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技術文章

半導體工業的環境保護
隨著人們環境意識的增強，對環境保護問題的關注程度也在增強。我們只有一個地球，在發展經濟的 同時如何保護好我們的生存環境已經成為一個緊迫的話題。減輕對地球環境的負擔，確保可靠和健康并 保護環境。以節約能源節省資源,廢物再利用，減少廢棄物，管理好化學物質的排放成為人們對環境實施保護的共識。結合推進ISO14000認證，以建設21世紀綠色工廠為目標，人們在環境保護方面進行著積 極的努力，半導體制造工業的特殊性，使得各業者更加關注環境保護問題。 地球溫室效應的防止 防止地球的溫室效應成為近年來被廣泛關注的熱門話題，在半導體制造行業中主要涉及兩個方面的問題：
1．節約能源
半導體工業的制造設備、空調設備、冷/熱源設備以及純水、供液、排氣、氣體、電氣等設備的使用以每天24小時、每年365日連續運轉，消耗著大量的能源。從消耗能源的種類來講電力能源約占85％，燃油、蒸汽等能源占15％。從電力消耗的用途來講前工序制造設備約40％—50％，空調、冷／熱源設備約30％，其它輔助設備約25％。節約能源、降低成本，提高產品競爭力是各企業已經長期付諸實施的一項工作，一方面通過對現有設備
的技術改造能夠取得明顯的經濟效益，但另一方面現在半導體工廠的投資額巨大，技術的發展極快，作為半導體業者，今后節約能源的研究方向應在如下方面作出努力：
制造設備方面：提高能源的轉換效率從而提高能源的利用率以達到節約能源的目的；降低設備待機狀態的電力消耗，相應地減少空調的負荷以求達到節約能源的目的；降低設備的排氣量使尾氣處理負荷降低而達到節約能源的目的；減少設備的安裝面積以此來控制凈化區的面積達到節能的目的。輔助設備方面：設備的小型化；減少高凈化區的面積以求減少空氣循環的動力消耗從而節約能源；選用壓力損失小的空調系統；新型保溫材料的使用促使電力消耗的平穩化；新型能源的采用減少使用能源過程中產生的二氧化碳。
產品開發和工藝設計：開發高附加值的產品；注重成本的產品開發(縮小芯片面積，工藝標準化，縮短設計周期)；提高生產(提高產出率，減少工程數，縮短測試時間)。
半導體工業的發展本身產品向高性能化，輕薄短小化，低耗能方向發展。為機器設備向節約能源方向作出了貢獻。我們期待著以節約能源為目的的新型設備的投入使用。
2．減少PFC
PFC ( PRE FLUORO CARBON)在半導體制造上主要是在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生溫室效應已經被列入減少排出對象。現在大部分沒有被進行處理而直接向大氣排放，減少排出PFC成為今后半導體制造產業所面臨的一個重要課題。今后的研究方向將圍繞著如下幾方面開展：排出的PFC回收再利用系統的開發(涉及到如何有效而且低成本的將PFC進行回收、分離、再精制技術)；排出的PFC處理新技術的開發(將PFC轉換成不產生溫室效應的氣體排放)；替代氣體的開發(用地球溫暖化系數小的氣體替代現在使用的氣體；新工藝的開發(研究新的刻蝕工藝)。日本在1998年4月公布的“控制電子產業中PFC等排出的計劃”中，提出了以1995年為基準的削減目標，到2010年每個工程的排出量對新線削減70％，對舊線削減10％。在美國也對半導體工業所使用的PFC的回收率提出了目標。在這里提請國內的業者及早關注此問題。工業廢物半導體制造工程中減少工業廢物的基本原則：制造方法的改變。通過制造工藝的改變減少再資源化處理困難的藥品使用量；優化工藝條件，減少使用量；對使用后的藥品分別回收，以求再資源化；除害裝置的改進。提高除害效率，回收裝置本身排出的廢液。減少工業廢物的研究方向：再資源化處理困難的工業廢物的開發利用；提高再資源化的推進質量；提高藥品的使用效率。設備方面的改進使藥液的利用率提高，開發新的工藝減少藥液的使用量；再資源化型材料的替代。
化學物質
半導體制造過程中使用了多品種大量的化學物質。化學物質的運輸、儲存、使用和排放有嚴格的規定。政府主管部門都制定了相關的法律法規，但是，由于半導體技術發展迅速，大量新型化學藥品的開發和使用，使得相對而言立法和管理落后。這要求業者從保護環境的目標出發，自覺有效地管好用好各種物品，避免發生各種意外事件。隨著人們環保意識的加強，人們也更加關心環保問題。這更加促進業者自覺加強化學物品的自主管理，促進使用量的減少。其對策主要為：化學物質減量(減容)，再資源化，再利用；替代物質的開發；自主管理。自主監察；法規建立。特種氣體半導體工業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。生產過程中產生的特種氣體廢氣，其處理的好壞直接影晌著環境。特種氣體的事故由于在半導體工業中過去數十年屢有發生，給生產的穩定運行帶來了很大的影響，同時造成了環境方面的污染，因此特種氣體的管理成為環境保護所關注的又一敏感問題。
1．廢氣的處理
在目前對特種氣體廢氣主要采用吸附技術和洗滌中和技術。通過裝有活性炭和有機堿的吸附筒對廢氣進行吸附處理，通過洗滌塔內的堿性溶液與酸性廢氣進行中和。但是，對于既不能被有效吸附又非酸性的氣體兩種技術就存在著不足之處。近來被廣泛采用的ESCAPE系統由于使用了燃燒和洗滌技術的結合而有效地解決了對廢氣的處理。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，在燃燒室內根據氣體的性質和構成采取氧化、還原、高溫分解的方式對其進行熱分解，產生的氣體再通過堿性的洗滌塔以除去生成酸性氣體和懸浮顆粒。
2．特氣事故的預防

加強可靠管理預防事故發生。從特種氣體的可靠教育開始，提高從業人員的可靠知識。制定和完善特種氣體泄漏時的可靠對策。選用自動化和標準化程度高的特種氣體供氣裝置及生產制造裝置，選用靈敏度高和可靠性高的特種氣體檢測儀器。認真做好特種氣體相關連設備和裝置的定期點檢。從1996年發布ISO14000環境管理國際認證標準之后，至今已經有數以千計的工廠取得了這種被稱為通向世界的綠色通行證。相信，通過我們半導體行業人土的共同努力，我們定會對我們的地球的環境保護作出應有的貢獻。


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