谈无尘室安全

談無塵室安全 鄧明忠 5/20/1997 半導體工廠潔淨無塵、工作場所穿著無塵衣、全密閉與整體換氣的大 空間及高架地板等特性，才使半導體無塵室的安全衛生管理與一般工廠有許 多不同之處。以下由各種角度來探究無塵室安全。 一. 重重關卡，出入不便 無塵室四面密閉，沒有窗戶，對外開口很少且保持較外界稍高的氣壓， 以保證與外界隔絕，所有微塵均無法入侵。進入無塵室，要經過風浴，先進 入更衣室，穿戴好防塵衣及手套，再通過風浴室吹去身上微塵才得進入。而 出無塵室，也要經過幾道門，才能離開無塵室。無塵室內無廁所，無塵室的 作業人員如廁就不如一般工廠方便，況且穿著無塵衣也不可能如廁。因此產 生了憋尿或不敢多喝水的情形，對身體健康也有影響；於是主管們特別將作 息時間的分配，視為一件非常重要的工作，一方面不耽誤生產，一方面使得 人人方便。 二. 密閉空間的缺氧問題 早期一談到無塵室的密閉空間，許多人第一個觀念都想到缺氧，認為缺氧是無塵室最大的危險；在停電時，因為四周既密封且室內又有很多作為氮封的氮氣源源不斷的排出，而使得無塵室有產生缺氧的可能。一般來說，在實驗室或小隔間的無塵室，這種狀況可能會發生；但目前半導體生產工廠的無塵室為BOARD ROOM,空間都很大，再加上很大的迴風間(PLENUM)，相對的使得因氮封而排出之氮氣量所佔的體積比例也顯得較少。停電後，雖然在瞬間,新鮮空氣停止送入，但要將整個偌大的無塵室之氧氣濃度由21%稀釋降至18%也要經過很長的時間。何況半導體工廠為了保障無塵室的潔淨度，都備有緊急發電機，緊急電的電力雖不足以維持正常生產及送風，但足以維持一定新鮮空氣的進入量、最低的排氣量、以及最低的空氣循環量，以維持產品品質及電力恢復後能在最短時間可投入生產之無塵環境的能力。但若緊急發電機無法起動,緊急電無法供應，在安全上則必須要注意缺氧問題，立即撤離所有在無塵室的員工因為各無塵室環境不同,有很多無塵室為了更安全而裝設氧氣濃度偵測裝置。 三. 無塵管制,標示不易 為了減少微塵的來源，無塵室內所有管路、設備及桌椅材質都是不鏽鋼， 不然也要經過特別處理或為塑膠材質，以防生鏽而產生微塵。任何產生微塵 的工作如割、鋸、切等都必須以圍幕隔離，鑽孔也要以真空吸塵器在旁伺侯。 牆壁與隔間也都是經過特別處理，不得鑽孔及打釘。在無塵室內一切記錄、 張貼及標示都要使用無塵紙或加護貝；而且張貼標示愈少愈好，以避免微塵 停留。如此一來，安全標語、化學品標示及安全注意事項，都不如一般工 廠一樣，想怎麼貼就怎麼貼。在無塵室內標示，不但講究標材質，也要講究 張貼位置，不得有違背無塵的規定，而使得標示張貼產生了許多不便。 四. 無塵室的疏散 無塵室內之氣壓保持較外界稍高，以防止室外髒空氣由任何孔道進入無 塵室；為了緊急疏散，無塵室之四周或兩旁均有安全門，但為了防止外氣進 入及防止無塵室氣流外洩，安全門也至少有兩道，中間為安全門間。在潔淨 度很高的無塵室，無塵衣及無塵鞋都不輕易穿到室外，就就算是疏散演練， 也只能帶作業人員到最外一道安全門，也不敢穿著無塵衣往外衝,只好隔著 安全門的玻璃窗解說其室外集合地點及位置。所以除非非常緊急，無塵室的 人不會穿著無塵衣衝至室外,除非發生非常緊急事故。如果發生停電或異味 等非那麼緊急狀況，一般也是先撒離工作崗位，向較安全地區移動，再由正 常出口離開無塵室。安全門間是緊急疏散的通道，因為很少有人進出，也往 往成為安全上的死角，在不知不覺中，堆置了很多雜物而不暢通。維護安 全門間的暢通，是無塵室環境安全檢查上一個很重要的項目。在無塵室正常 出入口，為了管制進入無塵室，都設有電動門，在停電時所有電動門的自動 上鎖功能都應失效，以便在緊急時人們很快即可推門出去；為了安全,所有 電動門的設計也都必須安裝緊急按鈕,在必要時可按此按鈕而將門打開，以 免被困於風浴室中出不去。 五. 停電的因應 一般來說，在停電時，緊急發電機也至少需要十五秒才能正常送出緊急 電，為了保持在停電後瞬間的照明,無塵室都安裝直流電之照明,在這短短的 十五秒內，直流電的緊急照明是非常的重要，否則停電後短時間的一片漆 黑，也是十分可怕。所以無塵室內直流電緊急照明的測試與檢查，十分重要。 為了安全，停電後漆黑的短暫時間，所有在無塵室的人員都要保持冷靜，站 著不動，靜待緊急照明燈亮後才慢慢準備由正常出口疏散。 停電時，除氮氣外，所有化學品及氣體之供應都必須自動停止供應，以確 保安全。停電後的無塵室可能會有異味飄出，因為抽風機停了，化學品清洗槽 的蒸氣因抽不掉而發散出來，殘留之毒性氣體異味也可能自排氣管擴散出來， 因此，除了有特別任務必要的人外。所有人員必須立即撤離無塵室。較安全的 的化學清洗槽，在其開口加上密閉蓋子，在不使用時蓋子自動關閉，固然可以 使加熱的化學品保溫，也可防止化學品之蒸氣揮發出而污染環境，可使得無塵 室環境安全更有保障。六. 高架地板的潛在危害 潔淨室本身大部份為兩層樓，樓上(二或三)樓為放置生產設備的無塵室，而樓下(一或二樓)為回風的迴風間；迴風間可作為配管、其他動力機器及設備如變電站、開關箱、泵等的安裝空間。為了風的快速垂直下降循環，二(二)樓樓板開了很多大的孔洞，在二樓(三)地面舖上防靜電的高架地板，高架地板離樓板面約 50 公分高，高架地板的基礎架安裝要十分牢靠，不因設備在地板上移動而傾倒，而且要能防地震傾塌的功能；在安裝設備或配管配線工作時，都可能需要掀開高架地板，此時除特別注意自身的工作安全外，必須立即將開口四周以安全警告圍籬圍上，以防他人自掀開的孔洞掉落至好五、六公尺高的一樓回風間地板的危險。高架地板要舖設平整,接縫要小,而一段距離要留膨接縫,有時高架地板舖設高低不平整或鬆動，以及膨脹接縫處沒有蓋妥，也都可能會發生使人踢到跌倒的意外事故。七. 消防管理的探討 無塵室內使用不鏽鋼材質，減少很多火災負荷 (FIRE-LOAD)，但使用於腐 蝕性物質之管路、機台及排氣管之塑膠類材質，也增加了不少火災負荷；PVC 材質儘量少用，因為PVC 材質如遇火，不但會分解出如氯氣之有毒氣體，而 且也會冒出大量黑煙 ，一般安全意識較高的人都不贊成在無塵室內使用 PVC。為了防火，無塵室天花板上，迴風間樓頂及塑膠類排風管內均安裝自 動撒水裝置。在腐蝕性氣體的塑膠排風管內裝設撒水頭，則必須注意灑水頭可 能被酸腐蝕而漏水,為了防止漏水,要使用防腐蝕灑水頭,或使用塑膠套將灑水 頭包起來或使用上腊撒水頭，以防撒水頭被腐蝕漏水而引起更大的安全問題。 無塵室自動撒水頭的安置位置，如依消防法的規定置於天花板三十公分內， 是值得爭議的。因為無塵室大量冷氣氣流自天花板而下降，並快速循環，熱空 氣則隨氣流往地面流動方向而非向上，如此在火災時，除非火勢很大否則很難 使撒水頭及時感應到溫度而動作。火警探測器的安裝也有同樣的問題，如依消 防法規規定，探測器要離開出風口1.5公尺範圍，則無塵室天花板幾乎不可能 安置火警探測器，因潔淨度要求愈高，則天花板均變成出風口的面積愈廣，探 測器裝置到任何位置都可能達不到規定要求；而在一樓，探測器之放置也有同 樣問題，冷風由樓板吹下來，探測器不可能安裝在樓板三十公分內，若要依法 設置集熱板，也是困難，這一點還需要學有專精的人員進一步研究。目前有抽 氣式火災探測系統或微塵探測系統都可以在無塵室使用，全面安裝,造價太昂 貴。在消防理論上，任何室內火災發生，立即關閉所有空氣循環，切斷新鮮空 氣進入，但在偌大的無塵室無法做到防火區隔，更不可能因局部火災而使將所 有送排風機全部自動關閉，其實全部關掉也不見得最好，因為在無塵室,煙損 可能較火損更為嚴重；目前有些無塵室裝設了專用的排煙系統,也是可用,但造 價很高.。若無塵室發生火災,到底要掉通風機或保持風機開啟,都值得爭議, 如何將火與煙限制在一局部，以防止伴隨火災產生的煙及火很快擴散到其他 區域，這也是值得深思研究的消防問題。八. 化學物質的洩漏 高架地板有很多孔洞，在樓上的無塵室有任何化學液體或水等洩漏時，統 統都會流至樓下的回風間，如果滴漏到變壓器或配電箱則後果不堪設想；為了 防止發生如此情形，除了在化學品設備及其管線之正下方裝設防漏盤外，也要 在迴風間所有電氣設備上端裝設接漏盤，可得到多一層的保障。在半導體工廠 一樓迴風間，規定要戴上安全帽，除了防止頭碰到管架外，也可防止化學品漏 到頭頂上。有些無塵室,將使用化學物質設備下方之迴風間地面,以黃色地板做 警告標示,並規定所有進入黃色地板區工作者必須穿上化學防護衣,以防化學 品滴下。任何化學品洩漏都必須立即清除掉，高架地板、樓板、管線、一樓 地板等，凡被化學品污染到的地方及設備與電線都應擦拭乾淨，尤其是信號或 控制線，沾到溶劑或腐蝕物，都必預立即清洗乾淨，否則日後引起腐蝕或溶蝕 則後果不勘設想。 九. 異味的困擾 異味在無塵室經常發生，由於無塵室無隔間及氣流循環快，如果有一處小 洩漏，很快即將味道傳到他處，而他處聞到這股異味，郤又查不出來。有些異 味是由於外界臭味而隨新鮮空氣進入無塵室內，有些則是在無塵室內保養打開 化學容器或反應室，或地下回風間有人油漆、燒焊、舖地板、修理維護化學品 或氣體設備、排氣管瞬間漏氣、化學品取樣、管路施工等，若時間很短就不易 追查得到；如當事人又沒感覺到或不承認，則通通成為異味。異味的來源， 相信大部份是人為的，如果人人有安全共識，防止任何化學品、氣體及有味道 物質與設備暴露於無塵室的空氣中，及維護保養或工程做好防範及預先通知， 相信可以減少異味的發生及人員的抱怨。解決無塵室異味,一直都是無塵室 內很傷腦筋的問題。 半導體工廠無塵室，因無隔間，也不易隔間,若遇化學品或氣體洩漏，因 無法隔離而很不容易去除，並且很快隨著風的快速循環到他處。同樣的如果無 塵室某處失火，黑煙也很難排除。如果能事先在大排氣管上，開設一些臨時緊 急抽氣口，平時封起來不用，遇大量洩漏或失火黑煙時，則可打開抽風口，接 上抽風管，將化學品或氣體的味道及黑煙可經由排風系統抽走，也是很好的方 法。當然如果能裝上專用排煙系統,則更理想。 十. 結論 半導體無塵室工作場所與一般工廠工作場所有著許多不同,黃光區也是一大 特色,在黃光區內,照相不得使用閃光燈.並且幾乎整個無塵室採用防靜電措施, 穿防靜電衣,防靜電鞋,舖著防靜電高架地板,並且安裝消除空氣靜電系統,其 目的不但可以防塵,也消除了靜電的危害.有人說,半導體工廠的工業安全,不 是以一般法規的規範可以限制,必須發展出一套半導體工廠特有的規定,才可 以使半導工廠安全做得更實在.2. 無塵室特性: 1. 乾淨,清潔及無塵 20. 安全警報系統監控嚴密 2. 進入無塵室之器具嚴格清潔乾淨 21. 有黃色燈光的工作區 3. 設備精密,昂貴 22. 無塵室內禁止快走或跑步 4. 穿無塵工作衣,工作鞋及眼鏡 23. 無塵室內操作動作不得粗魯 5. 所有人員進入無塵室需要經過 24. 抽排氣供應為中央供應系統 風浴及洗手 25. 無塵室之空氣一般上下垂直吹 6. 工作場所為高架地板 26. 有特設回風室或配管室 7. 化學品種類多而量少 27. 清洗槽為密閉抽風式 8. 化學品毒性強 28. 在無塵室嚴禁動火 9. 可燃性化學品多 29. 在無塵室嚴禁敲打或鑽孔 10. 使用很多類高壓材料氣體但量少 30. 空氣最乾淨濾網裝在天花板上 11. 使用很多高壓氣瓶 31. 任何物件絕對不可以碰觸 12. 使用之氣體毒性強且種類多 天花板濾網 13. 製造周期特別長 32. 化學品及氣體多為中央系統供應 14. 自動化操作 33. 能源使用特別大 15. 電腦化作業 34. 純水均使用超純水 16. 沒有窗戶,工作場所為大密閉室 35. 化學品及氣體原料之使用 17. 中央空調系統 絕對要純到PPB級 18. 工作場所溫濕度控制精密 36. 金屬管路均為不鏽鋼管 19. 全面靜電防止 37. 機械人(手臂)使用很多 無塵室作業一般行為規範 為了維護無塵室最起碼的潔淨及安全，下列提出二十項無塵室作一般 行為規範，為所有進入無塵室工作同仁必須導守： 1. 材料入室要澈底清潔,(要以5% - 10%IPA擦拭) 2. 不跑步,不疾行,不倒著走. 3. 行走時注意腳下安全,看清障礙物或空地板與週遭動態. 4. 動作規律,不突然轉身,停止或激烈動作. 5. 不坐在椅子上滑行 6. 不多人坐一張椅子