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研究生：	劉家豪 Liu, Chia-Hao
論文名稱：	IC製造業產品生命週期分析 The applications of life cycle assessment in the IC manufacturing
指導教授：	林素貞 Lin, S. J.
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 環境工程學系 Department of Environmental Engineering
論文出版年：	2004
畢業學年度：	92
語文別：	中文
論文頁數：	136
中文關鍵詞：	GaBi 、SimaPro 、IC製造業、生命週期評估
外文關鍵詞：	SimaPro, IC manufacturing, life cycle assessment, GaBi
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　　在半導體IC元件製程中，由於使用多種酸鹼溶液、有機溶劑及部分毒性氣體，其產生的廢水、廢氣及毒性物質不但污染強度大，且污染特性隨產品層次的提升而趨於複雜。本研究藉由生命週期評估技術，利用生命週期軟體Simapro 5.1與GaBi 4，量化IC產品於製造階段所衍生的環境衝擊大小。系統範圍之界定，主要是針對IC產品—DRAM在製造階段的所有程序，包括擴散、黃光、蝕刻、薄膜及化學機械研磨五項步驟，盤查其能源、物料、化學品及污染物之清單，並分別計算五項步驟之環境衝擊。進一步討論軟體與模式在分析結果之差異，及防治設備處理前後之改善成效。

　　研究結果發現，DRAM在製造過程因為使用大量能源及資源，增加環境負擔，其所排放之污染物可能造成夏季煙霧危害、重金屬污染及酸化潛勢等衝擊。五項製程步驟則以蝕刻及薄膜對環境造成較大衝擊。若考量環境化設計之概念，可從制蝕刻與薄膜步驟著手，減低設備耗電量及用水量，並且控制化學品的使用量及污染物之種類數目。軟體分析結果之差異，乃因資料庫來源不同所致，最明顯是在蝕刻步驟，GaBi 4因缺乏部分盤查資料，無法完全表達該步驟之環境衝擊。在防治設備處理前後之比較，顯示空氣污染防治設備在處理各步驟的污染物時，有不同幅度的改善成效；環境衝擊降幅最大的是黃光步驟，最小的是薄膜與蝕刻步驟。整體而言，在污染物未經防治設備處理前，環境衝擊以黃光步驟最高，處理後則是以蝕刻步驟最高。若考量人體健康安全，除了現行環保署公告實施的「半導體製造業空氣污染管制及排放標準」列管之空氣污染物，有必要對於PH3和AsH3進行規範管制並訂定排放標準。

　　This study is aimed to explore functions and limitations of life cycle assessment (LCA) in application to the IC manufacturing. Domestic data inventory was gathered through questionaries and interviews by a telephone to understand the inventory data in IC process. A case study of IC product we selected was DRAM and analyzed by the Simapro 5.1 and GaBi 4 programs. These two programs and four models including Eco-Indicator 95, Eco-Indicator 99, EPS 2000 and CML 2 were utilized to analyze the environmental impact of the DRAM. We discuss the difference of impact analysis between programs and models, and the improvement after the treatment of pollution control equipments.

　　Results of this study indicates that during the IC process, because of using many energy and resources, the impacts like “Summer smog” and “Heavy metal” and “Acidification potential” may be damaged a lot. The “Etch” and “Film” processes made major impacts to the environment. The difference of results between programs is result from different data sources and the “Etch” process has the most obvious difference. There are different ranges of improvements when dealing with air pollutants, and the maximum is the “Photolithography” process, and the minimum are “Film” and ‘Etch” processes. In conclusion, the main environmental impact before the treatment is the “Photolithography” process, and the main environmental impact after the treatment is the “Etch” process. If we consider the standards of laws, it is necessary to deliberate the regulations about PH3 and AsH3.

中文摘要……………………………………………………………    I
ABSTRACT……………………………………………………………    II
誌謝…………………………………………………………………    III
總目錄………………………………………………………………    IV
表目錄………………………………………………………………    VII
圖目錄………………………………………………………………    X

第一章	緒論………………………………………………………    1
1.1 研究動機與目的………………………………………………    1
1.2 研究範圍………………………………………………………    3
1.3 研究步驟與流程………………………………………………    3
1.4 本文架構………………………………………………………    5

第二章	文獻回顧與探討………………………………………      6
   2.1  ISO 14000環境管理系統…………………………………   6
   2.2 生命週期評估………………………………………………  14
       2.2.1 國內文獻回顧………………………………………  16
       2.2.2 國外文獻回顧………………………………………  21
   2.3  IC製造業概述……………………………………………   24
       2.3.1 歷史沿革……………………………………………  24
    2.3.2 發展現況………………………………………………   24
       2.3.3 產品製程……………………………………………  28
       2.3.4 污染源及污染特性…………………………………  33

第三章	研究方法與工具………………………………………      35
   3.1 生命週期評估………………………………………………  35
       3.1.1 目的與範疇界定……………………………………  36
       3.1.2 盤查清單分析………………………………………  38
       3.1.3 衝擊評估……………………………………………  40
       3.1.4 闡釋…………………………………………………  43
       3.1.5 生命週期評估的限制………………………………  46
   3.2 生命週期評估軟體…………………………………………  47
       3.2.1 SimaPro 5.1………………………………………   47
       3.2.2 GaBi 4………………………………………………  51
       3.2.3 兩軟體之功能比較…………………………………  55
   3.3 生命週期評估模式…………………………………………  57
       3.3.1 Eco-Indicator 95…………………………………  57
       3.3.2 Eco-Indicator 99…………………………………  60
       3.3.3 CML 2 baseline 2000……………………………   63
       3.3.4 EPS 2000……………………………………………  67
       
第四章     IC製造業之產品生命週期評估………………………      70
   4.1 個案背景說明………………………………………………  70
   4.2 研究目的與範疇界定………………………………………  71
       4.2.1 系統範圍……………………………………………  71
       4.2.2 功能單位……………………………………………  72
       4.2.3 研究限制與假設……………………………………  72
       4.2.4 數據品質管理………………………………………  73
   4.3 系統資料盤查………………………………………………  74
   4.4 衝擊評估結果………………………………………………  77
       4.4.1 SimaPro 5.1………………………………………   78
       4.4.2 GaBi 4………………………………………………  95
   4.5 結果比較與討論……………… …………………………  103
       4.5.1 不同生命週期軟體之差異………………………… 103
       4.5.2 不同生命週期模式之差異………………………… 106
       4.5.3 防治設備處理前後之差異………………………… 110
       4.5.4 小結………………………………………………… 113
   4.6 敏感度分析………………………………………………… 116
 
第五章       結論與建議…………………………………………      118
   5.1 結論………………………………………………………… 118
   5.2 建議………………………………………………………… 120

參考文獻……………………………………………………………  122

附錄－IC製造業產品生命週期分析問卷…………………………  127
                                    

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校內：2005-08-05公開
校外：2005-08-05公開

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