1、半导体工业的环境保护随着人们环境意识的增强,对环境保护问题的关注程度也在增强。我们只有一个地球,在发展经济的 同时如何保护好我们的生存环境已经成为一个紧迫的话题。减轻对地球环境的负担,确保安全和健康并 保护环境。以节约能源节省资源,废物再利用,减少废弃物,管理好化学物质的排放成为人们对环境实 施保护的共识。结合推进 ISO14000 认证,以建设 21 世纪绿色工厂为目标,人们在环境保护方面进行着积 极的努力,半导体制造工业的特殊性,使得各业者更加关注环境保护问题。 地球温室效应的防止 防止地球的温室效应成为近年来被广泛关注的热门话题,在半导体制造行业中主要涉及两个方面的问 题: 1节约能源
2、半导体工业的制造设备、空调设备、冷/热源设备以及纯水、供液、排气、气体、电气等设备的使用以每 天 24 小时、每年 365 日连续运转,消耗着大量的能源。从消耗能源的种类来讲电力能源约占 85,燃油、 蒸汽等能源占 15。从电力消耗的用途来讲前工序制造设备约 4050,空调、冷热源设备约 30,其它辅助设备约 25。 节约能源、降低成本,提高产品竞争力是各企业已经长期付诸实施的一项工作,一方面通过对现有设备 的技术改造能够取得明显的经济效益,但另一方面现在半导体工厂的投资额巨大,技术的发展极快,作为 半导体业者,今后节约能源的研究方向应在如下方面作出努力: 制造设备方面:提高能源的转换效率从而
3、提高能源的利用率以达到节约能源的目的;降低设备待机状态 的电力消耗,相应地减少空调的负荷以求达到节约能源的目的;降低设备的排气量使尾气处理负荷降低而达到 节约能源的目的;减少设备的安装面积以此来控制净化区的面积达到节能的目的。 辅助设备方面:设备的小型化;减少高净化区的面积以求减少空气循环的动力消耗从而节约能源;选用压 力损失小的空调系统;新型保温材料的使用促使电力消耗的平稳化;新型能源的采用减少使用能源过程中产生 的二氧化碳。 产品开发和工艺设计:开发高附加值的产品;注重成本的产品开发(缩小芯片面积,工艺标准化,缩短 设计周期) ;提高生产 (提高产出率,减少工程数,缩短测试时间 )。 半导
4、体工业的发展本身产品向高性能化,轻薄短小化,低耗能方向发展。为机器设备向节约能源方向作 出了贡献。我们期待着以节约能源为目的的新型设备的投入使用。 2减少 PFC PFC ( PRE FLUORO CARBON)在半导体制造上主要是在 CVD 工程上,作为清洁气体使用 和在干法刻蚀工程上,作为工艺气体使用。PFC 由于能够破坏地球的臭氧层产生温室效应已经被列入减少排 出对象。现在大部分没有被进行处理而直接向大气排放,减少排出 PFC 成为今后半导体制造产业所面临的一个 重要课题。 今后的研究方向将围绕着如下几方面开展: 排出的 PFC 回收再利用系统的开发 (涉及到如何有效而且低成本的将 PF
5、C 进行回收、分离、再精制技 术);排出的 PFC 处理新技术的开发(将 PFC 转换成不产生温室效应的气体排放);替代气体的开发(用 地球温暖化系数小的气体替代现在使用的气体;新工艺的开发(研究新的刻蚀工艺)。 日本在 1998 年 4 月公布的“控制电子产业中 PFC 等排出的计划”中,提出了以 1995 年为基准的削减 目标,到 2010 年每个工程的排出量对新线削减 70,对旧线削减 10。在美国也对半导体工业所使用的 PFC 的回收率提出了目标。在这里提请国内的业者及早关注此问题。 工业废物 半导体制造工程中减少工业废物的基本原则:制造方法的改变。通过制造工艺的改变减少再资源化处 理
6、困难的药品使用量;优化工艺条件,减少使用量;对使用后的药品分别回收,以求再资源化;除害装置 的改进。提高除害效率,回收装置本身排出的废液。 减少工业废物的研究方向:再资源化处理困难的工业废物的开发利用;提高再资源化的推进质量;提高 药品的使用效率。设备方面的改进使药液的利用率提高,开发新的工艺减少药液的使用量;再资源化型材料 的替代。 化学物质 半导体制造过程中使用了多品种大量的化学物质。化学物质的运输、储存、使用和排放都有严格的 规定。政府主管部门都制定了相关的法律法规,但是,由于半导体技术发展迅速,大量新型化学药品的开发 和使用,使得相对而言立法和管理落后。这要求业者从保护环境的目标出发,
7、自觉有效地管好用好各种物品, 避免发生各种意外事件。随着人们环保意识的加强,人们也更加关心环保问题。这更加促进业者自觉加强化学 物品的自主管理,促进使用量的减少。 其对策主要为:化学物质减量(减容) ,再资源化,再利用;替代物质的开发;自主管理。自主监察; 法规建立。 特种气体 半导体工业中使用了大量的特种气体,有腐蚀性气体、可燃性气体、有毒性气体。生产过程中产生 的特种气体废气,其处理的好坏直接影晌着环境。特种气体的事故由于在半导体工业中过去数十年屡有发 生,给生产的稳定运行带来了很大的影响,同时造成了环境方面的污染,因此特种气体的管理成为环境保护所 关注的又一敏感问题。 1废气的处理 在目
8、前对特种气体废气主要采用吸附技术和洗涤中和技术。通过装有活性炭和有机碱的吸附筒对废 气进行吸附处理,通过洗涤塔内的碱性溶液与酸性废气进行中和。但是,对于既不能被有效吸附又非 酸性的气体两种技术就存在着不足之处。最近被广泛采用的 ESCAPE 系统由于使用了燃烧和洗涤技术的 结合而有效地解决了对废气的处理。其主要工作原理是采用将燃烧室与洗涤塔集成在一体的形式, 在燃烧室内根据气体的性质和构成采取氧化、还原、高温分解的方式对其进行热分解,产生的气体再通 过碱性的洗涤塔以除去生成酸性气体和悬浮颗粒。 2特气事故的预防 加强安全管理预防事故发生。从特种气体的安全教育开始,提高从业人员的安全知识。制定和完善特种 气体泄漏时的安全对策。选用自动化和标准化程度高的特种气体供气装置及生产制造装置,选用灵敏度高和可 靠性高的特种气体检测仪器。认真做好特种气体相关连设备和装置的定期点检。 从 1996 年发布 ISO14000 环境管理国际认证标准之后,至今已经有数以千计的工厂取得了这种被称为通向 世界的绿色通行证。相信,通过我们半导体行业人土的共同努力,我们定会对我们的地球的环境保护作出应 有的贡献。