1、毒性化學物質危害評估 與減量管理第一章 前言n毒化物有許多危害人體健康之歷史事件，如：石綿作業勞工之矽肺病：汞及其化合物中毒產生之神經系統疾病、內分泌疾病、消化系統疾病；苯及其衍生物作業暴露引起之血液疾病等。n也有涉及食物如台灣發生的鎘米污染事件等。或是因工業製程操作失常的工業安全事件造成瞬間大量洩漏，造成環保及公眾安全問題，如1970年義大利Seveso及1984年印度Bhopal等事故。 前言毒性化學物質管理法之定義(1/4) 我國毒管法將毒性化學物質分為四類n第一類毒性化學物質：化學物質在環境中不易分解或因生物蓄積、生物濃縮、生物轉化等作用，致污染環境或危害人體健康者。 如：甲基汞生物濃
2、縮性、生物轉化 四氯化碳不易分解性 三氯甲烷不易分解性 六氯苯生物濃縮性、不易分解性毒性化學物質管理法之定義(2/4) n第二類毒性化學物質：化學物質有致腫瘤、生育能力受損、畸胎、遺傳因子突變或其他慢性疾病等作用者。 如：石綿致癌性、致突變性 氧化鎘致癌性（IARC分類為1） 丙醯烯胺生育能力受損（歐聯 分類為2） 六價鉻化合物致癌性（IARC 分類為1） 1,3-丁二烯致癌性（IARC 分類為2A）毒性化學物質管理法之定義(3/4) n第三類慣性化學物質：化學物質經暴露，將立即危害人體健康或生物生命者。 如：氰化物、異氰酸甲酯、氯、甲醛等。n第四類毒性化學物質：化學質有污染環境或危害人體健康
3、之虞者。如：二氯甲烷、氧化三丁錫等。 毒性化學物質管理法之定義(4/4) n第一、二類毒化物屬於慢性暴露危害，可能經由使用、運作方式不當、操作習慣不良、設備裝置密封不良、作業環境不佳、逸散管制失效等途徑導致長期劑量累積，致影響人體與環境。n第三類毒化物屬於急性暴露危害，可能因作業疏失或錯誤操作、製程失控等因素造成瞬間之高度劑量外洩，而使人員受傷甚或死亡。n第四類毒化物由於毒理資料尚不完全，但已有部份數據顯示其影響，也納入申報管理。毒性化學物質危害評估 與逸散減量管理第二章毒性化學物減量規劃 毒性化學物減量規劃 n毒化物之源頭減量技術可減低毒化物對於環境之整體衝擊，但卻無法降低毒化物運作種類及數
4、量，而管末處理也會因污染物的多樣而更加的複雜，因此解決毒化物的排放污染，從源頭管制已是不可避免的趨勢。 毒化物源頭減量(1/2)n毒化物減量在國外已行之有年，其中又以美國環保署所推行的33 / 50 減廢計畫最具成效，在其推行幾年內部份工廠的毒化物減量達90 %，33 / 50 計劃先根據毒化物釋放清單(Toxic Release Inventory，TRI)篩選廠商。nTRI是美國工業毒性化學物質釋放清單，每年需呈報工廠毒化物釋放量相關資訊給美國環保署。 毒化物源頭減量(2/2)n在1980年代末33/50 計劃會議。討論減少在商業製造時TRI的釋放量，會議結束後成立一協會，於1991年開始
5、運作計畫。目標在1992年將17種TRI化學物質釋放減量33%，1995年前釋放減量50 %。因部份廠商的大力配合而提前達到減量33 %的目標，17種化學物質美國30/50計畫優先減量之17 種化學物質苯鎘及其化合物四氯化碳氯仿鉻及其化合物氰化物二氯甲烷鉛及其化合物汞及其化合物甲基乙基酮甲基異丁酮鎳及其化合物四氯乙烯甲苯1, 1, 1-三氯乙烷三氯乙烯二甲苯 生命週期分析 (1/3)n有些毒化物廣泛用於製造或有民生用途且產銷量大應進行生命週期評估（Life Cycle Analysis） （包括盤查分析、影響分析、改善評估等）n生命週期評估為針對產品的一種環境策略規畫工具，國際標準組織（ISO
6、）的14000系列標準之ISO14040系列已訂定規範。 界定範圍目標定義盤查分析（Inventory Analysis）影響分析（Impact Assessment）改善評估（Improvement Assessment）生命週期分析(2/3) 生命週期分析 (3/3)n以評估特定化學物質為對象，應自最初原料取得至產品消費後廢棄的整體運作過程為評估範圍，即從搖籃到墳墓（from Cradle to Grave）。 生命週期評估步驟： 1. 目標定義及界定範圍2. 盤查分析（Inventory Analysis）3. 衝擊評估（Impact Assessment）4. 改善評析目標定義及界定範
7、圍n以具生物濃縮及環境積蓄暴露危害之化學物質為生命週期評析之範圍，減量規劃可自改善製程及降低運作量或採低污染無危害物質代替，達到減量及清潔生產。盤查分析（Inventory Analysis）n依既定盤查範圍進行資料收集，篩選資訊可信度及製作盤查分析表，配合擴散模式推估暴露危害相關資訊，以供推演影響評析及改善評析等後續工作。 衝擊評估（Impact Assessment）n衝擊需依其毒化物影響類型分門別類，並配合量化後之影響分析數據，加總其結果與比較不同影響因子之加權關係。改善評析n以製程清潔生產及毒化物減量為終極目標，定義改善策略及目標，再擬妥階段施行方式及改善措施，並逐年檢討及修正改善策略
8、，建立比較及評估方法，整理市場觀察、輔導效益、管理觀點三方面的評析，作為管理的規畫方向及參考依歸。 生命週期評估之結構(1/3)生 態環 境生 命週 期 分 析生 產產 品 生 命 週 期 分 析 生命週期評估之結構(2/3)22 生命週期評估之結構(3/3)技 術技 術 生 命 週 期 分 析 減量技術分類n毒性化學物質減量方式與一般工業減廢技術類同，主要分為產源減量及回收再利用兩種主要策略，其中產源管制及改變產品，屬於源頭減量；n改變原物料改進製程技術與操作管理則屬於製程減量，是較積極有效的做法，相對於毒化物作業或製程而言，更是一種本質安全設計的觀念。 改進製程技術製程改變(引進產生較少廢
9、棄物之製程或設備)設備管線配置改善操作裝置改善自動化控制方式改善能源節約操作條件最佳化用水合理化減廢技術產源減量回收再利用（廠內廠外循環）改變產品產品替代改變產品配方組成產源管制再利用充當燃料當作其它製程進料製程中循環利用充當建材添加物回收回收有用資源製成副產品再生廢棄物交換改變原物料原物料純化 原物料替代改進操作管理操作步驟調整管理措施加強廢物料分類分流物料庫存管理製造時程更改生產製造時程規劃溢漏預防員工訓練記錄保存工業減廢技術分類圖工業減廢技術分類圖 減量技術(1/3)n減量技術區分為以下三大類：一、源頭減量： 就是取代的策略，例如以較穩定、較安全的原料、中間體、產物、副產物、觸媒、添加劑
10、，取代較不安定、毒性較高的原料、中間體、產物、副產物、觸媒、添加劑。 減量技術(2/3)二、製程減量 以改變製程流程、製程設備、設施、管線之設計、操作方式、操作條件、控制方法及維修管理制度等，以增加原料轉化率、提高物料之循環利用率及加強系統之密閉作業，避免毒性物質外洩等等作為減量策略，涵蓋：以工程設計為基礎（Engineering Design-based）、操作為基礎（Operation-based ）及維修為基礎（Maintenance -based）等三種減量技術。減量技術(3/3)三、管末處理減量及回收再利用 在規劃毒化物減量計畫時應綜合考量上述之各種方式，再選取其中改變風險最低，且效
11、益最高的方法，或以幾種策略搭配，以便產生不同減量技術之綜合效益。 毒性化學物質危害評估 與逸散減量管理第三章毒性化學物製程設備改善毒性化學物製程設備改善n製程設備改善對毒化物減量效應有顯著效益。無法使用較安全與低毒性化學品取代或替代製程改善時，應考慮採用製程設備改善策略以達減量目的。毒性化學物製程設備改善製程操作及設備改善n製程設備改善包括自動化、設備改進、操作最佳化、操作管理及清潔操作等，以電子半導體科技產業為例分述如下：一、製程自動化：包括生產程序最佳化(Optimization) ；自動化輔助操作系統，可以促進工廠自動化，避免操作不當、增加操作時間、及提高良率。生產設備改進(1/6)二、
12、生產設備改進： (1) 部份設備的原始設計材質，可以改用相容且耐用之材質，在管路上加裝管件，防止有害性化學物質洩漏，造成機台腐蝕，可減少設備故障、減少維修時間、增加操作時間、增加人員安全。32生產設備改進(2/6) (2) 其他設備改善方法，如檢查是否可延長零件更換時間，清洗噴射孔口、更換彈簧、重覆使用。修改氫氣點火炬，加裝通氫氣之噴射嘴，汰換不斷電系統之內部電池，使用長型汞燈，改用耐久之零附件，可節省原物料之購置費用，減少設備維修成本、更換次數，減少報廢之設備，以增加產能、減低工作負擔、減少廢棄物處理費用。生產設備改進(3/6) (3) 使用加熱式管路及閥件，減少管路上的微粒污染及沈積，以免
13、微粒污染回流至製程管路中，減少產品微顆粒污染，降低重做率(Rework rate) (4) 改良離子源絕緣材質與結構，改善絕緣特性，防止污染物附著，延長維修週期，增加產能。 34生產設備改進(4/6)(5) 加強設備維修，如加裝酸氣偵測儀與化學過濾器。利用自動連線，以自動檢查機台與配方，分析缺陷原因，可以減少腐蝕、破損而報廢之晶片(6) 以乾式泵取代油壓泵，可減少潤滑油之使用量節省濾油器及減少維修時間。(7) 減少化學桶藥品殘存量：如加長佔附管長度，使用較大容量之包裝容器，以充分使用原物料。生產設備改進(5/6) (8) 減少或完全不使用洗淨製程的酸液用量，可以節省原物料購置費用、增加良率，減
14、少廢水處理成本。 (9) 更改噴嘴形式(使原料之噴著更均勻且少量)，可充分使用原物料。 (10) 採用堅固及耐用之墊片，取代易碎之墊片，可減少設備品零附件之需求量。生產設備改進(6/6) (11) 由小瓶裝/人工更換，改為自動添加系統，可改善供料系統，充分使用原料，提昇機台操作時問、減少輸送過程中的污染。 (12) 以氧化鐵光罩取代emu1sion光罩，可以延長使用壽命。最佳化操作條件最佳化操作條件(1/2)(1)研究降低晶圓各層（layer ）厚度及各層沈積可以減少物料、節省光罩、節省反射率、增加產能及生產速度。 (2)統一不同晶圓厚度，可簡化晶片製造過程。(3)設備預熱溫度最佳化：例如更換
15、複晶薄膜製程，機台注射器長度，增加良率、增加產品可靠性與產能，降低生產成本。38最佳化操作條件(2/2)(4)改進機械控制軟體：例如促進去光阻槽的效能，可提昇產品進送速率、降低化學品（硫酸）使用量與生產成本。(5)改進逆滲透膜效率，可以減少清洗用水量。(6)設計最佳工作流程及機台位置，可以減少傳遞時間，促進產能。改進操作管理(1/9) (1) 加強管理措施：a.減少製程（薄膜沈積、電漿蝕刻、離子植入、熱處理等）中沾污，以避免粒子沈積、可減少清洗次數。b.倒入及時供料系統：使用全面性化學管理(total chemical management，TCM)，可改進供料系統、減少輸送過程之污染，促進化
16、學品管理層次。改進操作管理(2/9) c.進行異常分析、增加機台監測、分析機台異常數據或頻率：如最大損耗原因及損耗量，可以減少故障、增加操作空間。 d.檢視控片使用流程：建立流程圖、每日清查控片記錄，可控製控片用量。 41改進操作管理(3/9)e.下班時間，辦公大樓用電/照明改由警衛室之中央監控管理、關閉部份電腦機台機及其他耗電設備，可增加設備使用壽命、節省電能。f.設定空調溫度及定時關閉，檢討製程空氣排放量可以節省用於清淨室之清潔與空調能源。改進操作管理(4/9) (2)改善控制方式： a.增加批次操作處理量，增加作業速率、減少處理時間、減少各種氣體使用量。 b.利用機台曝光與對準的歷史資料
17、，自動回饋至製程機臺、可減少測試時間與氣體使用量43改進操作管理(5/9) (3)調整操作步驟： a.改變配方的選擇比：例如將非連續式製程改為 連續式，簡化配方，調整個設備的清潔或測試週期，集中處理相同清洗程式的產品，簡化需分多道程序完成的工作，可縮短循環時間、節省單一程序所需使用的原料量。 改進操作管理(6/9)b.延長機台設備清洗頻率，可節省原物料、充分使用原料、提昇機台操作時間、增加良率。c.研究調整操作條件：評估不同製程及使用的光阻液所需的顯影劑，以減少用量對於可能節省光罩的製程步驟，進行模擬分析，決定最佳製程條件以減少光罩數目，可減少光阻覆蓋、顯影及光阻去除所需的原物料。 45改進操
18、作管理(7/9)d.晶片在磊晶（epitaxy）後立刻進行真空包裝（vacuum pack ） ，可以免除氧化前的清洗程序、減少使用化學藥物。e.原物料減少研磨液的使用量：降低研磨液的流量，可減少使用化學物品。 f.原物料的盛裝桶，改用較大容量的容器，並儲存循環再利用，可減少儲運成本及盛裝桶的使用量。 改進操作管理(8/9)g.減低閘極氧化量(gate oxide)厚度及縫道(channel)以增加胞密度(ce11 density)，減少原件材料與化學藥品用量、增加良率。h.修改研磨機暖機方式，由研磨晶片穩定機台，改為不需磨到晶片，降低去離子水用量，減少廢液產生。 改進操作管理(9/9)i.買
19、入高純度化學品，由廠內自行配製 (on-site gas to Chemica1 generation，GCG)，可減少藥品於運輸過程的的污染、增加良率、節省藥品成本。 (4)回收：利用電析沉降以移除或是回收金屬，如錫。清淨操作(1/5)n調整製程或儀器設備：在電路版焊接時使用LSF (Low Solids Fluxer)系統，可減少熔接劑殘留與CFCs的使用。n原料取代：如在再焊接（Def1uxing）使用CFC113 a. 在所有水系統中使用水溶性熔接劑。b. 所有系統都使用皂化劑（Saponifiers）以移除附著於熔接劑之松脂（Rosin）。c. 半生水系統中以烯類做為溶劑。d. 以漂
20、白溶液氫化CFCs。 清淨操作(2/5)nCFC 113 之清洗電路版以Trigger-Grip 設備泥拌HCFC與甲醇替代，而減少其排放至大氣的量。n電鍍操作：原料替代技術-在錫鉛電鍍過程中硼氟酸（Fluoboric Acid ）可以下列物質取代： 有機磺酸（Organic Sulfonic Acid，OSA）電鍍、去除鉛之酸性硫酸、熱空氣、電導性固態聚合溶液。清淨操作(3/5)n陰極射線管製程區之資源減量與回收 (1)調整製程或儀器設備：減少浸洗溶液之污染物提昇製程效率，如實施離子交換技術。(2)以濕式靜電集塵器取代原有之濕式填充洗滌塔以進一步提昇酸鹼氣體及NH4Cl次微粒狀物之去除效率。
21、 清淨操作(4/5)(3)替代原料 a.更換鑲版（Panel）漆而以似蠟物質替代。 b.使用吹氣式或水性清洗法取代以Freon 作清洗劑來清除 Pane1 Mask Frames 的污染物質。 c.使用異丙醇或丙醇、漂白劑等低有害性化學物質維護與清淨製程。 d.探索取代含鉻之光阻蝕刻劑。 清淨操作(5/5)(4)回收： a.從Pane1 Preparaion 製程回收製造光阻抑制劑。 b.在離子交換樹脂中之廢棄瓶中回收水溶性金屬 c.改善磷化物溶液回收並應有效循環使用以減少金屬物質排放至大氣中。 (5)減少使用或回收下列物質：含鉻廢液、清潔物質（如氫氣酸）EP放流水、燃燒殘渣、玻璃碎片、棄置物
22、品、耐火廢棄物、醇類。 逸散防止技術n排放毒化物之逸散性污染源主要包括設備元件、儲槽、裝載操作設施及廢水處理（槽）池等，茲分述其防止洩漏之方式如下：一.設備元件二.儲槽三.裝載操作設施四.油水分離池暨廢水處理（槽）池逸散排放控制技術 設備元件(1/7)n管線之防漏 管線與管線之間的法蘭（Flange） 是最可能洩漏的地方，管線之間的接頭盡可能用焊接的方式，避免使用法蘭與具螺旋線接頭的管線，因為螺旋接頭難以密封。如果設備之間的管線距離長，可使用較大直徑的管線，其張力較強，不會斷裂造成洩漏。使用彈性或膨脹接頭減少或隔離熱膨脹、震動、負荷張力等所造成的影響。管線連接頭之洩漏示意圖隙縫洩漏焊接洩漏設備
23、元件(2/7)n法蘭之防漏 法蘭間的墊圈是工廠中最易破裂及洩漏的地方之一。螺旋捲繞（Spiral Wound）的墊圈是目前公認最安全的密合墊，它具有兩層金屬環，可將內徑與外徑間的填料夾在中間，墊圈填料不會因壓力影響而被吹出。應用螺旋捲繞的墊圈時，應選擇合金為材料的螺栓以及六角重型螺絲帽，螺帽與螺栓之間，必須鎖緊。千萬不可使用一般碳鋼製的螺栓及螺帽，因為一般碳鋼的強度不足。57法蘭之洩漏示意圖焊接洩漏輪軸洩漏填充物洩漏逸散防止技術-設備元件(3/7)n閥門之防漏閥可分為一般閥件、釋壓閥、開口閥等，並可用於取樣連接系統，其防漏方式分述如下： (1)一般閥件之材質可考慮使用防火性或不銹鋼製，以避免小
24、型閥因腐蝕而洩漏，另外可考慮採用無洩漏式閥門，如蛇腹式閥片或隔膜式閥門等。無洩漏式閥門設備元件(4/7)(2)釋壓閥由於可久易造成彈簧之彈性疲乏，可在其前端加裝可設定壓力之破裂盤防止洩漏。(3)開口閥為管線末端可直通大氣之關斷閥，為避免人為之誤觸或操作不當所造成之洩漏，應加裝二次閥或栓塞等。(4)取樣連接系統在取樣初期易造成大量的洩漏，對於非黏稠性的流體，應採用密閉取樣連接系統，藉控制閥件之開關，由旁通管路迴流取樣減少洩漏。 61釋壓閥之洩漏控制釋壓閥之洩漏控制62 開口閥之洩漏控制開口閥之洩漏控制 取樣連接系統之取樣連接系統之洩漏控制洩漏控制加裝閥避免造成洩漏取樣連接系統在取樣初期易造成大量
25、的洩漏，對於非黏稠性的流體，應採用密閉取樣連接系統，藉控制閥件之開關，由旁通管路迴流取樣減少洩漏63設備元件(5/7)n泵浦之防漏(1)泵浦的材料及密封性是防漏的主要考慮因素，材料應避免使用鑄鐵，應採用張力達420,000kpa以上者。(2)單封式泵浦易造成洩漏，應採用雙軸封泵浦，其間的兩個密封之間充滿了油品，其壓力略高於泵送流體的壓力（壓差約105kpa），因此流體洩漏的機率很低。逸散防止技術-設備元件(6/7)(3)泵浦的密封是化工廠中維修次數最多的項目，使用無封緘式泵浦，可降低洩漏的機率，也不必經常維修。無封緘式泵浦，可分為套裝式（Canned Type）及磁力驅動式（Magnetic
26、Drive Type）兩種。 (4)套裝式泵浦是一種感應式泵浦，它的驅動馬達安裝在一個密封的金屬罐之內。 (5)磁力驅動泵浦具有兩個永久磁鐵，外磁鐵是由馬達帶動，以感應裝在驅動葉片轉動器外圍的內磁鐵，轉動器及內磁鐵裝在密封的、由非磁性的金屬製成的罐中，因此泵送的流體不會洩漏出去。無洩漏型泵浦設備元件(7/7)n壓縮機的防漏 與泵浦類似，應採用雙軸封系統，以避免產生洩漏n製程排洩口的防漏 製程產生之廢水必須藉由製程區中之各別排洩口予以收集，並至廢水處理場處理，收集時應採水封方式或密閉式管線以防止洩漏。壓縮機之洩漏控制(1/3)製成排洩口之洩漏控制(2/3)69製成排洩口之洩漏控制(3/3)儲槽(
27、1/2)（一）固定頂槽改裝為內浮頂槽 固定頂槽改裝成內浮頂槽，為一技術上已成熟之改善方式，若採用雙層封口之內浮頂，平均將可達85之排放削減率。（二）固定頂槽汰換為浮頂槽 對於過於老舊且已變形或嚴重腐蝕而無法改裝成內浮頂之儲槽，則可考慮拆除舊槽而以全新的浮頂槽取代之。7172貯槽之洩漏控制貯槽之洩漏控制73貯槽之洩漏控制貯槽之洩漏控制74儲槽(2/2)n固定頂槽汰換為壓力槽 體積小於15m3且儲存物質蒸氣壓較高之老舊或變形破損的固定頂槽，可淘汰換成壓力槽。壓力槽在一般操作狀況下不會排放VOC。n壓力及真空閥控制 設立壓力及真空閥於固定頂槽頂端係利用些微之壓差(0.03 psia) 封住儲槽，以減
28、少其呼吸損失，對於呼吸損失之削減率僅5至25。此法不可用於儲存會造成壓力及真空閥阻塞之化學物質。裝載操作設施(1/3) 防止裝載操作之洩漏，首先需減少灌裝管線中殘存之物料，可利用快速接頭達到管末之密封，其次可採用沈水式裝載或蒸氣平衡管線之方式，分述如：一.沉水式裝載二.蒸氣平衡管線 裝載操作設施(2/3)n沉水式裝載 物料灌裝入槽車採沈水式或底部裝載方式，可避免因頂部裝載之噴濺或大量擾動現象造成毒性的物質之洩漏。n蒸氣平衡管線 將槽車頂部之排氣口密閉收集回流至固定頂槽連接成蒸氣平衡系統。裝載與卸料操作之洩漏控制裝載與卸料操作之洩漏控制由於使用浮頂槽進行灌裝，因此排放無法送回儲槽，而改送至防制設
29、備進行管末處理。n油水分離池暨廢水處理（槽）池逸散排放控制措施 就密閉加蓋廢氣處理而言，油水分離池、廢水處理（槽）池可直接使用固定頂予以密閉，或進一步將固定頂排氣口連通至排放系統（Blowdown System）處理，以防止可燃性氣體蓄積超過最低爆炸下限（LEL）範圍而造成安全危害。n密閉方式亦可採用浮動頂式，浮動頂（Floating Roof）之優點在於液面與頂蓋間無空隙不會造成可燃性氣體蓄積的問題。裝載操作設施裝載操作設施(3/3)匯流井之洩漏控制 毒性化學物質危害評估 與逸散減量管理第四章毒化物排放減量 毒化物排放減量n工業減廢是達成經濟 與環保之兼籌並重，以達成永續發展之目標。n藉由基
30、線資料清查，針對工廠生產、製造過程作總體檢查，從產品的製造過程中，去發現廢棄物、廢水、廢氣、嗓音等環境污染源之源頭，找出消耗能量、消耗資源之原因，並藉由一系列的評估方法、可行性分析及減廢方案的評估，選擇合適的減廢技術，以執行工業減廢之計畫。工業減廢之成效n達成污染預防，減少管末處理費用及污染物之排放量。n藉由污染防治，達成環境保護目的。n資源有效利用、降低生產成本。製程改善與評估管理，促成工業升級。雷射、晶圓清洗技術雷射清洗是IC 製程之清潔生產技術及毒化物減排技術，清洗晶片技術決定製造成本、良率、品質的重要關鍵。晶圓清洗主要是去除：n黏附於晶圓之微粒n殘留於晶圓之有機物，如光阻劑及各種人為污
31、染n殘留於晶圓上之無機物，含各種重金屬、鹼金族金屬及其他金屬離子n製程不需要的氧化膜，如矽暴露於空氣中即會生成電性不同的二氧化矽薄膜。清潔生產技術及毒化物排放減量 製程方面：n減少原料及能源之使用製程設備改善及逸散防止。n降低及處理廢氣、廢水及廢棄物之排放及毒性減低。產品方面：n配合生命週期規劃從搖籃到墳墓的全面概念。雷射清洗法種類雷射清洗法種類紫外線光熱清洗法以雷射光之熱作用去截斷污染粒子之鍵結。紫外光反應清潔法以雷射光加上反應氣體形成一光反應物觸媒，此物種可以將污染物質完全轉化成可揮發性的中間產物，而不留下碳殘渣或脫離之殘屑。超紫外光反應清洗法表面溫度分析：超紫外線之光子因波長短易 於表面
32、散射，雖會造成光源導送問題，但卻可以減輕熱量集中的問題，雷射清掃法使用248 nm或193 nm的超紫外線光源，其加入之反應氣體可使晶圓低於。一般以光熱模式（Phototherma1 Model )其是以大量的光子照擊晶圓、產生熱能，使污染粒子脫離，導致晶圓殘留大量的熱能。當加入反應氣體時，氣體會加入化學反應形成光化學反應模式，而更能乾淨去除粒子。回收再利用(1/2)n我國於1974年公布廢棄物清理法(廢清法)，規劃出一般廢棄物和事業廢棄物的清除與處理權責，因其產生源之不同而有不同的清理體系規劃。n環保署於民國1986年成立後，針對事業廢棄物之管制配合推動事業廢棄物的產源減廢措施、建置公民營廢
33、棄物清除處理體系，讓事業廢棄物從搖籃到墳墓的管理措施逐漸成形。回收再利用(2/2)n環保署於2002年以資源回收再利用法(資再法)，立法之目的係為節省自然資源使用，減少廢棄物產生，促進物質資源回收再利用，減輕環境負荷，建立資源永續利用之社會。 經濟部：水淬高爐石、鈦鐵礦氯化爐碴。 環保署：鐵、銅、鋁、玻璃、塑膠。 內政部：瀝青混凝土挖除料。回收再利用組織n再生資源回收再利用促進委員會 以審慎的態度規劃及推動資源回收再利用，資再法同時授權環保署設置由相關政府機關、學者專家及環境保護團體代表。n再生資源回收再利用工作小組 以負責審議主管機關及目的事業主管機關所研擬有關再生資源回收再利用重大政策，辦
34、理委員會相關幕僚作業。資源回收再利用推動計畫n環保署納入產品生命週期之概念，以事業廢棄物零廢棄為目標，跨部會協力訂定資源回收再利用推動計畫。n推動計畫執行期程自民國93年至民國109年止，分成短程（民國93年至民國96年）、中程（民國97年至民國100年）、長程（民國101年至民國109年）三階段實施共計17年。民國96年民國100年民國109年工業廢棄物1減量率10%15%20%再利用率75%78%80%科學工業園區廢棄物2再利用率40%45%50%醫療廢棄物減量率5%10%20%再利用率20%30%45%營建廢棄物減量率5%10%20%再利用率70%75%80%農業廢棄物減量率5%10%2
35、0%再利用率83%84%85%教育廢棄物減量率5%10%20%再利用率20%30%45%國防廢棄物減量率15%20%25%再利用率60%70%80% 我國短中長程廢棄物減量率及再利用率目標我國短中長程廢棄物減量率及再利用率目標 八大設施推動計畫1. 整合資源回收再利用推動2. 訂定各類事業廢棄物減量率與再利用率3. 強化源頭減量工作4. 積極推動資源回收再利用5. 提供經濟誘因，促進業者投資6. 強化資源再生市場機制7. 健全事業廢棄物再利用基線資料8. 加強教育宣導及資訊系統高科技產業排放管制n環保署自2006年起，開始進行高科技產業廢水特性及特殊污染物污染來源展開長期性的調查，要求業者在未
36、訂定各種排放標準前，採取自主管理，透過源頭減量等方式，減少特殊污染物排放，造成環境污染。n高科技產業空氣污染物排放則有半導體製造業空氣污染管制及排放標準、光電材料及元件製造業空氣污染管制及排放標準等標準。其管制項目種類包含生產製造程序中所產生之揮發性有機物、氫氟酸及鹽酸等空氣污染物。毒性化學物質減量實例摘要毒性化學物質減量實例摘要減量技術工業類別案例說明源頭減量鹼氯工業以薄膜法取代水銀法，降低汞污染。源頭減量硬脂酸鎘製程以氧化鎘取代或硫酸鎘，製程無含鎘廢水產生，以免汙染農田。源頭減量半導體工業以乙酸乙氧基乙酯作為光阻劑的溶劑，雖可降低易燃性，有良好蒸發率與水中混合性，但對半導體工業協會與加州大
37、學Davis分校對14家公司中的15000名作業員工進行的研究報告顯示在低於5ppm(TLV-TWA)的暴露下可能造成流產及影響生育。建議以單甲基醚丙二醇之衍生酯類與乳酸乙酯做為光阻劑的溶劑。源頭減量半導體工業化學氣相沉積製程製造硼磷矽玻璃(BPSG)薄膜以TMB、TMP和TEOS反應取代高毒性B2H6、PH3之SiH4 Base的反應。源頭減量電鍍業以低毒性的三價鉻取代高毒性之六價鉻。採用無氰電鍍以降低毒性。製程減量農藥原體合成不儲存異氰酸甲酯(MIC)，在需用MIC之製程前增設MIC生產製程，MIC生成後立即用掉，以降低其危害性。製程減量管末處理減量PU合成皮業濕式PU合成皮業產生大量含二
38、甲基甲醯胺(DMF)危害性物質之廢水，每一碼PU皮約產生15%DMF 3kg，以蒸餾法回收利用(DMF雨水)，則渣量約只有0.018kg/碼PU皮。管末處理減量石化業甲基丙烯酸甲酯(MMA)之製程廢水含有毒化物氰(CN-)，先以次氯酸鈉等氧化劑將氰氧化物破壞後，才進入一般廢水處理程序。高科技產業的毒化物減量n工業界不僅應該重視研究發展並且要實施於污染預防（Pollution Prevention）的技術，更應該要朝清淨產品或有利環境的產品（綠色產品）努力，真正使產品經消費後對於環境的影響降至最低。n加速研發清淨生產技術（Clear production）以加速淘汰高污染製程技術及危害性較大之原
39、物料之使用，達到廢棄物由產源減量、減毒之最佳策略。污染防治方法n減少污染的最佳方法為改善污染來源與製程，發展污染防治技術可以有效地增加效益與減少環境風險而增加利潤。n污染防治或資源減量通常是針對原料、製程或是減少或避免產污染源頭產生污染物與廢棄物，也包括減少有害物質、能量、水或其他資源的使用之訓練，減少原料損失與減少管末處理。半導體製程(1/2)n電子與半導體製造業是集中物理、電子、電機、光電、化學、機械、材料及管理科學的高科技工業，為電子工業上游的技術產業。n在半導體元件製程中，使用多種酸鹼液、有機溶劑及特殊毒性氣體，其產生的污染源不但污染強度大，且污染特性隨產品層次提昇而趨於複雜，若未做好
40、污染防治與減量工作，將會造成顯著的環境污染問題。 半導體工廠由於製程作業需求需要使用大量的水資源及電能的消耗，故應該發展一套省水、節能技術與整體資源管理方式：n改善製程與儀器設備n可以減少廢棄物量，生產者可以改變儀器設備或製程n減少或替代有害毒性物質的使用n產生較少廢棄物或以無毒性的物質替代原有物質n廢棄物隔離/分類/調配n避免不同形式的廢棄物混合在一起。半導體製程(2/2)改善製程與儀器設備改善淨水方式改善淨水方式節約用水方式節約用水方式1.增加電解槽溫度2.降低電解槽的迴流速率3.增加溶液槽的液滴時間4.搖晃、震盪或是風刀切割或是脫出槽中的廢棄物5.利用濕性物質降低槽的表面張力1.流量槽裝
41、置流速限量器2.裝置迴流清淨系統3.霧化或噴灑式淨水設備4.反應式淨水設備5.純化或軟化水質6.廢水清淨7.電導控制8.水槽攪拌使之淨化與均相9.流量控制閥有害物質之減量及替代技術有害物質之減量及替代技術(1/2)n以鹼性鋅、酸性鋅、酸性硫酸銅、焦磷酸銅、 鹼性銅、鹵化銀、氫化銀、無電子鎳、甲基硫酸鉛碘化銀、硫酸鎘、亞硫酸金、無自由氰化銀、氟硼酸銅等取代氰化物電鍍液。n使用硫酸鐵取代二亞硫酸鈉與亞硫酸，以氣化鉻酸廢棄物，使用液態氯取代氣態氯以減少氣化物還原。n再鍍銅槽中以不含氰化物溶液取代氰化納溶液。有害物質之減量及替代技術(2/2)n而以三價鈷（Co3+）取代六價鈷（Co6+）鍍系統。n以含
42、1 %碳酸鈉的水性鹼性防護液置換氯甲烯、三氯乙烯和氯乙烯。n以液體TBA（tertiary butyl arsine）與TBP（tertiary butyl phosphine）代替砷化三氫氣體及磷化氫氣體，降低其毒性與易燃性。n原料取代技術： 使用過氧化氫硫酸取代過硫酸鈉蝕刻劑（酸蝕刻溶液）。n回收： 利用電析法回收銅。蝕刻操作區之源頭減量蝕刻操作區之源頭減量n調節製程或設備技術：裝置如減少冷卻溫度、其他容器之濃縮蒸氣循環水、與沈降液之蒸氣壓力。n裝置新設備產生少量或無廢棄物：例如將原廠裝配之油式泵浦換成不需換油之乾式泵浦，減少停機換油之生產損失，節省油料消耗與減少廢油污染。半導體製程區之源
43、頭減量半導體製程區之源頭減量(1/3)(1/3)n減少含鉻之廢水： a. 設置鉻廢液收集裝置減少其外漏。 b. 現場苛性劑與重亞硫酸鈉還原六價鉻成三價鉻 污泥，避免污染其他廢水。 c. 修護清洗槽之洩漏處以減少鉻廢液漏出。n原料取代技術：以無危害性產物減少或除去漂白水的使用。a. 選用正光阻劑（Positive photoresist），替代負 光阻劑（Negative photoresist），用水溶液顯像 沖洗，減少使用有機溶劑。半導體製程區之源頭減量半導體製程區之源頭減量(2/3)b. 改變氫氟酸廢水處理配方，使用二氯化鈣溶液 取代氫氣化鈣。c. 以低污染性原料替代高污染性原料：添加鈣鹽
44、處理含氟廢水，使產生氟化鈣污泥沈澱。2F-CaCl2 ： CaF2 : + 2Cl- 2F-Ca （ OH ）2 ： CaF2 + 2OH- d. 消除污染源之洩漏與溢流：再更換酸、鹼等桶裝化學品時，會有蒸氣逸散污染室內空氣，故可增設移動式抽氣系統，以改善室內空氣品質。e. 回收可用物質，如回收Freon 113；再製製程區硫酸，以蒸餾純化之，最後再送回製程。 半導體製程區之源頭減量半導體製程區之源頭減量(3/3)(3/3)n調整製程與設備，如裝置流量控制閥、裝置金屬回收設備、裝置去離子化系統。n設計不同版面，減少電路版裝配。n製程系統裝置減少冷卻溫度、容器之濃縮蒸氣循環水、與沈降液之蒸氣壓力
45、等。電路版製程之源頭減量電路版製程之源頭減量(1/4)(1/4)n採用不同濕式化學製程（wet chemical process）：a. 化學製程中使用機械式清洗方式。b.使用光聚合（Photopolymer）、印刷（Printing） 等以有效改善製程。c.使用雷射、反應性氣體或超音波時以焊化替代等n原料取代： a. 電路版製造中以TCA(三氯乙烯)與二氯甲烷取代 半生液（Semiaqeous）或光阻蝕刻液 b. 以CFC 113與TCA取代不乾淨成水性熔接劑電路版製程之源頭減量電路版製程之源頭減量(2/4)n廢棄物隔離/分類/調配：分隔廢水/廢污泥以回收金屬。n改進製程技術，選用低污染製程
46、：a.選用平坦化法（planarization）取代溝渠法（trench）的製造方法，可以減少化學品使用量b.選用不同製程方式：高頻超音波清洗、鹼性蝕刻替代酸性蝕刻、乾洗替代濕洗、選用雷射清 洗、或選用電漿蝕刻等，以減少化學品量。電路版製程之源頭減量電路版製程之源頭減量(3/4)電路版製程之源頭減量(4/4)n回收：a. 從Pane1 Preparaion 製程回收製造光阻抑制劑b. 在離子交換樹脂中之廢棄瓶中回收水溶性金屬c. 改善磷化物溶液回收並應有效循環使用以減少金屬物質排放。製程減量實例-積體電路工廠(1/4)n六吋晶圓生產在化學原料使用量上，統計分析如下製程項目數量(kg)化學原料使
47、用量指標kg 片wafer比重(%)薄膜CVD擴散其他103,4009,300200.1960.0186.20.6微影光阻稀釋劑顯影劑洗劑等150,500342,70060,1000.2860.6510.1149.120.83.6蝕刻濕蝕刻劑乾蝕刻氣體733,30013,0001.3930.02544.50.8清洗清洗劑236,7000.45014.4化學品合計1,649,0203.133100製程減量實例-積體電路工廠(2/4)n最大宗之濕蝕刻劑為硫酸，其次為磷酸，使用後之酸液因含有製程中剝落之微粒，不堪再使用，必須廢棄。n在硫酸及磷酸之系統中分別增設特殊微粒固體過濾器，以降低硫酸磷酸液中之
48、微粒。n酸過濾器之使用情況良好，據統計可分別使其循環再使用，而大幅減少酸液補充量。製程減量實例-積體電路工廠(3/4)n引進新型的顯影液噴塗設備，使顯影液更有效的集中於晶圓上，減少噴到晶圓外之損失。n改善方式為增加一個自底部出料的加料瓶，瓶上端有排氣閥，底部接加料泵之吸取管，加料瓶中之光阻劑經常保持適當的液位，不足時即自原料瓶補充。n加料瓶上有排氣閥，補充之光阻劑若含有氣體，進入加料瓶後即可分離，氣體累積於上方並自排氣閥排出。n在清洗方面：異丙醇（IPA）沖洗，異丙醇沖洗後收集於收集槽，以泵抽出，循環使用，液位不足立即補充新料收集槽液位滿後即溢流排放。n將排液管加裝U型管，緩和出口之振盪程度而
49、降低排液量，使異丙醇的耗用量約節省35 。n前述各項減廢措施中獲得的成果，總計約為每生產一片六吋晶圓約可節省0 . 79滿kg 化學原料，約節省25 % 。製程減量實例-積體電路工廠(4/4) 33/50 減廢計畫案例分析-HADCO公司公司專門製造生產電路板，參與33/50 計劃以減量毒化物如二氯甲烷、鉛、甲基乙基酮、1,1,1-三氯乙烷為目標。主要減量措施為：a.在乾燥薄膜過程中開始以碳酸鹽溶液取代1,1,1-三氯乙烷以及使用氫氧化物取代二氯甲烷。b.螢幕清洗原本使用二氯甲烷，改由水溶液清潔劑替代。n為全世界最大健康產品製造公司，包括化妝品製造、嬰兒相關物品、藥品製造等六個廠參與33/50
50、 計劃，其釋放量及轉化量自1988 至1992 年減量達77 %。主要減量步驟包括：黏性繃帶代替原本使用乙烯基乳劑而停止甲基乙基酮、甲基異丁酮、二甲苯等優先減量化學物質的使用。33/50 減廢計畫案例分析減廢計畫案例分析-Johnson & Johnson 公司公司(1/2)n以設備及生產製程的改變而使1988 至1992 年間二氯甲烷和甲苯減量達131000 磅，採用以下改善步驟：a. 以水代替使用二氯甲烷和甲苯為警示液的真空幫浦，減少毒化物之使用；b. 定期檢查並確認測漏裝置，減少不必要的釋放。c. 避免單一產品的重複操作步驟，更進一步地減少廢水中三氯甲烷的量。33/50 減廢計畫案例分析
