6.2.1 Выбор метода

Точность оценки выбросов зависит от метода. В рамках Методических рекомендаций рассмотрены методы оценки выбросов уровня 1 и 2. Метод уровня 1 - наименее точный метод оценки; его следует применять только в тех случаях, когда нет данных на уровне предприятия. В разделе представлены общие подходы к оценкам уровня 2. Более подробные методологические рекомендации по методу уровня 2 содержатся в Р-2006 (Межправительственная, 2006).

6.2.1.1 Травление и чистка ХОПФ для полупроводников, жидкокристаллических дисплеев и фотоэлектрических элементов

Структура и интенсивность выбросов зависят от газов, применяемых при производстве различных типов электронных устройств, технологии производства (от типа процесса, например, ХОПФ или травление), изготовителя оборудования, применяемого для снижения выбросов ФС, эффективность которого зависит от корректности организации работы и технического обслуживания оборудования в соответствии со спецификациями производителя.

В текущий раздел включены методы оценки выбросов от использования жидких ФС уровня 1 и 2. Уровень 2 подразделяется на 2a и 2b, которые отличаются степенью детализации. Выбор методов зависит от наличия данных. В методе уровня 1 используются коэффициенты МГЭИК и не учитывается применение технологии снижения выбросов. Методы уровня 2a и 2b можно комбинировать, получая более точные оценки по сравнению с применением только метода уровня 2a. Однако метод уровня 1 не следует комбинировать с другими методами.

Метод уровня 1

Метод уровня 1 предназначен для получения суммарной оценки выбросов ФС, при этом выбросы различных газов учитываются отдельно (уравнение 6.1).

Уравнение 6.1

Метод уровня 1 для оценки выбросов ФС

где:

FC_i = выбросы i-го ФС газа, масса газа i;

EF_i = коэффициент выбросов i-го ФС газа, равный массе выбросов в год на площадь поверхности подложек для данного класса продукции (масса газа i)/м²;

C_u = коэффициент использования годовой мощности завода, дробь;

C_d = годовая проектная производственная мощность, Гм², обработанных подложек (Мм² только для производства ФЭЭ);

C_ФЭЭ = доля производства ФЭЭ с использованием ФС, дробь;

= 1, если применяется уравнение 6.1 к производству ФЭЭ, и 0, если применяется уравнение 6.1 к производству полупроводников или TFT-дисплеи, в относительных единицах.

Расчет выбросов основан на коэффициентах выбросов МГЭИК по секторам выпускаемой электронной продукции (полупроводники, TFT-дисплеи или ФЭЭ). Коэффициенты выбросов выражают средние выбросы на единицу площади подложки (например, кремния, TFT-дисплея или ФЭЭ), потребленной при производстве. Для всех классов электронной продукции коэффициенты выбросов умножают на годовой коэффициент использования мощностей (C_u, дробь) и годовую проектную мощность (Cd, в квадратных гигаметрах (Гм²) обработанных подложек). Произведение (C_u · C_d) равно площади подложек, потребленных в электронном производстве. Результат расчета представляет собой сумму годовых выбросов (выраженных в кг) для каждого класса электронных продукций. Поскольку использование ФС при производстве ФЭЭ меняется в широких пределах, то для оценки выбросов ФС от производства ФЭЭ необходим третий коэффициент для учета той доли производства ФЭЭ, в которой применяется ФС.

Метод уровня 2a

Этот метод рассчитывает выбросы для каждого типа ФС на основании данных отдельных компаний о потреблении газа и о технологиях очистки выбросов. Для применения метода уровня 2a составители кадастра должны напрямую запрашивать с предприятий информацию о наличии и фактическом использовании технологий очистки выбросов.

Суммарные выбросы равны сумме выбросов ФС газа i, используемого в процессе производства, плюс выбросы побочных продуктов: CF₄, C₂F₆, CHF₃ и C₃F₈, образовавшихся из газа i. См. уравнения 6.2 и 6.3.

Уравнение 6.2

Метод уровня 2a для оценки выбросов ФС

E_i = (1 - h) · FC_i · (1 - U_i) · (1 - а_i · d_i),

где:

E_i = выбросы газа i, кг;

FC_i = потребление газа i (например, CF₄, C₂F₆, C₃F₈, ц-C₄F₈, ц-C₄F₈O, C₄F₆, C₅F₈, CHF₃, CH₂F₂, NF₃, SF₆), кг;

h = часть газа, остающаяся в транспортном контейнере после использования, дробь;

U_i = рабочий расход газа i (доля разложившегося или химически превращенного газа), дробь;

a_i = объемная доля газа i, израсходованного в процессах с применением технологий очистки выбросов (для компании или завода), дробь;

d_i = доля газа i, разрушенного с помощью технологии очистки выбросов, дробь.

Уравнение 6.3

Выбросы побочного продукта j (CF₄, C₂F₆, CHF₃, C₃F₈)

BPE_j,i = (1 - h) · B_j,i · FC_i · (1 - U_i) · (1 - а_i · d_j),

где:

BPE_j,i = выбросы побочного продукта j (CF₄, C₂F₆, CHF₃, C₃F₈) от израсходованного газа i, кг;

B_j,i = коэффициент выбросов, кг образовавшегося j (CF₄, C₂F₆, CHF₃, C₃F₈)/кг израсходованного газа i;

d_j = доля побочного продукта j (CF₄, C₂F₆, CHF₃, C₃F₈), разрушенного с помощью технологии очистки выбросов, дробь.

После расчета выбросов газа i (E_i) и выбросов побочных продуктов: CF₄, C₂F₆, CHF₃ и C₃F₈ для каждого газа (BPE_CF4i, BPE_C2F6i, BPE_CHF3i и BPE_C3F8i) составители кадастра должны просуммировать эти выбросы по всем газам, чтобы получить полные суммарные выбросы ФС.

Метод уровня 2b

Метод уровня 2b применим для производства полупроводников и ТПТ-ППД.

Для метода уровня 2b необходимы данные о суммарных количествах каждого газа, введенного во все процессы травления и во все процессы чистки (FC_ip). Таким образом, этот метод разграничивает только крупные типы процессов (травление или чистка камер ХОПФ), но не делает различий между многочисленными вариантами процессов или их небольшими подтипами. Выбросы в результате использования конкретного ФС состоят из выбросов самого газа i плюс выбросы CF₄, C₂F₆, CHF₃ и C₃F₈, образовавшихся в качестве побочных продуктов в процессе использования газа i. Следующий расчет следует повторить для каждого газа в каждом типе процесса:

Уравнение 6.4

Метод уровня 2b для оценки выбросов ФС

где:

E_i = выбросы газа i, кг;

p = тип процесса (травление или чистка камер для ХОПФ);

FC_i,p = потребление газа i, введенного в процесс типа p (например, CF₄, C₂F₆, C₃F₈, ц-C₄F₈, ц-C₄F₈O, C₄F₆, C₅F₈, CHF₃, CH₂F₂, NF₃, SF₆), кг;

h = часть газа, остающаяся в транспортном контейнере после использования, дробь;

U_i,p = рабочий расход для каждого газа i и процесса типа p (часть, разрушенная или химически преобразованная), дробь;

a_i,p = объемная доля газа i, введенного в процесс типа p с применением технологий очистки выбросов (для компании или завода), дробь;

d_i,p = доля газа i, разрушенного с помощью технологии очистки выбросов, применяемой в процессе типа p (если в процессе типа p используется более одной технологии очистки выбросов, то d_i,p = среднее значение доли, разрушенной с помощью этих технологий очистки, в которых каждая доля взвешена по отношению к количеству газа, вводимому в аппарат соответствующей технологии очистки), дробь.

Уравнение 6.5

Выбросы побочного продукта j (CF₄, C₂F₆, CHF₃, C₃F₈)

где:

BPE_j,i = выбросы побочного продукта j (CF₄, C₂F₆, CHF₃, C₃F₈), образовавшегося из газа i, кг;

B_j,i = коэффициент выбросов для побочного продукта j (CF₄, C₂F₆, CHF₃, C₃F₈), образовавшегося из газа i в процессе типа p, кг образовавшегося j (CF₄, C₂F₆, CHF₃, C₃F₈)/кг израсходованного газа i;

d_j = доля побочного продукта j (CF₄, C₂F₆, CHF₃, C₃F₈), разрушенного с помощью технологии очистки выбросов в процессе типа p (например, тип очистки выбросов из таблицы 6.6), дробь.

Обратите внимание, что среди материалов, которые обычно используются при травлении и чистке, многочисленные ФС могут применяться одновременно, а выбросы побочных продукции CF₄, C₂F₆, CHF₃ или C₃F₈ могут происходить от разрушения одного отдельного ФС. В таких случаях выбросы побочных продукции CF₄, C₂F₆, CHF₃ или C₃F₈ следует отражать в отчете как производные от ФС с наибольшим массовым расходом.

6.2.1.2 Теплопроводящие жидкости

Метод уровня 1

Расчет уровня 1 основан на коэффициенте выбросов, который равен средним выбросам на единицу кремния, потребленного при производстве полупроводников (уравнение 6.6).

Уравнение 6.6

Метод уровня 1 для оценки общих выбросов ФС

от теплопроводящих жидкостей

FC_{жидк.всего} = EF_i · C_u · C_d,

где:

FC_{жидк.всего} = общие выбросы ФС, выраженные в виде массы C₆F₁₄, Мт C₆F₁₄;

EF_i = коэффициент выбросов (усредненные выбросы ФС на Гм² кремния, потребленного за период, выраженные в единицах массы C₆F₁₄ (см. таблицу 6.2.)), Мт C₆F₁₄/Гм²;

C_u = средний коэффициент использования мощностей для всех предприятий по производству полупроводников за период, доля;

C_d = проектная мощность предприятий по производству полупроводников в регионе, Гм².

Метод уровня 2

Метод уровня 2 основан на балансе масс и учитывает потребление ФС за год (уравнение 6.7). Метод используется в том случае, если известны данные на уровне компании. В течение года жидкие ФС применяются для заполнения нового оборудования и для замены ФС, потерянного из старого оборудования в результате испарения. Метод уровня 2 пренебрегает потерями жидкости в процессе заполнения нового или уже работающего оборудования и при списании отработавшего оборудования (что вполне понятно для таких дорогих жидкостей). Составители кадастра должны запрашивать у компаний сведения о химическом составе жидкостей, для которых проводится оценка выбросов.

Уравнение 6.13

Метод уровня 2 для оценки выбросов ФС

от теплопроводящих жидкостей

FC_i = p_i · [I_i,t-1 (1) + P_i,t (1) - N_i,t (1) +

+ R_i,t (1) - I_i,t (1) - D_i,t (1)],

где:

FC_i = выбросы ФС_i, кг;

p_i = плотность жидкого ФС_i, кг/литр;

I_i,t-₁ (1) = запас жидкого ФС_i в конце предыдущего периода, литры;

P_i,t (1) = нетто-закупки жидкого ФС_i за период (нетто от всех покупок и возврата), литры;

N_i,t (1) = общий объем заливки (или паспортная емкость) для нового, неработавшего оборудования, литры

R_i,t (1) = общий объем заливки (или паспортная емкость) для списанного или проданного оборудования, литры

I_i,t (1) = запас жидкого ФС_i в конце периода, литры;

D_i,t (1) = количество ФС_i, извлеченное из отработанного оборудования и перемещенное за пределы предприятия, за период, литры.