技術(shù)文章

半導(dǎo)體工業(yè)的環(huán)境保護(hù)

隨著人們環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題的關(guān)注程度也在增強(qiáng)。我們只有一個(gè)地球，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)如何保護(hù)好我們的生存環(huán)境已經(jīng)成為一個(gè)緊迫的話題。減輕對(duì)地球環(huán)境的負(fù)擔(dān)，確保可靠和健康并保護(hù)環(huán)境。以節(jié)約能源節(jié)省資源,廢物再利用，減少?gòu)U棄物，管理好化學(xué)物質(zhì)的排放成為人們對(duì)環(huán)境實(shí)施保護(hù)的共識(shí)。結(jié)合推進(jìn)ISO14000認(rèn)證，以建設(shè)21世紀(jì)綠色工廠為目標(biāo)，人們?cè)诃h(huán)境保護(hù)方面進(jìn)行著積極的努力，半導(dǎo)體制造工業(yè)的特殊性，使得各業(yè)者更加關(guān)注環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。地球溫室效應(yīng)的防止防止地球的溫室效應(yīng)成為近年來(lái)被廣泛關(guān)注的熱門(mén)話題，在半導(dǎo)體制造行業(yè)中主要涉及兩個(gè)方面的問(wèn)題：
1．節(jié)約能源
半導(dǎo)體工業(yè)的制造設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、冷/熱源設(shè)備以及純水、供液、排氣、氣體、電氣等設(shè)備的使用以每天24小時(shí)、每年365日連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，消耗著大量的能源。從消耗能源的種類(lèi)來(lái)講電力能源約占85％，燃油、蒸汽等能源占15％。從電力消耗的用途來(lái)講前工序制造設(shè)備約40％—50％，空調(diào)、冷／熱源設(shè)備約30％，其它輔助設(shè)備約25％。節(jié)約能源、降低成本，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力是各企業(yè)已經(jīng)長(zhǎng)期付諸實(shí)施的一項(xiàng)工作，一方面通過(guò)對(duì)現(xiàn)有設(shè)備
的技術(shù)改造能夠取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益，但另一方面現(xiàn)在半導(dǎo)體工廠的投資額巨大，技術(shù)的發(fā)展極快，作為半導(dǎo)體業(yè)者，今后節(jié)約能源的研究方向應(yīng)在如下方面作出努力：
制造設(shè)備方面：提高能源的轉(zhuǎn)換效率從而提高能源的利用率以達(dá)到節(jié)約能源的目的；降低設(shè)備待機(jī)狀態(tài)的電力消耗，相應(yīng)地減少空調(diào)的負(fù)荷以求達(dá)到節(jié)約能源的目的；降低設(shè)備的排氣量使尾氣處理負(fù)荷降低而達(dá)到節(jié)約能源的目的；減少設(shè)備的安裝面積以此來(lái)控制凈化區(qū)的面積達(dá)到節(jié)能的目的。輔助設(shè)備方面：設(shè)備的小型化；減少高凈化區(qū)的面積以求減少空氣循環(huán)的動(dòng)力消耗從而節(jié)約能源；選用壓力損失小的空調(diào)系統(tǒng)；新型保溫材料的使用促使電力消耗的平穩(wěn)化；新型能源的采用減少使用能源過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳。
產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和工藝設(shè)計(jì)：開(kāi)發(fā)高附加值的產(chǎn)品；注重成本的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)(縮小芯片面積，工藝標(biāo)準(zhǔn)化，縮短設(shè)計(jì)周期)；提高生產(chǎn)(提高產(chǎn)出率，減少工程數(shù)，縮短測(cè)試時(shí)間)。
半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展本身產(chǎn)品向高性能化，輕薄短小化，低耗能方向發(fā)展。為機(jī)器設(shè)備向節(jié)約能源方向作出了貢獻(xiàn)。我們期待著以節(jié)約能源為目的的新型設(shè)備的投入使用。
2．減少PFC
PFC ( PRE FLUORO CARBON)在半導(dǎo)體制造上主要是在CVD工程上，作為清潔氣體使用
和在干法刻蝕工程上，作為工藝氣體使用。PFC由于能夠破壞地球的臭氧層產(chǎn)生溫室效應(yīng)已經(jīng)被列入減少排出對(duì)象?，F(xiàn)在大部分沒(méi)有被進(jìn)行處理而直接向大氣排放，減少排出PFC成為今后半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)所面臨的一個(gè)重要課題。今后的研究方向?qū)@著如下幾方面開(kāi)展：排出的PFC回收再利用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)(涉及到如何有效而且低成本的將PFC進(jìn)行回收、分離、再精制技術(shù))；排出的PFC處理新技術(shù)的開(kāi)發(fā)(將PFC轉(zhuǎn)換成不產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體排放)；替代氣體的開(kāi)發(fā)(用地球溫暖化系數(shù)小的氣體替代現(xiàn)在使用的氣體；新工藝的開(kāi)發(fā)(研究新的刻蝕工藝)。日本在1998年4月公布的“控制電子產(chǎn)業(yè)中PFC等排出的計(jì)劃”中，提出了以1995年為基準(zhǔn)的削減目標(biāo)，到2010年每個(gè)工程的排出量對(duì)新線削減70％，對(duì)舊線削減10％。在美國(guó)也對(duì)半導(dǎo)體工業(yè)所使用的PFC的回收率提出了目標(biāo)。在這里提請(qǐng)國(guó)內(nèi)的業(yè)者及早關(guān)注此問(wèn)題。工業(yè)廢物半導(dǎo)體制造工程中減少工業(yè)廢物的基本原則：制造方法的改變。通過(guò)制造工藝的改變減少再資源化處理困難的藥品使用量；優(yōu)化工藝條件，減少使用量；對(duì)使用后的藥品分別回收，以求再資源化；除害裝置的改進(jìn)。提高除害效率，回收裝置本身排出的廢液。減少工業(yè)廢物的研究方向：再資源化處理困難的工業(yè)廢物的開(kāi)發(fā)利用；提高再資源化的推進(jìn)質(zhì)量；提高藥品的使用效率。設(shè)備方面的改進(jìn)使藥液的利用率提高，開(kāi)發(fā)新的工藝減少藥液的使用量；再資源化型材料的替代。
化學(xué)物質(zhì)
半導(dǎo)體制造過(guò)程中使用了多品種大量的化學(xué)物質(zhì)?；瘜W(xué)物質(zhì)的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用和排放有嚴(yán)格的規(guī)定。政府主管部門(mén)都制定了相關(guān)的法律法規(guī)，但是，由于半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展迅速，大量新型化學(xué)藥品的開(kāi)發(fā)和使用，使得相對(duì)而言立法和管理落后。這要求業(yè)者從保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)出發(fā)，自覺(jué)有效地管好用好各種物品，避免發(fā)生各種意外事件。隨著人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，人們也更加關(guān)心環(huán)保問(wèn)題。這更加促進(jìn)業(yè)者自覺(jué)加強(qiáng)化學(xué)物品的自主管理，促進(jìn)使用量的減少。其對(duì)策主要為：化學(xué)物質(zhì)減量(減容)，再資源化，再利用；替代物質(zhì)的開(kāi)發(fā)；自主管理。自主監(jiān)察；法規(guī)建立。特種氣體半導(dǎo)體工業(yè)中使用了大量的特種氣體，有腐蝕性氣體、可燃性氣體、有毒性氣體。生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的特種氣體廢氣，其處理的好壞直接影晌著環(huán)境。特種氣體的事故由于在半導(dǎo)體工業(yè)中過(guò)去數(shù)十年屢有發(fā)生，給生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了很大的影響，同時(shí)造成了環(huán)境方面的污染，因此特種氣體的管理成為環(huán)境保護(hù)所關(guān)注的又一敏感問(wèn)題。
1．廢氣的處理
在目前對(duì)特種氣體廢氣主要采用吸附技術(shù)和洗滌中和技術(shù)。通過(guò)裝有活性炭和有機(jī)堿的吸附筒對(duì)廢氣進(jìn)行吸附處理，通過(guò)洗滌塔內(nèi)的堿性溶液與酸性廢氣進(jìn)行中和。但是，對(duì)于既不能被有效吸附又非酸性的氣體兩種技術(shù)就存在著不足之處。近來(lái)被廣泛采用的ESCAPE系統(tǒng)由于使用了燃燒和洗滌技術(shù)的結(jié)合而有效地解決了對(duì)廢氣的處理。其主要工作原理是采用將燃燒室與洗滌塔集成在一體的形式，在燃燒室內(nèi)根據(jù)氣體的性質(zhì)和構(gòu)成采取氧化、還原、高溫分解的方式對(duì)其進(jìn)行熱分解，產(chǎn)生的氣體再通過(guò)堿性的洗滌塔以除去生成酸性氣體和懸浮顆粒。
2．特氣事故的預(yù)防

加強(qiáng)可靠管理預(yù)防事故發(fā)生。從特種氣體的可靠教育開(kāi)始，提高從業(yè)人員的可靠知識(shí)。制定和完善特種氣體泄漏時(shí)的可靠對(duì)策。選用自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化程度高的特種氣體供氣裝置及生產(chǎn)制造裝置，選用靈敏度高和可靠性高的特種氣體檢測(cè)儀器。認(rèn)真做好特種氣體相關(guān)連設(shè)備和裝置的定期點(diǎn)檢。從1996年發(fā)布ISO14000環(huán)境管理國(guó)際認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)之后，至今已經(jīng)有數(shù)以千計(jì)的工廠取得了這種被稱(chēng)為通向世界的綠色通行證。相信，通過(guò)我們半導(dǎo)體行業(yè)人土的共同努力，我們定會(huì)對(duì)我們的地球的環(huán)境保護(hù)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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