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文檔簡介
1、電子器件(半導(dǎo)體芯片)制造業(yè)清潔生產(chǎn)評價指標體系編制說明(征求意見稿)1 指標體系制定的主要產(chǎn)業(yè)政策介紹90 年代初,我國從發(fā)達國家引進清潔生產(chǎn)的概念, 并與多個國家開展了多種 形式的合作。 1997 年 4 月,國家環(huán)境保護局制定并發(fā)布了關(guān)于推行清潔生產(chǎn) 的若干意見,要求地方環(huán)境保護主管部門將清潔生產(chǎn)納入已有的環(huán)境管理政策 中,以便更深入地促進清潔生產(chǎn)。 1995和 2000年兩次修訂頒布的中華人民共 和國大氣污染防治法 中均明確規(guī)定 “企業(yè)應(yīng)當優(yōu)先采用能源利用效率高、 污染 物排放量少的清潔生產(chǎn)工藝,減少大氣污染物的產(chǎn)生。 ”2002年 6月 29日,第 九屆全國人大常委會第二十八次會議通
2、過中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進法 , 該法于 2003年1月 1日起實施。從此,清潔生產(chǎn)有了專門的法律保障。為貫徹落實清潔生產(chǎn)促進法 ,引導(dǎo)企業(yè)采用先進的清潔生產(chǎn)工藝和技術(shù), 全面推行清潔生產(chǎn), 國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會、 國家環(huán)境保護總局分別于 2000,2004, 2006年先后發(fā)布了 3 批國家重點行業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)導(dǎo)向目錄 。該目錄涉及冶 金、石化、化工、輕工、紡織、機械、有色金屬、建材、電力、煤炭,半導(dǎo)體等 行業(yè),共 141項清潔生產(chǎn)技術(shù), 是行業(yè)主管部門在對本行業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)進行認 真篩選、審核的基礎(chǔ)上, 組織有關(guān)專家進行評審后確定的。 這些技術(shù)經(jīng)過生產(chǎn)實 踐證明,具有明顯的經(jīng)濟和環(huán)境效益,
3、 同時對于推進清潔生產(chǎn)技術(shù)、 工藝、設(shè)備、 產(chǎn)品的升級換代, 節(jié)約資源能源, 促進經(jīng)濟增長方式轉(zhuǎn)變, 實現(xiàn)資源優(yōu)化配置具 有重要的現(xiàn)實意義。在當今全球倡導(dǎo) “綠色制造” 的大環(huán)境下, 各國均相繼出臺了與電子電氣產(chǎn) 品污染控制與資源綜合利用等相關(guān)的指令及法規(guī), 企業(yè)也通過不斷改進技術(shù)方案 做到合規(guī)。根據(jù)中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進法,企業(yè)應(yīng)開展清潔生產(chǎn)技術(shù) 研究,通過改進設(shè)計、使用清潔的能源和原料、采用先進的工藝技術(shù)與設(shè)備、改 善管理、綜合利用等措施,從源頭削減污染,提高資源利用效率,減少或者避免 生產(chǎn)、服務(wù)和產(chǎn)品使用過程中污染物的產(chǎn)生和排放, 以減輕或者消除對人類健康 和環(huán)境的危害。另外,在我國
4、電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法中也提出要通 過設(shè)計、生產(chǎn)過程中,改變研究設(shè)計方案、調(diào)整工藝流程、更換使用材料、革新 制造方式等技術(shù)措施, 減少產(chǎn)品中有害物質(zhì)的使用。 同時, 相關(guān)部門也在組織制 定支撐上述法規(guī)的國家標準和行業(yè)標準。 目前,工業(yè)和信息化部組織制定了有關(guān) 清潔生產(chǎn)水平評價及審核的國家標準, 明確了清潔生產(chǎn)水平評價指標體系; 環(huán)境 保護部也已經(jīng)或正在組織制定一系列清潔生產(chǎn)標準,其中一些雖涉及到電子行 業(yè),但標準數(shù)量很少,而且其內(nèi)容側(cè)重點主要是排放指標的要求。此外,李毅中 部長在加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整 推進工業(yè)節(jié)能減排 署名文章中明確指出: “要 加快推行清潔生產(chǎn),積極推行資源綜合利用,切實加
5、強工業(yè)“三廢”污染防治。 加強工業(yè)清潔生產(chǎn)審核工作, 編制工業(yè)先進適用清潔生產(chǎn)技術(shù)指南, 制定清潔生 產(chǎn)水平評價標準編制通則。 抓緊重點行業(yè)、 重點企業(yè)的工業(yè)治污, 把減排和治污 緊密結(jié)合,標本兼治。控制污染源,實現(xiàn)少減排、零排放”。因此,作為信息產(chǎn) 業(yè)中上游半導(dǎo)體行業(yè),希望從產(chǎn)品生命周期的角度,從源頭的有害物質(zhì)減量化, 生態(tài)設(shè)計, 特別是工藝制造過程指導(dǎo)企業(yè), 制定相關(guān)產(chǎn)品清潔生產(chǎn)指導(dǎo)性技術(shù)文 件,使企業(yè)采用優(yōu)化技術(shù),滿足清潔生產(chǎn)審核要求,并達到排放要求。半導(dǎo)體芯片制造業(yè)作為高新產(chǎn)業(yè)往往被人誤解為也是 “清潔” 的產(chǎn)業(yè),但事 實上,電子器件生產(chǎn)過程中使用了大量繁多的各種有機和無機物, 并有許
6、多有毒 有害物,對環(huán)境危害較為嚴重,如不加以控制,將會產(chǎn)生較大的環(huán)境污染。我國 在大力發(fā)展電子器件產(chǎn)業(yè)的同時, 如果忽視其對環(huán)境產(chǎn)生的重大影響, 勢必將破 壞我國的環(huán)境現(xiàn)狀。 電子器件是電子電氣產(chǎn)品中使用量較多, 且其生產(chǎn)過程會使 用一些有毒有害物質(zhì),如清洗劑,如不加以管控,容易污染環(huán)境,因此需要盡快 研究、制定電子器件行業(yè)的清潔生產(chǎn)評價指標體系。2 半導(dǎo)體行業(yè)概況中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會表示, “十二五”期間,我國半導(dǎo)體行業(yè)的投資有望超過 2700億元,較“十一五”增加 1 倍。報道稱我國將繼續(xù)通過“極大規(guī)模集成電 路制造裝備及成套工藝” 支持集成電路產(chǎn)業(yè), 且支持力度還將加大。 在政府的全 方位
7、扶持下,中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將迎來一個“黃金時期” ,龍頭上市公司有望被培 育成具有國際競爭力的企業(yè)。工信部此前也已明確,將努力打破資金、技術(shù)、市場、人才和政策瓶頸,在 對集成電路產(chǎn)業(yè)加大投入的同時,“十二五”期間將大力推進企業(yè)兼并重組,“培 育形成具有國際競爭力的企業(yè),實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)群體性躍升發(fā)展”。2013年國家發(fā)展和改革委員會第 21號令發(fā)布了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄 (2011年本)(2013年修正)第28條明確提出信息產(chǎn)業(yè)中的半導(dǎo)體制造業(yè)是國 家鼓勵發(fā)展的優(yōu)先產(chǎn)業(yè)。2.1我國半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)概況目前我國大陸及臺灣地區(qū)8英寸及12英寸半導(dǎo)體廠商及生產(chǎn)能力見表1和表2。表18英寸半導(dǎo)體生產(chǎn)廠商及產(chǎn)能公司名
8、稱生產(chǎn)地點月產(chǎn)能力(萬片/月)1海華虹NEC電子有限公司上海3中芯國際集成電路制造有限公司北京3和艦科技(蘇州)有限公司蘇州6上海貝嶺股份有限公可張江基地項目上海2上海先進半導(dǎo)體制造有猥公司上海3上海宏力半導(dǎo)體制造有琨公司上海3臺積電(上海)有限公司匕海4美國漢科公司上海2柏瑪微電子(常州)有限公司常州2漬福超能半導(dǎo)體(北京1肓限公司北京6成芯半導(dǎo)體制造有限公司成都2泰隆半導(dǎo)體(上海)有限公司上海0.5海力士意法無揚5華邦臺灣4力晶臺灣4茂德厶沁口,弓4.4南科臺灣73表112英寸半導(dǎo)體生產(chǎn)廠商及產(chǎn)能公司名稱生產(chǎn)地點月產(chǎn)能力(萬片/月)海力土意法無錫1.8臺塑臺灣5.4力晶臺灣4.5茂德臺灣2
9、南科臺灣2.42.2我國半導(dǎo)體行業(yè)技術(shù)發(fā)展推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)因素總體上說有兩個: 一是芯片尺寸的縮小,已 經(jīng)實現(xiàn) 1-0.5-0.35-0.25-0.18-0.13-0.11-0.09um 的 過渡,目 前正向 65-45-32-22 nm 挺進;二是晶圓尺寸不斷擴大,已從 100-125-150-200-300mm得以實現(xiàn),計劃向 400mm過渡。據(jù)我們收集到的資料來看,目前全球已建、在建和擬建的300mm晶圓廠約為40座,基本上分布在美國,中國臺灣,歐洲、日本、韓國、新加坡各地。在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)由西向東從美國-歐洲/日本-韓國/臺灣-中國大陸轉(zhuǎn)移,國 內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和技術(shù)得到了較好發(fā)展
10、,信息化程度得以提高。但和發(fā)達國家相比, 存在較大差距。目前,我國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)仍以加工為主,基本上半導(dǎo)體產(chǎn)品是發(fā)達國家如美 國將要淘汰或者已經(jīng)淘汰的產(chǎn)品。激烈的競爭使利潤率很低,投資收益率很低, 但是由于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ),而知識經(jīng)濟又建立在信息產(chǎn)業(yè)之上,因此半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)又是我國必須發(fā)展的產(chǎn)業(yè),必須進行投資。美國之所以處于世界經(jīng)濟的領(lǐng)先地位,其最根本的原因是在高技術(shù)領(lǐng)域始終處于 領(lǐng)先地位,在基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和技術(shù)開發(fā)的各個環(huán)節(jié)做到了人力和資金的合 理分配,使其科學(xué)研究產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。我國包括半導(dǎo)體研究在內(nèi)的研究現(xiàn)狀, 最大的問題就是不能在基礎(chǔ)研究、 應(yīng) 用研究和技術(shù)開發(fā)的各個環(huán)節(jié)
11、中做到人力和資金的合理分配, 應(yīng)用性基礎(chǔ)研究與 技術(shù)開發(fā)處于一種脫節(jié)狀態(tài),基本上各自為政,各自在自己的領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展。這樣 應(yīng)用研究就難以走向市場轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實的生產(chǎn)力; 技術(shù)開發(fā)由于基礎(chǔ)的薄弱, 也難 以有重大的成果。3 我國半導(dǎo)體制造業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢3.1 提高產(chǎn)品設(shè)計水平 在電子產(chǎn)品批量上市以前,首先必須保證可以生產(chǎn)并有適當?shù)某善仿省TO(shè) 計人員擁有更大的機會對制造的成品和成功產(chǎn)生影響。 力求在設(shè)計中解決制造問 題。在設(shè)計和制造中暴露出來的早期缺陷, 主要是來自系統(tǒng)方面的障礙。 對半導(dǎo) 體器件的設(shè)計,布局要求走線分離得更遠,但同時又不影響整體面積。例如,熱 循環(huán)現(xiàn)象會導(dǎo)致銅互連線中產(chǎn)生拉應(yīng)力
12、。這些空隙最有可能在通孔的底部形成, 從而使通孔成為引發(fā)良率和可靠性問題的首要因素。 在設(shè)計時應(yīng)盡可能在同一層 面走線,以避免不必要盼通孔。 當必須放置通孔時, 優(yōu)化布局和布線工具能夠插 入一些冗余的通孔。 這樣即使在某一通孔出現(xiàn)空隙時, 也能夠保持接觸, 從而提 高成功接觸的概率3.2 改進原料和能源 首先,應(yīng)嚴格材料的純度和粒子,減少雜質(zhì)和粒子的引入。如半導(dǎo)體器件生 產(chǎn),硅單晶中存在著各種雜質(zhì), 當一些雜質(zhì)的含量超過它的摻雜濃度時, 在制造 中的各種溫度下, 它們的狀態(tài)和完整性會不斷發(fā)生變化, 各種點缺陷會進入或離 開點陣,呈選擇性分布或聚集成團, 在外應(yīng)力作用下形成新的缺陷或發(fā)生缺陷增
13、值。應(yīng)控制對器件影響大的堿金屬及重金屬等金屬雜質(zhì)元素含量及C、O 等非金屬雜質(zhì)元素的濃度。其次,對進廠元器件或半成品投入生產(chǎn)前進行各種溫度、檢漏、振動、高壓 電沖擊等試驗。 產(chǎn)品或中間生產(chǎn)過程的半成品要按規(guī)定及時送檢和計量, 如利用 測試結(jié)構(gòu)對影響成品率的缺陷進行檢測和查找, 可準確判定影響成品率的有效缺 陷,及時采取措施從而提高成品率。 再者,嚴格輔助材料的純度。 如超純水水質(zhì)、 超純氣體、化學(xué)試劑等純度的及時監(jiān)測。3.3 優(yōu)化生產(chǎn)工藝工藝貫穿于產(chǎn)品生產(chǎn)的全過程。 企業(yè)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的復(fù)雜程度、 加工、裝 配、檢驗、技術(shù)裝備等制定相應(yīng)的生產(chǎn)工藝。在電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝中,產(chǎn)品的可 靠性和成品率關(guān)
14、鍵在于線路板的清洗, 清洗時應(yīng)選擇合適的清洗方式, 嚴格控制 水質(zhì)。選擇合適的清洗方式。 超聲清洗對于清除不溶性或難溶性焊劑殘渣最有效; 噴淋清洗適用耐壓 30 伏以上的元器件;免清洗技術(shù)適用于生產(chǎn)批量大且元器件 相同的產(chǎn)品; 回收清洗法采用多級浸洗或多級逆流清洗, 多用于電鍍, 多級浸洗 方式是采用靜止的水槽,定期將第一級回收槽的水全部拿去回收或補充鍍槽液, 第二、第三級槽的水分別依次放入第一、第二級槽中,第三級加入新的水;多級 逆流清洗法是水與鍍件逆向依次流過第一、 二、三級清洗槽, 由第一級清洗槽排 出。水質(zhì)的控制。產(chǎn)品生產(chǎn)過程中多數(shù)需用超純水清洗工序,而且清洗次數(shù)多, 被加工件與水直接
15、頻繁接觸, 純水對器件的成品率極其重要, 并隨集成度的提高 和清洗次數(shù)的增多而更加重要。 據(jù)美國提出的水質(zhì)指標說明, 集成度每提高一代, 雜質(zhì)都要減少I/2I/10。水質(zhì)中,在水質(zhì)的要求中,粒子、COD(化學(xué)需氧量) 等,降低 COD 是當前和今后的最大難點。另外,還必須提高工序能力,盡可能 加大允許的工藝參數(shù)規(guī)范范圍,盡量減少工藝參數(shù)分布偏差。如重點解決壓焊、 粘片等工序的工藝規(guī)范,提高其工序能力指數(shù),從而提高成品率。3.4 嚴格過程控制半導(dǎo)體產(chǎn)品精度高, 對生產(chǎn)過程和生產(chǎn)環(huán)境要求高。 企業(yè)應(yīng)可能對過程嚴格 控制,并保持車間超凈環(huán)境。 過程控制方面的提高成品率的措施主要有以下幾方 面:實現(xiàn)制
16、造工藝自動化, 以人工操作為主的操作模式會造成企業(yè)在物流操作 方面的高出錯率。 多數(shù)電子產(chǎn)品都具有復(fù)雜的性能, 精度要求高, 實現(xiàn)自動化可 實現(xiàn)精確加工和批量生產(chǎn), 避免人為因素的影響。 超凈工藝環(huán)境因素, 大概有 5以下的成品率損失是由人和環(huán)境造成的。超凈工藝環(huán)境因素主要包括空氣潔 凈度、高純水、壓縮空氣、C02、N2、溫度、濕度等。潔凈廠房的潔凈級別常以 單位體積的空氣中最大允許的顆粒數(shù)即粒子計數(shù)濃度來衡量。 加強檢測, 在生 產(chǎn)過程中廢品產(chǎn)生量大的工位選擇適當?shù)年P(guān)鍵點進行檢測,及時采取 4半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)工藝及污染控制技術(shù)調(diào)查分析4.1半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝4.1.1分立器件制造工藝最常見的雙極管
17、(Bipolar)之一的NPN三極管流程如上圖主要工藝有:氧 化、光刻、埋層擴散、N型外延、隔離擴散、基區(qū)擴散、發(fā)射區(qū)擴散、Al金屬化、CVD鈍化層等步驟。4.1.2半導(dǎo)體芯片制造工藝集成電路制造可大致分為各獨立的“單元”,如晶片制造、氧化、參雜、顯 影、刻蝕、薄膜等。各單元中又可再分為不同的“操作步驟”,如清洗、光阻涂布、曝光、顯影、離子植入、光阻去除、濺鍍、化學(xué)氣相沉積等。上述單元將依 功能設(shè)計不同,視需要重復(fù)操作。圖1半導(dǎo)體芯片制造工藝基本流程4.1.3封裝工藝晶片在制造工藝后進入封裝工藝,封裝指從晶片上切割單個芯片到最后包裝 的一系列步驟。在沖切中,用激光或金剛石鋸將單個芯片(或模片)
18、從晶片上分 離。然后通過錫焊或使用環(huán)氧樹脂將金屬結(jié)構(gòu)(如鉛)裱到芯片上。用混合溶劑 或萜烴進行清洗。下一步是引線接合(插腳),使芯片的金屬化部分與封裝或框 架連接起來。在封裝階段,用塑料或環(huán)氧樹脂做的密封包裝。 在一些應(yīng)用中也使 用陶瓷蓋。鉛框是一個與金屬條或鉛相連的矩形金屬框。 鉛連接晶片與電子設(shè)備。 塑料封裝鉛框用一片金屬,銅或合金制成,通過沖壓或蝕刻。鉛框和鉛提供與電 子部件的連外來研磨后的晶片清洗氧化均膠光刻顯影濕法/干法刻蝕擴散、離子注入化學(xué)氣相沉淀(CVD)化學(xué)機械拋光(CMP)金屬化等。圖2半導(dǎo)體封裝工藝基本流程4.2產(chǎn)污分析半導(dǎo)體生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生各種污染物,其中對環(huán)境和人員健康
19、影響較大的是 廢液污染和廢氣污染,下面列出一般工藝過程中可能產(chǎn)生的廢液、廢氣及其污染 特征。421廢液污染來源與污染特性廢水污染源分為半導(dǎo)體芯片制造廠及半導(dǎo)體芯片封裝廠,各有不同。半導(dǎo)體芯片制造廠廢水來源多且產(chǎn)生的污染化學(xué)物質(zhì)相當繁雜,廢水主要為超純水清洗 芯片、去光刻較及蝕刻等程序所排出的廢液,如圖 1所示。各股廢液來源及其所 包含的污染化學(xué)物說明如表3所示。半導(dǎo)體封裝過程主要污染源為切割、電鍍、浸錫、清洗等廢水,其中其電鍍 工藝產(chǎn)生的污染物依產(chǎn)品差異而有不同,包括鍍錫鉛、鍍鎳、鍍銀等,封裝工藝 各節(jié)點廢液污染物可能來源見圖2。各股廢液來源及其所包含的污染化學(xué)物說明 如表4所示。符號說明:-
20、:連續(xù)性排放廢液-:定期性排放廢液圖1半導(dǎo)體芯片制造過程中廢液污染物可能來源圖2半導(dǎo)體封裝過程中廢液污染物可能來源符號說明::連續(xù)性排放廢液表3半導(dǎo)體芯片制造過程中產(chǎn)生的廢液及其有毒有害物質(zhì)廢液種類有毒有害物質(zhì)晶片清洗廢液硫酸、雙氧水、氫氟酸、氫氧化銨、鹽酸去光阻廢液二甲苯、乙酸丁酯、甲苯濕式蝕刻廢液氫氟酸、氟化銨、硝酸、雙氧水、鹽酸、硫酸、醋酸、磷 酸、氫溴酸、鋁、硅洗爐管廢液氫氟酸純水設(shè)備再生廢液氫氧化鈉、鹽酸、硫酸表4半導(dǎo)體圭寸裝過程中產(chǎn)生的廢液及其有毒有害物質(zhì)廢液種類有毒有害物質(zhì)切割/研磨廢液含矽晶粉末,污染物質(zhì)為 SS電鍍廢液電鍍前脫脂過程用到的有機物(油脂,SS, COD和螯合齊9
21、),Cu2+,Ni2+,Zn2+,Pb2+,Ag2+,氰化物,氟化物等浸錫廢液助焊劑清洗廢液硫酸,硝酸,雙氧水,醋酸,磷酸純水設(shè)備再生廢液氫氧化鈉、鹽酸、硫酸422廢氣污染來源與污染特性半導(dǎo)體生產(chǎn)不管在硅晶圓、半導(dǎo)體芯片制造,或是半導(dǎo)體芯片圭寸裝,其生產(chǎn) 制程都相當繁雜,制程中所使用的化學(xué)物質(zhì)種類也相當多,而這些化學(xué)物質(zhì)或溶 劑的使用是半導(dǎo)體生產(chǎn)過程中主要的空氣污染源, 也因此使得半導(dǎo)體生產(chǎn)過程空 氣污染呈現(xiàn)量少但種類繁多的特性。晶圓及半導(dǎo)體芯片制造過程中幾乎每個步驟都分別使用各式各樣的酸堿物 質(zhì)、有機溶劑及毒性氣體,而各種物質(zhì)經(jīng)過反應(yīng)后又會生成種類更為復(fù)雜的產(chǎn)物, 各制程使用的化學(xué)物質(zhì)也 不
22、相同,故所有制程幾乎都可能是空氣污染源,且都為 連續(xù)排放。圖3中說明晶圓及半導(dǎo)體芯片制程中可能的污染源及其排放污染物。在半導(dǎo)體芯片封裝過程中,可能的空氣污染源包括:電鍍區(qū)產(chǎn)生之酸堿廢氣、 浸錫區(qū)產(chǎn)生之錫熏煙,以及清洗過程產(chǎn)生之酸氣與有機溶劑蒸氣等三大類,圖4中標示半導(dǎo)體芯片封裝過程可能產(chǎn)生的空氣污染源及其排放的污染物。清洗圓晶初成品氯化爐初步氧化氧化爐,閘區(qū)氧化V酸酸堿堿廢廢VOCs氣氣VOCsT毒性氣體r毒性氣體1i1I11酸毒酸酸堿性堿堿廢voc廢廢VOCs氣體氣氣毒性氣體酸堿廢 VOCs氣圓晶成品連續(xù)性排放廢氣 定期性排放廢氣 揮發(fā)性有機物符號說明:VOCs圖3半導(dǎo)體芯片制造過程中廢氣污
23、染物可能來源晶圓切割晶片粘附打厝封膠印 碼去筋打彎導(dǎo)線電鍍錫酸煙氣VOCs成品測試包 裝電子產(chǎn)品符號說明::連續(xù)性排放廢液VOCs :揮發(fā)性有機物 圖4半導(dǎo)體芯片封裝過程中廢氣污染物可能來源半導(dǎo)體生產(chǎn)隨著其制程使用 不同的化學(xué)物質(zhì),所產(chǎn)生的空氣污染物種類與特 性亦不相同,可歸納為酸堿廢氣、有機溶劑 逸散蒸氣、特殊毒性及燃燒性氣體, 表5為半導(dǎo)體生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的空氣污染物種類與成份。針對有毒氣體處理需因應(yīng)各單元所排放的毒氣特性,結(jié)合多種不同型式毒氣處理方法及設(shè)備,階段性地處 理各種不同特性毒性氣體物質(zhì),以確保處 理效率, 包裝生產(chǎn)線員工的身體健康及生命安全。表5半導(dǎo)體生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的空氣污染物種
24、類與成份廢氣種類污染物成份污染源(工 藝)酸堿廢氣酸氣:HF、HCI、HNO3、H2SO4、CH3COOH、H3PO4、H2Cr2O7堿氣:NH3、NaOH氧化、光 刻、蝕刻、 反應(yīng)爐(氧 化爐、擴散 爐)后的清 洗、CVD揮發(fā)性有機物(VOCs)二氯甲烷(CH2CI2)、氯仿(CHCI3)、丁酮、甲苯、 乙本、丙酮、苯、二甲苯、乙酸丁酯、二氯乙烷、異丙 醇、四甲基胺、氯醛、四氯乙烯、乙基苯、亞甲基二氨、 丁基苯 4-甲基-2 戊酮(CH3) 2CHCH2COCH3、Tran s-D 半導(dǎo)體芯片horoethene光阻液清 洗、顯影液 清除、蝕刻 液清除、晶 圓清洗毒性氣體AsH3 PH3、S
25、iH4、B2H6、B4H10、P2O5、 SiF4、CC14HBr、BF3、A1C13、B2O5、AS2O3、BCI3、POC13、CI2、HCN、SiH2Cl2氧化、光 刻、蝕刻、 擴散、CVD、離子 注入燃燒氣體SiH4、AsH3、PH3、BF3、H2、SiH2Cl2離子注入、CVD、擴散5 指標體系情況簡介5.1 電子器件清潔生產(chǎn)評價指標體系專業(yè)類別劃分情況由于電子器件制造業(yè)各產(chǎn)品生產(chǎn)工藝差異較大,生產(chǎn)過程環(huán)境污染程度也不 盡相同,因此根據(jù)專家建議, 電子器件制造業(yè)清潔生產(chǎn)評價指標體系應(yīng)按產(chǎn)品生 產(chǎn)工藝特點制定成系列技術(shù)規(guī)范。 根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝特點, 進一步細分成電子真 空器件制造業(yè),半
26、導(dǎo)體材料,半導(dǎo)體芯片制造業(yè),半導(dǎo)體封裝業(yè),光電子器件制 造業(yè)五個行業(yè)。由于半導(dǎo)體芯片制造業(yè)相對于其它四個行業(yè)環(huán)境污染程度較大, 故優(yōu)先制定電子器件(半導(dǎo)體芯片)制造業(yè)清潔生產(chǎn)評價指標體系 。 5.2 范圍:本指標體系適用于半導(dǎo)體芯片制造業(yè)清潔生產(chǎn)水平評價、清潔生產(chǎn)審核;新 擴改建項目環(huán)境影響評價、新建項目審批核準;企業(yè)環(huán)保核查、節(jié)能評估等。本指標體系適應(yīng)的半導(dǎo)體芯片制造包括集成電路芯片制造,分立器件芯片制造和薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD制造。5.3 指標體系制定原則本指標體系要符合產(chǎn)品生命周期分析理論的要求, 充分體現(xiàn)全過程污染預(yù) 防思想,以幫助電子器件生產(chǎn)企業(yè)進行污染源核查, 生產(chǎn)工
27、藝中清潔生產(chǎn)潛力與 機會判斷,指標體系的建立,消減方案的建立等工作,實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。其具體原 則體現(xiàn)在如下幾個方面:(1) 符合清潔生產(chǎn)標準編制要求的原則。清潔生產(chǎn)標準按照國家現(xiàn)行通用 的清潔生產(chǎn)指標, 按照清潔生產(chǎn)標準的 “六類”指標要求(生產(chǎn)工藝裝備及技術(shù)、 資源能源消耗指標、 資源綜合利用指標、 污染物產(chǎn)生指標、 產(chǎn)品特征指標和清潔 生產(chǎn)管理指標),綜合考慮電子器件產(chǎn)品生產(chǎn)實際,指標采用定性、定量相結(jié)合 的方式。(2) 符合清潔生產(chǎn)的思路,體現(xiàn)生產(chǎn)全過程以預(yù)防為主的原則。符合產(chǎn)品 生命周期分析理論的要求, 充分體現(xiàn)全過程污染預(yù)防思想, 并覆蓋從原材料的選 取到生產(chǎn)過程和產(chǎn)品的處理處置的各個
28、環(huán)節(jié)。(3) 考慮清潔生產(chǎn)水平,因地制宜,分階段實施原則。根據(jù)生產(chǎn)特點,特 別是生產(chǎn)設(shè)備和原材料來源不同, 技術(shù)經(jīng)濟指標不同。 考慮到要調(diào)動大多數(shù)企業(yè) 的積極性,以及今后進行清潔生產(chǎn)企業(yè)的績效評定和公告制度的需要制定清潔生產(chǎn)標準。并確定了相應(yīng)的清潔生產(chǎn)分級(4)符合產(chǎn)業(yè)政策、資源綜合利用以及節(jié)能減排趨勢的要求的原則。根據(jù) 生產(chǎn)特點, 特別是資源綜合利用工藝不同, 技術(shù)經(jīng)濟指標不同, 各個企業(yè)的指標 均相差較大。 因此,考慮到大多數(shù)電子器件生產(chǎn)企業(yè)的積極性, 以及今后進行清 潔生產(chǎn)企業(yè)的績效評定和企業(yè)清潔生產(chǎn)績效公告制度的需要。(5)與現(xiàn)行管理制度相結(jié)合的原則。充分考慮電子器件產(chǎn)品生產(chǎn)工藝特 點
29、,與國內(nèi)現(xiàn)行環(huán)境管理制度 (環(huán)境影響評價、 限期治理、排污許可證) 相結(jié)合, 以環(huán)境保護為重點,作為污染預(yù)防戰(zhàn)略的技術(shù)支持。5.4 指標體系參考資料( 1) 我國清潔生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范整合研究報告 (國家環(huán)科院清潔生產(chǎn)與循 環(huán)經(jīng)濟研究中心, 2012 年4 月)。( 2) 工業(yè)和信息化部關(guān)于進一步加強工業(yè)節(jié)水工作的意見 (中華人民 共和國工業(yè)和信息化部,工信部節(jié) 2010218 號);( 3) 清潔生產(chǎn)評價指標體系編制通則 (試行稿),(中華人民共和國國 家發(fā)展和改革委員會, 中華人民共和國環(huán)境保護部, 中華人民共和國工業(yè) 和信息化部公告, 2013年第 33號)( 4) 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄( 2
30、011年本)(2013年修正),國家發(fā)展和改革委員 會令 第 21 號( 5) 電子電氣產(chǎn)品清潔生產(chǎn)技術(shù)指南 半導(dǎo)體器件 SJ/ZXXXX-XXXX6)清潔生產(chǎn)標準集成電路芯片制造業(yè)HJ/T XXXX-XXXX7)清潔生產(chǎn)標準光電子器件制造業(yè)HJ/T XXXX-XXXX8)清潔生產(chǎn)標準TFT-LCD件制造業(yè)HJ/T XXXX-XXXX9)電子工業(yè)污染物排放標準 GB/T XXXX-XXXX6 指標體系編制指導(dǎo)思想 本指標體系遵循“科學(xué)、合理、易操作”的原則進行編制。指標體系的編制 體現(xiàn)了生產(chǎn)全過程預(yù)防控制和源頭削減的思想。 本指標體系框架及定量、 定性指 標內(nèi)容的確定, 充分依據(jù)現(xiàn)行的 產(chǎn)業(yè)結(jié)
31、構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄 、工業(yè)和信息化部關(guān) 于鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排的指導(dǎo)意見 、和電子器件(半導(dǎo)體芯片)行業(yè)清潔生產(chǎn)標 準化工作現(xiàn)狀、并充分考慮了國內(nèi)外已有的清潔生產(chǎn)技術(shù)成果和成功的清潔生產(chǎn) 管理經(jīng)驗、電子器件(半導(dǎo)體芯片)行業(yè)未來的發(fā)展趨勢等信息內(nèi)容。指標體系 中指標的選取考慮了半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)特點和指標的典型性、 代表性、統(tǒng)計指標數(shù) 據(jù)容易獲得等因素,使編制的指標體系具有可操作性。7 指標體系框架的確立 本指標體系評價指標體系框架的確立,主要依據(jù)我國清潔生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范整 合研究報告和清潔生產(chǎn)評價指標體系編制通則(試行稿兩個文件,并結(jié)合 鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)特點, 吸收采納了已頒布或已編制完成而未頒布清潔生產(chǎn)標準的
32、研 究成果予以確定。8 指標選取(1)指標分類上述六大類清潔生產(chǎn)一級指標當中, 生產(chǎn)工藝與裝備指標是通過調(diào)查國內(nèi)外 同行業(yè)的先進生產(chǎn)工藝與裝備水平, 在滿足國家半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)政策要求及工藝 特點的基礎(chǔ)上,采用清洗工藝,VOC和ODS物質(zhì)處理設(shè)備及技術(shù)先進性等。資源能源消耗指標為行業(yè)常用的經(jīng)濟指標。該指標目的是促進企業(yè)采用節(jié) 能、節(jié)水、節(jié)材工藝參數(shù),最大限度降低資源、能源的消耗,提高資源能源利用 效率。具體指標包括: 單位產(chǎn)品新鮮水用量、 單位產(chǎn)品電耗和單位產(chǎn)品氫氟酸使 用量等指標。資源綜合利用指標的目的是促進半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)企業(yè)水資源綜合利用率指標。污染物產(chǎn)生指標是根據(jù)半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)工藝特點,選
33、擇廢水,鉛,砷,烷基汞,氰化物,氨氮,COD和ODS物質(zhì)等工藝控制指標參數(shù)。產(chǎn)品特征指標的目的是促使企業(yè)采用先進的企業(yè)質(zhì)量管理規(guī)程, 嚴格控制產(chǎn) 品中限用有害物質(zhì)含量和產(chǎn)品包裝材料相關(guān)指標參數(shù)。清潔生產(chǎn)管理水平是影響各行業(yè)清潔生產(chǎn)績效的重要因素。 清潔生產(chǎn)管理指 標要求企業(yè)從清潔生產(chǎn)審核制度執(zhí)行、 清潔生產(chǎn)部門設(shè)置和人員配備、 清潔生產(chǎn) 管理制度、環(huán)評制度、 “三同時”制度執(zhí)行情況等管理環(huán)境中對環(huán)境影響大的方 面,根據(jù)各行業(yè)的具體情況提出規(guī)范性要求。 具體指標包括法律法規(guī)、 產(chǎn)業(yè)政策 執(zhí)行情況、清潔生產(chǎn)審核制度的執(zhí)行情況、生產(chǎn)過程控制、環(huán)境應(yīng)急預(yù)案有效、環(huán)境信息公開等對于半導(dǎo)體芯片生產(chǎn),根據(jù)生
34、產(chǎn)工藝特點分為:1) 6英寸及以下芯片產(chǎn)品的 平均光刻層20層以下;2)8英寸芯片芯片產(chǎn)品的平均光刻層30層以下;3)12英 寸芯片芯片產(chǎn)品的平均光刻層50層以下。(2)指標基準值的確定考核基準值的選取,既要考慮政策要求,也要考慮當前的行業(yè)實際情況。因 此,在選取考核基準值時,在符合國家現(xiàn)行產(chǎn)業(yè)發(fā)展、環(huán)境保護政策和行業(yè)發(fā)展 規(guī)劃要求的前提下,充分考慮水泥行業(yè)的現(xiàn)有水平,將國際領(lǐng)先水平劃分為一級 基準值,將行業(yè)準入要求劃分二級基準值, 將現(xiàn)有水泥企業(yè)的平均水平劃分為三 級基準值。此外,清潔生產(chǎn)是一個相對概念,它將隨著經(jīng)濟發(fā)展和技術(shù)更新而不斷完善, 達到新的更高、更先進的水平。因此清潔生產(chǎn)評價指標
35、的考核基準值,也應(yīng)視行 業(yè)技術(shù)進步趨勢和國內(nèi)企業(yè)情況進行不定期調(diào)整, 不能一成不變,其調(diào)整周期最 長不應(yīng)超過5年。(3)權(quán)重分值的確定清潔生產(chǎn)評價指標的權(quán)重值反映了該指標在整個清潔生產(chǎn)評價指標體系中 所占的比重。它原則上是根據(jù)該項指標對水泥企業(yè)清潔生產(chǎn)實際效益和水平的影 響程度大小及其實施的難易程度來確定的。一級指標的權(quán)重集,川二仙,,指標的權(quán)重集小:。其中,丫。也就是一級指標的權(quán)重之和為1,每個一級指標下的二級指標權(quán)重之和為1。(4)關(guān)于最佳可行技術(shù)(BAT)的說明“最佳可行技術(shù)”實踐代表針對各種生產(chǎn)活動、工藝過程產(chǎn)生的各種環(huán)境污 染問題,在經(jīng)濟和技術(shù)可行的條件下,采用在公共基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)部門得到應(yīng)用 的最有效、先進、可行的污染防治工藝和技術(shù)減少污染物的排放,特別是通過生 產(chǎn)過程的清潔生產(chǎn)管理措施預(yù)防、減少污染物的跑、冒、滴、漏造成的污染,從 整體上減少對環(huán)境的影響。最佳可行技術(shù)為制定排放限值提供了基礎(chǔ),代表了污染防治技術(shù)、工藝和相 關(guān)運行、維護管理等發(fā)展的最新階段,它表明了某種特定技術(shù)在滿足排放法規(guī)、 限值基礎(chǔ)上的適用性, 或者當無
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