l 特种工艺气体的危害及防护
半导体制造中所用的特种气体大多以液化或压缩形式填充于钢瓶内，压缩气体是一种能量储存方式，具有潜在的释放危险，所以气瓶都必须牢固放置，严禁跌倒。气瓶一般放置于气瓶柜内，气瓶柜要防止气体泄漏时不至于因压力过大而失去阻隔功能，要有足够的排风量，淋水消防设备，在钢瓶上要装置限流孔。气瓶柜是放置在气瓶房内，其位置可在建筑物内、靠近建筑物、或远离建筑物15米。如果气瓶房在建筑物内或靠近建筑物，必须与室外变电站分开，根据距离远近决定保护程度，内墙应有两小时的防火墙，所有门至少是1小时30分钟防火等级及自动关闭的门。
气体按其危险性分类可分为：惰性气体、易燃气体、毒性气体、腐蚀性气体、氧化性气体、低温气体，下面就分别介绍其危险性和防护。
Ø 惰性气体
不可燃气体有N2、Ar、He等，它们具有窒息性，即取代肺中的氧气后能让人窒息而死。当氧气被其它气体所取代后，在不同的氧气含量的情况下，对人体造成的危害如下：
●19．5％ 人类正常生活所需要的最低氧气浓度极限。
●15-19．5％ 工作能力下降，冠状动脉，肺部和循环系统出现先期症状。
●12-14％ 呼吸，脉搏加快，渐渐失去知觉。
●10-12％ 呼吸，脉搏进一步加快，丧失判断能力，嘴唇发紫。
●8-10％ 无意识，呕吐。
●6-8％ 8分钟死亡率100％,6分钟死亡率50％，4-5分钟尚可恢复。
●4％ 40秒钟内昏迷，抽搐，停止呼吸，直至死亡。
缺氧的急救措施：绝对不要不带呼吸器就冲进缺氧区域。
有人认为：我可以尽量摒住呼吸，冲进缺氧区域把伤员救出来。
事实上：不可以!!!!1 50％这样做的人会因此而丧命。
对惰性气体要进行的危险防护有：
(a)确保空气的流动，配备排风。
(b)按正确的操作流程对钢瓶操作。
(c)监测氧气浓度。
(d)配备个人防护系统。
(e)不可以一人单独工作。
Ø 易燃气体
易燃气体有C2H2、H2、CH4、SIH4、PH3、NH3等，它们具有窒息性，可燃性，其中有些气体如H2、CH4、SIH4、PH3还具有爆炸的可能性。硅烷和空气混合，在室温下就会引燃。FMRC测试结果显示，自燃发生在开始泄漏时或流量被关闭时。通常是6．35mm直径的管路，压力在100至300psi左右当管内压力减至50psi时开始燃烧。对可燃气体要进行的危险防护有：
(a)确保空气的流动，配备排风。
(b)正确的钢瓶操作流程。
(c)使用防爆设备。
(d)避免任何火花产生的可能。
Ø 毒性气体
毒性气体有AsH3、PH3、COCL2等,它们的毒性对身体有害，有的可能造成人员中毒死亡。中毒途径有吸人、吸收(通过皮肤)、吞食、注射(通过伤口)。对有毒气体的危险防护有：
(a)提供排风系统。
(b)正确操作气瓶。
(c)毒气监测系统。
(d)配备适当的个人装备。
(e)相关知识的培训。
Ø 腐蚀性气体
腐蚀性气体可分为低腐蚀性气体如HF、BCL3、S半导体L4和高腐蚀性气体如HCL、BF3、二氯甲烷(DCS)、三氯甲烷(TCS)及三氯化氯(CLF3)等，它们具有摧毁人的生理组织以及腐蚀设备的危害。由于DCS及TCS的蒸气压很低，不能长距离传送，加热管路或钢瓶可增加传送距离。加热设备应有高温隔断装置，过流量隔断阀或按钮及远处隔断装置可提供紧急隔断功能，DCS钢瓶若是碳钢制则使用期限不超过一年。三氟化氯气瓶应与其它气瓶分开，气瓶柜内要有紧急关断装置，注意千万不可装淋水头，因为泄漏气体会与水反应形成爆炸性物质。如果温度超过450、则用镍材质管路，管路应使用双重套管，外层管应用氮气测漏装置，二氧化氯侦测器用来侦测三氟化氯气体的泄漏。对腐蚀性气体要进行的危险防护有：
(a)提供排风系统。
(b)正确操作气瓶。
(c)采用兼容的原材料。
(d)降低含水量。
(e)配备适当的个人防护设备。
Ø 氧化性气体
氧化性气体有O2、N20等。它们具有助燃性、高反应性。当含氧量等于或高于23．5％时，燃烧特性发生改变：可燃范围增大、自然温度下降。即通常不会燃烧的物质在高氧环境会燃烧；通常会燃烧的物质在高氧环境会极易燃烧，且燃烧速度极快。曾有实验证明，含氧量过高的衣物是极为危险的，只要有引燃点就会爆炸。所以从高氧环境下出来的人员、物品必须与引燃点隔离；并用新鲜空气吹至少30分钟；有关人员应及时更换衣服。
因此对氧化性气体的危险防护有
(a)提供排风系统。
(b)正确操作气瓶。
(c)使用兼容的原料。
(d)避免引燃点。
(e)确认系统经过适当的清洗。
Ø 低温气体
低温液体是指在常压下沸点低于-240，例如：液氧、液氩、液氮、液氢、液氦。它们的低温可能会引起冻伤，以及引起周围物品的损伤危险，包括过冷、过大的体积膨胀、雾。对低温液体的危险防护有：
(a)提供排风系统。
(b)正确操作气瓶。
(c)正确的系统设计。
(d)适当的个人防护设备。
l FAB 内各区域PM的主要危害
Ø 排风管(Exhaust)
排风管可能将热和火焰吸人，会把排风管内一些可燃性液体(如光刻胶、真空泵油)或硅烷粉末点燃，排风管材料本身就是可燃物，当温度超过其燃点时，会造成管路断裂而使烟四处蔓延。
Ø Wet Bench(DIFF,ETCH)
湿腐槽是由聚丙烯(PP)、不易燃聚丙烯(FRPP)、聚氯乙烯等是耐腐塑料制作而成，湿法腐蚀设备内含有大量的电路装置，是潜在的引火源。如果在净化间的空调和排风系统无法正常工作时，大量的热和烟流动造成的危害将比火灾产生的影响还大。
Ø 离子注入机(DIFF)
注人机设备是高电压大电流设备，还有剧毒物质，极易造成对人伤害、设备危害及火灾。在人员方面，因设备接地不好或对电器设备不做上锁／开锁(Lock out／tag out)表示及过电流保护，造成人与高电压接触而产生触电，轻则受伤，重则造成生命危险。剧毒性气体使用不当，也是会造成人员伤亡。高压放电会对精密的电气装置造成破坏。油式的高压变压器因其高电流破坏绝缘造成绝缘油(矿物油)燃烧，甚至造成绝缘油泄漏而燃烧的问题，为减少危险可把变压器更换成千式的变压器。
Ø Stepper(PHOTO)
光刻机使用了激光技术，一般用于对焦、对位、硅片传送等精密控制系统。根据美国USHA 21CFR1040：10&1041．11FDA激光产品及NFPAEl36．1美国激光安全标准，这些激光可分为Classl，Class2，Class3a，Class3b及Class4，其中CLss4危害眼睛等级最高，因此就必须考虑对人员安全进行保护。另外像深紫外光等强光，也需要有防护装置，在深亚微米微曝技术变革中使用了较高电压CYMER激光，其激光等级是Class4及Class3b，还使用高毒性的氟气体，为此我们必须高度重视。
Ø Track(PHOTO)
光刻胶、显影液等化学试剂和纯水的泄漏会对人员和设备造成危害。从TEL公司的统计数字来看，人为失误占总灾害间接原因最高，约2／3。在更换HMDS的过滤器时接地良好，避免飞溅的液体引起火灾。
Ø Furnace(DIFF)
氧化炉管其风险来自气体泄漏、火灾爆炸、高电压设施及地震。因其设备使用自燃性硅烷，不当操作阀门则会引起大量硅烷从排风管流出。另外因不当化学物质混合，引起化学物质在炉管内爆炸。另因炉管的高度，因此在强烈地震时，若无良好的固定防止倾倒设计，在地震时，具有较高风险。
2．3 厂房设施、生产设备的危害预防
2．3．1 湿法清洗／腐蚀槽保护
最佳使用通过FM4910材质。对于使用溶剂及其它非FM4910材质的槽，必须有消防系统保护。其消防设施必须是FM核准或UL列入记录，且设计必须被保险公司认可。此技术商业化仍在发展中。另外对液位计，温度计等内锁装置(Interlock)设施，必须要有自动关闭设备电源功能。设备有二氧化碳系统或内锁系统，维修人员必须定期(至少年度)测试功能。电气设备应用红外线传感器检测，并比较找出问题所在。
2．3．2 排风管保护
排风管应使用FM认证合格材质或不燃性材质。若排风管不是FM认证合格材质，则必须安装淋水头在6”以上排风管上，而6”以下支管则应更换成合格的材质。在排风管穿过防火墙时，穿过部分应有防火泥或其它防火阻隔，以保持防火区阻隔的完整性。
2．3．3 废液处理设施
如果用泵输送废液，则双重管用于处理腐蚀性化学物质。如果靠重力流动则不要。对于可燃性或易燃性液体，应使用金属管路。废液收集槽应有液位控制并传送警报信号至应变中心，备有双重围堵设备及气态消防防护设施及泄漏侦测设施可关闭设备，并将信号送至应变中心。
2．3．4 空调系统
洁净室进气口应远离烟或有毒气体源头。在进气口应设置烟雾传感器，除了警报外可关闭进气口。进气、空调机械及排风系统至少各应有一台备用风扇。空调系统应配有紧急电源，来维持洁净空调在紧急情况下不中断，使洁净室始终保持正压。
2．3．5 电力设备
半导体厂务必要确认电力来源是清洁及稳定的来源，工厂内亦需备置紧急电源供应，对于电力设备要有维修及测试计划。每一个厂的变电站应有两条独立且互不影响、来自厂务变电站的输电线。
3 结束语
半导体制造的危害和预防控制可分为三个重要部分，一是净化间本身，包括空调、消防、排风、排烟等；二是生产设备本身安全，包括废气／液处理，内设消防设备，电气安全；三为厂房能源设施，如电力供应、DI水供应、气体、化学供应及空调供应等。对于合理的保护投资是必要的、重要的。此外，管理系统及实际的应急预案，是更重要的安全确保。各级安全人员要认真负责，时刻警惕，尽可能避免灾害的发生。
