摘要
盡管fab使用的很多材料和設(shè)備對(duì)健康和環(huán)境有潛在的危害性,但是由于采取了一系列安全措施,例如各種培訓(xùn)和足夠的危害標(biāo)示,fab已成為最安全的工作環(huán)境之一。
晶圓廠（Fab）是很復(fù)雜的生產(chǎn)制造場(chǎng)所,有很多安全危害因素。例如,半導(dǎo)體制造使用的許多物質(zhì)是有毒、易燃或具有腐蝕性的。在操作和維護(hù)設(shè)備的過(guò)程中,操作者還會(huì)遇到其他危害,包括觸電、輻射和燒傷。為了防止這些事故,必須讓員工知道這些危害并嚴(yán)格遵循安全工作流程。
盡管fab有許多安全方面的潛在危害,但是從保護(hù)員工健康和安全的角度來(lái)看,半導(dǎo)體業(yè)的排名還是很高的。在制造業(yè)中,半導(dǎo)體業(yè)的安全記錄排在第四位,只有航空工業(yè)和核工業(yè)會(huì)為員工提供類(lèi)似的安全保護(hù)控制措施（圖1）。在為員工安全采取許多措施的同時(shí),fab還裝備了許多保護(hù)系統(tǒng),以保障產(chǎn)品的潔凈度。此外,在半導(dǎo)體安全協(xié)會(huì)、International SEMATECH和半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)環(huán)境安全和健康委員會(huì)的組織下,還有一套對(duì)半導(dǎo)體業(yè)員工傷害進(jìn)行持續(xù)觀察的監(jiān)督系統(tǒng)。
一般安全操作流程
Fab員工都要接受針對(duì)具體操作過(guò)程的安全操作實(shí)踐訓(xùn)練。此外,他們必須遵守安全規(guī)則常識(shí),例如不能單獨(dú)進(jìn)行危險(xiǎn)性任務(wù)作業(yè)。穿戴有效的安全防護(hù)工具（包括安全眼睛或護(hù)目鏡、防護(hù)服和圍裙以及合適的手套等）也會(huì)有助于防止事故的發(fā)生。例如,傾倒化學(xué)品時(shí)要戴上全面的臉部防護(hù)面罩。離開(kāi)工作場(chǎng)所前先用肥皂和清水洗手也是一個(gè)很好的習(xí)慣。
運(yùn)行良好的fab會(huì)對(duì)所有工作場(chǎng)所進(jìn)行監(jiān)視,以確保執(zhí)行了安全規(guī)則,不會(huì)出現(xiàn)不安全的因素。同時(shí),它還建立和培訓(xùn)萬(wàn)一發(fā)生事故時(shí)的緊急應(yīng)變小組。為了防止長(zhǎng)期接觸化學(xué)和物理危害物質(zhì)的員工患上長(zhǎng)期慢性病,對(duì)他們進(jìn)行生物學(xué)方面（例如輻射）的檢查是非常必要的。此外,fab還要在員工和管理人員之間建立起良好的溝通渠道,從而可以快速識(shí)別不安全因素并采取相應(yīng)改進(jìn)措施。對(duì)生產(chǎn)條件的全面記錄也會(huì)有助于查出導(dǎo)致潛在安全問(wèn)題的異常情況。
Fab裝備的有毒氣體傳感器和警報(bào)系統(tǒng)偵測(cè)到有毒氣體的濃度超過(guò)ppm或ppb級(jí)時(shí),就會(huì)開(kāi)始工作。在通風(fēng)換氣系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒,開(kāi)始快速清理空氣,維護(hù)有危害性的設(shè)備時(shí),還會(huì)采取即使設(shè)備失效也能保證安全的機(jī)制（fail-safe）,例如各種氣閥和電路聯(lián)鎖止裝置（interlock）。此外,員工必須知道,當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常氣味時(shí)他們必須離開(kāi)工作區(qū)域,并通知管理人員。然而,有關(guān)安全方面的問(wèn)題并未就此結(jié)束。危險(xiǎn)性區(qū)域和危險(xiǎn)物質(zhì)的容器必須有醒目的警示標(biāo)簽,提醒員工注意他們可能面對(duì)的危險(xiǎn)。圖2所示為一些標(biāo)準(zhǔn)警示標(biāo)簽實(shí)例。
貼在各種設(shè)備和氣體、化學(xué)品容器上的標(biāo)簽可以提供各種安全信息。員工必須接受相關(guān)培訓(xùn),理解其中含義（圖3）。例如,危害可分成以下四類(lèi)：火災(zāi)危害、化學(xué)反應(yīng)危害、健康危害和特殊類(lèi)型危害。根據(jù)嚴(yán)重程度,危害又可分為從4到0五個(gè)不同的等級(jí)。這些標(biāo)簽上的分類(lèi)數(shù)字分別代表五種危害程度中的一種：
0—代表這些材料暴露在空氣中時(shí)不會(huì)有危害的物質(zhì)。
1—如果不進(jìn)行治療,暴露時(shí)會(huì)導(dǎo)致對(duì)人體刺激或輕微傷害的物質(zhì),包括需要使用過(guò)濾式氣體面罩的物質(zhì)。
2—除非立即采取醫(yī)療救護(hù)措施,否則強(qiáng)烈暴露或持續(xù)暴露后會(huì)導(dǎo)致暫時(shí)性喪失勞動(dòng)能力或可能傷害的物質(zhì),包括需要使用能提供足夠空氣保護(hù)呼吸系統(tǒng)的防護(hù)設(shè)施的物質(zhì)。
3—即使立即采取醫(yī)療救護(hù)措施,很短暫的暴露也會(huì)造成暫時(shí)性或永久性嚴(yán)重傷害的物質(zhì),包括需要防止任何身體接觸的物質(zhì)。
4—即使立即采取醫(yī)療救護(hù)措施,很短暫的暴露也會(huì)導(dǎo)致死亡或嚴(yán)重傷害的物質(zhì),包括非常危險(xiǎn)、沒(méi)有特殊防護(hù)設(shè)施不得接觸的物質(zhì)。
通過(guò)物質(zhì)安全數(shù)據(jù)表（Materials Safety Data Sheet ,MSDS）,我們可以獲得化學(xué)品的各種安全信息。根據(jù)法律規(guī)定,危險(xiǎn)化學(xué)品必須具備MSDS,以備操作人員查看。材料供應(yīng)商必須提供MSDS,同時(shí)MSDS還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載。MSDS提供的信息包括以下內(nèi)容：
● 化學(xué)組成—材料主要成分
● 最高極限濃度（TLV）和準(zhǔn)許暴露極限（PEL）
● 暴露時(shí)對(duì)健康的影響程度
● 物理/化學(xué)特性（是否易燃或易爆炸）
● 反應(yīng)性數(shù)據(jù)
● 危險(xiǎn)性數(shù)據(jù)
● 常用化學(xué)或商品名和別名
● 含量超過(guò)1%的有害物質(zhì)和含量超過(guò)0.1%的致癌物質(zhì)清單（單位：ppm和mg/m3）
● 過(guò)度暴露時(shí)對(duì)人體器官的影響和傷害程度
● 熔點(diǎn)和沸點(diǎn),蒸氣壓和比重
● 閃點(diǎn)（被明火引燃的最低溫度）
● 自燃點(diǎn)（在空氣中自燃的最低溫度）
● 化學(xué)穩(wěn)定性
危害性氣體
根據(jù)危害特征,IC制造工藝中使用的氣體分為以下四類(lèi)：有毒、易腐蝕、易燃和自燃性氣體。
有毒氣體指對(duì)人體生命有危害性的氣體,例如AsH3、PH3和B2H6。腐蝕性氣體接觸時(shí)會(huì)損毀生命組織和設(shè)備,例如HCl和HF。易燃?xì)怏w則為暴露于火星、明火和其它燃燒源時(shí)易被引燃的氣體,例如H2、PH3和SiHCl3。最后,54℃以下在空氣中易自燃的物質(zhì)稱為自燃性氣體,例如CVD法沉積多晶硅、SiO2和Si3N4時(shí)常用的氣體Si3H4。
危害性氣體的毒性等級(jí)是以規(guī)定時(shí)間內(nèi)人體暴露在其中卻不會(huì)受到健康傷害的最高濃度來(lái)量化的。允許暴露的程度越低,毒性越大。TLV-TWA和TLV-STEL是衡量暴露程度的兩個(gè)指標(biāo)。TLV-TWA是美國(guó)政府工業(yè)安全學(xué)家會(huì)議定義的。它表示員工在無(wú)限長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)每天工作8小時(shí)、不會(huì)受到傷害作用的最高濃度。TLV-STEL則是以15分鐘為時(shí)間加權(quán)的平均暴露程度。員工每次暴露不能超過(guò)15分鐘,一天不能重復(fù)超過(guò)4次。立即危害健康濃度IDHL為暴露30分鐘時(shí),不會(huì)有礙員工逃生或引起任何永久性健康損害的最高濃度水平。準(zhǔn)許暴露極限PEL是職業(yè)安全和衛(wèi)生協(xié)會(huì)（OSHA）規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),它是以時(shí)間為權(quán)重（通常為8小時(shí)）的平均暴露極限濃度或最高暴露極限濃度。
危害性化學(xué)品
Fab使用的許多液體化學(xué)品是危險(xiǎn)的腐蝕性物質(zhì)。處理腐蝕性化學(xué)品時(shí),則必須穿戴上正確的眼鏡和身體防護(hù)設(shè)施,例如防止化學(xué)品濺灑的防酸圍裙、手套、袖罩和靴子。 |
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