧化：酸性气体先通过湿法吸收或碱液中和，VOCs经催化氧化处理，实现高效治理。

活性炭吸附+湿法吸收：低浓度VOCs先吸附，酸性气体通过湿法洗涤，适用于小型蚀刻车间。

湿法吸收+光催化辅助：对低浓度VOCs尾气，先湿法去除酸性气体，再用光催化氧化辅助降解残余有机废气，实现低排放。

应用案例

晶圆厂干法蚀刻车间：采用湿法吸收+催化氧化组合，HF和HCl去除率达98%，VOCs去除率超过90%。

小型研发实验线：使用活性炭吸附+湿法洗涤，处理低浓度尾气，保证车间空气环境达标。

中型蚀刻生产线：湿法吸收+光催化辅助处理尾气，实现酸性气体和VOCs低排放，同时操作简便。

半导体蚀刻废气治理是企业环保与安全生产的重要环节。科学治理可有效去除酸性气体、VOCs和有毒气体，改善车间空气环境，保障操作人员健康。不同浓度、不同组分的蚀刻废气应选用合理技术。酸性气体以湿法吸收或碱液中和为主，VOCs可采用催化氧化或吸附处理，组合方案可兼顾效率和经济性。未来半导体蚀刻废气治理将更加注重绿色低碳、智能化控制及尾气资源化利用。实时监测尾气成分并优化治理工艺，可实现高效、稳定、可持续的废气处理，推动半导体产业环保发展。