摘要
盡管fab使用的很多材料和設備對健康和環(huán)境有潛在的危害性,但是由于采取了一系列安全措施,例如各種培訓和足夠的危害標示,fab已成為最安全的工作環(huán)境之一。
晶圓廠（Fab）是很復雜的生產(chǎn)制造場所,有很多安全危害因素。例如,半導體制造使用的許多物質是有毒、易燃或具有腐蝕性的。在操作和維護設備的過程中,操作者還會遇到其他危害,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,但是從保護員工健康和安全的角度來看,半導體業(yè)的排名還是很高的。在制造業(yè)中,半導體業(yè)的安全記錄排在第四位,只有航空工業(yè)和核工業(yè)會為員工提供類似的安全保護控制措施（圖1）。在為員工安全采取許多措施的同時,fab還裝備了許多保護系統(tǒng),以保障產(chǎn)品的潔凈度。此外,在半導體安全協(xié)會、International SEMATECH和半導體工業(yè)協(xié)會環(huán)境安全和健康委員會的組織下,還有一套對半導體業(yè)員工傷害進行持續(xù)觀察的監(jiān)督系統(tǒng)。
一般安全操作流程
Fab員工都要接受針對具體操作過程的安全操作實踐訓練。此外,他們必須遵守安全規(guī)則常識,例如不能單獨進行危險性任務作業(yè)。穿戴有效的安全防護工具（包括安全眼睛或護目鏡、防護服和圍裙以及合適的手套等）也會有助于防止事故的發(fā)生。例如,傾倒化學品時要戴上全面的臉部防護面罩。離開工作場所前先用肥皂和清水洗手也是一個很好的習慣。
運行良好的fab會對所有工作場所進行監(jiān)視,以確保執(zhí)行了安全規(guī)則,不會出現(xiàn)不安全的因素。同時,它還建立和培訓萬一發(fā)生事故時的緊急應變小組。為了防止長期接觸化學和物理危害物質的員工患上長期慢性病,對他們進行生物學方面（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,從而可以快速識別不安全因素并采取相應改進措施。對生產(chǎn)條件的全面記錄也會有助于查出導致潛在安全問題的異常情況。
Fab裝備的有毒氣體傳感器和警報系統(tǒng)偵測到有毒氣體的濃度超過ppm或ppb級時,就會開始工作。在通風換氣系統(tǒng)準備就緒,開始快速清理空氣,維護有危害性的設備時,還會采取即使設備失效也能保證安全的機制（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,當發(fā)現(xiàn)異常氣味時他們必須離開工作區(qū)域,并通知管理人員。然而,有關安全方面的問題并未就此結束。危險性區(qū)域和危險物質的容器必須有醒目的警示標簽,提醒員工注意他們可能面對的危險。圖2所示為一些標準警示標簽實例。
貼在各種設備和氣體、化學品容器上的標簽可以提供各種安全信息。員工必須接受相關培訓,理解其中含義（圖3）。例如,危害可分成以下四類：火災危害、化學反應危害、健康危害和特殊類型危害。根據(jù)嚴重程度,危害又可分為從4到0五個不同的等級。這些標簽上的分類數(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不會有危害的物質。
1—如果不進行治療,暴露時會導致對人體刺激或輕微傷害的物質,包括需要使用過濾式氣體面罩的物質。
2—除非立即采取醫(yī)療救護措施,否則強烈暴露或持續(xù)暴露后會導致暫時性喪失勞動能力或可能傷害的物質,包括需要使用能提供足夠空氣保護呼吸系統(tǒng)的防護設施的物質。
3—即使立即采取醫(yī)療救護措施,很短暫的暴露也會造成暫時性或永久性嚴重傷害的物質,包括需要防止任何身體接觸的物質。
4—即使立即采取醫(yī)療救護措施,很短暫的暴露也會導致死亡或嚴重傷害的物質,包括非常危險、沒有特殊防護設施不得接觸的物質。
通過物質安全數(shù)據(jù)表（Materials Safety Data Sheet ,MSDS）,我們可以獲得化學品的各種安全信息。根據(jù)法律規(guī)定,危險化學品必須具備MSDS,以備操作人員查看。材料供應商必須提供MSDS,同時MSDS還可以通過網(wǎng)絡下載。MSDS提供的信息包括以下內(nèi)容：
● 化學組成—材料主要成分
● 最高極限濃度（TLV）和準許暴露極限（PEL）
● 暴露時對健康的影響程度
● 物理/化學特性（是否易燃或易爆炸）
● 反應性數(shù)據(jù)
● 危險性數(shù)據(jù)
● 常用化學或商品名和別名
● 含量超過1%的有害物質和含量超過0.1%的致癌物質清單（單位：ppm和mg/m3）
● 過度暴露時對人體器官的影響和傷害程度
● 熔點和沸點,蒸氣壓和比重
● 閃點（被明火引燃的最低溫度）
● 自燃點（在空氣中自燃的最低溫度）
● 化學穩(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：有毒、易腐蝕、易燃和自燃性氣體。
有毒氣體指對人體生命有危害性的氣體,例如AsH3、PH3和B2H6。腐蝕性氣體接觸時會損毀生命組織和設備,例如HCl和HF。易燃氣體則為暴露于火星、明火和其它燃燒源時易被引燃的氣體,例如H2、PH3和SiHCl3。最后,54℃以下在空氣中易自燃的物質稱為自燃性氣體,例如CVD法沉積多晶硅、SiO2和Si3N4時常用的氣體Si3H4。
危害性氣體的毒性等級是以規(guī)定時間內(nèi)人體暴露在其中卻不會受到健康傷害的最高濃度來量化的。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指標。TLV-TWA是美國政府工業(yè)安全學家會議定義的。它表示員工在無限長時間內(nèi)每天工作8小時、不會受到傷害作用的最高濃度。TLV-STEL則是以15分鐘為時間加權的平均暴露程度。員工每次暴露不能超過15分鐘,一天不能重復超過4次。立即危害健康濃度IDHL為暴露30分鐘時,不會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。準許暴露極限PEL是職業(yè)安全和衛(wèi)生協(xié)會（OSHA）規(guī)定的標準,它是以時間為權重（通常為8小時）的平均暴露極限濃度或最高暴露極限濃度。
危害性化學品
Fab使用的許多液體化學品是危險的腐蝕性物質。處理腐蝕性化學品時,則必須穿戴上正確的眼鏡和身體防護設施,例如防止化學品濺灑的防酸圍裙、手套、袖罩和靴子。 |
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