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半导体企业光刻工序废气处理必博环保

文章出处：原创网责任编辑：蔡作者：蔡人气：-发表时间：2026-06-15 00:00:00【大中小】

核心结论：半导体光刻工序废气以大风量、低浓度VOCs为主体，主要包含IPA、PGMEA、HMDS等物质，治理需遵循分类收集、预处理、核心净化、末端管控的整体思路。必博环保结合现场工况推出三类成熟治理工艺，分别为沸石转轮搭配CO/RTO、活性炭吸附结合催化燃烧、冷凝回收加吸附组合工艺，全部满足半导体行业洁净、防爆、低运维的使用要求，整套系统VOCs去除率可稳定达到99%及以上。

一、光刻工序废气特性与治理难点

1.废气产生点与污染物组成

光刻胶涂布机运行过程中，会持续散发出异丙醇、PGMEA、PGME以及光刻胶本身的挥发物，废气呈连续排放状态，单台设备废气风量区间在500-2000m³/h。显影机产生的废气包含显影液挥发组分、丙酮与胺类物质，排放节奏呈间歇性，同时废气中带有少量碱性成分。各类烘烤设备工作时，会释放溶剂残留热分解产物与各类VOCs，废气排放温度偏高，污染物浓度波动较为明显。光刻胶剥离机作业阶段，会产生苯乙烯、甲苯以及HMDS分解产物，多为短时高浓度排放，废气内还含有硅氧烷成分。

整套光刻工序废气的核心污染物为VOCs，常规浓度范围在100-800mg/m³，同时伴随硅氧烷以及显影工序产生的少量碱性气体。

2.治理核心难点

半导体生产对车间洁净度要求极高，废气处理系统不能产生粉尘、油雾等二次污染物，否则会直接影响晶圆生产良率；废气中的有机溶剂均属于易燃易爆介质，整套设备与电气系统必须严格遵循ExdⅡCT4防爆标准；现场多台设备交错运行，整体废气风量波动幅度可达±30%，工况稳定性较差；废气组分混杂，同时存在混合 VOCs、硅氧烷、碱性气体，单一净化工艺无法实现高效处理；此外光刻废气普遍具备低浓度、大风量的特点，若直接采用焚烧工艺，运行能耗偏高，必须先对废气进行浓缩减量。

二、必博环保核心处理方案（按工况匹配）

方案A：沸石转轮浓缩+CO催化燃烧（主流推荐）

该方案适用于总风量10000m³/h以上、VOCs浓度低于1000mg/m³的大风量低浓度光刻废气场景。

完整工艺流程分为五大环节，首先通过三级过滤、除雾装置完成预处理，同时将废气温度调控至40℃以内；随后废气进入沸石转轮单元进行吸附浓缩，转轮可将原有风量压缩至原来的1/10至1/20，吸附效率不低于 95%；浓缩后的高浓度废气送入CO催化燃烧设备，在250-350℃温度下完成分解净化，VOCs去除率稳定在99%以上；系统配套余热回收模块，换热效率可达75%，有效削减整体能耗；最后废气经过高效过滤后排出，系统同步搭载在线监测模块，实时监控VOCs、温度、压力等关键参数。

必博针对半导体工况做了多项定制优化，选用疏水性沸石材质，设备抗硅氧烷中毒能力提升60%；主体设备采用304/316L不锈钢制作，强化整体密封结构，彻底杜绝气体渗漏问题；整套系统搭载PLC全自动控制系统，脱附温度控制精度可达±2℃，运行更加稳定。

方案B：活性炭吸附+催化燃烧（中小风量）

此方案多用于总风量不足10000m³/h、VOCs处于中低浓度区间的光刻废气治理。

工艺流程为先经过过滤、除湿预处理，再采用一用一备的双床活性炭装置对废气进行吸附净化；吸附饱和后，通入120-150℃热空气对活性炭进行脱附，脱附产生的高浓度废气送入CO催化燃烧设备，在300-350℃工况下彻底分解，最终达标排放。

在设备设计上，必博选用蜂窝状活性炭，材料比表面积不低于1200m²/g，吸附容量相比常规材料提升40%；设备内部增设多层高效过滤结构，可阻拦活性炭粉末外溢，满足半导体Class1000洁净车间使用标准；系统实时监测脱附气体浓度，能够自动调整脱附周期，综合运行能耗可降低30%。

方案C：冷凝回收+吸附组合（高浓度溶剂）

主要应用在光刻胶剥离、显影等VOCs浓度达到1500mg/m³ 及以上的工况，适合废气中含有高价值有机溶剂的场景。

废气先经过多级冷凝处理，冷凝温度区间设置在-15℃至-40℃，可回收70%-80%的有机溶剂；冷凝后的尾气再通过活性炭吸附装置做深度净化，确保尾气达标排放；回收得到的溶剂还可经过精馏提纯后重新投入生产使用，帮助企业降低原料采购成本。

三、关键工艺单元技术解析

1.预处理系统（必选）

预处理是保障后端净化设备稳定运行的基础，整套系统包含三级过滤、除雾器与温控模块。三级过滤可截留废气中的颗粒物，对0.3μm 以上颗粒物过滤效率达到 99.97%，避免颗粒杂质损伤吸附、催化核心单元；除雾器负责脱除废气中的水分，将气体含水率控制在5% 以内，防止吸附剂受潮失效；配套换热装置可把废气温度稳定控制在40℃以下，最大化提升后续吸附工艺的处理效率。

2.核心净化技术对比

沸石转轮搭配CO催化燃烧工艺，整体污染物去除率可达99%，运行能耗处于中等水平，主打大风量低浓度废气处理，必博配套的专用沸石转轮抗硅氧烷性能优异，设备正常使用寿命可达5年以上。

活性炭吸附结合催化燃烧工艺，污染物去除率约98%，整体运行能耗偏低，适配中小风量工况，该工艺设备投资成本更低，日常运维操作简单便捷。

冷凝加吸附组合工艺，兼顾溶剂回收与废气净化双重作用，制冷环节能耗相对偏高，主要针对高浓度有机溶剂废气，核心优势在于实现资源回收利用，长期使用经济性突出。

3.安全与环保保障

整套设备全面按照防爆规范设计，电机、仪表等电气元件均采用防爆型号，符合GB3836 相关标准；在管路、设备腔体等关键点位加装气体探测器，24小时实时监测VOCs与氧气浓度，提前预警风险；系统配备氮气吹扫应急装置，遇到异常工况时可实现安全停机，规避安全事故；末端设置在线监测设备，持续采集VOCs、温度、压力等数据，可直接对接环保监管平台，满足环保管控要求。

五、必博环保服务优势

第一，提供定制化方案设计，结合企业光刻设备数量、生产线产能、废气组分与浓度等现场条件，精准匹配适配的治理工艺与设备规格。第二，设备充分适配半导体洁净车间要求，内部采用低尘化结构设计，可满足 Class1000至Class10000不同等级洁净区域的使用标准。第三，打造全生命周期服务体系，覆盖方案设计、设备生产制造、现场安装调试、操作人员培训以及后期售后维保全流程。第四，依托昆山总部及江浙沪全域服务网络，售后响应高效，可在24小时内抵达现场处理设备问题。第五，系统标配余热回收结构，综合能耗可降低40%，契合绿色工厂建设标准。

六、推荐工艺选择指南

针对8英寸及以下规格晶圆生产线，当废气总风量小于10000m³/h时，优先选用活性炭吸附搭配催化燃烧工艺，核心配置双床活性炭吸附箱与催化燃烧炉。

面向12英寸及以上大型晶圆生产线，废气风量在10000-50000m³/h区间时，推荐使用沸石转轮结合CO或RTO工艺，核心设备选用抗中毒型疏水性沸石转轮以及高效催化燃烧炉。

如果现场废气中含有高价值有机溶剂，无论废气风量大小，都建议采用冷凝回收加吸附的组合工艺，主要配置多级冷凝回收装置与活性炭吸附塔，在达标排放的同时实现溶剂循环利用。

必博环保深耕半导体废气治理领域多年，专注攻克光刻、蚀刻、清洗等各类工序的废气治理难题，合作客户涵盖多家主流晶圆厂与封装测试企业，可提供一站式整体解决方案，保障废气长期稳定达标排放，助力企业实现绿色安全生产。