突发环境事件风险评估报告范例

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突发环境事件风险评估报告

(ISO14001:2015)

1 编制原则

按照“以人为本”的宗旨,合理保障人民群众的身体健康和环境安全,严格规范企业突发环境事件风险评估行为,提高突发环境事件防控能力,全面落实企业环境风险防控主体,并遵循以下原则开展环境风险评估工作: 环境风险评估编制应体现科学性、规范性、客观性和真实性的原则。 环境风险评估过程中应贯彻执行我国环保相关的法律法规、标准、政策,分析企业自身环境风险状况,明确环境风险防控措施。 2 编制依据

2.1 法律法规、规章、指导性文件

《中华人民共和国环境保护法》(2015.1.1施行); 《中华人民共和国突发事件应对法》(2007.11.1施行); 《中华人民共和国安全生产法》(2014.12.1施行); 《中华人名共和国消防法》(2009.5.1施行); 《危险化学品安全管理条例》(20011.12.1施行); 《中华人名共和国大气污染防治法》(2000.9.1施行); 《中华人名共和水污染防治法》(2008.6.1施行); 《中华人名共和国环境噪声污染防治法》(1997.3.1施行); 《中华人名共和国固体废物污染防治法》(2005.4.1施行); 《国务院关于加强环境保护重点工作的意见》(国发[2011]35号);

《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》(安全监管总局令第40号,

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2012.4.1施行);

《危险化学品生产企业安全生产许可证实施办法》(安全监管总局令第41号,2013.3.1施行);

《危险化学品建设项目安全监督管理办法》(安全监管总局令第45号,2012.4.1施行);

《危险化学品环境管理登记办法》(环保部令第22号); 《突发事件应急院管理办法》(国办发[2013]101号); 《突发环境事件信息报告办法》(环境保护部令第17号); 《突发环境事件应急预案管理暂行办法》(环发[2010]113号);

《废弃危险化学品污染环境防治办法》(国家环保总局令[2005]第27号); 《化学品环境风险防控“十二五”规划》(环发[2013]20号); 《建设项目环境影响评价分类管理名录》(2008年版); 《产业结构调整指导目录(2011年修订版)》; 《重点监管危险化工工艺目录》(2013年完整版); 《危险化学品名录》(2012版); 《剧毒化学品名录》(2012版); 《国家危险废物名录》(2008版);

《关于督促化工企业切实做好几项安全环保重点工作的紧急通知》(安监总危化[2006]10号);

《关于加强环境影响评价管理防范环境风险的通知》(环发[2005]152号); 《关于进一步加强环境影响评价管理防范环境风险的通知》(环发[2012]77号);

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《关于切实加强风险防范严格环境影响评价管理的通知》(环发[2012]98号); 《关于印发〈企业突发环境事件风险评估指南(试行)的通知〉》(环办[2014]34号);

《关于进一步加强企事业单位突发环境事件应急预案管理的通知》(川环办发[2015]76号);

《关于开展企业环境风险评估工作的通知》(彭环〔2016〕8号)。 2.2 标准、技术规范

(1)《危险化学品重大危险源辨识》(GB18218-2009); (2)《化工建设项目环境保护设计规范》(GB50483-2009); (3)《建筑设计防火规范》(GB50016-2014); (4)《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-2008); (5)《储罐区防火堤设计规范》(GB50351-2005);

(6)《化学品分类、警示标签和警示性说明安全规程》(GB20576-GB20602); (7)《石油化工企业给水排水系统设计规范》(SH3015-2003); (8)《石油化工污水处理设计规范》(GB50747-2012); (9)《环境影响评价技术导则地下水环境》(HJ610-2011); (10)《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ/T169-2004); (11)《废水排放去向代码》(HJ 523-2009);

(12)《固定式压力容器安全技术监察规程》(TSG R0004-2009); (13)《化学品毒性鉴定技术规范》(卫监督发〔2005〕272号);

(14)《事故状态下水体污染的预防与控制技术要求》(中国石油企业标准Q/SY1190-2013);

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(15)《水体污染事故风险预防与控制措施运行管理要求》(中国石油企业标准Q/SY1310-2010)。

2.3 企业突发环境事件风险评估程序 企业突发环境事件风险评估程序见图2.3-1。

图2.3-1 企业突发环境事件风险等级划分流程示意图 3 资料准备与环境风险识别 3.1 企业基本信息 3.1.1 企业基本信息

项目名称 建设单位 法人代表 通讯地址 联系电话 建设地点 建设性质

联系人 传真 邮政编码 行业类别及代 好好学习社区

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德信诚培训网 码 占地面积 (m2) 总投资 (万元) 评价经费 (万元) 其中:环保总建筑面积 (m2) 投资(万元) 投产日期 环保投资占 总投资比例 XXXXXX有限公司XXXXXX项目位于XXX,项目总投资XX元,主要建设XXXX,形成年产XXXXX的生产能力。 3.1.2 企业地质、气象、水文情况 1、地理位置 2、地质、地貌 3、气候 4、水文特征 5、地下水 6、生态环境 3.1.3 社会环境概况

3.2 企业周边环境风险受体情况 3.2.1大气环境风险受体 3.2.2水环境风险受体 3.3 涉及环境风险物质情况

该企业生产的主要原辅料用量情况详见表3.3-1。

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表3.3-1建设项目运行期主要原辅材料

类别 名称 6英寸晶圆片 (单晶硅片) 硫酸(96%) 年耗量 单位 8000 7344 片/a Kg/a Kg/a Kg/a Kg/a Kg/a Kg/a Kg/a Kg/a Kg/a Kg/a Kg/a 单耗 1 单位 来源 主要成分 5N级Si H2SO4(96%) H2O2(31%) HCl(36%) HF(49%) 36%NH4F 5%HF 46%KOH 28%NH3 75%H3PO4 6% C2H4O2 2%HNO3 3N级C3H8O 3N级C3H6O 5?H6O2、酰胺类有机物 68èH18 1?H8O2 光刻胶 160 Kg/a 0.02 Kg/片 国内 27%酚醛树脂4%感光剂 显影液 1000 Kg/a Kg/a Kg/a Kg/a Kg/a Kg/a Kg/a

片/片 国内 0.918 Kg/片 国内 0.278 Kg/片 国内 0.148 Kg/片 国内 0.149 Kg/片 国内 0.358 Kg/片 国内 0.551 Kg/片 国内 0.198 Kg/片 国内 0.002 Kg/片 国内 0.394 Kg/片 国内 0.394 Kg/片 国内 0.6064 Kg/片 国内 双氧水(31%) 2220 盐酸(36%) 1180 氢氟酸(49%) 1190 缓冲氢氟酸 2860 氢氧化钾(46%) 4410 氨水(28%) 铝刻蚀液 异丙醇 晶圆片 丙酮 1580 16 3150 3150 4850 生产线 光刻胶剥离液 0.125 Kg/片 国内 0.001 Kg/片 国内 0.011 Kg/片 国内 0.008 Kg/片 国内 0.125 g/片 0.3 g/片 国内 国内 国内 2.4% C4H13NO 98?H19NSi2 N-甲基吡咯烷酮90?H9NO 5N级SiH4 5N级GeH4 5N级,10%PH3, 90%Ar 5N级,102H6, 好好学习社区

增粘剂(HMDS) 6 NMP 硅烷 锗烷 磷烷/氩气混合气 85 65.8 1 2.4 乙硼烷/氢气 混1.1 0.138 g/片 更多免费资料下载请进:http://www.55top.com

德信诚培训网 合气 一氧化二氮 六氟化硫 四氟化碳 八氟丙烷 八氟环丁烷 氯气 三氯化硼 液氧 液氮 氦气 氩气 氢气 金靶 铝靶 195.5 Kg/a 3.2 6.4 435 6.4 0.5 1.8 270 7700 90 180 0.5 0 1.5 Kg/a Kg/a Kg/a Kg/a Kg/a Kg/a Kg/a Kg/a Kg/a Kg/a Kg/a Kg/a Kg/a 0.024 Kg/片 国内 0.4 0.8 g/片 g/片 国内 国内 90%H2 5N级N2O 5N级SF6 5N级CF4 5N级C3F8 5N级C4F8 4N级Cl2 5N级BCl3 3N级O2 3N级N2 4N级He 4N级Ar 4N级H2 99.9%Au 铝铜合金,97.5%Al 2.5%Cu 环氧树脂、酚醛树脂、银粉固化剂 环氧树脂、石英粉 HDPE高密度聚乙烯 Au 0.054 Kg/片 国内 0.8 g/片 国内 国内 国内 0.063 g/片 0.225 g/片 0.034 Kg/片 国内 0.963 Kg/片 国内 0.011 Kg/片 国内 0.023 Kg/片 国内 0.063 g/片 0 g/片 国内 国内 国内 0.188 g/片 导电胶 封装测试生产线 绝缘胶 蓝膜 金线 磁嘴 0.2 0.15 1400 Kg/a Kg/a m/a 0.025 g/片 0.019 g/片 0.175 m/片 5.840 m/片 若干 国内 国内 国内 国内 46719 m/a 若干 个/a 个/片 国内

硅烷、锗烷、磷烷、乙硼烷、氢气、氯气等易燃性和毒性气体,以及氢氟酸、盐酸、硫酸等酸性腐蚀品,在正常使用和事故状态下的物理、化学性质,毒理学特性、燃烧爆炸性、伴生/次生物质,以及基本应急处置方法等,见下表3.3-2及附件。

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表3.3-2 项目主要危险化学品的贮存周期及贮存量表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 硫酸 双氧水 盐酸 氢氟酸 缓冲氢氟酸 氢氧化钾 氨水 异丙醇 丙酮 硅烷 锗烷 磷烷/氩气混合气 乙硼烷/氢气混合气 一氧化二氮 六氟化硫 四氟化碳 八氟丙烷 八氟环丁烷 氯气 三氯化硼 液氧 氢气 名称 主要成分 96%H2SO4 31%H2O2 36%HCl 49%HF 5%HF 36%NH4F 46%KOH 28%NH3 99.9?H8O 99.9?H6O 99.999%SiH4 99.999%GeH4 10%PH3,90%Ar 包装方式 单位 年使用量 20L/瓶 20L/瓶 4L/桶 4L/桶 4L/桶 5L/桶 5L/桶 6L/桶 6L/桶 10kg/瓶 10kg/瓶 7.5kg/瓶 t t t t t t t t t t t t 7.344 2.22 1.18 1.19 2.86 4.41 1.58 3.15 3.15 0.066 0.001 0.0024 最大储存量 0.15 0.04 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.02 0.01 0.0075 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 102H6,90%H2 7.5kg/瓶 99.999%N2O 99.999%SF6 99.999?4 99.999?F8 99.999?F8 99.99%Cl2 99.999?l3 99.9%O2 99.99%H2 10kg/瓶 16kg/瓶 10kg/瓶 40kg/瓶 16kg/瓶 50kg/瓶 16kg/瓶 25kg/瓶 7.5kg/瓶 t t t t t t t t t t 0.0011 0.1955 0.0032 0.0064 0.435 0.0064 0.0005 0.0018 0.27 0.0005 0.0075 0.02 0.032 0.02 0.08 0.032 0.01 0.016 0.05 0.0075 项目特气不在生产区间设置暂存点,在厂房内设置专门的特气配气站,配气站内硅烷、氧气、各类稳定性特殊气体各设置2瓶(1瓶在线,1瓶备用),其余

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腐蚀燃爆类特殊气体各设置1瓶,经配气站配气,由管道送至项目工艺节点使用,在线气瓶使用完毕即自动切换至备用气瓶,由专业气体公司运送安装新的气瓶并更换回收空瓶,更换后的气瓶作为新的备用气瓶。

其余各类化学品均以卡车厂区生产厂房内化学品库房,待使用时再分别搬运至生产区内进行调配,人工输送至生产工艺节点。 项目主要危险化学品理化及毒理性质一览表见附件。 3.4 项目风险评价等级

按《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ/T169-2004)所提供的方法,根据项目的物质危险性和功能单元重大危险源判定结果,以及环境敏感程度等因素确定项目风险评价工作级别。风险评价工作级别按下表3.4-1划分。 表3.4-1 风险评价工作级别(HJ/T169-2004)

项目 重大危险源 非重大危险源 环境敏感地区 剧毒危险性物质 一般毒危险性物质 一 二 一 二 二 一 可燃、易燃危险性物质 一 二 一 爆炸危险性物质 一 二 一 根据《重大危险源辨识》(GB 18218-2009)规定,单元内存在的物质为单一品种,则按照该物质的数量即为危险物质总量,若等于或超过相应的临界量,则为重大危险源。单元内存在的危险物质为多品种时,则按式(1)计算,若满足式(1),则定为重大危险源。

q1/Q1?q2/Q2????qn/Qn?1

式中:

q1、q2??qn——每种危险物质实际存在量,t;

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Q1、Q2??Qn——与各危险物质相对应的生产场所或贮存区的临界量,t。 本项目主要物料及中间品涉及国家《危险化学品目录》中的危险化学品,具有危险性的物质为氯化铵、矿物油、甲醛。本项目所涉及的重大危险源识别见表3.4-2。

表3.4-2本公司环境风险物质数量、临界量及其比值(Q)

名称 硅烷 锗烷 磷烷 乙硼烷 氢气 氯气 六氟化硫 四氟化碳 八氟丙烷 八氟环丁烷 三氯化硼 氢氟酸 盐酸 硫酸 合计 临界量Qi(T) 50 50 1 5 5 5 200 200 200 200 50 / / / 物料最大储存量(qi(T)) 0.02 0.01 0.00075 0.00075 0.0075 0.01 0.032 0.02 0.08 0.032 0.016 0.05 0.05 0.15 qi/Qi 0.0004 0.0002 0.00075 0.00015 0.0015 0.002 0.00016 0.0001 0.0004 0.00016 0.00032 0 0 0 0.00614 是否构成重大危险源 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 根据表3.4-2,按《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ/T 169-2004)规定,本项目环境风险评价工作等级定为二级。

根据《危险化学品重大危险源辨识》(GB 18218—2009),危险化学品未超过标准规定的临界量,故不构成重大危险源。项目所在地为工业区,不属于环境敏

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感区。因此,本项目危险化学品存在量不构成重大危险源,企业直接评为一般环境风险等级。 3.5生产工艺及设备 3.5.1产品工艺简介

3.5.1.1光电集成芯片制造工艺流程(前工序) (1)表面清洗工艺

硅片的表面清洗即是在晶圆进入生产线开始加工前,以及各工艺过程间对硅片表面进行清洗,以达到去除有机物、颗粒物和金属离子的目的,保证硅片生产的质量和精度。

晶圆片首先进入硫酸/双氧水混合热溶液(96%H2SO4:31%H2O2 = 4:1)进行清洗(70oC,5min)去除表面附着的有机物和金属,在浓硫酸作用的环境下,双氧水将硅片表面的有机物氧化为CO2和H2O,同时浓硫酸将硅片表面的金属氧化为金属氧化物溶于硫酸中,达到去除有机物和部分金属的目的。处理后的硅片经清洗后进入氨水/双氧水混合热溶液(28%NH3·H2O:31%H2O2:H2O = 1:1:5)进行清洗(70oC,5min),硅片表面由于H2O2氧化作用生成自然氧化膜(约6nm呈亲水性),该氧化膜又被NH4OH腐蚀,腐蚀后立即又发生氧化,氧化和腐蚀反复进行,因此附着在硅片表面的颗粒也随腐蚀层而落入清洗液,达到去除颗粒污渍和部分金属离子的目的。处理后的硅片经清洗后再进入5%HF稀溶液中浸泡(23 oC,20s),去除表面生成的自然氧化膜,附着在自然氧化膜上的金属再一次溶解到清洗液中,同时可抑制自然氧化膜的形成。处理后的硅片经清洗后再进入盐酸/双氧水混合热溶液(36%HCl:31%H2O2:H2O = 1:1:6)进行清洗(70oC,5min),以最终去除表面附着的金属离子如Na、Fe、Mg等。清洗完的硅片最后

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经热去离子水在硅片清洗机内氮气保护的环境下清洗干净并甩干后,进入后续工艺。

表面清洗各液池使用的酸碱液和双氧水不断添加使用,至使用一定时间后,定期更换。表面清洗的生产工艺见下图。 硫酸雾 超纯溢流清洗 氨 NH3·超纯水 H2O H2O2 溢流清氨水/双氧水洗 混合热溶液 (70oC,氟化氢 HF 超纯水

硫酸/双氧水晶圆片 混合热溶液 (70oC,H2SO4 H2O2 废酸液 超纯水 污水处理系 氟化氢溶液 (23oC,清洗水废碱液 清洗水W2 废酸液 N2 超纯水 后续工艺 硅片清洗机 清洗甩干 HCl 氯化氢 H2O2 超纯水 盐酸/双氧水混合热溶液(70oC,废酸液 超纯水 溢流清洗

(2)热氧化硅生长

清洗水清洗水图3.5-1 表面清洗工艺流程示意图

热氧化硅生长是在高温氧化炉内,首先通过氮气吹扫设备腔室,然后通入高纯一定量氧气,在1200度的情况下,氧气和晶圆发生反应,晶圆表面的硅生长成一定量的SiO2。

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该工艺反应方程式为: Si + O2 → SiO2

该反应氧气为过量,过量的氧气经真空泵抽出至工艺尾气处理系统。 (3)光层氧化硅生长

光层氧化硅生长在CVD化学气相沉积装置内完成,首先通过氮气吹扫设备腔室,再将反应气体硅烷、锗烷、氧气通入设备腔室内,在一定温度压力下,气体发生化学反应形成掺锗的SiO2。该工艺反应方程式为: SiH4 + O2 + GeH4 → SiO2 + Ge + 4H2 SiH4 + O2 → SiO2 + 2H2

该反应氧气为过量,硅烷和锗烷的利用效率约为90%,生成的氢气和剩余气体经真空泵抽出至工艺尾气处理系统。 (4)退火

在接近1100度高温环境下,减小所形成薄膜的应力,并使薄膜更均匀。该工艺为新增工艺。 (5)多晶硅层生长

在光层氧化硅生长后,需要在二氧化硅层表面生长一层多晶硅(Polysilicon),再对其刻蚀以形成栅极。

多晶硅层生长在CVD化学气相沉积装置内完成,首先通过氮气吹扫设备腔室,再将反应气体硅烷通入设备腔室内,在一定温度压力(约600oC)下,气体发生化学反应形成Si并沉积于硅片表面。该工艺反应方程式为: SiH4 → Si + 2H2

该反应硅烷利用效率约为90%,生成的氢气和剩余气体经真空泵抽出至工艺尾

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气处理系统。 (6)光刻

光电芯片的生产需要在晶圆表面的氧化硅/多晶硅/金属层上分别刻蚀出不同的线条,因此在刻蚀前需要经过光刻工艺形成氧化硅/多晶硅/金属层上的掩膜,以保留需要的线条部分不被刻蚀。

首先将清洗好的晶圆片经过涂布附着一层HMDS(六甲基二硅胺烷,起黏附作用),再涂一层光刻胶,边胶采用NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)清洗去除。涂胶后的晶圆片进入光刻机内经过特定图形线条的紫外光照射,再喷洒显影液与晶圆表面光刻胶反应,发生反应溶解掉的光刻胶和多余的显影液通过晶圆片自身旋转大部分去除进入废有机溶剂内,再用纯水冲洗晶圆去除晶圆片残留的有机溶剂,得到刻制好的晶圆片。 (7)硅刻蚀 ①、硅的干法刻蚀

硅的干法刻蚀主要是去除指定位置的多晶硅层,暴露出其下的二氧化硅层,为后续二氧化硅刻蚀做准备。

硅的干法刻蚀在等离子干法刻蚀机内完成,首先采用氮气吹扫设备腔体,然后通入反应气六氟化硫和氧气,在一定温度和压力条件下,反应气体和晶圆表面的Si发生化学反应,去除指定的Si。该反应主要反应方程式为: 2SF6 + 2O2 + 3Si → 3SiF4 + 2SO2

该反应氧气为过量,六氟化硫利用效率约为90%,剩余的反应气和反应后的尾气经真空泵抽入工艺尾气处理装置。 ②、硅的湿法刻蚀

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晶圆片在经过硅的干法刻蚀和二氧化硅刻蚀后,再经过光刻胶去除,暴露出多晶硅层,此时用碱性刻蚀液去除表面整个多晶硅层,形成指定位置的栅级。 硅的湿法刻蚀采用浓氢氧化钾溶液作为刻蚀液,将晶圆片浸入氢氧化钾(46%KOH)溶液中浸泡(70oC,5min),去除表面的多晶硅层,然后取出,在硅片清洗机中用纯水冲洗干净。 硅的湿法刻蚀的化学反应为: Si + 2KOH + H2O → K2SiO3 + 2H2

湿法刻蚀所用的氢氧化钾溶液连续使用一定批次后定期更换。 (8)二氧化硅刻蚀

根据工艺的需要,项目二氧化硅刻蚀工艺分别采用干法和湿法刻蚀。 ①、二氧化硅干法刻蚀

在光刻工序后,需要通过干法刻蚀去除硅片表面未覆盖光刻胶的氧化硅薄膜,暴露出硅片表面基底,形成所需的线条图案。

项目使用等离子干法刻蚀工艺去除需刻蚀的氧化硅,主要使用八氟环丁烷和四氟化碳作为刻蚀气体,氢气、氧气作为辅助气体,氦气作为保护气体,首先通过氮气吹扫设备腔室,再将反应气体八氟环丁烷和四氟化碳、氧气、氢气和保护气He通入设备腔室内,在一定温度压力下,气体和晶圆表面的SiO2发生化学反应,去除指定的SiO2。 该工艺化学反应方程式如下: C4F8 + 2SiO2 + 2O2 → 2SiF4+ 4CO2 CF4 + SiO2 → SiF4+ CO2

干法刻蚀氧气为过量,八氟环丁烷和四氟化碳利用效率约为90%,剩余的反应

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气和反应生成的工艺尾气经真空泵抽入工艺尾气处理装置。 ②、二氧化硅湿法刻蚀

二氧化硅的湿法刻蚀主要用在对陪片(废片)的处理上,在每批次硅片进行二氧化硅生长工艺前,一般先制作1-2片陪片确定二氧化硅生长的速率和工艺参数,多数陪片二氧化硅生长厚度不能符合产品要求,即为废片。

对废片的处理,通过湿法刻蚀将整个二氧化硅层去除,暴露出硅基片表面,重新回到热氧化硅生长工艺。

湿法刻蚀采用缓冲氢氟酸作为刻蚀液,将晶圆片浸入缓冲氢氟酸(5%HF、36%NH4F)溶液中浸泡(23oC,5min),去除表面的二氧化硅层,然后取出,在硅片清洗机中用纯水冲洗干净。 二氧化硅湿法刻蚀的化学反应为: SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O

湿法刻蚀所用的缓冲氢氟酸连续使用一定批次后定期更换。 (9)光刻胶去除

刻蚀后的硅片表面光刻胶需通过物理或化学的方法进行去除,以暴露出硅片表面,进行后续工艺。 ①、光刻胶去除(干法)

是一种使用化学方法去除硅片表面光刻胶的工艺,将硅片置于光刻胶干法刻蚀机中,通入过量O2,反应温度一般在270度左右,与光刻胶中的C、H反应生成CO2、 H2O、CO,反应后的工艺尾气经真空泵抽入工艺尾气处理装置。去胶后的晶圆进入后续工序。 ②、光刻胶去除(湿法)

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在金属溅射和刻蚀工艺段,由于采用干法去除光刻胶会导致金属表面氧化,影响芯片性能参数,因此采用湿法工艺去除。采用碱性光刻胶剥离液去除晶圆表面的光刻胶,然后将硅片依次浸泡入丙酮、异丙醇溶剂对晶圆表面残留的光刻胶进行清洗,最后经纯水冲洗和甩干后进入后续工序。 (10)上保护层氧化硅生长

上保护层氧化硅生长在化学气相沉积装置内完成,首先通过氮气吹扫设备腔室,再将反应气体硅烷、磷烷/氩气混合气、乙硼烷/氢气混合气、氧气通入设备腔室内,在一定温度压力下,气体发生化学反应形成掺硼磷的SiO2,硼磷通过该层二氧化硅向硅片内部掺杂。该工艺主反应方程式为: 2SiH4 + B2H6 + 2PH3 + 2O2 → 2SiO2 + 2B + 2P + 10H2 SiH4 + O2 → SiO2 + 2H2 形成硼磷硅玻璃的反应方程式为:

xSiH4 + yB2H6 +2zPH3+(x+3y/2+5z)O2 → yB2O3·zP2O5·xSiO2 +(2x+3y+3z)H2

(硼磷硅玻璃)

该工艺氧气为过量,硅烷、磷烷、乙硼烷利用效率约为90%,剩余的反应气和反应生成的工艺尾气经真空泵抽入工艺尾气处理装置。 (11)金属溅射

金属溅射工序在物理气相沉积系统中进行,首先放入铝靶(铝铜合金),再用氮气吹扫反应腔体,然后通入氩气,在一定温度压力条件下,Ar分子在RF电源作用下产生“辉光放电”效应状态变为游离Ar离子,Ar离子经过磁场加速轰击铝靶,置换出Al、Cu离子,覆盖于晶圆表面,形成所需的金属膜覆盖。

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(12)金属干法/湿法刻蚀 ①、金属刻蚀(干法)

金属刻蚀(干法)在金属层等离子干法刻蚀机中进行,首先氮气吹扫设备腔体,然后通入氯气、三氯化硼和氩气,在一定温度和压力条件下,氯气和晶圆表面的Al、Cu金属层发生化学反应,去除指定的金属,三氯化硼用作物理溅射,不参与反应。

该工艺的化学反应方程式: 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3 Cu + Cl2 → CuCl2

该反应氯气利用效率约为90%,剩余的反应气和反应后的尾气由真空系统抽入工艺尾气处理装置。 ②、金属刻蚀(湿法)

金属层的湿法刻蚀采用磷酸、醋酸、硝酸混合溶液进行刻蚀,刻蚀后经纯水冲洗干净,再进入硅片清洗机内清洗甩干。 主要反应方程式为:

2Al + 2H3PO4 → 2AlPO4 + 3H2 AlPO4 + 2H3PO4 → Al(H2PO4)3 Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (13)介电氧化硅/保护层氧化硅生长

介电氧化硅/保护层氧化硅生长在等离子增强化学气相沉积装置内完成,首先通过氮气吹扫设备腔室,再将反应气体硅烷、一氧化二氮通入设备腔室内,在一定温度压力下,气体发生化学反应形成SiO2保护层。该工艺反应方程式为:

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SiH4 + 2N2O → SiO2 + 2N2 + 2H2

该反应一氧化二氮为过量,硅烷利用效率约为90%,剩余的反应气和反应后的尾气由真空系统抽入工艺尾气处理装置。 (14)等离子增强化学气相沉积设备清洗

在等离子增强化学气相沉积工艺中,沉积的SiO2不仅会沉积于晶圆表面,也会沉积于设备腔体石英管壁,因此在每次二氧化硅生长后进行清洗,以避免沉积于设备腔体石英管壁的二氧化硅层影响后续生长效果。

气相沉积设备的清洗采用干法刻蚀工艺,采用八氟丙烷、氧气作为清洗气体,使用氮气吹扫腔体后,通入八氟丙烷和氧气,在一定的压力温度下,清洗气与腔体内壁附着的SiO2发生反应,生成气体予以去除。主要反应方程式为: C3F8 + 2SiO2 + O2→ 2SiF4 + 3CO2

该反应氧气为过量,八氟丙烷利用效率约为90%,剩余的反应气和反应后的尾气由真空系统抽入工艺尾气处理装置。 (15)检验

通过显微镜观察或仪器检测晶圆表面的平整度和二氧化硅或金属膜的厚度。 4、工艺尾气处理装置

项目晶圆生产线设置2套工艺尾气处理装置(CSK HEATS-10半导体尾气处理机),对干法刻蚀、气相沉积工艺和等离子增强化学气相沉积设备清洗部分产生的工艺尾气进行处理,处理后的尾气再进入碱喷淋吸收塔进行处理后排放。 该工艺尾气处理设备采用高温燃烧+二级水喷淋处理,将工艺尾气中易燃而不溶于水的硅烷、锗烷、磷烷、乙硼烷、CO、H2等可燃性气体在富氧条件下燃烧为可被水吸收的产物,再经过两级水喷淋吸收处理后,剩余的尾气再送至项目碱

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喷淋吸收塔处理排放。工艺尾气处理设备产生的吸收废水送污水处理站处理。 ①、工艺尾气中可燃性气体的去除

硅烷、锗烷、磷烷、乙硼烷、CO、H2在富氧条件下燃烧可视为完全燃烧,反应分别见下式:

SiH4 + 2O2 → SiO2 + H2O GeH4 + 2O2 → GeO2 + H2O B2H6 + 3O2 → B2O3 + 3H2O 2PH3 + 4O2 → P2O5+ 3H2O 2CO + O2 → 2CO2 2H2 + O2 → 2H2O

燃烧产生的产物主要为可溶于水的颗粒物、五氧化二磷和二氧化碳、水,污染物在经过二级水喷淋吸收后大部分溶于水中,吸收后的工艺尾气进入碱喷淋吸收塔处理排放。 ②、N2O的去除

一氧化二氮(N2O)本身并不可燃,但在高温(>500oC)或催化条件下可分解为N2和O2,等离子增强化学气相沉积工艺中产生的未反应的一氧化二氮通过真空泵排出,进入燃烧室,在电加热高温条件(约750oC)下,N2O可完全分解为N2和O2。反应方程式为: 2N2O → 2N2 + O2 ③、BCl3的去除

三氯化硼遇水分解产生硼酸和氯化氢,在经过工艺尾气处理装置二级水喷淋处理时分解为硼酸和氯化氢,大部分在工艺尾气处理装置二级水喷淋段去除,剩

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