研究集成电路制造行业主要的挥发性有机物VOCs排放源及VOCs主要成分，并针对VOCs源头、过程控制与末端治理，提出切实有效的减排措施建议， 为集成电路生产企业VOCs治理研究提供参考。
挥发性有机物(V o la tile O rganic C om pounds),指20时蒸汽压不小于10Pa 或101. 325K Pa标准大气压下，沸点不高260度的有机化合物或者实际生 产条件下具有以上相应挥发性的有机化合物(甲烷除外)的统称。大多数VOCs具有大气化学反应活性，其作为形成臭氧和PM2.5的关键前体物，也是灰霾和光 化学烟雾污染的重要来源。
2016年12月20日，国务院发布《“十三五”节能减排综合工作方案》，提出VOC s减排目标:全国挥发性有机物排放总量比2015年下降10%以上。环保 部将VOC纳入主要污染物总量控制范围，目前已出台VOC的系列标准、监测技术规范、分析方法等。
集成电路芯片生产过程中使用大量的有机溶剂如清洗剂、光刻胶、剥离液、稀释液等，从而产生一定量的VOC废气，不仅造成大气污染，还可能会导致 厂区环境异味，因此进行VOC 排放控制十分必要。
1 集成电路制造行业VOC主要排放源及成分研究
1.1 集成电路制造行业VOCs主要排放源
VOC 排放源主要集中在挥发性有机溶剂的使用、载运、储存及废气治理过程。
载运过程包括有机溶剂的原料载入及废有机溶剂的载出过程，溶剂储罐与槽车之间的接口等处有机溶剂挥发。有机溶剂的储存主要包括储罐储存，化学 品桶装储存及瓶装储存。有机溶剂储罐的排气、储存过程中的不密封或意外泄露也是VOCs的来源。
集成电路行业的制程排气通常有四种类型：一般排气(GEX) ，酸性排气(SEX) ，碱性排气(AEX)及有机排气(VEX) 。无尘室使用有机溶剂后，通过有机排 气管路(VEX ) ，汇总至有机废气处理系统处理后排放至外界大气。有机排气是集成电路行业VOC 的主要排放源。
1 . 2集成电路行业VOCs主要成分
徐婕及裴蓓等人的研究显示，集成电路行业有机废气VOC 的主要成分为异丙醇和丙酮，此两项物质占比达VOCs主要成分80% -100 %，其中异丙醇占 比55%以上，丙酮占比5% -34% 。
我们对国4家大型集成电路制造企业的有机排气VOCs成分进行调研，发现这4家企业的VOCs亦以异丙醇和丙酮为主。
同时，企业A 对其厂区内的环境空气VOC进行监测的结果显示，异丙醇浓度居首位(占34% ) ，丙酮浓度居第二位(占18% ) 。
因此有针对性的减少异丙醇和丙酮的排放，对集成电路生产企业减少VOC s能起到最直接的效果。
2 芯片制造行业VOCs减排控制措施
2 .1 原辅材料控制措施
原辅材料控制方面，主要遵循替代或减少用量的原则，考虑使用不含VOC的替代产品或低VOCs含量的产品来替代，或通过制程方面改善，有意识减少 VOC原辅料的使用，尤宜针对VOCs气体主要成分异丙醇及丙酮制定源头减量措施。
集成电路制造行业异丙醇和丙酮主要用途是芯片及零部件的清洗，异丙醇及丙酮化学特性极易挥发，这亦是其作为VOC s气体主要成分的原因。异丙醇 源头减量措施如:尽量减少使用量，在制程条件允许的情况下，能用纯水替代清洗的步骤或操作，使用纯水替代，不能替代的，研究减少用量的方案。丙酮源 头减量措施如:使用N M P ，O K 7 3 等挥发性较小的有机溶剂替代丙酮清洗，或使用干冰替代丙酮清洗等。
2.2 生产过程控制措施
过程控制主要包括使用过程控制、储存过程控制及运输过程控制。
2.2.1使用过程控制措施
含VOC的原辅料使用过程中，应采取废气收集措施，提高废气收集效率，减少废气的无组织排放与逸散，并对收集后的废气进行处理后达标排放。产生 VOCs的工艺，应当在密闭空间或者设备中进行，经废气经收集系统和处理设施后排放。如不能密闭，则应采取局部气体收集处理措施或其他有效污染控制措施。
集成电路制造业无尘室含VOC的原辅料主要用于机台及日常的预防性保养(PM) 。
使用有机溶剂的机台，应接入有机排气系统(VEX ) ，系统末端设置VOC 废气处理系统，经处理后达标排放。为防止有机排气管路接错至其它类型废气系 统的情况出现，可对全厂酸性、碱性、一般等其它类型排气筒进VOB监测摸底排查，对VOB监测结果较高的排气筒，从末端往前排查至机台端，查找出接错 的管路及机台，予以改正。
本行业某些类型的机台，同时使用几种不同类型的化学品，机台的排气类型不便于直接判定的，可单独对此机台端的排气进行成分检测，以确定其排气 类型。下图例中某机台，SCI槽使用氨水，接碱性排气% A E X ) ，R D 2 槽使用有机溶剂，接有机排气% V E X ) ，这2 个槽的排气类型可以明确确定。F R 槽使用水清洗沾有氨水的芯片，按常规应接A E X ，考虑到右边R D 2槽的有机溶剂挥发气体可能会有部分泄漏至F R 槽，故对FR槽的排气成分实施监测后发 现，VOC 浓度远大于氨气，故FR槽排气应接至V E X。
除了机台使用VOC 溶剂，本行业使用溶剂的另一个途径为机台预防性保养(P M ) ，在保养过程中使用异丙醇擦拭机台及其零部件，此过程中会有异丙醇 挥发。为减少P M 过程的异丙醇排放，除了上文论述的源头减量措施，必须使用异丙醇进行P M 的场合，在条件允许的情况下，可设置作业小环境，用罩子 将PM区域隔离，罩内单独设置抽排风系统，并接至VEX管路，通过VOC 废气处理系统处理后排放。
对于废水处理系统产生的VOC，若废水系统敞开液面上方的VOC 检测浓度大于法规标准，应密闭废水液面，并排气至VOC废气收集系统。
实验室使用含VOC的化学品进行实验，应在通风柜(橱)中进行，废气应排至VOC废气收集系统。
2.2.2储存过程的控制措施
本行业有机溶剂的储存容器主要有储罐、桶装及瓶装。有机溶剂储罐灌顶应安装密闭排气系统至VOC 废气处理装置，储罐底部地面设置泄漏报警装置。 储存桶装及瓶装有机溶剂的的房间，应安装密闭排气系统至VOC 废气处理装置，用完的有机溶剂废空桶及空瓶应保持盖子盖紧密封。另外，沾有有机溶剂的 废抹布等有机溶剂废物，应用塑料袋装好并扎紧袋口。
2.2.3运输过程的控制措施
使用槽车运输的有机溶剂，槽车和储罐之间有机溶剂转移过程中应设置废气收集系统至VOC 废气处理装置。转移过程中，槽车管路里的残液可安装回液 管回流至储罐。储罐储存的有机溶剂需通过密闭管路输送至生产机台。瓶装的有机溶剂从仓库运往无尘室的途中，需要防泄漏的特制运输小车，小车内有固 定瓶子的装置，防止瓶子之间互相碰撞。无尘室临时存放有机溶剂瓶的化学品柜，应安装排气系统至VOC 废气处理装置，柜中存放的化学品用量不大于2 4 小时的用量。
2.3 末端治理减排措施
由于集成电路制造行业VOC废气大风量、低浓度的特点，以沸石材料为载体的吸附浓缩法处理VOC 废气(沸石转轮)在业界得到了较多的应用。鉴于沸石 转轮法处理VOC 废气的技术已非常成熟且有大量的文献论述，故本文不再对沸石转轮系统进行详细介绍，仅针对如何在沸石转轮系统日常运行过程中有效的 提高处理效率，减少VOC的排放提出几点建议。
对于运行的沸石转轮系统，应该定期对泵、风机、阀门、管路接头等易发生泄漏的设备与管线组件，制定泄漏检测与修复(L D A R )计划，定期检测、及 时修复，防止或减少系统VOC 废气泄漏现象。
沸石转轮系统焚烧炉的温度对处理效率有较大影响，温度设置过低，处理效率不理想;温度设置过高，增加用能及系统火灾等风险。根据陈玉峰等人的研 究，焚化炉温度的控制范围为700〜730度较为理想，在保证处理效率的同时，可实现能耗控制。
沸石转轮系统每年均需进行几次例行保养，保养过程中系统处于停机状态，不能处理VOC废气。为保证在沸石转轮系统停机保养或故障停机期间，VOC 废气能被有效处理，应当设置备用处理系统。备用处理系统可选用另一套沸石转轮系统，也可选用活性炭吸附备用系统。活性炭吸附系统与沸石转轮系统比 较，优点是安装运行成本低，缺点是会产生固体废物废活性炭，且活性炭使用周期短。主系统与备用系统之间切换时，应特别注意控制压力波动，防止影响机台。
3 结语
集成电路制造行业VOC污染防治应遵循源头和过程控制与末端治理相结合的综合防治原则。在生产过程中采用清洁生产技术，严格控制含VOC 原辅料在 生产和储运过程中的VOC 排放，积极使用不含VOC的替代产品或低VOC含量的产品。通过开展VOC摸底调查，制订VOC管理制度等文件，加强VOC监测和 治理等措施，实现VOC在集成电路生产中的全过程减排。
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