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1、半导体和其他电子产品制造业环境 半导体和其他电子产品制造业环境 健康与安全指南健康与安全指南 1 半导体和其他电子产品制造业环境 健康与安全指南 前言 环境 健康与安全指南 简称 EHS指南 是技术参考文件 其中包括优质国际工业 实践 GIIP 所采用的一般及具体行业的范例 1 如果世界银行集团的一个或多个成员参与项 目 则应根据这些成员各自政策和标准的要求执行本 EHS指南 本 EHS指南 是针对具体 行业 应与 通用EHS指南 共同使用 后者提供的指南针对所有行业都可能存在的EHS问 题 如果遇到复杂的项目 可能需要使用针对多个行业的指南 EHS 指南 所规定的指标和措施是通常认为在新设施
2、中采用成本合理的现有技术就能实 现的指标和措施 在对现有设施应用 EHS 指南 时 可能需要制定具体针对该场所的指标 并需规定适当的达标时间表 在应用 EHS 指南 时 应根据每个项目确定的危险和风险灵活处理 其依据应当是环 境评估的结果 并应考虑到该场所的具体变量 例如东道国具体情况 环境的吸收能力 以 及项目的其他因素 具体技术建议是否适用应根据有资格和经验的人员提出的专业意见来决 定 如果东道国的规则不同于 EHS 指南 所规定的指标和措施 我们要求项目要达到两者中 要求较高的指标和措施 如果根据项目的具体情况认为适于采用与本 EHS 指南 所含规定相 比要求较低的指标和措施 则在针对该
3、场所进行的环境评估中需要对提出的替代方案作出详尽 的论证 该论证应表明修改后的指标能够保护人类健康和环境 适用性 半导体和其他电子产品制造业 EHS 指南 包括了与半导体及其他电子产品生产方案及生 产设备相关的信息 但不包括原材料提取 通用部件组装 在塑料结构中组装内部零件所需的 显示器的生产以及标准连接器的生产等相关信息 附件 A 是对本行业工业活动的总体介绍 本 文由以下几个部分组成 1 定义是 熟练而有经验的专业人员在全球相似情况下进行同类活动时 按常理可预期其采用的专业技能 努力程度 谨慎 程度和预见性 熟练而有经验的专业人员在评估项目可采用的污染防控技术时可能遇到的情况包括 但不限于
4、 不同程度的 环境退化 不同程度的环境吸收能力 不同程度的财务和技术可行性 半导体和其他电子产品制造业环境 半导体和其他电子产品制造业环境 健康与安全指南健康与安全指南 2 1 具体行业的影响与管理 2 指标与监测 3 参考文献和其他资料来源 附录 A 行业活动的通用描述 1 具体行业的影响与管理 本章概述半导体和其他电子产品制造业在操作阶段的 EHS 问题 并提出如何对其进行管 理的建议 关于如何管理大多数大型工业活动建造阶段和报废阶段各种常见 EHS 问题的建议 请参阅 通用 EHS 指南 1 1 环境 半导体及其他电子产品生产项目涉及到的环境问题主要包括以下几方面 危险物质的使用与废物管
5、理 废气排放 废水 能源使用 一般工艺改造 危险物质及废弃物 几乎所有的半导体及其他电子产品的生产过程都会产生有害的或有潜在危害的废弃物 如 废去离子水 含无机酸 废溶剂和显色剂 如异链烷烃 废清洗剂 废水处理产生的污泥 废环氧材料 印刷电路板 PCB 和半导体生产 废氰化物溶液 电镀 以及焊接剂和金属 残渣 印刷电路板组件 PCBA 除了 通用EHS指南 所提到的危险物质管理的相关措施 具体的污染预防技术包括工艺 改造及采用替代品 1 工艺改造或设备改进包括 2 工艺生产中的合成有机污染物减少了待处理电镀槽的容量以及对新化学物质的需求 采用活性炭过滤再生电镀槽的方法予以来清除 采取自动气柜系
6、统控制气缸中气体的无组织排放 尤其在化学反应期间 使用锡合金和其他无铅焊接剂来替代铅焊接剂 取代或去除原材料 如用酸性硫酸铜 亚硫酸金和化学镍取代在 PCB 工业的镀金中 使用的氰化物电镀溶剂 用三价铬电镀溶液代替六价铬电镀溶液 虽然现在三价铬电 1 按照欧盟 2003a 和 2003b 的规定 应当限制使用或者逐步停止使用铅 汞 镉 铬 Cr VI 多溴联苯和聚溴化二苯醚 已逐步停止使用氯氟碳化合物和三氯乙烯 欧盟指令 76 769 EEC COM 2005 0618 final COD 2005 0244 的修正案反映出对 全氟辛烷硫酸基化合物的使用限制也正在考虑中 限制全氟辛烷硫酸基化合
7、物使用及排放的自发性措施已被世界半导体理事 会 WSC 和国际半导体设备暨材料协会 SEMI 采纳 2 附加信息请参见附件 A 半导体和其他电子产品制造业环境 半导体和其他电子产品制造业环境 健康与安全指南健康与安全指南 3 镀液在其他行业已经不用了 但仍用于 PCB 生产 有害物质和废弃物分离 分类 准备和再利用 例如 分离废水污泥中的金属污染物 有利于废料回收 保留电镀化学品可以分离其中的不相容物质 例如 从酸中分离氰 化物 从易燃物中分离氧化剂 金属回收再利用 主要应用于半导体和 PCBA 领域 例如 采用电解法回收铜和其 他贵金属 采用电解 化学沉淀法从电镀板上分解回收铜和锡 从砷化镓
8、工艺废料 中回收砷和镓 通过加热分离砷化镓固体废料和从砷化镓的抛光废料中回收砷和 镓 通过淘汰在半导体生产中不必要的使用含全氟辛烷磺化物 PFOS 的物质 从而减 少PFOS的排放 例如 用替代品取代某些蚀刻合剂 对没有替代品的而必须使用PFOS 的工艺 如半导体生产中的短波技术 应当进行废弃物受控处理 尤其是在涉及焚 化时 1 通用 EHS 指南 对危险物质管理进行了论述 具体管理措施包括 工艺助剂的存放区域应当定期检查 以确定是否有泄漏现象 地下管道应当设为双层结构 以防内层管道泄漏 输送危险物质的管道应当采用兼容材料构造 并充分支撑 清晰标记 安装优质连接 管道还应当每隔 30 米设有低
9、点排液口 高点通风口以及隔离阀 应当使用废液防溅工作盘 通用 EHS 指南 对固体危险废弃物的管理进行了论述 该部分包括 凡是含有危险物质 如废去离子水 废溶剂 废清洗剂 废水处理产生的污泥 废环氧树脂材料和废氰化物清洗 剂等 的废弃物都应当明确标记 分类存放在特定的抗腐蚀存放区域 由于工业废料和副产品 易发生化学反应且毒性大 因此安全存放非常重要 该问题在下一部分介绍职业健康与安全时 亦有所论述 废气排放 半导体和其他电子产品制造业产生的主要空气污染物 包括扩散 清洗 湿法蚀刻工艺产 生的温室气体 有毒的 活性的以及腐蚀性物质 如酸性气体 掺合剂 清洗气体和挥发性有 机化合物 VOC 2 下
10、面是三种有毒和危险气体减排系统 末端净化系统 POU 这类系统相对较小 专用于某种工艺 可以消除高达 99 99 的废气 比如 一个 POU 洗涤器器可以将砷化氢体积分数降低至 50 10 9 POU 有 六种基本技术方案 可应用于减少包括全氟碳化合物 PFC 在内的气体和颗粒污染 1 PFOS 属于有毒且具有持久及生物积聚属性的化学物质 因此应当考虑将它列入斯德哥尔摩公约的持久性有机污染物 POP 列表中 如前所述 世界半导体理事会和国际半导体设备暨材料协会已经制定了一份全球志愿协议 该协议要求取消必要应 用之外的所有 PFOS 应用 并要求焚化所有含 PFOS 的非废水排放 登陆 http
11、 www sia online org pre stat cfm ID 294 可找到 该协议 2 美国国家环境保护局确认了大约 30 种半导体生产过程中产生的有害空气污染物 不过据估计 所有排放的气体中超过 90 的气体为盐酸 氢氟酸 丙二醇醚 以及它们产生的醋酸盐 甲醇和二甲苯 半导体和其他电子产品制造业环境 半导体和其他电子产品制造业环境 健康与安全指南健康与安全指南 4 物 如下所述 半导体生产中的湿法除尘 不过其除污范围很小 湿法除尘也被用来处理燃烧和氧化 处理中的酸气和副产品 半导体生产中的热化学反应床 燃烧炉或电热炉中的燃烧和氧化反应 通常与湿法除尘相结合 半导体和 PCBA 生
12、 产 半导体生产中的等离子反应仪 不过其除污范围很小 并且需要额外的下游除尘装置 PCBA 工业的冷吸附器 PCBA 工业用于清除废液中的固体物质和冷凝蒸汽的疏水器 过滤器 旋流器和沉淀 器 厢式废气处理系统 该系统相对较大 设置在半导体代工厂外 可以处理多种污染源 的高流速的废气 紧急排放清洗器 该系统适用于处理突发的大量有毒气体的排放 通常用来为气缸储 存区通风排气 紧急排放清洗器主要用于防止意外的气体排放 然而 大多数有毒气 体可以在仔细检测气体浓度并确保不对健康和环境造成影响之后 通过专门的通风柜 排放到大气中 全氟化碳类化合物和其他温室气体 全氟化碳类化合物 PFC 包括CF4 C2
13、F6和C3F8 三氟化氮 NF3 HFC 23 CHF3 和六氟化硫 SF6 用于半导体生产 以及用作化学气相沉积 CVD 系统 等离子蚀刻 薄 膜晶体管液晶显示器 TFT LCD 生产过程中使用的清洗气 与PFC相关的主要环境问题在于 潜在排放物具有较高的全球变暖效应 GWP 这与它们很长的大气寿命 1有关 PFC排放减控技术包括以下方面 2 工艺优化 尤其是化学气相沉积清洗工艺 化学品替代 例如 用 C C4F8或 NF3代替 C2F6作为改性化学气相沉积室的替代储柜 清洗气体 以尽量减少大气污染物 降低排放水平 主要方式是采用燃烧 催化分解或等离子去除系统 后者只适用于蚀 刻器具 用量为
14、少于或等于 200 mm 分解反应物分子 将之转化为非 PFC 副产品 热裂解技术可用于处理代工厂 末端净化系统应用 或全厂 管末应用 内的储柜清 洗气和蚀刻工艺气 回收再利用废气中的 PFC 不过这是一项对技术和经济条件都很有挑战的工艺 温室气体管理的其他信息在 通用 EHS 指南 中有所讨论 酸性气体 酸性气体 主要包括盐酸和氢氟酸 的潜在排放与下述半导体及 PCBA 生产的工艺相关 1 2005 年 5 月 世界半导体理事会成员国一致同意 至 2010 年 在基线值的基础上至少减少 10 的 PFC 排放 欧洲 美国 和日本相关协会 1995 年的基线值 韩国协会 1997 年的基线值
15、中国台湾地区 1998 年的基线值 2 通过各种排放控制技术 实现 PCF 减排的其他相关信息 由政府间气候变化专门委员会 2000 年 提供 半导体和其他电子产品制造业环境 半导体和其他电子产品制造业环境 健康与安全指南健康与安全指南 5 半导体生产中的清洗 蚀刻和抗剥离作业 蚀刻 该过程会产生氯化氢蒸气 PCB 生产中的清洗 表面预处理 氯化亚铜蚀刻以及电镀作业 硫酸气溶胶排放物也来自晶圆的处理中所用带酸蚀混合物 最常用的酸蚀混合物成分有硫 酸和过氧化氢 酸性气体排放物可通过安装水平 错流 或垂直 逆流 湿式除尘器减少 防污染措施还 包括以下方面 在电镀液表面使用抗雾剂和润湿剂 即表面活化
16、剂 通过加热和蒸馏 重新处理晶圆制作过程中用过的硫酸 提纯酸液 经提纯的酸液将 被回收并送回湿法设备中 安装电镀盖板和金属筛网除雾器 挥发性有机化合物 挥发性有机化合物 VOC 主要用于半导体和 PCBA 制造工业 在抗干燥 显影和抗蚀作 业中 大多数清洗和光刻工艺都可能释放出挥发性有机化合物 通常情况下 挥发性有机化合 物排放物可被活性炭系统吸附回收和 或通过热氧化剂处理 用于控制挥发性有机化合物排放的 污染控制技术或附加控制设备包括 可再生热氧化器 通常在排气流的流速超过 3 000 scfm 时使用 在把 VOC 流输送到去除或回收设备之前 采用带有可再生热氧化器的沸石转轮减少 废系统浓缩低浓度的 VOC 气流 应用蒸汽脱附技术回收 VOC 气体的碳吸附固定床 再利用或再循环 应用热氮解吸技术回收 VOC 气体的碳吸附流动床 再利用或再循环 配备热氧化器 普通或可再生式 应用热氮解吸 再行技术回收 VOC 气体的聚合物 吸附流动床 氮氧化物 像其他工业一样 半导体生产的氮氧化物排放包括燃烧工艺产生的副产品 这些副产品产 生于加热锅炉 应急备用发电机和降低 VOC 排放的热氧化器
