半导体制造业挥发有机气体防治研究.docVIP

PAGE 1 半导体制造业挥发有机气体防治研究 随着我国社会科技发展水平不断提升，各行各业纷纷进行高科技产业升级。随着5G技术、物联网、人工智能、大数据、云计算等新基建的顺利推进，半导体行业高速发展。半导体产业链包括代工、封测、设计、设备以及材料等环节将持续繁荣，各种半导体制造企业也像雨后春笋般快速成长。 1 前言 半导体制造的过程除了会产生众多无机有害气体外，还容易产生大量的挥发 \o 有机污染物新闻专题 有机污染物 \o VOCs新闻专题 VOCs。这些有机污染物主要来源于清洗、刻蚀、沉积、镀膜、光刻、显影等频繁使用有机溶剂的工序。半导体生产制造过程中产生的VOCs污染物成分复杂，主要有各类烷烃、烯炔烃类、芳族化合物以及酮、醚类等。 大量挥发性的有机污染物进入大气中不但会对自然生态造成巨大破坏，而且也对人们的身心健康产生严重威胁。现代半导体生产制造企业产能扩张，产生了大量工业废气进入大气环境，工业废气中最难被自然界自净消除、对动植物危害最大的就是挥发性有机污染物（VOCs）。这些小分子有机污染气体通常化学性能活泼，具备极强的化学反应活性，非常容易与自然界中像臭氧、空气等发生反应，引发越来越严重的温室效应，长期来看甚至可能引发区域性乃至全球性环境危机。空气中的挥发性有机污染物也通过呼吸道进入人体内，不仅会对呼吸道造成损伤，同时也容易引起肝脏、肾脏的病变，长期吸入将大大增加致癌风险。因此，加强对半导体企业的监督管理，强化企业排放VOCs的治理极具社会意义。 2 污染现状 最近几年，全国各地极端污染天气频发，长时间严重的雾霾天气严重影响人居环境，大气中的 \o PM2.5新闻专题 PM2.5污染持续超出标准，空气质量每况愈下。这些灾害对人们的生活带来极大的不便，并且显著降低了城区居民的健康状况和生活幸福感。我国的环境问题主要来源于工业固废、废水及废气的过度排放。随着我国法律体系的日趋完善，工业固废和废水滥排情况由于容易查证追责，未经处理排放的现象已经逐渐减少。但是对于工业废气，尤其是对于那些挥发性有机污染物排放的法律规范相对欠缺。因此，大气环境治理和相关法律政策的完善迫在眉睫。 当代社会人们的物质生活极大丰富，社会居民的消费水平不断增强，可以说现代化社会是建立在以半导体电子行业基础上的信息化社会，大家对于半导体电子产品的需求量激增，各类消费电子产品蓬勃发展。半导体制造业规模扩大，而在其制造过程中多个环节都涉及有机溶剂的使用，这就导致了生产集成电路半导体产品时挥发的高活性VOCs废气含量倍增。更加令人担忧的是，先期半导体制造企业野蛮生长，部分企业存在对有机污染物VOCs处理不到位的情况，生产制造过程使用大量有机溶剂的工序未做到密闭操作，这就造成大量有机溶剂挥发到空气中，向外界环境释放出VOCs。并且很大比例的半导体企业对收集废气的处理效率不高，主要的VOCs净化处理方式是以单一的活性炭吸附为主。主要采取的收集方式也大多为效率不高的侧吸或顶吸。致使有机废气的收集净化效果远未达到90%以上的目标。更有少量企业为了降低生产成本无视法规不经净化处理直接排放。基于上述这些挥发有机废气污染排放情况，VOCs对自然生态造成的危害日益凸显。 3 防治策略研究 3.1污染源控制 首先，直接通过工装设备改进及处理工艺优化从源头上减少有机溶剂的挥发污染。优化光刻、刻蚀等环节的洁净室设计，形成封闭式操作环境，更多地采取自动化设备实现高效操作，提高原材料的使用效率，最大程度减少VOCs的挥发，提高废气的收集效率。其次，大量丙酮等有机溶剂的储存具有很大的污染风险。如果储存条件不当，容易产生较多挥发性VOCs并扩散到空气中，长期污染周边环境。所以有机溶剂及其他易挥发物质应严格存放在特定区域，加强空间挥发气体的收集处理，减少有机化合物进入大气环境。开封使用后的储存桶必须密封处理，以减少挥发性有机化合物的无组织排放。 3.2收集系统控制 根据国家重点行业有机污染物VOCs控制原则，企业产生的挥发性有机废气必须按照行业规范进行富集后统一进行净化处理，并且其收集转化效率必须达90%以上。因此，废气收集系统的科学有效对VOCs污染的防治具有非常重要的意义。企业生产中产生VOCs的装置和环节应尽量做到密闭设计，使用有机溶剂的端口应设计成负压，最大程度减少VOCs的无组织排放。对半导体行业中自动化设备的使用也应该充分考虑挥发有机污染收集系统，尽可能利用生产设备自带的集气系统进行收集。如果容易使用环节无法做到密封，也应使用设计合理的集气罩尽可能多地收集挥发气体和更多的污染物。同时集气罩使用的吸气循环方向应与设备排气流向一致，吸气量根据挥发污染物含量设置适当参数，以此来加强废气收集效率。 3.3末端净化治理 末端治理是当前绝大多数半导体企业采用的废气净化处理