國 立 交 通 大 學
工學院產業安全與防災學程
碩 士 論 文
高科技廠房先進救災設備配合緊急
應變程序之研究
A Study on Advanced Rescue Equipments of High
Technical Industry involve in Emergency Response
Procedure
研 究 生 ： 洪 傳 譜
指導教授 ： 陳 俊 勳 教授
高科技廠房先進救災設備配合緊急應變程序之研究
A Study on Advanced Rescue Equipments of High Technical
Industry involve in Emergency Response Procedure
研 究 生： 洪 傳 譜 Student：Chuan-Pu Hung
指導教授： 陳 俊 勳 Advisor：Chiun-Hsun Chen
國 立 交 通 大 學
工學院產業安全與防災學程
碩 士 論 文
A Thesis
Submitted to Degree Program of Industrial Safety and Risk Management
College of Engineering
National Chiao Tung University
in Partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of
Master of Science
in
Industrial Safety and Risk Management
July 2005
Hsinchu, Taiwan, Republic of China
高科技廠房先進救災設備配合緊急應變程序之研究 學生：洪傳譜 指導教授：陳俊勳 國立交通大學工學院產業安全與防災碩士班 摘 要 本論文研製之目的主要針對高科技廠先進救災設備配合緊急應變程 序之研究。一般論及救災設備，主要以政府之消防單位為主。然而高科技 廠成長速度快過救災單位，且更多新的化學物質與製程被使用或創造出 來，使得高科技廠救災風險相對增加。在高科技廠投資成本屢創新高之 際，對於安全亦愈加重視，更期望於災害發生時能以最快之速度控制災情。 本研究首先探討高科技廠自我救災能力，了解其災害原因、安全與防 護、緊急變應組織與運作概況。其次探討高科技廠先進救災設備，研究其 用途、效益與特性，分為火災搶救設備、氣化災處理設備、個人防護裝備 等。為提升高科技廠消防戰力，規劃適合高科技廠救災之高效能化學消防 車，包括高低壓幫浦滅火系統、泡沫系統、救災輔助系統、搭載之附屬裝 備等。然後，以高科技廠較常發生之災害，主要為火災、氣體與液體化學 物質洩漏，討論先進救災設備選用與配置，擬定緊急應變程序配合方案， 將高科技廠先進救災設備融入其中，並探討對緊急應變程序產生之變化。 最後，以業界實務經驗，提出改善指導方針，全面提昇緊急應變訓練、 改善救災方式與救災設備，供強化高科技廠緊急應變能力之參考，並希望 能提升高科技廠房救災水準。
A Study on Advanced Rescue Equipments of High Technical Industry involve in Emergency Response Procedure
student：C P Hung Professor：Dr. Chiun-Hsun Chen Submitted to Degree Program of Industrial Safety and Risk Management
College of Engineering National Chiao Tung University
ABSTRACT
The purpose of the thesis is to study the advanced rescue equipments of high technical industry involve in emergency response procedure. Generally, the major rescue equipments are in the government’s fire protection departments. However, the high technical facilities are faster than government’s fire protection capacities. New chemicals and manufacturing process are used or created. So, the risk of rescuing high technical facilities is more dangerous. With the increase investments of the factory, the request of safety is more and more important. We hope to use the minimum time to control the condition when a disaster happens.
At first, we studied the factory rescue capability by itself in high technical industry; understand the cause of disasters, safety and protection, the situation of emergency response organization and drill. Secondly, we discussed the advanced emergency response equipments in high technical industry, study the application, benefit and characteristics. The items of equipments are fire fighting equipments, gas & chemical handle equipments, and personal protect equipments, etc. For upgrade the fire fighting capacity of high technical factory, we planed the suitable high-tech chemical fire truck, including high-low pressure pump system, foam system, assisted rescue system, and arranged the auxiliary rescue equipments, etc. Then, we used the frequency disasters in high technical industry, fire disaster, gas and liquid chemical leakage, to draft the combinative programs of emergency response procedure. These procedure was contained the advanced rescue equipments of
high technical industry. And, we discussed the chance of response procedure. Finally, base on realistic experiences; provide some guidelines for improvement, including total strength emergency response training, the progress of rescue equipments, etc.. The information may provide and strength the emergency response capability in high technical industry. Hopefully, these will bring some progress for upgrade the disaster rescue level.
誌
謝
自從交大機械系畢業後，離開母校十年，很慶幸能有機會重返母校再 度攻讀碩士，回想來時路，首先感謝幫我撰寫推薦函的李教授文亮、蔡部 長清旭，使我能順利取得入學的敲門磚。於通過碩士入學筆試後，感謝碩 士專班入學口試評審教授的賞識，使我有機會進入此學習殿堂，得以重啟 學業之門，實現多年的夢想。 本論文撰寫期間，最感謝引領我的指導教授 陳教授俊勳，由於不嫌 棄懵懂無知的我，在百忙之中抽空悉心指導與教誨，無論從觀點的啟發、 研究方向的導正、觀念的釐清、架構的修正與結果分析，使我畢生受用無 窮，在學習的路上承蒙恩師的栽培與教導，讓我感受到是最幸福的學生 了，在此謹致最高的敬意與謝意。並感謝計畫書口試與畢業口試時，陳校 長俊瑜、蔡教授春進、邱教授晨瑋、曾博士偉文，費心的對本論文提出精 闢的見解與指正，惠蒙賜予寶貴意見使論文更臻完整，在此對恩師們致上 由衷的謝忱。 特別感謝聯華電子消防隊鍾隊長玉慰、黃國勇及同仁們，在各方面的 鼓勵、幫忙與協助，提供我撰寫期間重要的知識與建議。還有感謝消防署、 新竹市消防隊、科學園區消防隊、工商組、園區科技公司聯防組織的長官 們提供的寶貴資料與協助。並感謝在寫作期間，器材裝備廠商、學長、同 學、摯友提供的資料、意見與經驗，要感謝的人太多太多，有大家的鼎力 幫忙，才能使論文研究能夠順利完成，在此致十二萬分的謝意。 真心感謝深愛我的太太 欣慧，使我的工作與學業能無後顧之憂。感 謝父母的栽培，以及家人的關心與支持，使我一路走來都能順順利利的。 最後，再次感謝所有幫助過我的人，僅將此喜悅與大家共享，祝福大家永 遠健康快樂、幸福美滿。 洪傳譜 僅誌於交通大學 中華民國九十四年七月
目
錄
中文提要 ……… i 英文提要 ……… ii 誌謝 ……… iv 目錄 ……… v 表目錄 ……… vii 圖目錄 ……… ix 第一章 緒論……… 1 1.1 研究動機與目的……… 1 1.2 文獻回顧……… 3 1.3 研究範圍與限制……… 5 1.4 研究方法與流程……… 6 第二章 高科技廠自我救災能力探討……… 9 2.1 高科技廠災害特性……… 9 2.2 高科技廠安全與防護……… 24 2.3 高科技廠緊急應變組織及運作……… 31 第三章 高科技廠先進救災設備探討……… 45 3.1 火災搶救設備……… 47 3.2 氣化災處理設備……… 61 3.3 個人防護裝備……… 72 3.4 高科技廠消防車與裝備規劃……… 85 第四章 緊急應變程序配合方案研究討論……… 105 4.1 先進救災設備之選用與配置……… 107 4.2 火災緊急應變程序之擬定與配合……… 112 4.3 毒性氣體洩漏緊急應變程序之擬定與配合………… 123
4.4 液體化學品洩漏緊急應變程序之擬定與配合……… 130 4.5 科學工業園區緊急應變程序討論……… 137 4.6 先進救災設備對傳統應變程序產生之變化………… 142 4.7 緊急應變訓練之改善與提升……… 146 第五章 結論與建議……… 149 5.1 結論……… 149 5.2 建議……… 150 參考文獻 ……… 153 附錄一 直轄市、縣(市)消防機關消防裝備表……… 155 附錄二 消防車輛之定義及應備裝置……… 157 附錄三 行政院重大災害通報與任務分工……… 161 附錄四 科學工業園區緊急應變程序……… 165
表目錄 頁次 表 1 高科技廠重大火災事故--- 9 表 2 半導體製程主要使用之氣體與化學品--- 22 表 3 晶圓廠製造常用之酸液與潛在健康危害--- 23 表 4 機台火災危害辨識(PHA)與風險分析(HAZOP)--- 23 表 5 各類型 ERT 動員方式--- 37 表 6 高科技廠房所需傳統消防搶救器材--- 46 表 7 一般消防瞄子與細水霧水量比較--- 50 表 8 防護裝備級數--- 82 表 9 消防車輛種類--- 85 表 10 適用高科技廠救災之消防車--- 86 表 11 消防車附屬裝備一覽表--- 100 表 12 應變等級與指揮職掌--- 106 表 13 先進救災設備適用之災害類型--- 108 表 14 先進救災設備主要採購原因與需求--- 109 表 15 先進救災設備配置方式--- 111 表 16 火災搶救之器材整備--- 116 表 17 火災搶救之狀況模擬--- 116 表 18 毒性氣體洩漏搶救之器材整備--- 126 表 19 毒性氣體洩漏搶救之狀況模擬--- 127 表 20 液體化學品洩漏搶救之器材整備--- 133 表 21 液體化學品洩漏搶救之狀況模擬--- 134 表 22 各類型液體洩漏所需使用之洩漏密封器材--- 135 表 23 配合科學園區災害防救作業之火災支援器材--- 138 表 24 配合科學園區災害防救作業之毒化災支援器材--- 138
表 25 聯電專屬消防隊支援園區救災所需時間--- 139 表 26 高科技廠專屬消防隊與政府機關消防隊之救災互補性--- 139 表 27 先進搶救設備改善救災方式--- 142 表 28 傳統與先進救災設備之應變程序比較--- 144 表 29 應變人員需具備先進救災設備操作技能--- 146 表 30 全面提升緊急應變訓練--- 148 表 31 先進救災設備對緊急應變之影響--- 149
圖目錄 頁次 圖 1 研究流程圖--- 8 圖 2 世大積體電路股份有限公司火災--- 14 圖 3 晶圓廠平面設施圖例--- 15 圖 4 無塵室空間立面圖例--- 16 圖 5 廢氣管燃燒後之陷阱--- 16 圖 6 wet bench 圖示--- 19 圖 7 製程中之機台設備與使用化學品--- 21 圖 8 高科技廠營運延續計畫--- 26 圖 9 緊急應變組織架構例--- 35 圖 10 緊急應變演練流程--- 38 圖 11 緊急應變平面示意圖例--- 41 圖 12 先進救災裝備--- 46 圖 13 移動式細水霧滅火設備示意圖--- 48 圖 14 移動式細水霧滅火設備--- 52 圖 15 多功能移動式細水霧設備--- 53 圖 16 多段式移動式細水霧滅火設備--- 54 圖 17 背負式細水霧滅火器--- 55 圖 18 輪架式細水霧滅火器--- 56 圖 19 熱影像頭盔與影像傳輸器--- 58 圖 20 發光線圈--- 59 圖 21 火焰偵測儀--- 60 圖 22 吸酸車、洩漏處理筒、洩漏處理車--- 61 圖 23 鋼瓶堵漏器材--- 62 圖 24 ERCV 各單元--- 63 圖 25 ERCV 外觀--- 64
圖 26 洩漏密封槍、小型洩漏密封袋--- 66 圖 27 洩漏排流袋--- 66 圖 28 長條形洩漏密封袋--- 67 圖 29 管路密封蓋--- 68 圖 30 密閉充氣式除污站--- 69 圖 31 六氟靈與敵腐靈--- 72 圖 32 個人用救命警報器與主機--- 74 圖 33 自攜式空氣呼吸器--- 77 圖 34 歐式消防衣、帽--- 80 圖 35 A 級化學防護衣與抗高溫化學防護衣--- 83 圖 36 高效能化學消防車--- 87 圖 37 車頂砲塔--- 90 圖 38 高壓水管捲輪--- 91 圖 39 渦輪式瞄子--- 92 圖 40 移動式砲塔--- 93 圖 41 泵浦控制系統(一) --- 94 圖 42 泵浦控制系統(二) --- 95 圖 43 緊急發電機--- 97 圖 44 車輛左側器材儲放位置圖--- 103 圖 45 車輛右側器材儲放位置圖--- 104 圖 46 火災緊急應變處理流程--- 112 圖 47 氣體洩漏處理流程--- 123 圖 48 液體化學品洩漏處理流程--- 130 圖 49 福國化工廠爆炸--- 141 圖 50 遙控正壓式細水霧滅火系統--- 152 圖 51 攜帶式化學物質鑑定儀--- 152
第一章 緒 論
1.1 研究動機與目的 工欲善其事，必先利其器，精良的裝備乃是成功的必備要件。在工安 意識日漸抬頭的今日，社會大眾都知道安全的重要，而安全系統是由軟體 的人與硬體的設備組成的。救災設備是在於事故發生後，為控制及減少災 害擴大所需之器材。訓練有素的緊急應變組織，必需要有優良先進的搶救 設備，相輔相成，才能發揮最大的救災成效。救災人員有足夠裝備及技術， 在重大事故發生時，才能在自身安全的情況下，以最短的時間控制災害， 將生命財產損失減至最低。 新竹科學工業園區內，半導體、光電工業及生物科技業等高科技產業 進十年內蓬勃發展，為我國經濟作了絕大的貢獻，截至 92 年 12 月底累 計總營業額新台幣 8,578 億元；累計實收資本額新台幣 9,941 億元。這 些高科技產業不但是一項尖端科技的產業，也是一項需要龐大資金以便能 維持其繼續發展的高風險性產業。然因這些高科技產業製造技術愈趨複雜 化，所潛在的職業危害與財產損失也愈來愈複雜。舉凡半導體製程中的磊 晶、擴散、離子植入、化學氣相沈積、蝕刻和微影等製程單元所常使用的 化學品，雖然儲存量與使用量皆遠小於化學或石化工業所處理與使用量， 但是由於具有著火性、可燃性、毒性、腐蝕性等本質危害特性，故其廠房 中充滿了火災、爆炸、中毒等潛在危害，製程單元一旦發生洩漏或操作異 常，由於廠房中無塵室的密閉效果，除了導致人員傷亡外，甚至可能造成 重大財產損失。 TFT-LCD 光電廠之 array 製程需使用多種的有機光阻劑/剝離劑與特殊 氣體，與半導體廠使用物質雷同，不同的是製程機台 Chamber 的大小，半 導體廠目前的最大的晶圓尺寸為 12 吋，其大小遠較於目前 3.5 代 TFT-LCD 廠所需玻璃基板尺寸為 620×750mm2 至 4 代廠的 680×880mm2 及 5 代廠的 1100×1300 mm2 基板面積相差甚遠，故在 TFT-LCD 光電廠單批次所使用的 化學原物料自是比半導體廠用量大，而且隨著玻璃基板的不斷放大，原物 料的用量將與日俱增，當然各項危險物及有害物儲存量與使用量亦增加了 安全管理之風險考量。 在生物科技工業包括工業產品的生產製程中，至少有一步驟應用到生物或製藥技術者，其範圍包括生物技術方法之研發、製造原料、藥品、疫 苗、生物晶片、生物高分子、檢驗試劑、檢驗儀器、生物性農藥、特用化 學品、食品、科學化中草藥、及生化環保，另外因生物技術衍生的週邊工 業，如臨床試驗等，皆可納入生物技術之範疇。從研究結果發現，純粹以 生產為主之公司只佔 10.5%，89.5%公司具有實驗室。其人員可能暴露於 一般較少見之安全衛生傷害，若因傷害造成工時的損失，則對於生物科技 產業所造成實質上的損失，亦較一般之工業傷害或職業疾病影響為大。生 物性危害(biological hazards)可被定意義為對成年人或動物可造成傷 害之任何生物或其所產生之毒素，這些物質經由直接方式感染人、畜或間 接的危害環境。 由於設備投資金額日益龐大，廠商對災害之緊急應變日益重視，加上 近期之事故，常感覺科學園區消防力之不足，在追求搶救時效的考量下， 各高科技公司莫不紛紛強化自身之救災能力，採購此類先進裝備，來保障 自身財產及降低營運風險。相對於高科技廠的投資金額，為保護公司之搶 救設備成本，就顯得便宜許多。現行國內消防法規「直轄市縣市消防車輛 裝備及其人力配置標準」對於搶救裝備設置雖有明確規定，但訂定基礎是 以縣市總人數來決定，屬條例式規定，並無考量到某些特殊建築物（如無 塵室廠房）的特性與要求。 隨著技術的演進，科技的日新月異，更多先進救災裝備一一被研發應 用出來，而政府救災單位採購設備需經過冗長的行政作業程序，不若高科 技廠快而明確。現行高科技廠普遍具備緊急應變組織，配備各式各樣搶救 應變裝備與器材，為維護公司營運與生命財產安全，多會按照自身需要， 量身訂做緊急應變組織與裝備，較消防機關有配備彈性，其中較為不同的 為一些特殊先進裝備，此類裝備經常是國內首次嘗試使用，透過本文探討 裝備用途與特性，提供實務面之參考。 因此，計畫針對高科技廠之先進救災設備，配合緊急應變程序運作， 進行探討。本研究欲達成之目的如下： (1)了解高科技廠房自我救災能力，包括災害特性、安全防護措施及其 應變組織運作模式。 (2)探討高科技廠救災所需之特殊先進救災設備，進一步規劃建立高科 技廠消防車與附屬配備。 (3)以高科技廠緊急應變程序，探討高科技廠消防隊與救災設備配合參
與救災，並發揮其價值。 1.2 文獻回顧 國內消防法規[1]對消防設備、防火區劃、防火管理、公共危險物品 設置管理、消防車輛裝備及其人力配置有明確基本規範。王鈺[2]將搶救 破壞器材分類整理介紹。舒碧霞[3]報導國內某高科技公司，成立國內第 一支高科技廠消防隊，為我國高科技廠緊急應變典範。某公司網站[4]報 導高科技廠消防隊成果。新加坡防衛軍訓練機構[5][6]為距台灣最近之國 外大型消防訓練基地，國內公機關與高科技廠皆曾派員受訓，學習火災與 毒化災應變相關技能與器材運用，高科技廠除配置基本緊急應變器材外， 皆會參考國外先進國家作法。 陳俊勳[7][8]檢討我國政府對高科技廠房安全管理相關法規、措施、 緊急應變程序、督導稽核等，並審視現行科學園區災害防救機制，建議後 續改善作法。黃國勇[9]說明半導體廠建築物空間特性，探討火災煙流與 排煙動作程序。NFPA1600[10]說明災害緊急管理與營運延續計畫，國內大 部份高科技廠除依據現行法規外，也依此制定完整的緊急應變、危機管 理、營運復原計畫。蕭銘德[11]以緊急應變指揮系統為主，整合法令、應 變程序、沙盤推演、應變表單，做一範例並扼要說明。科學園區管理局 [12][13]制定有各項災害應變手冊，為園區緊急應變之準則，並定期實施 演練。許嘉興[14]探討半導體工廠火災特性、火災初期應變體制及消防搶 救戰術。環保署[15]對毒性化學物質災害防救之計畫、緊急事故指揮系 統、應變作業、事故善後有詳細做法。勞工委員會[16]參酌北美應變指南， 對危險物質分成 77 種應變方式。工業技術研究院[17]對危險性工作場所 製程安全評估，有一整套完整作法，亦涵蓋緊急應變計畫。 NFPA600[18]說明工業消防隊設置標準，裝備乃依據廠房環境與特殊 危害，選用需要之設備，國內高科技廠選用緊急應變救災設備，會先行考 量自身特殊場所環境而選用，並於緊急應變搶救訓練課程中，加入救災器 材介紹與使用，強化緊急應變能力。NFPA750[19]說明細水霧滅火設備相 關規範標準，並提供相關分類用途、設置場所規定與保養標準。陳俊勳[20] 規劃研發細水霧滅火系統技術，建立實際模型進行細水霧滅火效能分析。 鄭維金[21]研究半導體製程排氣風管細水霧防火效能，將細水霧用於製程 排氣風管的損害防阻。松大資訊[22]及川圓科技[23]，分別引進與研發高
效能移動式細水霧設備，使其更輕便、更實用、用水量少，使其能夠普遍 用於一般消防搶救。消防署裝備櫥窗[24]介紹更輕便之背負式細水霧滅火 器，類似背架式噴灑器，另有發光線圈與個人警報救命器。八益貿易[25] 代理熱影像頭盔，熱影像頭盔將熱顯像技術結合於頭盔內，使搶救人員於 火災濃煙密佈之空間內視野清楚，雙手可靈活運用，更容易找尋火點予以 撲滅，達到迅速有效之應變目的。 三福化工[26]訓練教材，說明鋼瓶洩漏處理車之操作與注意事項。世 荃實業[27]之化學品洩漏處理器材，能處理管路、桶槽等液態危險物品洩 漏，是利用密封加壓原理，將其塞住或堵住。Patrice Josset, et al. [28] 說明六氟靈處理人體遭受氫氟酸傷害時，可有效減輕人體受傷程度。永百 實業[29]說明敵腐靈處理人體遭受酸或鹼等腐蝕性液體傷害時，可有效減 輕人體受傷程度。王鈺[30]對各類供氣式呼吸器有完整報導，振瑋實業 [31]、晉齊實業[32]、台灣杜邦[33]，在先進的個人防護裝備，代理相關 產品，包括自攜式空氣呼吸器、歐式消防服、化學防護服。陳鴻翔[34] 介紹攜帶式傅立葉轉換紅外線光譜儀，分為氣體鑑定儀與化學物質鑑定 儀。荃運公司[35]介紹高效能化學消防車規格資料，消防署裝備櫥窗[36] 對化學消防車、渦輪式瞄子、車頂砲塔、移動式砲塔、緊急發電機亦有介 紹。
1.3 研究範圍與限制 1.範圍： 本研究主題為高科技廠房先進救災設備配合緊急應變程序之研究，高 科技廠房主要是指具有無塵室，在製程上使用大量有毒易燃化學物質之科 技產業，如：半導體、光電工業及生物科技業。其中以晶圓廠較具代表性， 其特殊環境包括有大型密閉空間(無塵室)、易燃易爆庫房、有毒氣體化學 品供應室、電氣室、發電機室…等。且歷年來發生之重大事故街皆發生在 半導體晶圓廠。 本研究以國內某高科技公司設立之消防隊為主要研究對象，由於半導 體晶圓廠火災事故損失日益龐大，工安防災已蔚為一股潮流，而有進一步 成立專屬消防隊之需求。與一般消防隊不同的是，高科技廠消防隊著重在 工廠火災、氣災、化災應變，具備高科技廠之高人力素質、先進搶救設備 與國內外專業訓練。有強化工廠緊急應變能力、提昇廠房防護功能、確保 企業及同仁生命財產安全，更有提升保險公司承保意願與降低保險費之功 效。 2.限制： 本研究對於搶救設備與緊急應變組織之成本效益，受限於資料收集不 易，無可供對照之樣本，難以比較量化。隨著生活水準提升、投資日益龐 大、企業全球競爭，對安全的需求與價值較高，而願意投入的成本與人力 也愈多。最直接的效益為保險費立刻下降，而保險費是各公司機密，難以 取得；另外，尚有無形與間接的效益，包括客戶的安心下單、企業形象的 提升、員工安全意識提升、重大事故的減少、應變能力提升、營運不易中 斷…等。 國內外設有專屬消防隊的企業，通常為石化產業，乃由於其廠區幅員 面積寬廣，且危險物品存量極大，災害對周邊民眾與環境影響甚鉅，其消 防隊編制以撲滅大型石油化學火災為主。高科技廠為資本密集產業，其易 燃、易爆、毒化物種類繁多，存量較小，幅員面積亦小，緊急應變程序主 要有火災、氣災、化災三類型，其專屬消防隊特色為小而美，救災配備較 精緻、先進而昂貴。設有高科技消防隊之企業，以國內某世界級公司為首 例，其他公司亦有類似進階救災組織，但規模較小，故依此為研究對象。
1.4 研究方法與流程 1.研究方法： (1)文獻回顧：確立研究目標，並依此目標廣泛收集資料，包括設備資 料、政府出版品、國內外法規、論文、書籍、雜誌…等。 (2)個案研究：以高科技廠消防隊作為主要研究對象，探討先進救災設 備、高效能化學消防車、救災案例、事故案例。 (3)訪視調查：就本身實務經驗，實地了解高科技廠應變器材、緊急應 變組職運作、安全管理、防護措施與作法，參觀消防器材展覽，掌 握業界現況。 (4)比較分析：依收集之先進救災設備資料加以分類比較分析，加以篩 選整理，使用照片、圖表說明。 (5)歸納整理：規劃建構高科技消防隊所需的器材設備，依火災、氣災、 化災，擬定緊急應變程序配合方案。 (6)推論：從研究結果，推論未來改善發展方向。 2.研究流程： 如圖 1 所示，各流程單元說明如下。 (1)高科技廠自我救災能力探討：
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高科技廠災害特性：分析重大災害案例，探討廠房結構空間特 性，與一般建物救災有何不同，並討論其潛在危害因素與火災原 因。d
高科技廠房安全與防護：探討高科技廠營運延續計畫與其相關 的安全防護設施設置狀況，以了解其災害預防能力。e
高科技廠緊急應變組織及運作：探討高科技廠緊急應變之法規 規定、組織成員執掌、動員方式、應變演練概況。 (2)高科技廠先進救災設備探討： 有別於傳統救災設備，探討高科技廠有哪些先進救災設備，進一步 了解其設置用途、效益與特性。c
火災搶救設備：移動式細水霧滅火設備、熱影像頭盔與影像傳輸 器、發光線圈、火焰偵測儀。d
氣化災處理設備：氣體鋼瓶洩漏處理車、液體化學品洩漏密封器材、除污站、六氟靈與敵腐靈。
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個人防護裝備：人員救命器、歐式消防衣、自攜式空氣呼吸器、 A 級/抗高溫化學防護衣。 (3)高科技廠消防車規劃： 探討適合高科技廠救災之消防車，其性能與附屬配備。c
泡沫聯用滅火系統：消防幫浦、泡沫系統、特殊噴水裝置、控 制裝置。d
救災輔助系統：電力設備、破壞設備。e
消防車搭載之附屬裝備規劃：火災搶救裝備、氣化災處理器材、 輔助設備。 (4)緊急應變程序配合方案： 探討高科技廠先進救災設備可配合之緊急應變程序與作業要領， 高科技廠消防隊之效益與角色。c
高科技廠緊急應變程序：火災、氣體洩漏、酸、鹼、有機溶劑 洩漏。d
科學工業園區緊急應變程序：火災、毒化災。e
高科技廠消防隊之效益與角色。圖 1 研究流程圖
本文研究開始
1.廠房自我救災能力探討
2.先進救災設備探討
3.高科技廠消防車規劃
結論與建議
結束
4.緊急應變程序配合方案
第二章 高科技廠自我救災能力探討
新竹科學工業園區二百公頃有限空間內，現有各式高科技產業座落於 其中，其中包括了現行於世界知名的半導體公司與光電產業公司，其散佈 之密度可居世界之冠。因空間限制使這些公司只能在有限的土地空間內盡 量設置密閉性高、空間大的無塵室廠房，並於其內設置精密且昂貴的設 備。這些產業在生產製造中，大量使用到可燃性（Combustible）、易燃性（Flammable）之化學品（如 H2、SiH4、AsH3、Isopropyl Alcohol、Acetone、
光阻劑等）。因為這些產業之特性（如高投資成本、高危害與高火災事故 發生風險等），所以一旦其發生火災意外時，損失狀況勢必將非常嚴重。 近幾年來，半導體工業發生了數起的火災事故，造成相當大的財物損 失。尤其 1996 及 1997 年分別發生華邦與聯瑞大火，總損失高達約二百多 億台幣，同時對我國半導體產業工業安全形象造成很大的負面影響。許多 有規模的高科技廠商也痛定思痛紛紛成立風險管理處(部)，將相關的業務 納入管理。經過數年的努力，高科技產業未曾再聞有嚴重的工安事件出 現，尤其是火災。在保險公司壓力下，大部分高科技廠商均依據保險公司 要求來改善現有防火措施，並強化緊急應變組織，提升廠房安全與形象。 由於半導體製程為高科技廠中最複雜，投資成本最高之產業，使用於製程 的氣体化學品、毒化物、易燃易爆物種類也最多，且國內高科技廠重大事 故皆為半導體廠所發生，截至目前為止，單一火災損失金額，仍以半導體 晶圓廠為最高。故以半導體晶圓廠為例，從高科技廠災害特性談起，再探 討營運延續計畫與廠房安全防護設施，並以緊急應變動員與演練說明高科 技廠自我救災能力現況。 2.1 高科技廠災害特性
根據美國 FMRC（Factory Mutual Research Corporation）機構於 1977 至 1997 年災害統計，全世界半導體廠工安事故主要災害為火災(佔 46.9%)，國內半導體工廠火災主要原因，在無塵室內為易燃液體著火及矽 甲烷外洩，在無塵室外為發電機過熱，其中華邦與聯瑞火災，皆發生於無 塵室，前者起源於濕式清洗台之易燃性液體，後者起源於製程排氣風管 (Exhaust)之易燃性氣體所引起(表 1)。本節探討高科技廠災害特性，主
要內容有災害案例、建物空間特性、火災原因與潛在危害。 表 1 高科技廠重大火災事故 日期 公司名稱 損失 原因 85/10/14 華邦電子 78 億 濕式清洗台 IPA 起火 86/10/03 聯瑞積體 120 億 SiH4 燃燒 86/11/11 天下電子 3 億 濕式清洗台 IPA 起火 88/6/23 力晶半導體 - 化學原物料倉庫起火 88/9/22 世大積體 4 仟萬 發電機起火 89/3/31 聯茂電子 5 仟萬 鍋爐間重油噴出起火 89/12/25 聯華電子 3 仟萬 發電機起火 91/8/22 同亨科技 1 仟萬 變電器燒毀 92/10/29 建興電子 - 變電器燒毀 94/5/01 日月光 100 億 危險物品油料起火 2.1.1 災害案例分析 1.聯瑞積體電路公司火災 (1)事故基本資料：
c
發生時間：1997/10/3，17:40。d
事故類型：火災。 (2)事故資料描述： 目擊者看到火苗由抽風口竄出; 17:45 分報警求援，共動員義 消一百八十餘人，華邦、德碁、元太，旺宏在十分中內 支援上百 具呼吸器材等救援器材，因風管中仍有廢氣，四處流竄，因此火勢 數度復燃，火警在 3 日晚間經過搶救，消防人員檢查火場已無火苗 後，即行離去，現場繼續抽風，讓煙霧飄散。當天 9:00 左右又發 現冒出火苗，消防隊再趕到把火撲滅，4 日凌晨 1:20 現場又有復 燃現象，所幸無擴大跡象，4 日上午消防人員以雲梯車架人在二、 三、四樓破窗排煙，一時現場充滿刺鼻化學藥物味，14:15 消防人 員確定現場安全無虞，消防車才撤崗，僅部份消防及工安人員繼續留守，17:00 左右火場悶燒再起，消防車迅速趕往現場，此次復燃 延續十小時，5 日凌晨 3:00 左右，才將火勢完全撲滅。大火在延 燒兩天後方可進入，1997/10/6 新竹縣消防對與警察局進行司法程 序檢查。根據園區管理局、消防署、新竹市消防隊在 17 日所作成 的火場鑑定與救災檢討報告指出，起火點雖在一樓，但火勢在密閉 的廠房內卻循管道間，排風管延燒，因此三日晚間，從外部觀看是 五六樓著火，但各樓層內部已受到波及。 (3)財物損失金額：NTD 120 億元。 損失清單：無塵室全毀。 (4)災因分析：
c
事故類型：火災。d
基本原因：原因不明。e
火源：自發反應。 (5)改善對策： 半導體化學酸毒管應設自動防護系統，使用不可燃材質風管， 並加裝化學異常偵測器和防洩、防爆設備。設置媒體公關發言人， 由高階主管統一發言，讓外界隨時可清楚了解廠內火災處理進度， 管道間、排風管、煙毒管等頂樓出口應標記清楚，並裝設高壓式自 動滅火系統，化學生產機台和氣體閥應裝設遙控關閉開關，落實提 報生產機台使用特性及化學物品間之相關性，建築物閉免採用封閉 式外牆，並應在外牆逃生窗口標示位置。 2.天下電子公司火災 (1)事故基本資料：c
發生時間：1997/11/11，8:50。d
事故類型：火災。 (2)事故資料描述 8:05 發生火災。 8:20 園區消防隊接獲報案，立即出動消防車，園區化學災害應變 小組成員陸續支援器材到場。 10:30 控制火勢,並繼續作室內降溫及火場清理工作，11:00 火勢撲 滅，園區及埔頂消防小隊人員在確定現場無復燃顧慮後撤離。13:30 火災鑑試人員到場進行市鑑識。天下電子火災現場為二層樓 標準廠房，火災主要為一樓約 300 坪的廠房，無塵室約 60 坪，廠 方人員報案指稱是在潔淨室蝕刻區清洗槽發現火苗，燃燒面積多侷 限在此區，其餘為濃煙籠罩。園區消防隊與新竹市消防隊共出動化 學車 2 部，雲梯車 3 台，水庫車 2 台，器材車 1 部，水箱車 5 部， 救護車 3 部，及 200 多名消防人員救火。 (3)財物損失金額：NTD 3 億元。 損失清單：300 坪廠房,60 坪無塵室。 (4)災因分析：
c
事故類型：火災。d
基本原因：原因不明。e
火源：不明火源。f
事故設備：蝕刻區酸洗槽。g
立即原因：化學因素。h
可燃源：易燃貨品、化學品。 (5)改善對策： 加強人員專業訓練及應變能力，排除可燃物及環境測定，排除 可燃物或加強防護措施，規劃化學品之儲存及防護，設立消防栓及 消防系統，進行原物料之火災爆炸特性分析及製程分析。 3.世大積體電路股份有限公司火災 (1)事故基本資料：c
發生時間：1999/9/22。d
事故類型：火災。 (2)事故資料描述： 新竹科學園區世大積體電路公司傍晚突然發生大火，火勢是由 一處變電站引發的。由於大火引發的煙霧可能含有毒素，園區緊急 疏散所有人員，不過由於火勢實在太大，除了科學園區本身的消防 隊，以及各家廠商的防火小組都投入救援外，還緊急調來附近鄉鎮 的消防車協助救火，幸好暫時將火勢控制在這間變電站裡，並沒有 波及到世大積體電路的生產設備，說起來，這場火災也是地震惹的 禍，世大由於要趕交全世界都缺貨的積體電路，在科學園區停電後，自行發電趕工，沒想到因此引發大火。雖然在各方的搶救下， 這場大火並沒有波及公司的生產設備，不過由於濃煙帶來大量的煙 塵，這些煙塵經由空調進入世大公司的無塵生產室，污染了裡面所 有的產品，估計要恢復產能可能還要一兩個禮拜。 世大於昨（22）日下午 4 點 45 分發生火警，起火原因主要是 該公司廠務建築中的一台柴油發電機運轉過熱所造成，並非晶圓待 工廠產生火警，因此損失輕微。發電機起火的原因是由於園區大停 電後，機器持續運作所造成，並非是今早由新宇汽電開始供電所造 成的影響。該公司目前有 4 台動態不斷電系統及 2 台發電機，引起 這次火警的其中一台發電機，並未影響其它發電機，將災情控制在 一個區域，使得損失降到最小。這次火警損失金額約新台幣 2,000 萬元左右，主要損失項目是發電機，這座機器造價約 1,000 多萬 元，因此加上其發廠房重整的費用，整體損失金額不大。世大發言 人張秉衡表示，該公自有的電力供應有 9,000 千瓦，而損失的這座 發電機約提供 2,000 瓦，但由於今早新宇汽電所供應的電力，對公 司維持無塵室的清淨並不會造成損失。 (3)損失情形：財物損失金額 NTD 2000 萬元。 損失清單：倉庫。 (4)災因分析：
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事故類型：火災。d
基本原因：原因不明。e
火源：不明火源。f
事故設備：發電機(generator)。 (5)改善對策： 加強人員專業訓練及應變能力，加強工作員工之操作訓練，設 立消防栓及消防系統，進行原物料之火災爆炸特性分析及製程分 析，落實動火許可制度。圖 2 世大積體電路股份有限公司火災 2.1.2 高科技廠廠房空間特性 高科技廠房多設有無塵室，為一大型無開口樓層，內為挑高大空間維 持正壓空調，使用大量可易/燃化學品、各式毒化物與高精密機台設備， 安全方面也設置相關消防防護系統。以晶圓廠為例，廠區概分為無塵室、 支援棟、廠務棟、化學庫房（圖 3），其中無塵室大部分為貫穿的三層式 結構，加一層非無塵室相連通結構組成（圖 4）。三層式無塵室包括最上 層 SAC 區（Supply Air Chamber）、中間層 Fab 區（Fabrication Area） 與下層 RAP 區（Return Air Plenum）或稱為 Clean-SubFab 區。非無塵室 結構為 Dirty Fab 區，其位於 RAP 區下方。SAC 區內只有少數管路，如消 防管、風管等。Fab 區為主要生產區域，內部設置價值昂貴機台（化學清 洗機、化學/物理氣相植入機、離子植入機、蝕刻機等。RAP 區主要放置 機台附屬設備與氣瓶櫃等。Dirty Fab 主要放置機台尾氣處理設備（Local Scrubber）與廠務系統設備。
一般半導體廠房無塵室內部氣流循環方式，是空氣是由外氣與內部循 環氣體混和，進入風車設備，再到空調箱而產生潔淨氣體，再供應到各潔 淨區。而供應方式為從較潔淨區域流向潔淨度較差區域，以減少內部所需 氣流量達節能效果。新式半導體廠房，多採用 FFU 系統進行通風循環，空 氣由 FFUs（Fan Filter Units）吸入後以垂直層流方式向下到 Fab 層， 穿過表面有孔洞高架地板到 RAP 層，再經回風道加入補充外氣回到 SAC 區，形成一正壓循環穩態氣流。
依高科技廠空間特性與危害，其搶救上與一般建築物不同，可歸納為 下列幾點：
1.無塵室建築空間特性： (1)無塵室大都無窗壁與外界隔壁，出入多關卡，災害時外界救援難。 (2)機具充斥，災害發現慢，逃生不易。 (3)大量空氣循環，有毒或易燃氣體洩漏，擴散快難發現(易被稀釋)。 (4)製程中使用太多化學品，許多具有毒、自燃性…等，易發生事故。 (5)內部裝潢及路面平滑，行走不易，易跌倒造成災害發生。 (6)操作人員因作業性質不同，應變能力差異大。 2.無塵室與一般建築物火災不同處： (1)意外損失極高之高風險行業。 (2)製程中使用高毒性、腐蝕性、易燃性氣體與液體。 (3)使用大量可燃素材，提高火災風險。 (4)密閉作業環境及迴風系統，有害物不易排出。 (5)發生災害，搶救困難。 3.無塵室與與傳統救災不同處： (1)濃煙密佈，視線不良，不易找火點。 (2)無開口樓層，搶救困難，形成高溫悶燒。 (3)無塵室貫穿 2~4 樓，樓層廣闊，容易延燒。 (4)毒化物極多，救災人員處於極大風險。 (5)障礙物多、陷阱多(圖 5)，不易安全撤離。 圖 3 晶圓廠平面設施圖例 無塵室 化學庫房 廠務區 支援區
圖 4 無塵室空間立面圖例
2.1.3 高科技廠火災原因 根據 FMRC 資料，高科技廠發生火災原因，主要為易燃易爆氣體洩 漏、電子元件失效、製程流體加熱器異常，其他還包括使用可燃性材 質。無塵室內機台的火災發生機率，以製程區的濕式清洗台(Wet Bench) 為最高(佔 52%)，其他還包括高溫爐管、歩進機、蝕刻機台、離子植 入機等。美國無塵室災害八成以上為通風排氣系統方面，包括製程排 氣系統、空調系統、氣體鋼瓶櫃、Local Scrubber。日本電子協會(JEITA) 針對日本半導體產業從 1988 至 1997 年災害統計，其無塵室火災幾乎 皆為矽甲烷引起。高科技廠火災主要原因歸納如下。 1.製程大量使用易燃性液體化學品： 半導體製程中，使用各種性質不同的酸、鹼、有機溶劑、特殊氣體等 化學品，其含腐蝕、爆炸、劇毒、自燃、窒息等物理、化學特性。其中易 燃性液體災害是無塵室火災機率中排名最高者，常見半導體火災為低燃點 的可燃性液體發火而引燃周邊可燃性物質設備，造成火勢延燒與擴大。例 如 85 年華邦電子及 86 年天下電子火警，起火點皆為濕式清洗台（Wet Bench），其中化學氣象沉積（CVD—Chemical Vapor Deposition）之清 洗台經常使用丙酮、異丙醇、過氧化氫等易燃性液體來清洗製程中殘留的 化學物質，而且製程中的承載物、濕洗台等皆是以高分子塑化材料製程以 避免腐蝕，再加上製程中經常需要加熱或高溫，若發生機械性故障造成溫 度監控裝置失效或異常加溫加熱，都可能造成低燃點的可燃性液體發火， 進而藉由高分子塑材之延燒而擴大火勢。另外，可燃性液體導電性較差， 易蓄積靜電而與高分子塑料容器間產生靜電火花，增加潛在火災危險的可 能性。 2.製程大量使用易燃性氣體： 晶圓或其他電子製程中常使用大量可燃性氣體，其中有些氣體在常溫 常壓下便會自然發火燃燒。如果發生管路破裂外洩或異常加熱狀況，便很 容易引起火災。例如製程中經常使用到的矽甲烷（SiH4）、氫氣（H2）與 磷化氫（PH3）等，矽甲烷暴露在常溫常壓下便會發火燃燒，最容易發生 矽甲烷燃燒災害的地方即是廢氣排放管，通常排放管是由聚丙烯(PP)所製 造，以避免管路腐蝕，然而排放管路中多屬易燃性氣體，若遇火源或外洩， 將使管路陷於火焰之中，同時高分子塑料之排放管燃燒迅速並產生大量濃 煙，更加影響救災活動進行。氫氣如外洩時也容易產生爆炸火災。一般無
塵室常用易燃性氣體有: SiH4、PH3、AsH3、GeH4、SiH2Cl2、B2H6、Si2H6、NF3、 CO、H2、CH3F、CH2F2與 NH3。 除了易燃的性質外，氣體還可能產生毒害，或具有腐蝕性的猛毒性氣 體，稍一不慎致其洩漏，便會對人命安全造成嚴重威脅。因此在處理易燃 性氣體或廢氣時，除了注意其燃燒性質及特性外，也應了解對於人體的影 響，方能做最周全的處理。 3.使用易燃性材料塑膠材質： 半導體無塵室內塑膠材質(如 PVC、PP、FRPP 等)，常使用到作為機台 設備外殼或排氣風管。因該材質高分子之塑膠特性，材質如被引燃，容易 產生大量的濃煙、腐蝕性酸氣等有害氣體，且如經滅火後依然有復燃機 會，一般常用塑膠材質之器材有廢氣及廢液排放管、濕式清洗機、晶圓盒、 電線等皆為可燃性物質，造成火載量增加，也隱含著火災的危機。另空調 (冰水系統)之保溫絕緣材料與 AHU 濾網等易燃性材料，也提供火災燃料來 源。 4.電器設備火災危害： 製程中的監控裝置故障、電器短路、靜電、電力不足及異常斷電時用 以輔助電力的發電機過熱等，造成易燃性液體及氣體發火燃燒，或是機器 設備及高分子塑材的延燒，都使高科技無塵室廠房充滿危機。如製程中氣 體沉積應用大量高壓電力、加溫等。 5.煙害： 無塵室中的設備多為高分子塑化材料，一經燃燒將產生大量濃煙，同 時為了使潔淨度符合製程標準，其通風換氣設備將不停的運作，若產生大 量煙霧，超過換氣設備過濾設備所能處理的量，將使煙霧瀰漫在整個無塵 室密閉空間內，造成潔淨度破壞，使製程中斷，並延長搶救時間及威脅人 命安全。 6.Wet Bench（圖 6） 半導體廠的濕式清洗台(Wet Bench)之材質大多為聚丙烯 PP 或聚氯乙 烯 PVC，皆為易燃、高燃燒熱且燃燒會產生大量煙的材質，機台內有加熱 器及可燃性有機溶劑，故其發生火災的機率相當高，因此各廠均將濕式清 洗台區域設定為火災防護重點對象。因其內部有低液位及高溫的連鎖安全 控制裝置，當其失效時，將造成製程化學加熱設備引燃可燃性材質及化學
物。另如電流過載、元件破損、電弧接地不良造成放電、靜電放電等將可 引燃內部可燃性液體、氣體或造成導體溫度上升達到塑膠引燃溫度。
2.1.4 高科技廠潛在危害因素 科技廠房災害發生的原因種類相當多，可以將其概分為人為因素、設 備因素、環境因素，以及其他等，其中人為因素所佔比例最高。各因素發 生原因包括： (1)人為因素：人的動作錯誤、安全衛生管理缺失、不正確的動火程序、 不安全動作、個人因素、判斷錯誤、防護設備使用不當、工作機具 使用錯誤、未能確實執行工作前之安全檢查、操作程序錯誤等，此 多屬於不安全的動作或行為。 (2)設備因素：機械故障、破裂/腐蝕、儀錶控制系統故障、壓力過高、 過熱、異常反應、未能定期實施檢查維修工作、設計不良等。 (3)環境因素：則包括外界氣候、溫度、溼度等影響所造成之災害，以 及不充分或不適當的照明、通風不良、機器設備佈置不當等不安全 的環境因素。 (4)在設備所引起之災害中，又以製程機台、化學品供應系統、製程廢 氣排放系統所佔比例最高 科技廠房安全管理之落實，首先必須事業之高階主管建立安全第一的 觀念，進而在安全管理面及安全設施面予以強化，管理面可由工廠建置職 業安全衛生管理系統予以提昇，而設施面則須配合科技之進步引用本質較 安全之設備予以防護。 以晶圓廠為例，一般積體電路之製造，主要是將晶圓表面氧化，產生 一層墊氧化層後，隨即依電路設計需求，反覆進行蝕刻、黃光、薄膜、擴 散、化學機械研磨等不同之模組操作，經由數百道步驟、費時數十天後始 完成，期間使用各式半導體製程機台設備加入各式化學物質進行製程反 應，其間生產原料會使用不同性質的酸、鹼、有機溶劑和各種特殊氣體之 化學品，其中多含有腐蝕、劇毒、窒息、易燃、自燃及爆炸等危害特性， 因此在輸送、供應至機台操作過程上均隱藏著高度潛在風險。製程中之機 台設備與使用化學品參考圖 7 與表 2。
E q u ip m en t G as/C h em ical
R C A -A 清 潔 機 ,晶 片 清 潔 機 H 2O 2, H F , H C l, N H 4 O H , 酸 鹼 清 潔 機 ,SO 清 潔 機 IPA , H 2S O 4,N M P , A cceton 各 式 爐 管 S iH 4,P H 3 , 矽 乙 烷 , 三 氟 化 氯 高 溫 快 速 處 理 機 S iH 2C l2 , O 2,H 2 氮 化 矽 /複 晶 系 沉 積 爐 管 S iH 4, P H 3,矽 乙 烷 , 氣 壓 式 化 學 /鎢 氣 相 沈 機 三 氟 化 氯 ,O2, TEOS 高 密 度 電 漿 化 學 氣 相 沈 機 H 2, 三 氟 化 氮 , H e, SiH 4, SiF4, A r O 2, N H 3, N 2 O , P H 3, C 2 F6 氧 化 矽 沈 積 爐 管 C l2 , H B r, N 2O , SiH 4, N H 3 基 礎 氧 化 層 爐 管 高 電 能 /流 離 子 植 入 機 A r, P H 3, A sH 3, B F 3 中 電 流 離 子 植 入 機 A L /T i金 屬 濺 鍍 機 H e, A r, T D M A T T iN 金 屬 氣 相 濺 鍍 機
光 阻 塗 佈 機 P hoto R esist, D evelop, H M D S 光 阻 顯 影 機
D eep U V ,scan ner F 2/K r/N e
溶 劑 光 阻 去 除 機 ,顯 影 機 S tripper, IP A , P S R 掃 描 式 電 子 顯 微 鏡 預 烤 機 紫 外 光 硬 化 機 氧 化 層 化 學 機 械 研 磨 機 S lurry,N H 4O H , H F 20:1 金 屬 層 化 學 機 械 研 磨 機 H 2O 2, H 3P O 4, IP A , 氮 化 矽 去 除 清 潔 機 氮 化 矽 乾 式 蝕 刻 機 C l2 , H e, H B r, C F 4,S F 6, C H F 3,C 2H 3F 6 金 屬 /氧 化 層 /覆 晶 蝕 刻 機 C 4 F8 , C O , A r, C H F 3, H e, S 2F 6, C F 4 乾 式 光 阻 去 除 機 C F 4, H 2 光 阻 去 除 清 潔 機 H 2S O 4 , H 2O 2, N H 4O H IPA , B O E , H C l, H F 溶 劑 光 阻 去 除 機 S tripper, PS R , IPA 晶 片 對 準 自 動 量 測 儀 融 合 爐 管 H 2, O 2 P rocess F low 離 子 植 入 金 屬 濺 鍍 清 洗 積 體 電 路 成 品 氧 化 低 壓 沈 積 氧 化 層 沈 積 曝 光 光 阻 覆 蓋 顯 影 濕 蝕 刻 預 烤 乾 蝕 刻 電 漿 清 洗 去 光 阻 最 終 清 洗 圖 7 製程中之機台設備與使用化學品
表 2 半導體製程主要使用之氣體與化學品 化學品 氣體 製程 酸 鹼 溶劑 毒性 腐蝕性 易燃性 助燃性 擴散 HCl H2O2 H3PO4 HF HNO3 CH3COOH H2SO4 PME NH4OH NaOH IPA PH3 AsH3 BF3 Trans_LC Trans_LC SiH4 SiH2CL2 O2 薄膜 HF H3PO4 HNO3 H2O2 NH4OH NaOH IPA SOG PSR-2 PH3 ClF3 SiF4 TMP TMB TEOS WF6 SiH4 SiH2CL2 H2 TDMAT O2 NF3 微影 顯影液 光阻液 EBR NMP 丙酮 F2(1%) CDA 蝕刻 H2SO4 HCl NH4F HF H2O2 NH4OH ACT935 EKC800 PF5080 IPA Cl2 BCl3 HBr CO Cl2 BCl3 HBr CO O2 晶圓廠氣、化災災害發生機率較火災為高，發生規模不若火災猛 烈。氣災大部分為毒性或窒息性氣體洩漏，造成人員傷亡，對廠房機 台設備損失較小，如氯氣、氮氣。液體化學品災害，大部分為酸、毒、 腐蝕性液體洩漏，以管路或桶槽爆裂、洩漏為大宗，如硫酸、氫氟酸、 酸鹼廢液。表 3 為常用之酸液與潛在健康危害。
表 3 晶圓廠製造常用之酸液與潛在健康危害 物質名稱 製程步驟 容許濃度 IDLH 限值 潛在健康危害 醋酸 蝕刻 10ppm 25mg/m3 1000ppm 具剌激性產生肺水腫 鹽酸 蝕刻 5ppm 7.5mg/m3 對皮膚具刺激與腐蝕性 硝酸 蝕刻、清洗 2ppm 5.2mg/m3 1Ooppm 對皮膚、呼吸系統、眼等具 刺激與腐蝕性 磷酸 蝕刻 (lmg/m3 ) 對皮膚、上呼吸道、眼等具 刺激 硫酸 蝕刻、清洗 lmg/m3 80mg/m3 對皮膚具剌激與腐蝕性 氫氟酸 蝕刻、清洗 3ppm 2.6mg/m3 2Oppm 其強腐蝕性引起潰瘍及骨骼 傷害 半導體機台相對危害等級分析(表 4)，根據過去意外事故的統計，造 成半導體廠損失的最主要因素為化學物質外洩，而化學物質外洩所造成之 火災爆炸及毒性危害，用以評定各機台之相對危害等級大小，作為確立後 續所需評估頻率和深度的基礎。 表 4 機台火災危害辨識(PHA)與風險分析(HAZOP) 機台設備 Fammable Chemical Nf(易燃性)值物質 之 NFPA 危害等級 危害及可操作性分 析 HAZOP 危害等級 Implantion 、CVD、Poly SiH4、AsH3、PH3、H2 4 5，高度 Wet Bench、 Furnace IPA、CH3OH、 ACT-N-396、TEOS、 TMB、TEOA 3 3，中度 Photo TEOS/TMB/TMPO/TEOA 顯影液和光阻液等 3 2，中度 Etching CO 4 2，中度 (資料來源：86 甲類工作場所審查報告、NFPA 易燃危害等級；分析對象：僅列評估機 台使用化學品部分。)
2.2 高科技廠安全與防護 園區高科技產業蓬勃發展，已不僅是我國經濟發展與提升國際競爭力 之命脈，更是與國際高科技發展接軌之火車頭。它是知識密集與資本密集 產業的結合體，國科會、科學工業園區管理局與園區事業無不全力投入以 確保消防與工業安全之防護工作，期使高科技產業之投資環境更為完善。 2.2.1 高科技廠營運延續計畫 做好科技廠房安全管理，不僅保障勞工的基本生存權與工作權，保障 企業持續發展與永續經營，更能維護社會安定及人力資源，增進經濟發展 及國際競爭力。但也不可否認不管天災或人為的意外災害，皆有發生的機 率，尤其在園區內高科技廠林立工作人口密集，不但意外發生事故機率較 高，而且不幸一旦發生損失就非常慘重，前述所舉的火災案例即可証明。 以往不論政府部門、學界與社會大眾均有將緊急事故視為突發的單一事件 之趨勢，有人甚至將其作為，明顯侷限於消防救災等技術活動上。然衡諸 實際，將緊急事故視為單一事件進行緊急事故管理，其所能發揮的效果有 限。因此，現在較新的風險管理觀念是摒除將緊急事故視為單一突發的觀 念，認為緊急事故係一持續發展的過程，緊急事故作為不僅是單純的救災 等控制或處理活動，而是全面性、長期性的管理政策之規劃與執行過程。
以美國聯邦緊急事故管理署(Federal Emergency Management
Agency，簡稱 FEMA)與作為該署運作基礎的「整合性緊急事故管理體系」 (Integrated Emergency Management System，簡稱 IEMS)內容與運作架 構為例來看，可知緊急事故管理體系是基於緊急事故演化(Emergency Evolution)的概念，將緊急事故管理過程分為四階段的管理： (1) 減災階段(Mitigation) (2) 整備階段(Preparedness) (3) 應變階段(Response) (4) 復原階段(Recovery) 在緊急事故管理對策與活動的四階段演化過程中，緊急事故的緊急應 變管理主要是著重於應變階段，雖各階段皆相互具有關聯性，但緊急事故 緊急應變管理的演化過程中，當事件(event)發生後，即面臨到危機管理， 透過救災指揮體系的運作，如災害應變中心、救災行動與策略等，反映出
損失或是災難的情況。
高科技廠對於風險管理，普遍皆會建立營運延續計畫(圖 8)，簡稱 BCP(Business Continuity Plan)，以避免或降低營運中斷所造成的損失， 因應災害後的危機應變，以維持企業永續經營、維持企業價值及優勢，進 而擴大市場占有率。BCP 計劃有三個階段，各階段則建立流程圖與細項說 明。 1.緊急應變(Emergency Response) 此階段執行時機為事故發生後 1 小時內所採取的行動，如人員傷亡、 火災爆炸、化學物品外洩、毒性氣體洩漏、水災、地震等事故。事件發生 後的數分鐘內所採取的行動，是決定災害損失大小的最重要關鍵因素。先 就就各種預期災害擬定緊急應變行動綱領，評估相關現場環境、人力、器 材、消防設施等可用資源，並對員工施與訓練及演練，使緊急應變小組(ERT) 能確實發揮救災功能。 2.危機管理(Crisis Management) 此階段執行時機，事故發生後 1 小時~2 天所採取的行動，為緊急應變 後 2~5 天內，溝通協調為本階段最重要的工作，包含所有的對外聯絡、如 何應付媒體、主管官署以及股東，如何與所有員工以及員工家屬溝通？這 些都是危機處理小組必須具備的能力。一個有效的危機處理計畫，可以幫 助企業主管，縱使身處緊急壓力下，亦能迅速有效做決定，並能與社會大 眾做好有效的溝通，以保持公司的正面形象。 3.營運復原(Business Recovery) 執行時機，事故發生後 1 天~1 個月所採取的行動，為危機管理後實 施，視狀況延長或縮短。先制定一系列復原流程，依照流程即時而有效的 執行，逐步恢復企業運作，以降低對企業的衝擊。復原計畫應包括： (1)確認恢復企業營運所需的重要資源及能源，如：電力、通訊、原 物料、供應商、電腦軟體、技術文件等。 (2)各種營運替代方案及風險評估，至少需多少時間恢復。 (3)企業營運復原的策略與執行步驟。 復原工作所需的資源詳細載入正式的復原計畫中，建立文件與備案， 各相關部門充分溝通，予以演練測試並修正，以確保在災難發生時能夠有
效執行。
圖 8 高科技廠營運延續計畫
2.2.2 高科技廠防護設施（Facility Description）
近年來因科技快速創新發展，使產品往微小化與高精密化方向設計。 如超大型積體電路( VLSI，Very Large Scale Integrated Circuit ) 及 極大型積體電路 ( ULSI，Ultra Large Scale Integrated Circuit ) 之 研究製造。然此精密產業，對於空氣中之浮游粒子、粉塵等之污染極為敏 感，且對於產品之品質、可靠性及良率高低有著極大之影響,需要在工作 環境內，需要大量氣流循環來排除污染塵粒，以維持工作區的潔淨度。產 品須在較潔淨環境中製造生產，方能獲得較佳品質。所以具潔淨效果無塵 室（或無菌室）已成為半導體、光電、生技、醫療與食品界等高科技業不 可或缺之設施。
而國際標準組織（International Organization for
Standardization；ISO）也有訂定其標準，在 ISO-14644 內容定義無塵室 為『一可控制室內懸浮微粒濃度房間，建構目的是使室內微粒之生成、帶 入與滯留最小化，並依應用上之需求，可控制其它相關參數，如溫度、溼 度與壓力等』。另 ISO 其潔淨度等級劃分，首先定義了微粒的粒徑是從 0.1mm 到 5mm，在此範圍之外就不列入等級表，但是另定義有超微粒子與 事故預防 緊急/事故 0～1 小時 1 小時～2 天 1 天～1 月 重點包括： z 廣泛的風險評估 z 工程控制及程序 控制 z 正式及書面的計 畫 z 定期計畫複審及 更新 常見事故： z 天災：如地震、 颱風及水患等 等 z 電力中斷 z 火災爆炸 z 氣體及化學品 外洩 z 疾病或傷亡 z 危險物質外洩 z 炸彈威脅 z 綁架及勒索 緊急應變： z 減低人員傷亡 z 盡可能控制損 失程度 z 將現場的控制 權移交給警消 單位 危機處理： z 評估狀況 z 內部的聯絡 z 對外的聯絡 z 協調及領導各項 工作 恢復業務： z 在事件發生後的 二天內開始執行 計畫 z 盡量避免混亂和 猶豫的情況 z 協調各部門的工 作 z 全體朝恢復業務 此一明確目標努 力 計畫/風險 控制 事 故 緊急應變 危機處理 營運復原
超大粒子針對範圍外粒子。ISO 等級本身歸類為 ISO Class 1 到 ISO Class 9，其允許上限的定義是大於等於該粒徑的微粒數，數目字如下表， 單位是每立方公尺的微粒數（表 2-3，ISO-14644） 無塵室為一密閉式作業空間，內部有許多機具設備與多人於內部作 業。如果發生火災事故，將對無塵室內部機器設備、建築結構與工作人員 造成相當大損害與傷亡。所以無塵室於設計階段時，多會依據國內外消防 法規定或基準，於內部設置消防防護系統。無塵室進行消防防護系統設計 時，常參考基準或法規有台灣消防法規、美國防火協會 NFPA（National Fire Protection Association）與工廠互保協會 FM（Factory Mutual） 等相關法規。
無塵室內各系統有空調及循環系統、消防防護系統、電力系統、監控 系統及內部裝修等項目。無塵室設置消防防護系統時，一般依據國內消防 法規定設置，但因其特殊環境需求與保險公司要求，也多會參考國外先進 基準或設備，增設其防護系統。依現行所設置系統區別概分為，自動撒水 系統（Automatic Sprinkler system）、消防水系統(Hydrant Extinguish system)、二氧化碳滅火系統、火警系統(Fire alarm system)、極早期火 警偵測系統(Very Early Sampling fire detection system)、緊急排煙 系統(Dedicated smoke extraction system)與被動式防火系統（Fire Stop system）。
1.自動撒水系統（Automatic Sprinkler system）：
無塵室內之自動撒水系統依 NFPA13 安裝，如果設計面積大於 3000ft2
(278.8m2)，水力設計之密度為 0.2gpm/ft2 (8.15 Lpm/m2) 設計，且採用
濕式（Wet type）撒水方式，水量設計多依照 NFPA 318 規定。無塵室之 氣流為向下流式（down- flow）設計，所以除天花板上層區域可使用一般 型撒水頭外，其餘皆採用 FM 認證快速反應型撒水頭，並外加防撞保護蓋。 快速反應型灑水頭反應時間指標(RT I)則必須在五十以下，一般型灑水頭 RTI 為八十以上。 各撒水分區均設有獨立之警報逆止閥，並延伸至回風區、夾層區 (Plenum)、可燃性材質結構(如 PP、PVC、FRP 等)之濕洗槽(使用易燃性溶 劑或有熱源供應者)、晶元暫存倉內(stocker)等。為避免可燃性氣體於風 管輸送時發生火災，風管自動灑水系統多設置於管路直徑大於 10 inch 且 使用塑膠材質之可燃性排氣管內，以防止排氣管廢氣燃燒，另內裝易燃性
氣體氣瓶櫃如放置於無塵室內者其內部也會裝設撒水頭。撒水管路之管路 防震固定均依照 NFPA13 之規定設置。 2.氣體自動滅火設備 氣體自動滅火系統使用之藥劑種類包括有二氧化碳、FM200 及海龍替 代品等滅火藥劑。設置氣體自動滅火系統之設備及場所，如各式機房、電 腦房、控制室、濕洗槽等場所(設備)及其他不適用灑水系統之密閉式空間。 氣體自動滅火系統應考量之重要配套設施，如系統延遲啟動裝置(人 員撤離及警訊確認時間)，另啟動探測器應採偵煙及差動型連動設置，避 免發生誤動作。火警探測器及氣體動滅火系統儘可能延伸至設有高架地板 之夾層內。氣體噴灑動作應連動關閉所有開口、門窗及空調等設施，避免 氣體無法蓄積於密閉空間而影響滅火效能。氣體鋼瓶起動閥應設定於自動 位置。 因無塵室內設置許多容易發生火災高風險機台，所以設置製造商多會
為此機台設置其附屬二氧化碳自動滅火系統（CO2 Extinguish system），
當機台發生火災，內部偵測器偵測到火災訊號時，立即可自動啟動其附屬 CO2滅火系統滅火，常見設有附屬動 CO2滅火系統機台如 Wet Bench、 semi-tool、wafer stock 與光阻櫃等。 3.火警系統： 火警系統主要需具有偵測、監視、控制、連動等功能。一般於應變中 心設置智慧型火警受信總機進行監控作業，當現場發生火災時，由現場火 警探測器偵測後，將火警訊號傳回受信總機進行應變動作，如火警警鈴鳴 動、緊急自動語音廣播、連動防火門、排煙閘門、啟動排煙風車等。無塵 室內探測器多採用偵煙式感知器，主要安裝區域包含室內生產區域天花板 上層區域、各獨立房間及迴風道內。所有管線之配置均須依照國內建築法 規之〞屋內線路裝置規則〞及相關消防法規施工，多配置 EMT 管或金屬軟 管，防止各類干擾及必要之保護措施，電纜耐然等級需滿足國內法規規定。 火燄(光電)式探測器會應裝設於矽烷等自燃性及易燃性氣體之氣瓶 櫃或製程機台內。火警受信總機會裝設於於 24 小時有專人監視之場所， 常設置於廠務值班室、警衛室或無塵室監控室。 4.極早期火警偵測系統： 因無塵室內特殊氣流運作狀況，一般傳統式偵煙探測器可能無法於火
災發生時立即偵測發現，所以能夠於火災初期發生即可偵測到之及早期火 警偵測系統普遍被設置於無塵室環境內。極早期火警偵測系統（Very Early Smoke Detector Active；VESDA）（或另稱為High Sensitive Smoke Detection system；HSSD），其多以定時主動抽氣取樣分析的方式，分析 空氣中煙霧粒子的濃度，以判定是否有火災發生。極早型火警偵測系統於 無塵室內多安裝於回風口(道)之新鮮空氣混合點前處、高架地板下、電力 電盤內、零件清潔室與高風險機台內部或周圍（如Wet Bench、Stepper、 Stocker、Furnace、Ion Implanter）。 5.緊急排煙系統： 為排出火災發生時產生之濃煙，以達延長人員逃生時間之目的。排煙 風量採 Performance Base Design 需求進行設計，但亦需至少滿足國內法 規之規定。所有設備均需符合 FM、UL 或 JIS 等認證標準。一般多於 Fab 層設置專用排煙系統，另再加入正負壓區劃煙控方式，即某區劃中發生火 災時則關閉該區的空調且打開該區的排煙閘門排煙以形成一負壓區，但非 火災區的區劃內空調持續運作形成正壓狀態。 6.消防栓與滅火器： 依各類場所消防安全設備設置標準，任一點至室內消防栓箱接頭水平 距離不得超過二十五公尺。因無塵室特殊環境，所以多將室內消防栓箱設 置於無塵室四週接近緊急逃生安全門明顯易見處，方便應變人員容易取 用。室內消防栓箱內部設有長度 15 公尺口徑 38 公厘附快式接頭之水帶兩 條、口徑 38 公厘直線水霧兩用水瞄、出水口與手動報警機。 因潔淨度需求，無塵室內部只能使用潔淨氣體滅火，最常用為 CO2滅 火。一般多設置手動滅火器於無塵室內，其設置方式多依國內消防法規計 算所需滅火效能值與規定距離設置。一般多設置 20lb 手提式 CO2滅火器， 但為能提供較大滅火效能，會於高火災風險機台附近設置 50lb、100lb 輪 架式 CO2滅火器。 7.被動式防火系統： 無塵室的設計應有適當的防火區劃及防火門的區隔，當災害發生時能 將火勢侷限在一定範圍內，以防止烈火及濃煙波及其他地方。無塵室與一 般作業場所應以耐火時效至少達一小時以上之建材區隔，危險性作業場所 則應設置於遠離無塵室外之獨立建築物內。一般多將無塵室視為一防火區
劃，所以其須至少有一小時以上防火時效。另無塵室中多用不可燃的次分 隔牆來限制意外事件發生時的火、煙或其他污染物擴散，這些次分隔牆是 從屋頂下方至 subfab 的地板。另在黃光區與所鄰近區域之間、產品線之 間、及濕式清洗與鄰近區域之間等處設此分隔牆。內部所有鋼構材料於建 廠時即進行防火塗佈使其具有防火時效。空調、排氣管路皆使用金屬管材 質或 FM 認証產品（FM4922）。濾網外框、百葉窗、天花板格子架皆應是 不可燃的，或是由符合 FMRC Clean Room Materials Flammability Test Protocol 測試的材質製成。潔淨室中用的 HEPA 與 ULPA 過濾模組應是 FMRC 認可的。 無塵室內部隔間應採耐火時效達一小時以上之材料建造，當意外事故 發生時，以限制火勢漫延，防阻濃煙及污染物所造成之擴大損失，而黃光、 蝕刻等區與其他區域之內部隔間應貫穿地板(含回風區)通達至上層樓板 (含夾層區)。無塵室之牆、地板與及內部裝潢均應以不燃材料建造。無塵 室回風區(夾層區)與其他樓層之地板應採實心不燃材料建造，當設備配管 貫穿該樓板或具耐火時效之牆壁時，應以耐火時效達一小時以上之材料填 充其孔隙。 無塵室內部各防火區劃間有晶圓傳送系統，多會設置自動關閉閘門， 並與該位置之牆壁具有同樣防火時效。公用設施（水、電、空調管、化學 品供應管等）的穿越處應以認可 1 小時防火等級的防火填塞材料緊密地密 封。 8.內部裝修： 內部裝修項目主要有天花板系統、隔間牆板 (Partition Wall)、高架 地板 (Raised Floor)、表面塗裝 (Epoxy Coating)、空氣緩衝區及浴塵 機 (Air Lock & Air Shower)、潔淨梯、貓道（Catwalk）。
(1)天花板系統主要功能為承載 FFU、燈具、盲板、火警偵測器、灑水 頭、廣播器、排煙風門等相關設施。 (2)隔間牆板主要功能為區隔特殊功能區域，或區隔無塵室與非無塵室 區。 (3)高架地板主要功能為，承載無塵室區內機台與人員、提供 Utility 管路行走及配置空間、配合 FFU 調整室內氣流，以帶走微粒子及熱 量。
(4)表面塗裝主要功能為，防止水泥表面微粒子發散、具防塵、防水、 抗壓力及耐酸鹼腐蝕之特性。 (5)空氣緩衝區設置於無塵室與非無塵室交接入口處，避免室壓直接洩 漏及污染物進入無塵室內。浴塵機為吹除操作人身上之微粒子。 (6)潔淨梯為提供 FAB 各層樓間之交通用。貓道為提供廠務維修人員於 特殊區間內之聯絡通道，主要設置於 SAC 及回風道內。 2.3 高科技廠緊急應變組織及運作 緊急應變是工廠防救災之最後ㄧ道防線，當工廠遇到緊急事件時，如 果有緊急應變組織迅速的進行，可以減低災害的負面影響。高科技廠主要 災害為火災、爆炸、氣災、化災、震災、跳電、空污，其中加以歸納後， 需要成立動員緊急應變小組，概分為火災、氣災、化災三種。在應變過程 中，由於化學品種類繁多，須配備查詢用參考資料，如緊急應變指南與物 質安全資料表(MSDS)，此為高科技廠一大特色。更由於科技發達，此類資 料更進ㄧ部轉化為電腦查詢軟體，以使運作方式能更正確而快速。運作方 式多會根據化學物質的不同，將災區劃分為熱區、暖區、冷區。 2.3.1 國內相關法規規定 1.現行法令要求緊急應變組織之規定如下： (1)消防法第十三條： 一定規模以上供公眾使用建築物，應由管理權人，遴用防火管理 人，責其製定消防防護計畫，報請消防機關核備，並依該計畫執行 有關防火管理上必要之業務。地面樓層達十一層以上建築物、地下 建築物或中央主管機關指定之建築物，其管理權有分屬時，各管理 權人應協議製定共同消防防護計畫，並報請消防機關核備。防火管 理人遴用後應報請直轄市、縣（市）消防機關備查；異動時，亦同。 (2)災害防救法第十四條： 災害發生或有發生之虞時，為處理災害防救事宜或配合各級災害應 變中心執行災害應變措施，災害防救業務計畫及地區災害防救計畫 指定之機關、單位或公共事業，應設緊急應變小組，執行各項應變 措施。
(3)毒性化學物質管理法第八條： 第三類毒性化學物質之運作人，應依中央主管機關規定，檢送該毒 性化學物質之毒理相關資料、危害預防及應變計畫，送請當地主管 機關備查，並公開供民眾查閱。 (4)民防法第四條第一項第三款： 機關(構)、學校、團體、公司、廠場工作人數達一百人以上者，應 編組防護團。但其人數未達一百人，而在同一建築物或工業區內 者，應編組聯合防護團。 (5)危險性工作場所審查暨檢查辦法第五條： 事業單位向檢查機構申請審查甲類工作場所，應填具申請書，並檢 附下列資料：安全衛生管理基本資料、製程安全評估報告書、製程 修改安全計畫、緊急應變計畫、稽核管理計畫。 (6)特定化學物質危害預防標準第六條： 為防止特定化學物質引起職業災害，雇主應致力確認所使用物質之 毒性，尋求替代物之使用、建立適當作業方法、改善有關設施與作 業環境並採取其他必要措施。 2.為因應上述法規有關緊急應變之規定，且須符合工廠本身防災需求，緊 急應變組織建置時，考量項目如下： (1)整合並滿足各法規要求項目。 (2)將消防、工安、民防之各項組織、職責合一，使應變時不致混淆。 如消防之滅火班即工安之救災班，消防之通報班即工安之聯絡班， 消防之避難引導班與安全防護班即是工安之安全管制班。 (3)消防部份之應變演練依規定每年至少兩次，與工安部份之每年至少 一次，合併舉辦。 (4)工安、消防、環保之緊急通報合而為一。 (5)整合性文件中增加災害種類及危害等級之相關文件與表格，以鑑別 出危害原因。 2.3.2 高科技廠緊急應變組織
