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(车间或生产线)
产品名称
及规格
设计能力/年
运行时数
1
单晶硅抛光片
4英寸
40万片
8520h
6英寸
150万片
8英寸
80万片
12英寸
30万片
合计
300万片
2
硅外延片
60万片
表3-2公用及辅助工程
类别
建设名称
设计能力
备注
贮运工程
甲类化学品仓库
面积200m2
采用防腐蚀环氧树脂地面,主要存放硫酸、硝酸、双氧水、盐酸、氢氟酸、氨酸和氢氧化钠溶液等
仓库
面积4000m2
主要存放原料单晶硅棒、硅衬底材料和成品
废弃物仓库
面积100m2
存放各类酸碱废液和固体废弃物
气体供应站
由专业公司建站制造,提供氢气、氮气等
特气存储
特种气体存放于进口的特气钢瓶柜,HCl、SiHCl3钢瓶柜各2个,PH3、B2H6各一个
公用工程
给水
102.1万t/a
仪征经济开发区给水管网提供
排水
65.93万t/a
生产废水经厂内自建废水处理站处理达到接管标准后和生活污水进入真州污水处理厂处理
供电
5452.8万度
由开发区的110KV变电所提供
纯水制备
110t/h
纯水制备系统供纯水,用于满足生产中的使用纯水
循环冷却系统
400t/h
公司设有一套由水泵、冷却水塔、循环水箱等组成的冷却循环系统。
供汽
为了满足生产中对热源的需要和冬天采暖,本项目年消耗蒸汽量为的10万吨,有开发区的供气管网提供。
空调系统
为改善劳动环境,满足生产需要,设置一套中央空调系统,由冷却塔、加压泵和冷冻机组成。
绿化
为美化环境、净化空气、降低噪声,厂内在空闲地带、道路两侧进行种草植树,绿化面积51979m2,绿化达到38.8%
环保工程
废气处理
对工程中产生的各种废气采用技术可行、经济合理的治理措施,即酸性废气进入采用碱液进行淋洗;
碱性废气采用酸液进行淋洗;
甲苯采用活性炭吸附;
特性废气采用专门的湿式外延气体清洗器处理,各种废气均达标排放
废水处理
公司建设一套废水处理设施,针对不同水质,采用不同方式,对生产废水进行有效处理,达到接管标准后和生活污水进入真州污水处理厂处理,经处理达标后,统一排入长江仪征段
噪声处理
采用低噪声设备、隔声减震、绿化吸声等措施
固废处理
按照规定对产生的固体废物进行处置
(c)占地面积、厂区布置
占地面积:
本项目总占地面积133334m2,所占土地为仪征经济开发区新区高新技术产业用地。
厂区布置:
厂区包括生产用房、办公楼、辅助生活设施、甲类化学品仓库、仓库、成品仓库、气体供应站、综合动力站及发展预留用地等
(d)职工人数、工作制度
职工人数:
公司职工总人数220人,其中技术人员160人。
工作制度:
预计年工作日355天,每天工作24小时,年工作时数为8520小时。
3.2生产工艺流程及原辅料能源消耗
(a)生产工艺流程
一、单晶硅抛光片制作
W22
生产工艺流程具体介绍如下:
固定:
将单晶硅棒固定在加工台上。
切片:
将单晶硅棒切成具有精确几何尺寸的薄硅片。
此过程中产生的硅粉采用水淋,产生废水和硅渣。
退火:
双工位热氧化炉经氮气吹扫后,用红外加热至300~500℃,硅片表面和氧气发生反应,使硅片表面形成二氧化硅保护层。
倒角:
将退火的硅片进行修整成圆弧形,防止硅片边缘破裂及晶格缺陷产生,增加磊晶层及光阻层的平坦度。
分档检测:
为保证硅片的规格和质量,对其进行检测。
此处会产生废品。
研磨:
用磨片剂除去切片和轮磨所造的锯痕及表面损伤层,有效改善单晶硅片的曲度、平坦度与平行度,达到一个抛光过程可以处理的规格。
此过程产生废磨片剂。
清洗:
通过有机溶剂的溶解作用,结合超声波清洗技术去除硅片表面的有机杂质。
此工序产生有机废气和废有机溶剂。
RCA清洗:
通过多道清洗去除硅片表面的颗粒物质和金属离子。
具体工艺流程如下:
水
SPM清洗:
用H2SO4溶液和H2O2溶液按比例配成SPM溶液,SPM溶液具有很强的氧化能力,可将金属氧化后溶于清洗液,并将有机污染物氧化成CO2和H2O。
用SPM清洗硅片可去除硅片表面的有机污物和部分金属。
此工序会产生硫酸雾和废硫酸。
DHF清洗:
用一定浓度的氢氟酸去除硅片表面的自然氧化膜,而附着在自然氧化膜上的金属也被溶解到清洗液中,同时DHF抑制了氧化膜的形成。
此过程产生氟化氢和废氢氟酸。
APM清洗:
APM溶液由一定比例的NH4OH溶液、H2O2溶液组成,硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜(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和金属也随腐蚀层而落入清洗液内。
此处产生氨气和废氨水。
HPM清洗:
由HCl溶液和H2O2溶液按一定比例组成的HPM,用于去除硅表面的钠、铁、镁和锌等金属污染物。
此工序产生氯化氢和废盐酸。
去除上一道工序在硅表面产生的氧化膜。
磨片检测:
检测经过研磨、RCA清洗后的硅片的质量,不符合要求的则从新进行研磨和RCA清洗。
腐蚀A/B:
经切片及研磨等机械加工后,晶片表面受加工应力而形成的损伤层,通常采用化学腐蚀去除。
腐蚀A是酸性腐蚀,用混酸溶液去除损伤层,产生氟化氢、NOX和废混酸;
腐蚀B是碱性腐蚀,用氢氧化钠溶液去除损伤层,产生废碱液。
本项目一部分硅片采用腐蚀A,一部分采用腐蚀B。
分档监测:
对硅片进行损伤检测,存在损伤的硅片重新进行腐蚀。
粗抛光:
使用一次研磨剂去除损伤层,一般去除量在10~20um。
此处产生粗抛废液。
精抛光:
使用精磨剂改善硅片表面的微粗糙程度,一般去除量1um以下,从而的到高平坦度硅片。
产生精抛废液。
检测:
检查硅片是否符合要求,如不符合则从新进行抛光或RCA清洗。
查看硅片表面是否清洁,表面如不清洁则从新刷洗,直至清洁。
包装:
将单晶硅抛光片进行包装。
二、硅外延片制作
W25
纯水洗:
简单清洗,去除硅衬底材料表面的表面杂质。
外延生长:
外延炉经氯化氢和氮气吹扫清洗后,通入SiHCl3和H2,为了满足硅片的电学性能,还要掺入50ppm的特种气体PH3或B2H6,红外加热至1100~1200℃下,通过化学气相沉积法在硅衬底材料上生长一层与衬底材料具有相同晶格排列的单晶硅,形成单晶硅外延片。
有99%的SiHCl3、PH3、B2H6参加反应。
此工序产生的废气主要是氯化氢,还有一些没有反应的PH3、B2H6和SiHCl3;
外延炉的石墨基座和石英夹套需要定期更换,产生废石英和废石墨。
具体反应如下:
去除硅片表面的杂质。
此处产生硫酸雾和废硫酸。
碱洗:
去除上一道工序在硅片表面形成的氧化膜。
测试检验:
测量外延层厚度和电特性参数、片内厚度和电特性均匀度、片与片间的重复性及杂质颗粒等是否符合相应的指标。
此处会产生一些废品。
真空包装:
通过工艺真空系统对产品进行真空包装。
外延炉石英管清洗:
在外延生长中会在外延炉的石英管上沉积一些杂质。
(b)主要原辅料及能源消耗主要原辅料、能源消耗见表3-3。
表3-3主要原辅料及能源消耗
名称
重要组份、
规格、指标
年耗量
存贮量
来源及运输
单晶硅抛光片和硅外延片
单晶硅棒
99.99%Si
2000t
167t
主要原辅料进口,部分于国内购买。
运输主要以陆地运输为主。
研磨剂
SiO230%,
有机碱70%水
60t
6t
精磨剂
SiO210%,(C6H10O5)n,1%
无机碱水89%
40t
4t
SiO210%
10.2t
1t
磨片剂
Al2O3≧45%
ZrO2≦33%
SiO2≦20%
Fe2O3≦0.5%
TiO2≦2%
101t
9t
溶剂
(CH3)2CHOH56%
C6H5CH324%
固形分20%
0.4t
混酸
HF7.2%
HNO341.2%
CH3COOH18.1%
280t
氢氟酸
HF49%
80t
盐酸
HCl35%
12t
H2O2
H2O231%
290t
25t
HNO3
63%
54L
5L
H2SO4
98%
3750L
312L
NaOH
NaOH48%
68t
NaOH3%
25t
2.1t
氨水
NH4OH28%
180t
3t
硅衬底材料
单晶硅99.999%
64万片
6万片
SiHCl3
0.055t
HCl
7.5t
石英(配件)
SiO2
0.1t
0.01t
石墨(配件)
C
0.5t
0.05t
PH3
0.0002t
B2H6
H2
99.99999%以上
36万m3
N2
99.9995%以上、99.99999%
90万m3
工艺真空
85.8万m3
压缩空气
87万m3
活性炭
1.5t
新鲜水
自来水
H2O
1022045t
——
水网
电
电网
燃料
燃气
天然气
85.2万m3
气网
3.3主要生产、公用及贮运设备
项目主要的生产、公用、贮运设备见表3-5。
表3-5主要设备清单
类型
设备名称
规格型号
数量(台、套)
产地
生产
抛光机
SILTEC
99
美国
双面抛光机
SPEEDFAM
10
STRASBAUGH
内圆切片机
QP-613IDSAWER
磨片机
OKAMOTO
12
日本
双工位热氧化炉
OxidationFurnace
3
全自动硅片清洗机
DNS
4
清洗机
VerteqCobra
AKRION
外延炉
ASM-EPSilon2000
6
Epipro5000
尾气处理器
DASEpitaxyScrubber
德国
外延膜测厚仪
ECO/RS
电阻测试仪
RESMAP178
表面颗粒度检测仪
WITS-CR82
干涉显微镜
MX50
烘箱
T6760
硅片清洗系统
BoldCleanBench
硅片甩干机
SRD-870/880
特种气体柜
Uni-tech
电阻率测试仪
SSM490
公用
燃气热水锅炉
2.8MW
进口
纯水设备
160t/h
循环冷却水系统
4000kW
国产
3.4公用工程
(a)供电
项目用电由开发区110KV的变电所提供,日用电量约153600kwh。
(b)供水
项目供水由开发区的给水管网提供,开发区内建有日供水能力20万吨的自来水厂二座。
(c)供热
为了满足生产工艺中对热源的需要以及解决冬天的采暖问题,本项目采用蒸汽供热,年消耗的蒸汽10万吨有开发区的供热管网提供。
(d)纯水制备
项目设有一套超纯水制备设施,其制备能力为110t/h,根据生产需要每天制备纯水2099.8t/d,产生的浓水和反冲洗水642t/d作为清下水排放,其超纯水制备工艺流程如下:
加阻垢剂
(e)排水
项目采用雨污分流、清污分流的排水体制。
废水包括生产废水1808.3t/d、生活污水49t/d和清洁排水648t/d。
生产废水经过有效预处理达到接管标准后与生活污水通过开发区管网排入真州污水处理厂集中处理,达标后排入长江仪征段。
清洁排水通过雨水管网排入附近河流。
(f)氢气、氮气的供应
生产工艺中需要的氢气、氮气由大宗气体供应商在本厂区建造配套气站,供应氢气和氮气。
氢气制备原理:
通过水电解便可得到普通氢气,经过催化除氧,吸附干燥和过滤除尘后获得高纯氢气;
氮气制备原理:
变压吸附制氮采用碳分子筛为吸附剂。
一定的压力下,碳分子筛对空气中的氧的吸附远大于氮,因此通过可编程序控制气动阀的启闭,A、B两塔可以交替循环,加压吸附、减压脱附,完成氧氮分离,得到所需纯度的氮气。
3.5污染源强及污染物排放量分析
(1)大气污染物产生及排放情况
项目在生产过程中排放的大气污染物主要包括生产工艺废气:
甲苯、异丙醇、HF、HCl、H2SO4、NOx、NH3、SiHCl3、PH3、B2H6。
有组织排放废气
项目在生产过程中产生的有组织排放废气的种类与产生环节见表3-6。
表3-6项目有组织排放废气的种类与产生环节
排气筒
废气类别
废气编号
污染物名称
产生环节
1#
有机废气
G1
甲苯、异丙醇
清洗
2#
酸性废气
G2、G9、G15
RCA清洗
G3、G6、G7、G10、G13、G17
HF
RCA清洗、腐蚀A、外延炉石英管清洗
G5、G12
G8、G18
NOx
腐蚀A、外延炉石英管清洗
3#
碱性废气
G4、G11、G16
NH3
RCA清洗、碱清洗
4#
特种废气
G14
HCl、SiHCl3、
FH3、B2H6
外延生长
银笛(扬州)微电子有限公司对生产中的工艺废气采取的治理措施为:
甲苯废气采用活性碳吸附,去除效率达到80%;
酸性废气用碱液进行喷淋吸收,去除率为≥90%;
对碱性废气采用酸液进行喷淋吸收,去除效率为95%以上;
对特种废气HCl、SiHCl3、PH3、B2H6废气采用湿式外延气体清洗器去除,SiHCl3、HCl、B2H6的去除效率≥99%。
拟建工程大气污染物三本帐情况见表3-7。
表3-7拟建项目大气污染物三本帐单位t/a
污染物
产生量
削减量
排放量
甲苯
0.102
0.082
0.020
异丙醇
0.239
0.191
0.048
6.134
5.521
0.613
HCl
17.732
17.506
0.226
0.818
0.736
11.587
10.428
1.159
4.984
4.735
0.249
0.120
0.119
0.001
2×
10-6
10-8
1.98×
无组织排放废气
拟建项目所用的氢氟酸采用0.5L的PVC瓶存储;
盐酸、硝酸、硫酸、氢氧化钠溶液采用0.5L或3L的玻璃品包装存储;
氨水采用3L或4L的PVC瓶存储;
硅外延片制作需要的特种废气HCl、SiHCl3、PH3和B2H6用钢瓶柜存储,钢瓶柜自带减压装置、阀门盘。
项目的生产车间设计为密闭的车间,废气收集效率较高,达到99%。
实际物料装运、使用、贮存和废气收集过程中废气污染物的无组织排放情况见表3-8。
表3-8无组织排放废气产生源强
污染源位置
污染物产生量t/a
面源面积m2
面源高度m
各清洗区
化学品仓库
0.09
60
1~9
0.008
80
0.17
120
0.012
5
0.39
(2)水污染物产生及排放情况
项目各类废水的来源、类别及排放量详见3-9。
表3-9废水种类及水量情况
编号
水量t/d
切片倒角废水
W1、W2
研磨废水
W3
107
抛光废水
W13、W14
214
酸性废水
W4、W9、W11、W15、W20、W24
438.5
碱性废水
W12
53.5
含氟废水
W5、W10、W16、W21、W26
296.3
7
含氨废水
W6~W8、W17~W19、W25
551
8
一般废水
W22、W23
112
9
废气洗涤水
W27
30
生活污水
W31
49
11
清下水
W28、W29、W30
648
依据仪征经济开发区环境影响评价与环境保护规划,拟建项目所排生产废水应在厂内处理达到污水处理厂的接管后与生活污水通过开发区的管网排入真州污水处理厂进行深度处理,处理达标后统一排入长江仪征段。
建设项目水污染物的三本帐见表3-10。
表3-10拟建项目水污物三本帐一览表单位t/a
种类
厂内削减量
厂内排放量
进入环境的量
废水
COD
92.354
8.362
83.992
39.560
SS
130.198
60.785
69.413
13.187
氟化物
21.023
14.604
6.419
NH3-N
12.246
0.811
11.435
9.890
TP
0.069
0.000
0.009
清洁排水
11.502
(3)噪声污染产生及排放情况
本项目噪声主要来源于各类机械设备,如冷冻机、废气塔、空压机、锅炉风机、真空泵等。
主要设备噪声源产生情况3-11。
表3-11拟建项目噪声产生及排放情况
等效声级dB(A)
所在车间工段
离最近厂界距离m
治理措施
降噪效果
冷冻机
75~85
综合动力站
选用技术新、低噪声设备;
采用隔声、减震、降噪等措施;
厂区内绿化
厂界噪声达到《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90)中的3类标准的要求
冷却塔
70~75
抛光片、外延片车间
70
废气塔
85~90
68
空调机组
61
水泵
90
空压机
80~85
锅炉风机
真空泵
对噪声采取的主要防治措施为:
选用技术先进低噪声的设备、对设备进行隔声减震、消声吸声等措施,使厂界噪声达到《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90)中的3类标准的要求。
(4)固体废物产生及排放情况
建设项目产生的固体废物种类主要包括硅片表面处理产生的废有机溶剂、废活性炭、表面处理废物(包括废硫酸、废氢氟酸、废盐酸、废混酸和废碱)、污水处理产生的含氟污泥、废氨水、废研磨剂、废抛光剂、单晶硅渣、废石墨、废石英以及生活垃圾等,具体产生与排放处置情况见表3-17。
工程中采取的固体废物处理措施为:
废有机溶剂、废活性炭、废硫酸、废氢氟酸、废盐酸、废混酸、废碱和含氟污泥,属于国家规定的危险废物,委托具有相应处理资质的单位进行处置;
废氨水、废研磨剂、废抛光剂、单晶硅渣、废石墨、废石英等可由有关单位回收利用;
生活垃圾等按照环卫部门的有关要求进行处置。
表3-17项目固体废物产生及排放情况
分类编号
产生量(t/a)
形状
处置方式
废有机溶剂S5
HW42
3.8
液
委托
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