半导体新材料制造作为高科技产业的重要支柱，其生产过程中会排放含氟化物、硅烷类、挥发性有机物（VOCs）及颗粒物等复杂污染物，这对废气处理技术提出了极高要求。针对不同污染物特性，需采用多级分质处理与资源化协同的技术体系。
一、核心污染物特性与挑战
半导体制造废气具有成分复杂、浓度波动大、腐蚀性强的特点。含氟化合物（如HF、SiF₄）易与金属设备发生反应造成腐蚀，硅烷类气体（如SiH₄）在空气中自燃风险高，VOCs成分中既包含高沸点的光刻胶残留物，也包含低沸点的有机溶剂，PM2.5级微粒需特别处理。某大型晶圆厂废气分析显示，单条产线每小时排放的酸性气体可达200-500mg/m³，VOCs浓度在50-200ppm区间波动。
二、分级处理工艺体系
一级处理单元针对酸性气体和腐蚀性物质，采用三级喷淋洗涤系统。首级采用碱性NaOH溶液吸收HF，二级配置Ca(OH)₂石灰乳强化SiF₄捕集，三级增设H₂O₂氧化单元处理残余VOCs。日本SUMCO公司开发的逆流式洗涤塔，在pH值4.5-6.5区间实现氟化物去除率＞99.5%。
二级处理单元针对VOCs组分进行梯度处理。高浓度硅烷类气体采用催化燃烧（CO）系统，在250-350℃区间实现99%转化效率。低浓度混合VOCs则通过吸附浓缩-蓄热燃烧（RTO）联合工艺处理，国内某晶圆厂应用分子筛转轮浓缩系统后，RTO能耗降低40%。
三级深度治理采用湿式静电除雾器（WESP）和湿式氧化技术（WAO）协同处理。WESP对粒径＞0.1μm的微粒去除率＞95%，配合臭氧催化模块可将残余VOCs降至20mg/m³以下。
三、技术创新方向
当前技术突破聚焦于：①开发具有自修复功能的耐腐蚀材料体系，某企业研发的氟化物吸附树脂可在pH 1-12环境稳定运行；②构建基于数字孪生的智能控制系统，实现废气成分实时监测与工艺参数动态优化；③推动二氧化碳捕集技术耦合应用，某台湾厂商将半导体废气CO₂纯度提纯至99.99%，用于电子特种气体生产。
通过分级处理与资源化技术的系统集成，现代半导体废气处理系统在实现环保达标的同时，已具备年回收高纯化学品超100吨的产业价值，形成绿色制造与经济效益双赢的技术范式。未来，随着碳捕集与资源循环技术的深度融合，半导体废气处理将向"零废弃"方向持续演进。