CN112147275A - 用于控制半导体生产过程中的含氟气体排放量的方法 - Google Patents

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CN112147275A CN201910570585.3A CN201910570585A CN112147275A CN 112147275 A CN112147275 A CN 112147275A CN 201910570585 A CN201910570585 A CN 201910570585A CN 112147275 A CN112147275 A CN 112147275A
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Abstract

本公开的实施例公开了一种用于控制半导体生产过程中的含氟气体排放量的方法。该方法的一具体实施方式包括：确定目标区域内的半导体企业的数量；对于所确定数量的半导体企业中的每一个，确定该企业的四氟化碳、三氟甲烷、六氟乙烷、六氟化硫、三氟化氮的排放量，从而确定每个半导体企业的含氟气体排放量；汇总各个半导体企业的含氟气体排放量，确定目标区域内的半导体企业的含氟气体排放总量；根据该含氟气体排放总量和各个半导体企业的含氟气体排放量，控制目标区域内的半导体企业的含氟气体的排放。该实施方式实现了目标区域内的含氟气体的排放的确定和控制。

Description

用于控制半导体生产过程中的含氟气体排放量的方法
技术领域
本公开的实施例涉及计算机技术领域，具体涉及一种用于控制半导体生产过程中的含氟气体排放量的方法。
背景技术
一般工业产生的含氟气体，包括四氟化碳、三氟甲烷、六氟乙烷、六氟化硫、三氟化氮等。含氟废气具有烟气量大、含氟浓度低、组成复杂、含尘量高的特点。含氟废气的扩散、转移，包括夹杂在酸雨中的沉降，能形成对大气、水体、土壤的污染，以及对建筑物、设备的腐蚀和臭氧层的破坏等。除了对人群造成各种危害外，还对动植物造成危害，氟污染严重时可致动物死亡、植物坏死。含氟气体主要来源与工业生产过程中的直接排放过程和间接排放过程。全球范围内含氟气体对环境的影响日趋严重，在我国也不例外。对含氟气体的排放进行控制势在必行。特别在工业领域方面，对含氟气体的排放量大，影响深远，因此，确定及控制减少大气中含氟气体的排放是当前人们刻不容缓的义务。
发明内容
本公开的实施例提供了一种用于控制半导体生产过程中的含氟气体排放量的方法，该方法包括：
确定目标区域内的半导体企业的数量；对于所确定数量的半导体企业中的每一个，确定该企业的四氟化碳、三氟甲烷、六氟乙烷、六氟化硫、三氟化氮的排放量，确定该企业的含氟气体的排放量。汇总各个半导体企业的含氟气体排放量，确定目标区域内的半导体企业的含氟气体排放总量；根据含氟气体排放总量和各个半导体企业的含氟气体排放量，控制目标区域内的半导体企业的含氟气体的排放。
在一些实施例中，根据上述含氟气体排放总量和各个半导体企业的含氟气体排放量，控制目标区域内的半导体企业的含氟气体的排放，包括：响应于上述含氟气体排放总量超过预设阈值，向目标区域内的至少一个半导体企业发出减排指令，其中，上述接收到减排指令的半导体企业根据预设的减排规划执行含氟气体的减排操作。
在一些实施例中，上述四氟化碳的排放量是根据以下公式确定的：
Figure BDA0002110761550000021
其中，
Figure BDA0002110761550000022
表示该企业半导体生产过程中的CF4排放量，
Figure BDA0002110761550000023
表示该企业半导体生产过程的CF4使用量，
Figure BDA0002110761550000024
表示半导体生产过程CF4的平均排放系数。
在一些实施例中，上述三氟甲烷的排放量是根据以下公式确定的：EHFC-23＝ADHFC-23×EFHFC-23，其中，EHFC-23表示该企业半导体生产过程的三氟甲烷排放量，ADHFC-23表示该企业半导体生产过程的三氟甲烷使用量，EFHFC-23表示半导体生产过程三氟甲烷的平均排放系数。
在一些实施例中，上述六氟乙烷的排放量是根据以下公式确定的：
Figure BDA0002110761550000025
其中，
Figure BDA0002110761550000026
表示该企业半导体生产过程中的C2F6排放量，
Figure BDA0002110761550000027
表示该企业半导体生产过程的C2F6使用量，
Figure BDA0002110761550000028
表示半导体生产过程C2F6的平均排放系数。
在一些实施例中，上述六氟化硫的排放量是根据以下公式确定的：
Figure BDA0002110761550000029
其中，
Figure BDA00021107615500000210
表示该企业半导体生产过程中的SF6排放量，
Figure BDA00021107615500000211
表示该企业半导体生产过程的SF6使用量，
Figure BDA00021107615500000212
表示半导体生产过程SF6的平均排放系数。
在一些实施例中，上述三氟化氮的排放量是根据以下公式确定的：EFC＝∑iEi+∑i，jBPEi，j，其中，EFC表示该企业可蚀工序与化学蒸汽沉积CVD腔室清洗工序产生的温室气体的排放量，Ei表示第i种原料气泄露产生的排放量，BPEi，j表示第i种原料气产生的第j种副产品的排放量，i表示原料气的种类(半导体生产过程中的原料气通常是四氟化碳、三氟甲烷、六氟乙烷、六氟化硫、三氟化氮)，j表示副产品(副产品通常是可蚀工序与CVD腔室清洗工序产生的温室气体)的种类。
在一些实施例中，上述作为第i种原料气泄露产生的排放是根据以下公式确定的：Ei＝(1-h)×FCi×(1-Ui)×(1-ai×di)，其中，Ei表示该企业第i种原料气泄露产生的排放量，(1-h)表示生产过程中消耗了多少百分比的原料气，h表示生产过程中原料气容器中原料气的剩余比例，FCi表示该企业在整个半导体生产过程中，使用第i种原料气的使用量，Ui表示该企业第i种原料气的利用率，ai废气处理装置对第i种气体的收集效率，di表示废气处理装置对第i种原料气的去除效率。
在一些实施例中，上述作为第i种原料气产生的第j种副产品排放是根据以下公式确定的：BPEi，j＝(1-h)×Bi，j×FCi×(1-ai×dj)，其中，BPEi，j表示该企业第i种原料气产生的第j种副产品的排放量，(1-h)表示生产过程中消耗了多少百分比的原料气，h表示生产过程中原料气容器中原料气的剩余比例，FCi表示内该企业在整个半导体生产过程中，使用第i种原料气的使用量，Bi，j表示第i种原料气产生第j种副产品的转化因子，ai表示废气处理装置对第i种气体的收集效率，dj表示废气处理装置对第j种副产品的去除效率。
本公开的实施例公开的用于控制半导体生产过程中含氟气体排放量的方法，确定目标区域内的半导体企业的数量；对于所确定数量的半导体企业中的每一个，确定该企业的含氟气体的排放量，包括：基于所确定的四氟化碳、三氟甲烷、六氟乙烷、六氟化硫、三氟化氮，确定每个半导体企业的含氟气体排放量；汇总各个半导体企业的含氟气体排放量，确定目标区域内的半导体企业的含氟气体排放总量；根据所述含氟气体排放总量和各个半导体企业的含氟气体排放量，控制目标区域内的半导体企业的含氟气体的排放。该实施方式实现了目标区域内的含氟气体的排放的确定和控制。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是根据本公开实施例的用于控制半导体生产过程中含氟气体排放量的方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关申请相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
首先参阅图1，图1示出了根据本公开的控制半导体生产过程中含氟气体排放量的方法的一个实施例的流程100。该控制半导体生产过程中含氟气体排放量的方法，包括以下步骤：
步骤101，确定目标区域内的半导体企业的数量。
在本实施例中，控制半导体生产过程中含氟气体排放量的方法的执行主体可以是硬件也可以是软件。
作为示例，执行主体可以是存储有区域信息的服务器。区域信息包括区域位置信息和位于区域位置信息区域内的企业的企业信息集合。上述企业信息包括企业类型(例如化工、钢铁、餐饮类型)和企业位置信息。目标区域可以是预设的或者用户指定的区域。根据目标区域和区域信息，服务器可以确定出目标区域内的半导体企业的数量。
作为另一示例，目标区域内各个半导体企业可以装有特定信息的GPS，上述特定信息包括区域的位置信息、企业位置信息和企业类型信息(例如钢铁、化工等类型)。目标区域可以是用户指定的区域或者是预设的区域。装有区域信息的GPS发送信号给上述执行主体。根据目标区域，上述执行主体可以确定出目标区域内的半导体企业的数量。
步骤102，对于所确定数量的半导体企业中的每一个，确定该企业的四氟化碳、三氟甲烷、六氟乙烷、六氟化硫、三氟化氮的排放量，确定该企业的含氟气体的排放量。
在一些实施例中，该半导体企业的含氟气体的排放量是通过该企业的四氟化碳、三氟甲烷、六氟乙烷、六氟化硫、三氟化氮的排放量而确定。上述执行主体要确定半导体企业的上述半导体生产过程中含氟气体的排放量，首先得先确定四氟化碳，三氟甲烷，六氟乙烷，六氟化硫和三氟化氮的排放量。
可选的，四氟化碳的排放量根据如下公式而确定：
Figure BDA0002110761550000051
其中，
Figure BDA0002110761550000052
表示预定时间段内该企业半导体生产过程中的CF4排放量。
Figure BDA0002110761550000053
表示预定时间段内该企业半导体生产过程的CF4使用量。
Figure BDA0002110761550000054
表示半导体生产过程CF4的平均排放系数。例如，平均排放系数可以是行业内标准值。例如，平均排放系数可以根据《省级温室气体清单编制指南(试行)》得到。例如，四氟化碳的排放系数是43.56％。
可选的，三氟甲烷的排放量根据如下公式而确定：
EHFC-23＝ADHFC-23×EFHFC-23。
其中，EHFC-23表示预定时间段内该企业半导体生产过程的HFC-23排放量。ADHFC-23表示预定时间段内该企业半导体生产过程的HFC-23使用量。EFHFC-23表示半导体生产过程HFC-23的平均排放系数。例如，平均排放系数可以是行业内标准值。例如，平均排放系数可以根据《省级温室气体清单编制指南(试行)》得到。例如，三氟甲烷的排放系数是20.95％。
可选的，六氟乙烷的排放量根据如下公式而确定：
Figure BDA0002110761550000055
其中，
Figure BDA0002110761550000056
表示预定时间段内该企业半导体生产过程中的C2F6排放量。
Figure BDA0002110761550000057
表示预定时间段内该企业半导体生产过程的C2F6使用量。
Figure BDA0002110761550000058
表示半导体生产过程C2F6的平均排放系数。例如，平均排放系数可以是行业内标准值。例如，平均排放系数可以根据《省级温室气体清单编制指南(试行)》得到。例如，六氟乙烷的排放系数是3.76％。
可选的，六氟化硫的排放量根据如下公式而确定：
Figure BDA0002110761550000059
其中，
Figure BDA00021107615500000510
表示预定时间段内该企业半导体生产过程中的SF6排放量。
Figure BDA00021107615500000511
表示预定时间段内该企业半导体生产过程的SF6使用量。
Figure BDA00021107615500000512
表示半导体生产过程SF6的平均排放系数。例如，平均排放系数可以是行业内标准值。例如，平均排放系数可以根据《省级温室气体清单编制指南(试行)》得到。例如，六氟化硫的排放系数是19.51％。
可选的，三氟化氮的排放量根据如下公式而确定：
EFC＝∑iEi+∑i，jBPEi，j。
其中，EFC表示预定时间段内该企业可蚀工序与化学蒸汽沉积CVD(chemicalvapour deposit process)腔室清洗工序产生的温室气体的排放量，Ei表示第i种原料气泄露产生的排放量，BPEi，j表示第i种原料气产生的第j种副产品的排放量，i表示原料气的种类(半导体生产过程中的原料气通常是四氟化碳、三氟甲烷、六氟乙烷、六氟化硫、三氟化氮)，j表示副产品(副产品通常是可蚀工序与CVD腔室清洗工序产生的温室气体)的种类。
可选的，作为第i种原料气泄露产生的排放是根据以下公式确定的：
Ei＝(1-h)×FCi×(1-Ui)×(1-ai×di)。
其中，Ei表示预定时间段内该企业第i种原料气泄露产生的排放量。(1-h)表示生产过程中消耗了多少百分比的原料气。h表示生产过程中原料气容器中原料气的剩余比例。FCi表示预定时间段内该企业在整个半导体生产过程中。使用第i种原料气的使用量。Ui表示预定时间段内该企业第i种原料气的利用率。ai废气处理装置对第i种气体的收集效率。di表示废气处理装置对第i种原料气的去除效率。
可选的，作为第i种原料气产生的第j种副产品排放是根据以下公式确定的：
BPEi，j＝(1-h)×Bi，j×FCi×(1-ai×dj)。
其中，BPEi，j表示预定时间段内该企业第i种原料气产生的第j种副产品的排放量。(1-h)表示生产过程中消耗了多少百分比的原料气。h表示生产过程中原料气容器中原料气的剩余比例。FCi表示预定时间段内该企业在整个半导体生产过程中。使用第i种原料气的使用量。Bi，j表示第i种原料气产生第j种副产品的转化因子。ai表示废气处理装置对第i种气体的收集效率。dj表示废气处理装置对第j种副产品的去除效率。
作为另一示例，目标区域内的半导体企业的生产设备装有特定功能的含氟气体排放量探测仪，上述特定功能包括数值显示功能和传输功能。上述含氟气体排放量探测仪将所测得的半导体企业的含氟气体排放量返回给上述执行主体，根据步骤101，上述执行主体可以确定对上述目标区域内所确定数量的半导体企业中的每一个半导体企业的含氟气体的排放量。
步骤103，汇总各个半导体企业的含氟气体排放量，确定目标区域内的半导体企业的含氟气体排放总量。
在本实施例中，上述执行主体可以通过上述步骤102的两种示例方法获取上述目标区域内所确定数量的半导体企业中的每一个半导体企业的含氟气体排放量，从而通过求和的方式来确定该目标区域内半导体企业的含氟气体的排放总量。
步骤104，根据所述含氟气体排放总量和各个半导体企业的含氟气体排放量，控制目标区域内的半导体企业的含氟气体的排放。
在本实施例中，经上述步骤102，可以确定出上述目标区域内各个半导体企业的各个含氟气体的排放量，基于所确定的至少一个含氟气体排放量，确定第一预设阈值。作为示例，该第一预设阈值可以是上述至少一个含氟气体排放量的平均值。接下来，将上述目标区域内每个半导体企业含氟气体的排放量与上述第一预设阈值进行比对。并将排放量大于上述第一预设阈值的半导体企业确定为待减排半导体企业。如果上述目标区域的含氟气体排放总量大于第二预设阈值(该第二预设阈值可以是人为设定)，则执行主体给上述待减排半导体企业发布减排指令，从而实现对上述目标区域内含氟气体排放量的控制。
可选的，经上述步骤102，可以确定出目标区域内每一个半导体企业的含氟气体排放量。基于所确定的至少一个含氟气体排放量，将上述至少一个含氟气体排放量进行相互比对排名。将排名为前三名的确定为待减排半导体企业。经上述步骤103，可以确定目标区域内半导体企业的含氟气体排放总量。如果上述目标区域的含氟气体排放总量大于预设阈值(该预设阈值可以是人为设定)，则执行主体给上述待减排半导体企业发出减排指令。其中，上述接收到减排指令的半导体企业根据预设的减排规划执行含氟气体的减排操作。上述减排规划包括：接到减排指令的至少一个半导体企业可以减少半导体的生产直至解除减排指令。以此方式来实现对上述目标区域内含氟气体排放量的控制。
可选的，根据上述含氟气体排放总量和各个半导体企业的含氟气体排放量，控制目标区域内的半导体企业的含氟气体的排放，包括：首先，根据步骤102确定的各个半导体企业的含氟气体排放量，可以确定出排放量超过阈值的至少一个半导体企业。其次，对于上述至少一个半导体企业中的每个半导体企业，向监测车发送作业指令。上述作业指令包括该半导体企业的地理位置和企业类型(例如钢铁、化工、餐饮)。
其中，上述监测车可以执行如下步骤：
第一，可以根据上述地理位置信息定位到该半导体企业的抽样检测点。
上述抽样检测点是以上述半导体企业的地理位置信息所指示位置为圆心，以预定长度为半径所形成的圆内的任一位置点。
第二，根据企业类型信息确定采样模式。
具体地，企业类型为半导体时，则启动针对含氟气体而采样的采样模式；企业类型为化工时，则启动针对硫化氢而采样的采样模式等。
第三，启用所确定的采样模式，进行抽样检测作业。
上述监测车可以启用所确定的采样模式，进行抽样检测作业，获得抽样检测信息。抽样检测信息包括含氟气体的浓度信息和含氟气体的排放量信息。
第四，返回抽样检测信息。
可选的，对于上述至少一个半导体企业中的每个半导体企业，根据返回的抽样检测信息，向该半导体企业发送停产指令或者减产指令。例如，当返回的抽样检测信息中半导体企业的含氟气体的浓度和含氟气体排放量超过预设值(预设值是根据《大气污染物综合排放标准》新污染源大气氟化物排放限值二级标准设定)的50％，则向该半导体企业发送停产指令。当返回的抽样检测信息中半导体企业的含氟气体的浓度和含氟气体排放量超过预设值的20％，则向该半导体企业发送减产预设值的25％的指令。该实施方式实现了控制目标区域内目标企业的废气排放浓度和废气排放量。
以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种用于控制半导体生产过程中的含氟气体排放量的方法，包括：
确定目标区域内的半导体企业的数量；
对于所确定数量的半导体企业中的每一个，确定该企业的四氟化碳的排放量；
对于所确定数量的半导体企业中的每一个，确定该企业的三氟甲烷的排放量；
对于所确定数量的半导体企业中的每一个，确定该企业的六氟乙烷的排放量；
对于所确定数量的半导体企业中的每一个，确定该企业的六氟化硫的排放量；
对于所确定数量的半导体企业中的每一个，确定该企业的三氟化氮的排放量；
基于所确定的四氟化碳、三氟甲烷、六氟乙烷、六氟化硫、三氟化氮，确定每个半导体企业的含氟气体排放量；
汇总各个半导体企业的含氟气体排放量，确定目标区域内的半导体企业的含氟气体排放总量；
根据所述含氟气体排放总量和各个半导体企业的含氟气体排放量，控制目标区域内的半导体企业的含氟气体的排放。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含氟气体排放总量和各个半导体企业的含氟气体排放量，控制目标区域内的半导体企业的含氟气体的排放，包括：
响应于所述含氟气体排放总量超过预设阈值，向目标区域内的至少一个半导体企业发出减排指令，所述接收到减排指令的半导体企业根据预设的减排规划执行含氟气体的减排操作。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对于所确定数量的半导体企业中的每一个，确定该企业的四氟化碳的排放量，包括：
根据以下公式，确定该企业的四氟化碳的排放量：
Figure FDA0002110761540000021
其中，
Figure FDA0002110761540000022
表示半导体生产过程中的CF4排放量；
Figure FDA0002110761540000023
表示半导体生产过程的CF4使用量；
Figure FDA0002110761540000024
表示半导体生产过程CF4的平均排放系数。
4.根据权利1所述的方法，其特征在于，所述对于所确定数量的半导体企业中的每一个，确定该企业的三氟甲烷的排放量，包括：
根据以下公式，确定该企业的三氟甲烷的排放量：
EHFC-23＝ADHFC-23×EFHFC-23，其中，EFHC-23表示半导体生产过程的三氟甲烷排放量，ADHFC-23表示半导体生产过程的三氟甲烷使用量，EFHFC-23表示半导体生产过程三氟甲烷的平均排放系数。
5.根据权利1所述的方法，其特征在于，所述对于所确定数量的半导体企业中的每一个，确定该企业的六氟乙烷的排放量，包括：
根据以下公式，确定该企业的六氟乙烷的排放量：
Figure FDA0002110761540000025
其中，
Figure FDA0002110761540000026
表示半导体生产过程中的C2F6排放量，
Figure FDA0002110761540000027
表示半导体生产过程的C2F6使用量，
Figure FDA0002110761540000028
表示半导体生产过程C2F6的平均排放系数。
6.根据权利1所述的方法，其特征在于，所述对于所确定数量的半导体企业中的每一个，确定该企业的六氟化硫的排放量，包括：
根据以下公式，确定该企业的六氟化硫的排放量：
Figure FDA0002110761540000029
其中，
Figure FDA00021107615400000210
表示半导体生产过程中的SF6排放量，
Figure FDA00021107615400000212
表示半导体生产过程的SF6使用量，
Figure FDA00021107615400000211
表示半导体生产过程SF6的平均排放系数。
7.根据权利1所述的方法，其特征在于，所述对于所确定数量的半导体企业中的每一个，确定该企业的三氟化氮的排放量，包括：
根据以下公式，确定该企业的三氟化氮的排放量：
EFC＝∑iEi+∑i，jBPEi，j，其中，EFC表示可蚀工序与化学蒸汽沉积CVD腔室清洗工序产生的温室气体的排放量，Ei表示第i种原料气泄露产生的排放量，BPEi，j表示第i种原料气产生的第j种副产品的排放量，i表示原料气的种类，j表示副产品的种类。
8.根据权利7所述的方法，其特征在于，所述作为第i种原料气泄露产生的排放量是根据以下公式确定的：
Ei＝(1-h)×FCi×(1-Ui)×(1-ai×di)，其中，Ei表示第i种原料气泄露产生的排放量，(1-h)表示生产过程中消耗了多少百分比的原料气，h表示生产过程中原料气容器中原料气的剩余比例，FCi表示在整个半导体生产过程中，使用第i种原料气的使用量，Ui表示第i种原料气的利用率，ai废气处理装置对第i种气体的收集效率，di表示废气处理装置对第i种原料气的去除效率。
9.根据权利7所述的方法，其特征在于，所述作为第i种原料气产生的第j种副产品排放是根据以下公式确定的：
BPEi，j＝(1-h)×Bi，j×FCi×(1-ai×dj)，其中，BPEi，j表示第i种原料气产生的第j种副产品的排放量，(1-h)表示生产过程中消耗了多少百分比的原料气，h表示生产过程中原料气容器中原料气的剩余比例，FCi表示在整个半导体生产过程中，使用第i种原料气的使用量，Bi，j表示第i种原料气产生第j种副产品的转化因子，ai表示废气处理装置对第i种气体的收集效率，dj表示废气处理装置对第j种副产品的去除效率。
10.根据权利要求1-9之一所述的方法，其特征在于，所述含氟气体排放总量和各个半导体企业的含氟气体排放量，控制目标区域内的半导体企业的含氟气体的排放，包括：
根据各个半导体企业的含氟气体排放量，确定出排放量超过阈值的至少一个半导体企业；
对于所述至少一个半导体企业中的每个半导体企业，向监测车发送作业指令，所述作业指令包括该半导体企业的地理位置信息和企业类型信息，其中所述监测车：根据所述地理位置信息行驶到该半导体企业的抽样检测点；根据企业类型信息确定采样模式；启用所确定的采样模式，进行抽样检测作业；返回抽样检测信息；
对于所述至少一个半导体企业中的每个半导体企业，根据返回的抽样检测信息，向该半导体企业发送停产指令或者减排指令。
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