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CM-054-V01半导体生产设施中安装减排系统减少CF4排放项目自愿减排方法学.pdf

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CM-054-V01半导体生产设施中安装减排系统减少CF4排放项目自愿减排方法学.pdf

1/22 CM-054-V01 半导体生产设施中安装减排系统减少 CF4排放 (第一版) 一、 来源、定义与适用范围 1. 来源 本方法学参考 UNFCCC EB 的 CDM 项目方法学 AM0096 CF4emission reduction from installation of an abatement system in a semiconductor manufacturing facility(第 1.0 版),可在以下网址查询http//cdm.unfccc.int/methodologies/DB/SF95S0OW4343SA06Z6FUUXYD0FFTCT 本方法学也参考以下工具的最新批准版本 y 化石燃料燃烧导致的项目或泄漏二氧化碳排放计算工具; y 电力消耗导致的基准线、项目和 /或泄漏排放计算工具; y 基准线情景识别与额外性论证组合工具。 2. 定义 出于使用本方法学之目的,下述定义适用 四极质谱仪( QMS) 四极质谱仪是一种分析系统,其工作原理是将需进行定量分析的原子或分子电离成离子,并按照 荷质比进行分离。分离之后,使用法拉第杯或电子倍增器收集离子化的物种。 得出的电流与废气样品中检测到的物种浓度成比例。 QMS 支持确定流出气流中存在的物种类型,分析其时间依赖性,包括所存在类型物种的分压力。 稳定化学物种 指不干扰所发生的反应,在洗涤器内无法被破坏的化学物种(如氦和氪)。 刻蚀工艺 清除晶体上的薄膜的半导体生产工 艺。在半导体生产过程中,常用的一种工艺是干法刻蚀,其中将使用氟化气体。 3. 适用范围 本方法学适用于现有半导体生产设施安装催化氧化设备(减排系统),从而减少半导体刻蚀工艺 CF4排放的项目活动。本方法学仅适用于减少 CF4排放。本方法学不允许使用其他刻蚀气。 本方法学适用需具备下列条件 y 本方法学仅适用于截至 2010 年 1 月 31 日,拥有至少三年已采购 CF4、以及半导体衬底库存和产量的信息的现有生产线。计入期限于自项目活动生效起,现有生产线的剩余使用寿命; y 实施项目活动前三年内,未减少生产线的 CF4排放,且现有生产线亦 2/22 未安装减排设备; y CF4并非临时存储或消耗,以便进行后续减排; y 在实施项目活动前三年内,生产线排放的 CF4均被排放至大气中; y 所在国家没有法律法规强制要求分解、减排、回收或替换 CF4,或包含CF4的排放气体中的任何组成部分; y CF4减排应在使用 CF4的同一个工业场所进行;且用于减排的 CF4并非从其他设施输入; y 关于确定流向减排系统 CF4流量的测量工作应在减排设备之前直接进行,中间不应有能够通过反应、稀释或分解改变 CF4流量的其他任何设备; y 减排系统的最大处理能力根据观测到的历史流量进行调整。从所有反应室进入减排系统的 CF4最大流量低于减排系统的最大减排能力,废气( CF4和其他所有伴生气体与稀释气体)总流量不应超过减排系统的总流量。 y 技术提供方或项目参与方提供的测试数据证明,减排系统不生成已知的非二氧化碳温室气体,如含氟化合物,包括在监测层面非属京都议定书规定的气体;以及 y 按照其目前的形式,该方法学不适用 于减少化学气相沉淀( CVD)工艺 PFC 排放的项目活动。 y 生产设施已经取得关于健康与安全的必要许可,以便安装和操作减排系统与监测设施; 此外,上文所述工具的使用条件同样适用于本方法学。 最后,仅有根据下文 “选择基准情景与证明额外性 ”章节确定的最可信的基准情景为 B2现有情景(直接排放 CF4废气)的延续时,本方法学方可适用。 二、 基准方法程序 1. 项目边界 项目的物理边界包括将进行 CF4减排的半导体生产设施。项目边界如下图所示 y 半导体生产设施内刻蚀工艺排放的气体;以及 y CF4减排系统 排 设C4F气 体应 室缸 内供 气型、器 人打 开刻 蚀体,捕 捉排 放如图 1 所设 施的出口在刻蚀 工6等刻蚀 气体 存放与 供将购买 的室 的供气 管内 的气体 数气 管线电 磁目前一 条衬底类 型若一种 半人 放置在 反开 刻蚀工 艺蚀 工艺。 一由机器 人废气将 进捉 用于测 算项目范围放 源 所 示,项目气体(样 本工 艺中,干 法气 ,刻蚀掉 选供 应区域的 气的 CF4储存管 道连接。 C数 量达到原 始磁 阀将自动 关条 生产线有 数型 ,以及刻 蚀半 导体衬底 需反 应室内, 为艺 反应室内 的一 旦达到一 定人 将半导体 衬进 入减排系 统算 浓度。减 排内包括或 不表 1图范围将包 括本 输出)。法 刻蚀工 艺选 择性的 薄气 缸向生 产在 金属气 缸F4气体 的始 数量的 1关 闭,连 接数 百个刻 蚀蚀 工艺反 应需 要接触 C为 每个反 应的 射频电 源定 的接触 时衬 底移出 刻统 进行销 毁排 系统未 摧不 包括的 温项目范 围气体3/221项目 边括 刻蚀工 艺艺 使用 Cl2,薄 膜(如 Si,产 线供应。缸 中,并 运的 压力由自 动0(根 据接 到新气缸 的蚀 工艺反 应应 室制造商 的F4气体 一应 室安装的 电源 ,将 CF4时 间,关闭 质刻 蚀工艺反 应毁 。该气体摧 毁的 CF4气温 室气体见 表围 内包括或 不是否包括边 界 艺 排出的废 气BCl3, CF4SiO2, Si3N运 输到指定 区动 气体供 应IPCC 指 导的 电磁阀 将应 室。 CF4气的 不同而 有一 定的时间,电 磁阀将 打气体转变 成质 量流量 控应 室。 的样本, 以气 体将由 系表 1。 不 包括的 排原因 /说明气 (样品 输, CHF3, N4)。刻 蚀区 域,与 连应 系统持 续导 准则),将 打开。 气 体的曝 光有 所不同。 则该半 导打 开,使 C成 等离子 状控 制器,停 止以 及所选 惰统馈出。 排 放源 输 入),以 及F3, SF6, CH蚀 气由位于 指连 通刻蚀工 艺续 监控。一 旦连接到气 缸光 时间因产 品导 体衬底应 由F4气体流 入状 态,从而 开止 接触 CF惰 性气体, 将及 减3F, 指 定艺 反旦 气缸 的品 类由 机入 。开 始4气将 被 4/22 基准线刻蚀工艺未被销毁或转变,并被直接排放到大气中的气体 CF4是 这是项目情景减排的主要气体 项目活动未减排的 CF4与 CO2排放 CO2是 源自减排技术所使用的电力和其他燃料,以及减排系统中 CF4氧化所产生的 CO2CF4 2H2O CO2 4HF CF4 是 减排系统未销毁的 CF4气体 因项目活动产生的电力消耗 CO2是 可能是重要的排放源 CH4否 因简化目的排除。该排放源被假定为非常小 N2O 否 因简化目的排除。该排放源被假定为非常小 因项目活动产生的化石燃料消耗 CO2是 可能是重要的排放源 CH4否 因简化目的排除。该排放源被假定为非常小 N2O 否 因简化目的排除。该排放源被假定为非常小 2. 选择基准情景和证明额外性 选择基准情景和证明额外性,应使用最新版本的 “基准线情景识别与额外性论证组合工具 ”进行。使用该工具时,还应遵循下列准则。 应用该工具 “子步骤 1a”时,可选情景应包括所有现实的、可信的,并且符合所在国家现行法律法规的项目活动可选方案。 应对下述可能的情景进行评估,尤其是 B1在未注册为自愿减排项目活动的情况下,通过催化 氧化系统(拟议项目活动)进行减排; B2目前做法的延续(直接排放 CF4废气); B3通过其他技术进行减排,如使用燃料的燃烧器 洗涤器设备,电动加热的热洗涤器设备,或大气 /压缩等离子设备; 5/22 B4工艺优化(对工艺中消耗的 CF4气体进行监测和最小化); B5替换刻蚀化学物(在工艺中,用更低或无全球变暖 潜力的气体代替高全球变暖潜力气体); B6捕获 /回收过程中排放的 CF4气体。 在应用工具 “步骤 3”(投资分析)时,应遵循下列准则 每一个情景均应在财务指标中包括对所有相关成本和可能收益(如果有)的计算。如相关,其中应包括(但不限于) y 为额外安装设备支付的成本; y 按照最低估算,投资项目的额外劳动力成本; y 为进行试验所用气体支付的成本; y 现时成本,以及项目活动开始后刻蚀 气的预期未来成本(可变成本); (注目前,项目所用的 CF4气体的价格根据公共机构或政府间公共实体的公共或官方出版物进行估算。另外一种方式是使用 CF4气体供应商提供的价格1。假设刻蚀气的未来价格与当前价格保持不变。) y 项目活动的货币化收益。 包括一项敏感性分析,用以评估关键假设合理变化时财务吸引力的结论是否成立。 在应用工具 “步骤 4”时,应遵循下列准则 证明项目活动在相关地理区域内,并非半导体行业的习惯做法(如常见实践障碍分析中所述)。 3. 基准排放 基准排放的计算方式如下 4,4 CFyCFyGWPkEBE 1 其中 BEy y 年的基准排放量( t CO2e) ECF4,y y 年基准排放的符合条件的 CF4气体总量( t CF4) k 预防故意增加进入刻蚀工艺的 CF4气体的折现系数 1项目开始后替代气体的预计价格由 DOE 根据合理性原则审核。价格变化不应该超过预计价格的15 /kg。 6/22 GWPCF4 CF4的全球变暖潜力( t CO2e/t CF4) 确定 ECF4,yy 年基准排放的符合条件的 CF4气体总量由下列最小值确定 a y 年进入减排系统的 CF4数量; b y 年刻蚀工艺之后理论上估算的 CF4排放量;以及 c 历史年份刻蚀工艺之后理论上估算的 CF4排放量。 由此可以避免通过故意增加 CF4消耗量高估基准排放的可能性。 { }252.0;252.0;min,4,4,,4,4histCFyCFyinCFyCFXXEE 2 其中 ECF4,y y 年基准排放的符合条件的 CF4气体总量( t CF4) ECF4,in,y y 年进入减排系统的 CF4气体总量( t CF4) XCF4,y y 年消耗的 CF4气体总量( t CF4) XCF4,hist 历史上消耗的 CF4气体总量(实施项目计划之前)( t CF4) 0.252 工艺过程中未被销毁或转变的 CF4比例。根据 IPCC 2006 年指南关于销毁 /分解的默认系数( 0.3),并考虑到 60的不确定性,以及运输及装修中剩余气体部分的默认值 0.10 得出最终比例 1-0.3 x 0.4 x 1-0.10 0.252 确定 ECF4,in,y计算 y 年进入减排系统的 CF4气体总量,应将体积流速乘以入口的 CF4浓度,公式如下 ∑⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛ppinCFpinyinCFCQEp,,4,,,T15.27310009.123432其中 ECF4,in,y y 年进入减排系统的 CF4气体总量( t CF4) CCF4,in,p 在监测区间 p 进入减排系统的气体中 CF4的浓度( ppm) 2用于向导管中添加氦的质量流量控制器,应定期校准到标准条件, 273.15 K 与 1 atm 7/22 Qin,p 在监测区间 p 进入减排系统的气体的体积流速( m3/秒) 123.93 将 ppm-m3/秒换算成 kg/年的换算系数 Tp 在区间 p 内 MFC 的温度( K) p 测量区间( 15 分钟) 确定 Qin,pQin,p(进入减排系统的气体的体积流速),应根据 Lee 等在 2007 年采用的EPA“电子生产中氟化温室气体减排设备销毁或清除效率( DRE)测算协议 ”进行测算,其中流速则通过在生产线中添加 稳定化学物种作为内部参考进行测算,并通过测量稳定化学物种的分压力进行估算,如上述图 1 所示。应注意,稳定化学物种必须不干扰分析,并且在工艺过程中 不会被破坏。例如,稳定化学物种为氦( He)和氪( Kr)。 进入减排系统之前,这些稳定化学物 种将被以经过校准的、固定的流速QHe,p添加到导管中。其将与刻蚀工艺排放的废气一同被旁路导管采集,作为气体样本。该样本将被馈送至 QMS,以获得 CF4与氦气的气体摩尔分数,之后被泵送至主导管,并进入减排系统。应注意, 惰性气体流必须进行持续监测,其将作为精确度最高的监测参数。此外,信噪比为 2( S/N 2)的 QMS 监测极限应低于氦气摩尔分数的十分之一。并且每一 个体积数据或参数均必须指代一个压力和一个温度,并用于计算;所有数据或参数应基于相同的基准( 101,325 kPa 和 273.15 K 作为进行计算的基准条件)。 因此,进入减排系统的气体的体积流速应通过下列公式确定 1001100,,,,.,,,⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−−−−pinbgHepinHepinbgHepHepinCCCQQ 4 其中 Qin,p 在监测区间 p 进入减排系统的气体的体积流速( m3/sec) QHe,p 在监测区间 p 进入减排系统前被添加到导管的氦气校准流速( m3/sec) CHe,bg-in,p 在监测区间 p 从刻蚀工艺进入减排系统的废气中的氦气浓度,无需注入校准后的氦气,可使用 QMS 直接测量 mol/mol 31 ppm-m3/sec x 10-6m3/ppm / 22.4 L/mol x 0.088 kg/mol x 3600 sec/hr x 8760 hr/yr 123.9 kg/yr. 8/22 CHe,in,p 在监测区间 p 进入减排系统的氦气浓度,可在添加校准流速的氦气后,使用 QMS 直接测量 mol/mol 确定 XCF4,hist 3,42,41,4,4;;max−−−CFCFCFhistCFXXXX 5 其中 XCF4,hist 历史上的 CF4消耗量(实施项目活动之前)( t CF4) XCF4,-1, XCF4,-2, XCF4,-3 实施项目活动之前年份的 CF4消耗量( -1 为一年前, -2 为两年前, -3 为三年前)( t CF4) 确定 k k 的数值应以下列方式确定 若 RCF4,hist≥ RCF4,y,则 k1 6 或者 yCFhistCFRRk,4,4 7 其中 k 避免故意增加进入刻蚀工艺的 CF4的折现系数(分数) RCF4,hist 处理后的半导体衬底表面面积的 CF4历史消耗比率( t CF4/m2) RCF4,y y 年处理的半导体衬底表面面积的 CF4消耗比率( t CF4/m2) 确定 RCF4,hist处理后的半导体衬底表面面积的 CF4历史消耗比率( RCF4,hist)按下列方式确定 ⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−−−−−−0009.0;;;min33,422,411,4,4SPXSPXSPXRCFCFCFhistCF8 其中 RCF4,hist 处理后的半导体衬底表面面积的 CF4历史消耗比率( t CF4/m2) XCF4,-1, XCF4,-2, 实施项目活动之前年份的 CF4消耗量( -1 为一年前, -2 为两年 9/22 XCF4,-3前, -3 为三年前)( t CF4) SP-1, SP-2, SP-3 实施项目活动之前年份的半导体衬底产量( -1 为一年前, -2 为两年前, -3 为三年前)( t CF4) 0.0009 IPCC 2006 年指南,针对半导体行业 CF4排放的 1 级特定气体排放系数( t CF4/m2)( 0.9 kg-CF4/m2衬底) 确定 RCF4,yyyCFyCFSPXR,4,4 9 其中 RCF4,y y 年处理的半导体衬底表面面积的 CF4消耗比率( t CF4/m2) XCF4,y y 年 CF4消耗量( t CF4) SPy y 年半导体衬底产量( m2) 4. 项目排放 项目排放包括 a 减排系统排放的未处理的 CF4; b 项目活动消耗化石燃料或电力产生的二氧化碳排放,包括减排系统的运行;以及 c 减排系统附带排放的二氧化碳(在减排过程中通过将 CF4转变成CO2)。 项目排放计算方式如下 yCOyECyFCyCFyPEPEPEPEPE,,,,42 10 其中 PEy y 年的项目排放( t CO2e) PECF4,y y 年因减排系统排放 CF4产生的项目排放( t CO2e) PEFC,y y 年因化石燃料燃烧产生的项目排放( t CO2e) PEEC,y y 年因电力消耗产生的项目排放( t CO2e) PECO2,y y 年因减排系统附带排放的 CO2产生的项目排放( t CO2e) 10/22 步骤 1确定因减排系统排放 CF4产生的项目排放量 减排系统排放 CF4产生的排放量通过下列公式进行估算 4,,4,4 CFyoutCFyCFGWPEPE ⋅ 11 其中 PECF4,y y 年因减排系统排放 CF4产生的项目排放( t CO2e) ECF4,out,y y 年从减排系统排放的 CF4数量( t CF4) GWPCF4 CF4的全球变暖潜力( t CO2e/t CF4) 确定 ECF4,out,yy 年减排系统排放的 CF4数量( ECF4,out,y)应通过下列公式确定 ∑⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛qqoutCFqoutyoutCFCQEq,,4,,,T15.27310009.123412 其中 ECF4,out,y y 年减排系统排放的 CF4数量( t CF4) CCF4,out,q 监测区间 q 减排系统排放气体中的 CF4浓度( ppm) Qout,q 监测区间 q 减排系统排放气体体积流速( m3/秒) Tq 区间 q 中 MFC 的温度( K) q 测量区间( 15 分钟) 确定 Qout,q估算减排系统气体出口混合物的流速( Qout,q)时,也采用与前文类似的方法(确定 Qin,p)。 1001100,,,,,,,,⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−−−−qoutbgHeqoutHeqoutbgHepHeqoutCCCQQ 13 其中 Qout,q 监测区间 q 减排系统排放气体的体积流速( m3/秒) QHe,p 在监测区间 p 进入减排系统之前添加到导管的氦气校准流速( m3/秒) 11/22 CHe,bg-out,q 在监测区间 q 减排系统出气口无需注入校准氦气便可直接测量的混合物中的氦气浓度( mol/mol) CHe,out,q 在监测区间 q 从减排系统排放,可在添加校准流速的氦气后直接测量的氦气浓度 mol/mol 步骤 2确定因化石燃料燃烧产生的项目排放 计算 y 年因化石燃料燃烧产生的项目排放( PEFC,y),应使用最新公认版本的 “化石燃料燃烧导致的项目或泄漏二氧化碳排放计算工具 ”,其中的 j 代表项目活动的所有化石燃料消耗源,包括减排系统 。所有排放源应在项目设计文件中明确记录。 步骤 3确定因电力消耗产生的项目排放 计算 y 年因电力消耗产生的项目排放( PEEC,y),应使用最新公认版本的“电力消耗导致的基准线、项目和 /或泄漏排放计算工具 ”,其中的电力消耗源 j代表项目活动的所有电力消耗源,包括减排系 统。所有排放源应在项目设计文件中明确记录。 步骤 4确定因减排系统附带排放 CO2产生的项目排放 减排系统附带排放 CO2产生的排放量(通过将被销毁的 CF4转变成 CO2)计算方法如下 24424,,,,, COCFyoutCFyinCFyCOMWMWEEPE −414 其中 PECO2,y 因减排系统附带排放 CO2产生的项目排放( t CO2e) ECF4,in,y y 年进入减排系统的 CF4数量( t CF4) ECF4,out,y y 年从减排系统排出的 CF4数量( t CF4) MWCF4 CF4的分子质量( 88.003 克 /摩尔) MWCO2 CO2的分子质量( 44.009 克 /摩尔) 5. 泄漏 未考虑泄漏排放。 4该等式依据化学反应式 CF4 2H2O CO2 4HF。该反应式表示减排系统每减排 1 摩尔 CF4,将排放 1摩尔 CO2。 12/22 6. 减排量 减排量计算方式如下 yyyPEBEER − 15 其中 ERy y 年的减排量( t CO2e) BEy y 年的基准排放量( t CO2e) PEy y 年的项目排放量( t CO2e) 7. 未监测的数据与参数 除下表所列参数外,本方法学涉及到的工具中有关未监测数据和参数的规定同样适用。 数据 /参数 GWPCF4数据单位 t CO2e/t CF4说明 CF4的全球变暖潜力数据来源 采用数值 7,390 IPCC 第四次评估报告 测算流程(若有) - 备注 - 数据 /参数 XCF4,-1; XCF4,-2; XCF4,-3数据单位 t CF4说明 实施项目活动之前年份的 CF4消耗量( -1 为一年前, -2 为两年前, -3为三年前) 数据来源 项目参与者,根据购买记录与清单 测算流程(若 - 13/22 有) 备注 消耗量定义为一年购买的 CF4总量,并将同一年的 CF4清单变化考虑在内 数据 /参数 SP-1; SP-2; SP-3数据单位 m2说明 实施项目活动之前年份的半导体衬底产量( -1 为一年前, -2 为两年前, -3 为三年前) 数据来源 项目参与者,根据购买记录与清单 测算流程(若有) - 备注 - 三、 监测方法学 1. 一般监测要求 项目参与者应在每个计入年直接监测与基准和项目排放估算相关的所有关键参数。项目参与者应持续监测的 CF4消耗量和所有关键工艺参数(体积流速、 CF4和与氦气的浓度、温度),确保不偏离工艺设定值。作为监测方法的一部分,项目参与者还需记录所有重大变化,记录 和遵循恰当的维护程序。项目支持者应从减排量中扣除因设备校准、或影响项 目排放计算的设备故障或其他维修活动产生的排放量。监测方法学要素如下。 应对监测收集的所有数据进行电子存档,并在计入期结束后保存至少 2 年。应对监测表格之外的所有数据进行监测。应根 据相关行业标准,对校准后的测算数据进行测算。 本方法学提及的工具中的监测规定同样适用。 将 QMS 系统的信号强度(离子电流)转换成 CF4 的质量 首先,计算基于标准气体的每一种化学品的默认值。 CF4与氦气的标准气体将分别通过特定压力注入 QMS 系统。 “氦气 ” 密度是估算流速的必要因素,将在后文解释。这些标准气体将被用于确定 CF4与氦气的敏感性,之后将被用 14/22 于估算下列等式中在线气体样品的 CF4浓度。 QMS 将直接测量标准气体的离子电流。结合已知的标准气体浓度,敏感性计算如下 4444CFstdCFstdCFstdCFCPISen−−− 16 HestdHestdHestdHeCPISen−−− 17 其中 SenCF4 CF4峰值的敏感性 Amp/mbarmol/mol SenHe 氦气峰值的敏感性 Amp/mbarmol/mol Istd-CF4 CF4峰值的离子电流( Amp),即通过注入 CF4标准气体从 QMS获得的信号强度 Istd-He 氦气峰值的离子电流( Amp),即通过注入氦气标准气体从QMS 获得的信号强度 Pstd-CF4 通过进气系统真空压力计( mbar)的直接测量结果获得的 CF4标准气体的注入压力 Pstd-He 通过进气系统真空压力计( mbar)的直接测量结果获得的氦气标准气体的注入压力 Cstd-CF4 标准气体混合物中的 CF4浓度( mol/mol) Cstd-CF4 标准气体混合物中的氦气浓度( mol/mol) 每一种化合物( Senstd-CF4与 Senstd-He)的敏感性数值将定期进行检查。减排系统运行期间, QMS 将持续测量离子电流( I)的数值。结合 QMS 前端进气系统直接测量的注入压力(即总进气口的压力), CF4离子电流将被用于使用下列公式估算 CF4的浓度 4410014CFinletCFCFCPSenI 18 其中 ICF4 CF4峰值的离子电流( Amp),即从 QMS 获得的信号强度 Pinlet 通过真空压力计( mbar)的直接测量结果获得的进气口的注入压力 CCF4 进气口的 CF4浓度( mol/mol) 15/22 SenCF4 CF4峰值的敏感性 Amp/mbarmol/mol 请注意,将 PFC 物质的分子压力转变成浓度的方法(公式 16、 17 和 18),将自动执行,将在后文监测方法部分进行解释。 监测减排系统 维护计划 若减排系统未正确维护,则减排性能也可能下降。 项目参与者应保证遵守维护流程,最少应按制造商建议的频率进行维护。项目参与者应向经国家主管部门备案的审定 /核证机构介绍减排系统的维护要求和提交文字材料,并保证最少以严格的方式遵守维护要求。 QMS 设备的持续校准 每次将减排系统离线用于维护或将 QMS 设备离线用于维护时(如清洗QMS 电离部件),均需要对 QMS 设备进行校准。将使用独立的动能稀释校准系统,利用有证标准气体混合物,对 QMS 设备进行持续校准。持续校准可离线进行,即将 QMS 切断与减排系统进气口的连接,并将 QMS 连接到独立校准系统。从而可以在对 QMS 设备进行持续校准的同时, 在生产条件下运行工艺工具,避免了常规校准流程不得不 将工具关闭的情况。为谨慎起见, QMS 设备离线时产生的排放量,将从计入期中减除。在 使用独立校准系统时,操作人员应保证生成 5 个校准点,且校准点应涵盖工具正常运行时排放的 CF4的合理范围(范围 CF4最低值至 CF4最高值)。对于每一个校准点 ,操作人员应保证QMS 信号达到一个稳定的强度。对于中间范围的 CF4浓度点( CF4midCF4max CF4min/2),将通过打开和关闭微功能电路组( MFCs)重复实验 5 次。 测算不确定性、偏离和对测量误差的估算 对于与 CF4流量范围或浓度中间值对应的校准点来说,其特性为 CF4mid CF4max CF4min/2,该特性至少重复出现 5 次,操作人员将据此计算与信号强度相关的标准偏差。标准偏差应低于 5。若减排系统可以将 CF4浓度降至100 μmol/mol 以下,则 QMS 信号强度的测量不确定度将高于 5。这是仪器在低浓度水平测量时的自然现象。此时,与信号强度相关的标准偏差应低于 10。 标准偏差计算方式如下 120−−ΣnIIiniσ 19 其中 Ii 针对流量或浓度记录的 QMS 信号强度,对应每次试验 i 特性化 16/22 的流量或浓度范围中间值 n 实验点总数量 σ 标准偏差 完成实验校准程序后,操作人员将通过线性型曲线(或其他适当的拟合曲线),将 CF4流量或浓度的实验数据点与信号浓度进行拟合,并保证在拟合曲线与实验点之间的 R2 值超过 0.98.应根据制造商的建议进行校准。 R2 值计算公式如下 2202002⎟⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎜⎝⎛−Σ−Σ−−ΣyyxxyyxxRiniiniiini20 其中 x 反应室控制系统或独立稀释系统显示 的,对应校准曲线每一个点 i 的 CF4流量或浓度合计 y 对应校准曲线每一个点 i 记录的 QMS 信号强度 n 校准点总数量 注意,估算 CF4减排数量的误差,可能源于刻蚀工艺残留物对 QMS 离子化部件造成了污染。此时,窗口薄膜将导致 QMS 信号强度减弱,进而导致减排的 CF4数量被低估,结果是造成保守估计。这种现象将促使对 QMS 监测设备进行定期检查和维护。 计算每平方米衬底的 CF4消耗量,避免赌博行为 为避免故意提高基准 CF4排放量的潜在活动,项目开发者将收集半导体制造厂购买的 CF4总量历史数据,并计算所购买的 CF4与处理后的半导体衬底表面面积( m2)的比率。历史数据至少应包括实施自愿减排项目之前三年的数据。超过历史基准的 CF4排放量增加,即所处理的每平方毫米衬底消耗的 CF4千克数量,将从计入期减除。 此外,本方法学所引用工具的监测规定适用。 2. 测量的数据与参数 数据 /参数 XCF4,y 17/22 数据单位 t CF4说明 y 年的 CF4消耗量 数据来源 项目参与者,根据购买记录和清单 测算流程(若有) - 监测频率 每年 QA/QC 流程 核对购买记录 备注 消耗量定义为一年购买的 CF4总量,并将同一年的 CF4清单变化考虑在内 数据 /参数 SPy 数据单位 m2说明 y 年的半导体衬底产量 数据来源 项目参与者,根据产量、销量和库存记录 测算流程(若有) - 监测频率 每年 QA/QC 流程 交叉核对产量、晶片购买量或库存记录 备注 - 数据 /参数 QHe,p 数据单位 m3/sec 说明 在监测区间 p,进入减排系统之前添加到导管的氦气校准流速 数据来源 直接测量 18/22 测算流程(若有) 质量流量控制器 监测频率 持续 每 15 分钟 QA/QC 流程 - 备注 每次采集和分析气体样品时,进入减排系统的氦气流速必须为常量(如 0.0001 m3/sec) 数据 /参数 CHe,in,p 数据单位 mol/mol 说明 在监测区间 p 进入减排系统的氦气浓度,可在添加校准流速的氦气后直接测量 数据来源 QMS 测算流程(若有) 将 QMS 信号转变成浓度 监测频率 持续 每 15 分钟 QA/QC 流程 将根据制造商的说明,校准和维护 QMS 备注 - 数据 /参数 CHe,out,q 数据单位 mol/mol 说明 在监测区间 q 从减排系统排放,可在添加校准流速的氦气后直接测量的氦气浓度 数据来源 QMS 测算流程(若有) 将 QMS 信号转变成浓度 19/22 监测频率 持续 每 15 分钟 QA/QC 流程 将根据制造商的说明,校准和维护 QMS 备注 - 数据 /参数 CHe,bg-in,p 数据单位 mol/mol 说明 在监测区间 p 从刻蚀工艺进入减排系统的废气中的氦气浓度,无需注入校准后的氦气,可使用 QMS 直接测量 数据来源 QMS 测算流程(若有) 将 QMS 信号转变成浓度 监测频率 持续 每 15 分钟 QA/QC 流程 将根据制造商的说明,校准和维护 QMS 备注 - 数据 /参数 CHe,bg-out,q 数据单位 mol/mol 说明 在监测区间 q 减排系统出气口无需注入校准氦气便可直接测量的混合物中的氦气浓度 数据来源 QMS 测算流程(若有) 将 QMS 信号转变成浓度 监测频率 持续 每 15 分钟 QA/QC 流程 将根据制造商的说明,校准和维护 QMS 20/22 备注 - 数据 /参数 CCF4,in,p 数据单位 ppm 说明 在监测区间 p 进入减排系统的气体中 CF4的浓度 数据来源 QMS 测算流程(若有) 将 QMS 信号转变成浓度(请参阅之前章节 “将 QMS 系统的信号强度(离子电流)转换成 CF4的质量 ”) 监测频率 持续 每 15 分钟 QA/QC 流程 参阅第 III 节,持续校准 QMS 设备。将根据制造商的说明,校准和维护 QMS 备注 - 数据 /参数 CCF4,out,q 数据单位 ppm 说明 监测区间 q 从减排系统排放的气体中的 CF4浓度 数据来源 QMS 测算流程(若有) 将 QMS 信号转变成浓度(请参阅之前章节 “将 QMS 系统的信号强度(离子电流)转换成 CF4的质量 ”) 监测频率 持续 每 15 分钟 QA/QC 流程 参阅第 III 节,持续校准 QMS 设备。将根据制造商的说明,校准和维护 QMS 备注 - 21/22 数据 /参数 Tp数据单位 K 说明 在区间 p 内 MFC 的温度 数据来源 热电偶 测算流程(若有) 参阅 EPA 方法 2 或类似国家或国际公认标准 监测频率 持续 每 15 分钟 QA/QC 流程 参阅 EPA 方法 2 或类似国家或国际公认标准 备注 - 数据 /参数 Tq数据单位 K 说明 在区间 q 内 MFC 的温度 数据来源 热电偶 测算流程(若有) 参阅 EPA 方法 2 或类似国家或国际公认标准 监测频率 持续 每 15 分钟 QA/QC 流程 参阅 EPA 方法 2 或类似国家或国际公认标准 A 备注 - 四、 参考资料与其他信息 1 2006 年 IPCC 国家温室气体清单指南第 3 卷第 6 章,电子行业排放; 2 半导体工艺设备环境特点描述指南 第 2 版,国际半导体技术制造业联盟, 2009 年 12 月 9 日; 22/22 3 电子制造行业工艺排放技术支持资料美国环境保护署温室气体强制报告拟议规定, 2009 年 1 月 29 日; 4 半导体与显示器制造业全氟化合物销毁与清除效率评估方法,韩国化工协会公告,第 28 卷第 8 条, 2007 年 8 月 20 日,第 1383 – 1388 页; 5 美国环境保护署方法 2 确定惰性气体流速与体积流速http//www.epa.gov/ttn/emc/promgate/m-02.pdf; 6 美国环境保护署方法 2a直接测算通过管道和小型导管的气体总量http//www.epa.gov/ttn/emc/promgate/m-02a.pdf

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