CC BY
4УДК 621.3:502.34
Экологические аспекты в производстве фотошаблонов
Р.Ю.Егоркина, В.А.Овчинников, В.Б.Кольцов
Московский государственный институт электронной техники (технический университет)
Изготовление фотошаблонов, представляющих собой металлизированную фотомаску, содержащую топологический рисунок интегральной микросхемы, является ключевым звеном в цепочке производства микроэлектронной продукции. Кроме технологических проблем изготовления фотошаблонов для производства ИС, актуальна проблема учета образующихся отходов производства. По результатам проведенного анализа технологического процесса изготовления фотошаблонов на технологической линии Центра коллективного пользования «Микросистемная техника и электронная компонентная база» (ЦКП «МСТиЭКБ») производства ИС с проектными нормами 350 нм, основанного на 11 базовых операциях [1], сформирована база данных образующихся отходов. В зависимости от базовых операций отходы можно разделить на следующие группы:
- жидкие органические, образованные в результате операций проявления фоторезиста, очистки поверхности фотошаблона (диметилформамид, ацетон, потерявший свои потребительские свойства);
- жидкие неорганические отходы, образованные в результате операций снятия фоторезиста, травления хрома, отмывки поверхностей фотошаблонов (образующийся кислотно -щелочной слив передается на станции нейтрализации);
- твердые отходы от эксплуатации комплекса, такие как ртутные люминесцентные лампы, мусор от бытовых помещений, фильтрующие материалы, отходы бумаги и картона, использованная спецодежда, остатки этиленгликоля, отходы вакуумного масла, отходы, содержащие хром (фотошаблонные заготовки).
Законодательством Российской Федерации отходообразующие субъекты обязаны вести учет обращения отходов [2], включающий в себя разработку Проекта нормативного образования отходов и лимита на их размещение (ПНООЛР). Для выполнения указанных требований разработана методика учета отходооборота производственной линии изготовления фотошаблонов для производства ИС с проектными нормами 350 нм, которая включает в себя следующие этапы:
- анализ технологического процесса (сбор первичной информации об отходе);
- создание единой базы данных с указанием количества, объема, агрегатного состояния, компонентного состава, класса опасности, кода по Федеральному классификационному катало -гу отходов (ФККО) и процесса, в котором образовался отход;
- утверждение паспорта отхода Московским управлением Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору [3];
- расчет норматива образования Н0 и объема М отходов расчетно-аналитическим методом на основании нормативных документов (обязательно наличие технологической документации), который проводится по формулам [4]:
^ = N - P - Ц,; м=е • н0,
© Р.Ю.Егоркина, В.А.Овчинников, В.Б.Кольцов, 2009
где N - норма расхода материалов на единицу продукции, кг; Р - полезный расход материалов при осуществлении процесса, кг; Нп - неизбежные безвозвратные потери материалов в процессе производства, кг; Q - объем готовой продукции за год, шт.
На основе разработанной методики произведен расчет норм образования отходов действующего производства за год. Например, при очистке поверхности одного фотошаблона от клея, используемого при монтаже пелликла, норма расхода ацетона составляет 0,13 л, полезный расход равен нулю, неизбежные безвозвратные потери в процессе производства в результате испарения составляют 20% от нормы расхода ацетона на единицу продукции. Тогда норматив образования отхода ацетона с учетом его плотности р = 791 кг/м3 составит 0,08 кг. Таким образом, при плане выпуска 100 фотошаблонов в месяц объем отхода будет равен 96 кг/год.
Первичная информация об отходах, образованных при изготовлении фотошаблонов на технологической линии ЦКП «МСТиЭКБ» производства ИС с проектными нормами 350 нм, и результаты проведенных расчетов сводятся в базу данных, элемент которой на примере ацетона, потерявшего потребительские свойства, приведен ниже.
Наименование вида отхода Ацетон, потерявший потребительские свойства
Код по ФККО 5530010102073
Класс опасности III
Отходообразующий процесс Очистка поверхности фотошаблона
Годовой норматив образования 96
отхода, кг
Проведенные расчеты и первичная информация об отходах использованы при разработке ПНООЛР. Результатом согласования проекта является утверждение Ростехнадзором лимита на размещение отходов производства и потребления.
Таким образом, в результате проведенной работы определена номенклатура основных отходов процесса изготовления фотошаблонов для производства ИС с проектными нормами 350 нм. Разработанная методика учета отходооборота внедрена на технологической линии производства фотошаблонов ЦКП «МСТиЭКБ» и обеспечивает соблюдение требования законодательства «Об отходах производства и потребления» наиболее эффективным способом.
Полученные данные могут стать основой формирования отраслевых нормативов образования отходов и справочных таблиц удельных нормативов образования отходов для производства микроэлектронной продукции.
Литература
1. Федеральный закон от 24.06.1998 г. № 89-ФЗ (ред. от 08.11.2008) «Об отходах производства и потребления». http://www.ecoindustry.ru/ndocs/view.html&page=l&id=2333.
2. Аваков С.М., Карпович С.Е., Овчинников В.А и др. Оптико-механические комплексы для бездефектного изготовления фотошаблонов 0,35 мкм и 90 нм // Фотоника. - 2007. - № 6. - С. 35-37.
3. Постановление Правительства РФ от 26.10.2000 № 818 «О порядке ведения государственного кадастра отходов и проведения паспортизации отходов» http://www.pursei.ru/docs/pasport1 .htm.
4. Приказ Ростехнадзора от 19 октября 2007 г. N 703 «Об утверждении методических указаний по разработке проектов нормативов образования отходов и лимитов на их размещение». - URL: http://www.gosnadzor.ru/slugba/703-pr.html
Поступило 22 июня 2009 г.
Егоркина Регина Юрьевна - аспирантка кафедры промышленной экологии МИЭТ. Область научных интересов: вопросы экологии и охраны окружающей среды на предприятиях микроэлектроники. E-mail: regina.egorkina@bk.ru
Овчинников Вячеслав Алексеевич - начальник отдела Центра коллективного пользования «Микросистемная техника и элементно-компонентная база» МИЭТ. Область научных интересов: методы, модели, алгоритмы технологических процессов изготовления бездефектных фотошаблонов для сложных интегральных схем.
Кольцов Владимир Борисович - доктор химических наук, профессор кафедры промышленной экологии МИЭТ. Область научных интересов: неупорядочные системы, энергоресурсосберегающие технологии полупроводниковых материалов.
