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研究材料與方法

3-1 研究對象選取

1. 離子植入機臺設備保養

維護保養之前,必須先以氮氣N2將機臺內部清空,並將未使用完的原料以容器承 裝,當然這必須依據不同的機台有不同的方式。儘可能的減低砷粉塵的污染,必須以 柵欄隔離或是劃分區隔這些作業區域,最好是能用柵欄來區隔效果較佳。用沾黏式防 塵墊鋪於地板下方,當有污染時,必須更換防塵墊。Tyvek的防護衣或手套,必須在 這個區域內使用與更換。保養工具都必須是專為這個製程使用,在保養過程中,必須 於入口或是走道間,以醒目的標示這是可能會有砷污染的保養作業進行中。

假如會有砷粉塵的溢散到Sub Fab無塵室機房,這些區域也必須以柵欄隔離。

此外保養過程中所有移出來的零件,必須以雙層的袋子密封,避免有砷的污染。

2. 人員除污

對於設備與人員除污是一件重要的步驟,可經由排空的方式或以 IPA 擦拭比較難 處理的表面。所以擦拭採樣法是必要的措施,因為這樣可以確保除污工作的效果。

在除污的過程中,可使用經處理的Tyvek® 材質的Barrier Man®特衛強這類防護 衣,可符合無塵室級數 Class 100至1000的需求;(22)可以防止在無塵室中處理的電子 零件受到人體或衣服散落的極細粒子的污染;可以保護穿用者的皮膚免於接觸到腐蝕 性的化學液體及其他有危險性材料。

所以在使用後必須以砷的不繡鋼廢棄物處理桶來存放後,才可以移出工作區域。

在離開無塵室之後,工作人員必須以清潔劑與清水來沐浴全身,如此可以預防砷 的微粒經由食入、皮膚接觸進入人體。

3-2 採樣前之資料收集及採樣量測

一般維修作業原則上是週、雙週、月、季等週期進行,但遇突發狀況均會更改保 養週期。為能有效清除附著於機件上的無機砷化合物,通常會先噴灑 30%的過氧化

氫,使之與附著於機件表面的無機砷起反應,再以菜瓜布或刮刀刷洗,最後使用異丙 醇(23)或純水拭淨並吹乾。

此次測量,針對機台移機前的保養之後,於各個組件之表面,取其表面 As 砷(無 機砷)之殘餘物,進行化驗分析。(24)

1. 資料收集

工作場所的分析(包括危害評估),衛生管理計劃有效的基本元件。(25)有效的 之工作場所的危害評估分析,必須考慮表面的污染會造成勞工直接更由皮膚或是食入 的途徑進入人體(例如:氰酸鹽類、農藥),或因為間接經由污染物的揚起經由呼吸 道進入人體(例如:石綿)。

許多化學物質,會經由皮膚接觸或是食入的方式進入人體,比經由吸入的方式來 的容易,例如以手和上臂暴露到醇醚類的 2-methoxy-ethanol(ME)和 2-ethoxy-ethanol (EE)十五分鐘,比八小時吸入性暴露劑量還高。(15)在過去,工業衛生師偏愛空氣採 樣,卻忽略了表面污染引起健康的危害。(26)

擦拭採樣是對於工作場所評估的重要工具,包括界定污染危害的狀態和評估個人 防護具、工作場所的整齊清潔與工業衛生制度管理文件的建立。所以儘管勞委會對於 工作場所表面污染並沒有規範,但是也必須考慮這類採集方法,來保障勞工的健康。

目前勞工空氣中容許濃度標準中,有 125 種項目中的符號有“皮”,表示這類物質 會經由皮膚接觸人體。過去在高科技產業大量使用特殊化學物質,就可能經由皮膚接 觸而進入人體。(27)

1-(1) 相關作業流程基本資料收集 A.積體電路之製造流程:

拉 晶

〈從矽晶液中拉晶棒〉

晶圓切片與拋光

↓ 晶圓製造

↓ 晶粒切割

↓ 晶粒黏貼

↓ 打 線

包裝完成並測試

圖3-1 積體電路之製造流程圖

針對離子稙入機臺之客戶區,配合移轉機臺之時段,進行各個資料收集。

與客戶區工安人員討論,進行各個資料收集,作為取樣之依據。(28)

B.除污廠商作業程序:

拆卸 / 包裝

↓ 裝 箱

↓ 運送回廠

↓ 清除 / 除污

↓ 封 裝

↓ 運回半導體廠

↓ 裝回機臺

圖3-2 除污廠商作業程序圖

除污廠商作業工廠,設立於工業區內。由拆卸/包裝、裝箱、運送回廠、進行 清除 / 除污之後,再加以封裝並運回半導體廠,裝回機臺。本次研究針對清除 / 除污作業,進行砷(無機砷)/砷化氫的暴露危害採樣/分析。(12) (29)

1-(2)作業勞工之工作內容及防護具使用情形:

有效清除附著於機件上的無機砷化合物,通常會先噴灑 30%的過氧化氫,使之 與附著於機件表面的無機砷起反應,再以菜瓜布或刮刀刷洗,最後使用異丙醇或純水 拭淨並吹乾。

一般使用輸氣式供氣面罩,防護手套及防護衣。(30)

2. 採樣量測

除污作業及零件清洗廠之採樣量測:

採取擦拭取樣方法,與個人採樣器。並與客戶區工安人員討論,進行各個資料 收集,明白取樣之重點,注意事項,配合時段與除污作業及零件清洗廠商配討論。

A 半導體零件清洗廠砷暴露採樣計劃

本採樣計劃將針對A 廠負責清潔含有砷之半導體零組件作業進行環境定點採樣、

個人空氣採樣、人員尿液採樣等,以了解是否有作業環境砷暴露的狀況,採樣分析所 取得之數據將提供A 廠參考。A 廠配合相關事項如下:

1. 安排可進行環境採樣日期的前兩天通知可供採樣的預定時程與作業內容。

2. 需要採集尿液之員工,要求配合在採樣前一天勿進食海鮮類相關食物(魚、

蝦、貝類、海菜…等)。

本研究將有利於A 廠對砷污染源的掌控,釐清可能產生較高暴露濃度之來源或作 業程序,以期能減少人員暴露與環境污染,降低週遭環境衝擊。

3-3 採樣策略及採樣規劃 1. 採樣策略

1-(1) 半導體晶圓廠離子植入機臺NIOSH Surface Wipe Sampling Procedure 表面擦拭取樣程序 ( 31)

相關表面擦拭取樣,詳如附表3-1,採取 29 個點,及 5 個空白樣本。

A. 採取 29 個點的樣本,包括從晶片載入室、製程反應室內、離子源、離子 路徑、電子槍、擴散幫浦、飛輪等離子植入機臺內部各個不同可能遭受到 砷及其化合物污染之位置,分別執行表面擦拭取樣,合計29 個點。

B. 另外,於離子植入機臺旁邊取 5 個空白樣本,作為環境參考對照樣本。

C. 表 4-1 國內機臺移轉採樣結果,廠商代號:

T-1 u, T-2a, T-2b, T-2c, M213, M422 代表國內半導體廠離子植入機臺,機 臺之位置編號。礙於保密規範要求,無法提供廠商公司名稱。

D. 表 4-2 國外機臺移轉採樣結果,廠商代號:

Micron, DTI –M410, DTI-M413 代表國外半導體廠離子植入機臺,機臺之 位置編號。礙於保密規範要求,無法提供廠商公司名稱。

表 3 – 1 離子植入機臺表面擦拭取樣表 (32)

13 Process chamber interior back wall 製程反應室內壁

14 Processes chamber interior side wall (diff pumps) 製程反應室側壁

15 Process chamber interior bottom 製程反應室內壁下方

16 Process chamber interior top 製程反應室內壁上方

17 Process chamber door interior 製程反應室起閉門內壁

18 Scan arm Assy Scan 支臂總成

25 Enclosure exterior beam line side 離子路徑外部

26 Enclosure exterior rear 離子路徑背部

27 Enclosure exterior processor side 製程反應室外部

28 Wafer loader chamber interior 晶片載入室內壁

29 Source isolation valve 離子源隔離閥門

1-( 2 ).除污廠商作業區

圖3-4 除污廠商作業區無機砷/砷化氫取樣位置圖 (B) 離子植入機臺零件清理區

砷與砷化氫採樣點

擦拭點

水槽

產品包裝區

工作長桌

通風櫥 水槽

長 桌 產品包裝區

裝零件之箱子堆放區

2. 作業之採樣規劃

A. 配合客戶區域之除污作業,執行機臺設備除污後與除前之擦拭採樣。

B. 除污廠商作業區無機砷/砷化氫採樣。

表3-2 半導體零件清洗廠初步採樣計劃 半導體零件清洗廠初步採樣計劃---採樣點一覽表 空氣樣本收集

區 域 樣本數 位 置 備註

wet 清洗室 1 工作平檯

噴砂間 2 工作平檯1、噴砂機旁 1

含砷機頭清潔人員 2 隨身佩帶 (人員 2)

噴砂間外 2 噴砂間外工作平檯

總計 7

*每個採樣點包含 Arsenic、Arsine

擦拭樣本採樣點數

位置 數量 備註

wet 清洗室 4 工作檯面.地板.Hood 內部

噴砂間 3 工作檯面.地板.噴砂機內部

含砷機頭清潔人員衣服表面 2

總計 9

粉塵收集

位置 數量 備註

噴砂機內部 2 噴砂機內部粉塵

Hood 內部 2 Hood 內部粉塵

噴砂機台下方 2 機台下方地板粉塵

總計 6

尿液樣本FMV(早晨醒來第一泡尿液)

位置 數量 備註

含砷之半導體零件清潔人員 3

其餘工作人員 2

行政人員 2

總計 7

*參與受試人員.採樣前一天勿進食海鮮類食物 其餘樣本收集

位置 數量 備註

內襯 2 裝零件之金屬(瓦楞)箱內

泡棉 2 裝零件之金屬(瓦楞)箱內

塑膠袋 2 裝零件之金屬(瓦楞)箱內

總計 6

*將樣本收集帶回分析

3-4 材料實驗、設備及方法 1. 材料與設備(15)

(1) 個人採樣器(personal pump) (SKC® Model 224-PCXR3)---採取砷(As)樣本(2 L/min)。

(2) 流 量 記 數 器 (counter) (SKC® Model 224-3)--- 採 取 砷 化 氫 (AsH3) 樣 本 (0.15 L/min)。

(3) 纖維素酯濾紙及墊片(0.8μm,37mmØ) (SKC®Cat.No.225-5)。

(4) 直徑 37mm 丙烯月青 材質濾紙匣。

(5) 活性碳採樣管(100 mg/50 mg) (SKC®Cat.No.226-01)。

(6) Gillian 紅外線皂泡式氣體流量計。

(7) 90 mm 擦拭用濾紙(Toyo Advantec 1)。

(8) 採樣管切開器。

(9) 塑膠接管。

(10)二次去離子水(18.3 MΩ)。

(11)石蠟膜(American National CanTM)。

2. 空氣樣本

空氣樣本可分為定點作業環境空氣中之砷及砷化氫濃度採樣,以及針對可能暴露 到較高濃度之離子源腔(Source chamber)零件清潔作業場所之維修程序分段採樣。

3.擦拭樣本

係利用90 mm 擦拭用濾紙(Toyo Advantec 1)以去離子水沾濕後,擦拭離子植入機 臺作業區域之地板、手工具以及人員物品或衣著等,擦拭面積為 10×10 cm2,採樣後 立即置於夾鏈袋內,並攜回存於 4℃冰箱等待分析。另以同一批號之潔淨擦拭用濾紙 製備空白樣本,以資對照。

4. 其他樣本

其他樣本包括現場人員使用過之口罩、手套以及無塵布等三項。直接由現場收集 後,置入夾鏈袋中並予以密封標示,攜回後暫存於 4℃冰箱中等待分析。此外亦採集 相同未使用過之口罩、手套以及無塵布作為空白樣本以資對照。

表3-3 砷及砷化氫樣本採樣條件設定 (Model 224-3)

採樣流量 2 L/min 0.15 L/min 採樣:共分(1)Source chamber 開 啟前, (2) Source chamber 開啟後,

2. Source chamber 清理程序分段採 樣:共分(1)Source chamber 開啟 前, (2) Source chamber 開啟後, (3) 噴 灑 H2O2 後, (4) 刮 除 清 理 後 , (5)PM 作業結束等五階段,每階 段採樣5 分鐘,共計 25 分鐘。

採樣位置 1. 定點作業環境採樣:分別於 Source chamber 前方作業區域

、Source chamber 外 側 、 Beam line 外 側 、 Process chamber 外 側、Walkway、噴砂間置物架、

噴砂間工作檯。

2. Source chamber 清理程序分段 採樣:Source chamber 內部。

2. Source chamber 清理程序分段 採樣:Source chamber 內部。

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