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1、半导体业危害鉴别及风险评估实务姚嘉文* 沈洲* 林冠佑* 张堂安*摘 要半导体厂由于制程特别需求，必需运用各种化学品，其中不乏具有惰性、毒性、自/助燃及可燃性之气体；与强酸、强碱及有机溶剂之液态化学品，而这些气态或液态之化学品经由储存、搬运、换酸/换钢瓶、管路输送、制程反应、管末处理后，若因操作不当，即可能造成重大损失而产生马上性的危害。有鉴于此，国内各半导体厂莫不藉由各种管理手法来达到风险的适当限制，常见有危急性工作场所制程危害评估，自护制度之建立并加强平安巡检及各类管理制度之推动，并协作保险公司之要求，以作为平安卫生管理之基础；然而进一步强化系统化之管理，即是职业平安卫生管理系统(OHSA
2、S 18001)建立。各公司在OHSAS 18001初期，多藉由基线审查为公司建立职业平安卫生管理系统之基础架构。而基线审查中最繁琐且为系统架构之主轴，即为危害鉴别(hazard identification)及风险评估(risk assessment)工作；而目前常用风险评估方法甚多，以半导体厂而言，如何选择适当之技术，以建立日后具体可行之风险评估技术，将为本文探讨之重点。* 旺宏电子股份有限公司职业平安卫生部-高级工程师* 旺宏电子股份有限公司职业平安卫生部-部经理* 旺宏电子股份有限公司职业平安卫生部-经理* 旺宏电子股份有限公司薄膜工程部-工程师壹、前言半导体厂由于制程要求，必需运用各
3、种多样少量之化学品，其中不乏具有特别毒性、易燃性及可燃性之特别气体与强酸、强碱及有机溶剂之液态化学品，而这些气态或液态之化学品在制程反应过程，若因操作或管理限制不当，即有可能产生灾难，再加上作业场所多属于密闭系统，在防灾管理上其平安风险性相对较高。以半导体产业而言，过去几年来因火灾而损失的金额已超过新台币200亿，面对如此巨额的损失，对于半导体业者与产险业者而言，都是惨痛的阅历。对于职业灾难，依国外各国历年来之失能损害的统计，有90以上是因担心全的行为所构成，可见在平安工作上，除了硬设备的确保外，更需加强软件（平安管理）面的提升。在此同时，虽然OHSAS 18001正在业界形成风潮，但对于半导
4、体业建制合适之危害鉴别与风险评估之文献却特别匮乏，故本文将藉由旺宏电子公司在建制OHSAS 18001时，所实行的危害鉴别与风险分析之管理技术与阅历，与各位先进共同共享。贰、半导体制程概述及危害特性 半导体制程主要为薄膜（Thin Film）、微影（Photo）、蚀刻（Etch）与扩散（Diffusion）四大制程。在制造过程中，每一层电路大都循环此四制程，层层构建。制程中运用的化学物品特别多，在薄膜形成阶段，虽有5-6种不同制程，但应用较广且需投入较多种原物料者为化学气相沉积、扩散等；在微影阶段(黄光区)，含涂布、曝光、显影等步骤，投入量较多的原料有光阻剂、稀释剂、显影剂、清洗剂等；在蚀刻阶
5、段，干蚀刻部分运用多种气体，如HBr、Cl2、BCl3、SF6、CHF3、NF3、Ar等；湿蚀刻部分则以运用硫酸溶液去除光阻、运用磷酸溶液去除Si3N4薄膜、蚀刻SiO2所运用氢氟酸与硫酸、硝酸等多种强酸调配之化学品；清洗部分，除制程水外亦需协作适量双氧水、无机酸、氨水、异丙醇(IPA)等。图一 半导体生产制造流程及化学品/气体运用示意图注：1.本流程为一般集成电路晶圆之理论制程，循环次数则视产品之须要而定2.参考数据：中鼎公司危急性工作场所申报安排书参、半导体制程危害鉴别方法一、修正作业平安分析（JSA+ HazOp）危害鉴别方法说明目前常用风险评估方法甚多，除可由过去职灾纪录或员工职业病纪
6、录评估风险外，常用方法包括：检查表、假设状况分析（What-If）、初步危害分析(PHA)、工作平安分析(JSA)、失误树分析法(FTA)、事务树分析方法（ETA）、失效模式与影响分析（FMEA）、危害及可操作分析（HAZOP）等。鉴于半导体业制程之高困难性，若单纯运用作业平安分析进行危害辨识，其分析的结果会可能将有所不足，因为最重要的机台本体及各种各样的管线，及其可能造成的危害，无法有效被辨识出；而HazOp对此部分危害鉴别的分析，虽然特别适合，但若贸然采纳HazOp技术，全面对设备危害、人员操作进行分析，其耗费的时间及动员的人力，大部分的工厂将无法负荷。所以，本文采纳修正作业平安分析（JS
7、A+HazOp），将危害鉴别工作之分析方法分为二大部分，第一部分是利用作业平安分析中职务及作业清查表，将工厂全部活动做初步危害分析及危害分类，其次部分是将职务及作业清查表分类所得的结果进行危害鉴别，若分析对象是属于作业流程属性，如机台保养，则依照程序书找出关键步骤进行分析，分析的步骤为:先假设该关键步骤产生偏离，找出可能潜在缘由，偏离可能造成的后果及现阶段拥有的爱护措施，逐步撰写，直到完成该作业为止。若分析对象是属于设备/机台属性，则将机台切成数个节点，每个节点内的管线、阀件、零件，先假设可能偏离，再依照上述步骤进行分析，直到设备每个单元分析结束为止。修正后之作业平安分析（JSA+ HazOp
8、）风险评估流程如图一所示。制程/设备依活动特性及设备属性分类进行风险评估及排序危害鉴别分析危害曝露频率发朝气率严峻度作业方法、对人员、设备、物料、环境、危害特性及资格/规范初步分析进行职务及作业分析关键作业依SOP逐步撰写作业步骤HazOp手法分析关键性作业平安分析是否是设备分成数个节点缘由、后果影响、爱护措施分析及建议完成图一 修正后之作业平安分析（JSA+ HazOp）风险评估流程通常针对设备/机台属性的危害鉴别工作，宜参考从前危急性工作场所审查申报中，所执行HazOp的数据作为基础，并重新审核。如此可有效结合公司从前所投入的时间所累积之阅历，且可避开HazOp分析很多不必要结果的缺点。兹
9、将职务及作业清查表及危害鉴别表撰写技巧及说明如下:1.职务及作业清查表撰写技巧及说明危害鉴别的模式，第一步以设备/设施或作业特性为主要考虑之依据。将厂内各单位依作业属性先作分类，原则上大致归类为作业流程及设备/机台二大类。适合以作业流程分类之部门如：办公室、制造部、仓管部等。适合以设备/机台分类之部门如：各module的生产部们，厂务部等。2.危害鉴别表撰写技巧及说明步骤/节点的撰写技巧：依据程序书或作业指导书规范，将其操作步骤逐一列出，找出关键性步骤，针对关键性步骤，进行一系列之危害鉴别。例如：将A机台之PM动作，从作业指导书列出19个步骤，其中有中8个是关键步骤。详如表一A机台修理流程之关
10、键步骤比照表。表一 A机台修理流程之关键步骤比照表项次SOP规范之步骤关键步骤危害特性1执行Pre-PM Clean Recipe1.执行Pre-PM Clean Recipe 有害物质残留造成吸入及接触等危害2降温2.降温烫伤3Cycle Purge3.Cycle Purge有害物质残留造成吸入及接触等危害4测漏-5参数记录-6清Foreline Powder4.清Foreline Powder有害物质(粉尘散逸)造成吸入危害7换Throttle Valve5.换Throttle Valve有害物质(粉尘散逸)造成吸入危害8换O-ring-9Parts目视点检：有无变形或断裂-10Wet C
11、lean-11Heater/Susceptor Leveling调整6.Heater/Susceptor Leveling调整误动作造成夹伤12Robot Hand-Off调整7.Robot Hand-Off调整误动作造成夹伤13Wet Clean 含Slit Valve侧清洁8.Wet Clean 含Slit Valve侧清洁误动作造成夹伤14Pump Down Chamber-15测漏-16升温-17执行Clean Recipe-18Dummy测机-19Double Check测机结果及Release to MFG-可能发生缘由的撰写技巧： 为使风险评估能有效绽开，每一个步骤及节点，应考虑
12、各步骤/节点可能产生之偏离，而填写时务必明确写出真正缘由，说明清晰因某动作不执行、某设备组件异样，造成之温度、压力、流量、液位.之后果影响。各种引导字及参数组合所可能产生的偏离，如表二所示表二 各机台/设备可能产生之偏离一览表 引导字 参数无(no)低/少/慢（low）高/多/快（high）部份未执行(part of)定性增加as well as相反reverse其它other than流量(flow)无流量低流量高流量缺少某物料不纯物逆流供错物料压力(pressure)与大气连通低压力高压力-真空-温度(temperature)结冰低温度高温度-液位(level)无液位低液位高液位-步骤(p
13、rocedure)未执行/程序有缺失较慢执行（动作太慢）较快执行（动作太快）部分动作未执行执行额外动作-错误动作速度(speed)停止运转速度太慢速度太快异步运转-运转方向错误皮带断裂电压(voltage)停电低电压高电压-静电-接错电源时间(time)-执行时间较长执行时间较短-其它(other)裂开泄漏公用系统故障开/停车作业环境照度人因三、修正后之作业平安分析（JSA+ HazOp）危害鉴别方法应用实例为使读着能充分了解修正后之作业平安分析危害鉴别方法之应用，本文以薄膜制程常见的WJ机台为例，该机台所运用的制程是属于常压制程(APCVD) 系统。针对WJ机台之运作，我们将其分为十个节点/
14、单元（如图二所示）。因为WJ危害鉴别结果相当的多，本文例举其中Injector Assembly在一般正常操作时，设备本身可能产生的危害及设备修理时，因操作不慎可能产生的危害，将其部分危害鉴别的撰写结果，列示于后。而撰写上常见的缺失，亦一并举例如下。（详如表三、表四所示）InjectorAssemblyGas PanelO3System Belt CleanerElectronic SystemLiquidCabinetExhaustSystemSonicCleanerElement PowerTransfer Assembly图四 WJ 机台运作流程及节点分割示意图表三 修正后之作业平安分析（JSA+ HazOp）常见撰写缺失之比照表项目作业名称步骤/节点可能发生缘由
