电子器件制造业清洁生产评价指标体系(征求意见稿)编制说明

电子器件（半导体芯片）制造业清洁生产评价指标体系编制说明（征求意见稿）1 指标体系制定的主要产业政策介绍90年代初，我国从发达国家引进清洁生产的概念，并与多个国家开展了多种形式的合作。

1997年4月，国家环境保护局制定并发布了《关于推行清洁生产的若干意见》，要求地方环境保护主管部门将清洁生产纳入已有的环境管理政策中，以便更深入地促进清洁生产。

1995和2000年两次修订颁布的《中华人民共和国大气污染防治法》中均明确规定“企业应当优先采用能源利用效率高、污染物排放量少的清洁生产工艺，减少大气污染物的产生。

”2002年6月29日，第九届全国人大常委会第二十八次会议通过《中华人民共和国清洁生产促进法》，该法于2003年1月1日起实施。

从此，清洁生产有了专门的法律保障。

为贯彻落实《清洁生产促进法》，引导企业采用先进的清洁生产工艺和技术，全面推行清洁生产，国家经济贸易委员会、国家环境保护总局分别于2000，2004，2006年先后发布了3批《国家重点行业清洁生产技术导向目录》。

该目录涉及冶金、石化、化工、轻工、纺织、机械、有色金属、建材、电力、煤炭，半导体等行业，共141项清洁生产技术，是行业主管部门在对本行业清洁生产技术进行认真筛选、审核的基础上，组织有关专家进行评审后确定的。

这些技术经过生产实践证明，具有明显的经济和环境效益，同时对于推进清洁生产技术、工艺、设备、产品的升级换代，节约资源能源，促进经济增长方式转变，实现资源优化配置具有重要的现实意义。

在当今全球倡导“绿色制造”的大环境下，各国均相继出台了与电子电气产品污染控制与资源综合利用等相关的指令及法规，企业也通过不断改进技术方案做到合规。

根据《中华人民共和国清洁生产促进法》，企业应开展清洁生产技术研究，通过改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。

另外，在我国《电子信息产品污染控制管理办法》中也提出要通过设计、生产过程中，改变研究设计方案、调整工艺流程、更换使用材料、革新制造方式等技术措施，减少产品中有害物质的使用。

同时，相关部门也在组织制定支撑上述法规的国家标准和行业标准。

目前，工业和信息化部组织制定了有关清洁生产水平评价及审核的国家标准，明确了清洁生产水平评价指标体系；环境保护部也已经或正在组织制定一系列清洁生产标准，其中一些虽涉及到电子行业，但标准数量很少，而且其内容侧重点主要是排放指标的要求。

此外，李毅中部长在《加快产业结构调整推进工业节能减排》署名文章中明确指出：“要加快推行清洁生产，积极推行资源综合利用，切实加强工业“三废”污染防治。

加强工业清洁生产审核工作，编制工业先进适用清洁生产技术指南，制定清洁生产水平评价标准编制通则。

抓紧重点行业、重点企业的工业治污，把减排和治污紧密结合，标本兼治。

控制污染源，实现少减排、零排放”。

因此，作为信息产业中上游半导体行业，希望从产品生命周期的角度，从源头的有害物质减量化，生态设计，特别是工艺制造过程指导企业，制定相关产品清洁生产指导性技术文件，使企业采用优化技术，满足清洁生产审核要求，并达到排放要求。

半导体芯片制造业作为高新产业往往被人误解为也是“清洁”的产业，但事实上，电子器件生产过程中使用了大量繁多的各种有机和无机物，并有许多有毒有害物，对环境危害较为严重，如不加以控制，将会产生较大的环境污染。

我国在大力发展电子器件产业的同时，如果忽视其对环境产生的重大影响，势必将破坏我国的环境现状。

电子器件是电子电气产品中使用量较多，且其生产过程会使用一些有毒有害物质，如清洗剂，如不加以管控，容易污染环境，因此需要尽快研究、制定电子器件行业的清洁生产评价指标体系。

2 半导体行业概况中国半导体行业协会表示，“十二五”期间，我国半导体行业的投资有望超过2700亿元，较“十一五”增加1倍。

报道称我国将继续通过“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”支持集成电路产业，且支持力度还将加大。

在政府的全方位扶持下，中国半导体产业将迎来一个“黄金时期”，龙头上市公司有望被培育成具有国际竞争力的企业。

工信部此前也已明确，将努力打破资金、技术、市场、人才和政策瓶颈，在对集成电路产业加大投入的同时，“十二五”期间将大力推进企业兼并重组，“培育形成具有国际竞争力的企业，实现产业群体性跃升发展”。

2013年国家发展和改革委员会第21号令发布了《产业结构调整指导目录（2011年本）（2013年修正）》第28条明确提出信息产业中的半导体制造业是国家鼓励发展的优先产业。

2.1 我国半导体芯片生产概况目前我国大陆及台湾地区8英寸及12英寸半导体厂商及生产能力见表1和表2。

表1 8英寸半导体生产厂商及产能表1 12英寸半导体生产厂商及产能2.2 我国半导体行业技术发展推动半导体产业发展的技术因素总体上说有两个：一是芯片尺寸的缩小，已经实现1->0.5->0.35->0.25->0.18->0.13->0.11->0.09um的过渡，目前正向65->45->32->22nm挺进；二是晶圆尺寸不断扩大，已从100->125->150->200->300mm得以实现，计划向400mm过渡。

据我们收集到的资料来看，目前全球已建、在建和拟建的300mm晶圆厂约为40座，基本上分布在美国，中国台湾，欧洲、日本、韩国、新加坡各地。

在全球半导体产业由西向东从美国-欧洲/日本-韩国/台湾-中国大陆转移，国内半导体产业和技术得到了较好发展，信息化程度得以提高。

但和发达国家相比，存在较大差距。

目前，我国的半导体产业仍以加工为主，基本上半导体产品是发达国家如美国将要淘汰或者已经淘汰的产品。

激烈的竞争使利润率很低，投资收益率很低，但是由于半导体产业是信息产业的基础，而知识经济又建立在信息产业之上，因此半导体产业又是我国必须发展的产业，必须进行投资。

美国之所以处于世界经济的领先地位，其最根本的原因是在高技术领域始终处于领先地位，在基础研究、应用研究和技术开发的各个环节做到了人力和资金的合理分配，使其科学研究产生了巨大的经济效益。

我国包括半导体研究在内的研究现状，最大的问题就是不能在基础研究、应用研究和技术开发的各个环节中做到人力和资金的合理分配，应用性基础研究与技术开发处于一种脱节状态，基本上各自为政，各自在自己的领域内发展。

这样应用研究就难以走向市场转化为现实的生产力；技术开发由于基础的薄弱，也难以有重大的成果。

3 我国半导体制造业清洁生产技术发展趋势3.1提高产品设计水平在电子产品批量上市以前，首先必须保证可以生产并有适当的成品率。

设计人员拥有更大的机会对制造的成品和成功产生影响。

力求在设计中解决制造问题。

在设计和制造中暴露出来的早期缺陷，主要是来自系统方面的障碍。

对半导体器件的设计，布局要求走线分离得更远，但同时又不影响整体面积。

例如，热循环现象会导致铜互连线中产生拉应力。

这些空隙最有可能在通孔的底部形成，从而使通孔成为引发良率和可靠性问题的首要因素。

在设计时应尽可能在同一层面走线，以避免不必要盼通孔。

当必须放置通孔时，优化布局和布线工具能够插入一些冗余的通孔。

这样即使在某一通孔出现空隙时，也能够保持接触，从而提高成功接触的概率3.2 改进原料和能源首先，应严格材料的纯度和粒子，减少杂质和粒子的引入。

如半导体器件生产，硅单晶中存在着各种杂质，当一些杂质的含量超过它的掺杂浓度时，在制造中的各种温度下，它们的状态和完整性会不断发生变化，各种点缺陷会进入或离开点阵，呈选择性分布或聚集成团，在外应力作用下形成新的缺陷或发生缺陷增值。

应控制对器件影响大的碱金属及重金属等金属杂质元素含量及C、O等非金属杂质元素的浓度。

其次，对进厂元器件或半成品投入生产前进行各种温度、检漏、振动、高压电冲击等试验。

产品或中间生产过程的半成品要按规定及时送检和计量，如利用测试结构对影响成品率的缺陷进行检测和查找，可准确判定影响成品率的有效缺陷，及时采取措施从而提高成品率。

再者，严格辅助材料的纯度。

如超纯水水质、超纯气体、化学试剂等纯度的及时监测。

3.3 优化生产工艺工艺贯穿于产品生产的全过程。

企业应根据生产产品的复杂程度、加工、装配、检验、技术装备等制定相应的生产工艺。

在电子产品生产工艺中，产品的可靠性和成品率关键在于线路板的清洗，清洗时应选择合适的清洗方式，严格控制水质。

选择合适的清洗方式。

超声清洗对于清除不溶性或难溶性焊剂残渣最有效；喷淋清洗适用耐压30伏以上的元器件；免清洗技术适用于生产批量大且元器件相同的产品；回收清洗法采用多级浸洗或多级逆流清洗，多用于电镀，多级浸洗方式是采用静止的水槽，定期将第一级回收槽的水全部拿去回收或补充镀槽液，第二、第三级槽的水分别依次放入第一、第二级槽中，第三级加入新的水；多级逆流清洗法是水与镀件逆向依次流过第一、二、三级清洗槽，由第一级清洗槽排出。

水质的控制。

产品生产过程中多数需用超纯水清洗工序，而且清洗次数多，被加工件与水直接频繁接触，纯水对器件的成品率极其重要，并随集成度的提高和清洗次数的增多而更加重要。

据美国提出的水质指标说明，集成度每提高一代，杂质都要减少l／2～l／10。

水质中，在水质的要求中，粒子、COD(化学需氧量)等，降低COD是当前和今后的最大难点。

另外，还必须提高工序能力，尽可能加大允许的工艺参数规范范围，尽量减少工艺参数分布偏差。

如重点解决压焊、粘片等工序的工艺规范，提高其工序能力指数，从而提高成品率。

3.4 严格过程控制半导体产品精度高，对生产过程和生产环境要求高。

企业应可能对过程严格控制，并保持车间超净环境。

过程控制方面的提高成品率的措施主要有以下几方面：①实现制造工艺自动化，以人工操作为主的操作模式会造成企业在物流操作方面的高出错率。

多数电子产品都具有复杂的性能，精度要求高，实现自动化可实现精确加工和批量生产，避免人为因素的影响。

②超净工艺环境因素，大概有5％以下的成品率损失是由人和环境造成的。

超净工艺环境因素主要包括空气洁净度、高纯水、压缩空气、C02、N2、温度、湿度等。

洁净厂房的洁净级别常以单位体积的空气中最大允许的颗粒数即粒子计数浓度来衡量。

③加强检测，在生产过程中废品产生量大的工位选择适当的关键点进行检测，及时采取4半导体芯片生产工艺及污染控制技术调查分析4.1 半导体生产工艺4.1.1 分立器件制造工艺最常见的双极管（Bipolar）之一的NPN 三极管流程如上图主要工艺有：氧化、光刻、埋层扩散、N 型外延、隔离扩散、基区扩散、发射区扩散、Al 金属化、CVD 钝化层等步骤。