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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

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40 ％—50 ％，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PFC 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，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。