半导体工业的环境保护

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。

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