半导体安全与环保管理

要做好半导体业的环保安全卫生管理工作，首先必需要了解半导体整体产业的特性，基本上半导体产业具有三大产业特性，第一是资本密集、第二是技术密90 集，第三则是产业的变动性很大，故因应此产业的三大特性，相对衍生出以下几点产业的现况对工安环保人员来说相当重要并且必需密切注意，第一个部份是关于设备机台方面，因为产业资本密集所以厂房内的设备机台不只种类及数量繁多而且区域集中，第二个部份由于半导体技术密集复杂，所以运用于机台的原物料化学品的种类多样且相对特性相当的复杂且变动性大，会对整体的环保与安全管理上产生影响、第三则是因为产业的变动性大，所以制程技术的变动频率就相对性的增高，而也造成很多现场不管是环保或安全管控上面的复杂度，另外同样因应产业性变动大，半导体厂里面的人员，包括员工以及设备与工程承揽商的人数就相当众多，造成整个人员及工程管理的接口变得十分的复杂。
大体而言半导体业依制程的先后顺序，整体产业结构可分成以下几个阶段，包括第一个阶段为「晶圆材料制造」，第二个阶段为「集成电路制造」，及第三个阶段则是「封装测试的制程」，在这三个制程里面，以集成电路制造最复杂且涵盖面最广，所以以下的课程内容，基本上是针对集成电路制造这样一个比较复杂的制程结构做相关课程的介绍. 针对集成电路制造，一般而言可以将制程概分成四大部份，第一个部份是扩散制程，第二个部份是黄光制程，第三个部份是薄膜制程，第四个部份是蚀刻制程，各制程的细部功能，请各位同学参考半导体制造的相关数据，以下我们则会针对于这四大制程它所有带来的安全与环保相关的议题来做介绍探讨。
要妥善进行半导体业的安全与环保管理，要先对在制程区域的潜在安全危害有所了解，我们首先谈到的是扩散制程，在扩散制程中因为制程需要会使用到许多的酸碱、有机、以及具有刺激性或是具有毒性的气/液态化学品，这些化学物质在制程使用的过程中会对作业环境及作业相关人员带来可能的危害，包括酸碱溶液及有机溶剂所产生的腐蚀、不兼容反应、易燃、引火爆炸及吸入性伤害等，另外制程的需要使用的刺激性及具毒性的气体亦会对人员造成伤害，当然前面所提到使用的化学品是具易燃易爆的特性，所带来的火灾燃烧危害亦是必需相当注意的重点，此外机台设施运转可能带来的高温?伤，或是机台设备运作所产生的噪音、机台设备维修及搬运相关的设施所带来的人因工程上的危害，以及部份机台产生游离辐射所带来的危害，都是必需了解界定的；至于黄光制程的部份则主要是使用光阻液、去光阻剂等有机溶剂所衍生的可能危害，另外对于机台本身，一样的因为机台过于密集，机台所产生的噪音以及维修及运作过程可能造成的人因工程的危害也是必需加以考虑。
至于在薄膜制程的部份，也因为这个制程的特性，会有以下几点危害需特别注意，包括刺激性及有毒性的气体、制程作用产生的金属熏烟及氧化物逸散，造成人员的吸入性危害，另外如酸碱溶液，游离辐射、噪音、人因工程以及火灾爆炸都是在薄膜制程可能会对人员及环境产生危害；另外还有蚀刻制程，刺激性及具有毒性的气体酸碱溶液及人因工程是这个制程常见的危害。
刚才介绍的基本上都是所谓制程区的危害，但在整个半导体厂除了主要的制程区外，还有附属设施区域，这些附属设施区域包括有厂务设施的部份，也包括联接机台的帮浦及尾气处理设备所放置的区域，在这些区域主要是提供机台设备运转所需的用水、用电、气体、化学品及机台反应后端的废气及废液处理，可能产生的危害包括在厂务电力供应设施可能会有高压电力感电的危害，厂务设施中许多高温运作设备如锅炉等可能会有的高温危害，另外厂务设施中的紧急发电机、动态不断电系统、冰水主机以及马达等设施设备都是半导体厂里面噪音危害的主要来源，当然从厂务设施的供应给制程机台使用的酸、碱、有机化学品以及经过机台设备反应以后所产生的所谓废液，在传送供应的的过程中可能从供应设施及管线产生泄露，而对人员与环境产生相关危害，同样的由厂务供应的具刺激性及毒性的气体亦可能泄漏因而产生危害，另外因应运作需求，厂务端亦会供应大宗气体如氮气，当在非开放空间的工作区域内，发生上述气体的大量泄漏时，会造成这个区域空间里面氧浓度过低的状况，因此产生窒息性的危害。另外在放置联接制程机台的帮浦及尾气处理设施的区域，制程反应所产生的反应物包括气体或粉末，在维修设备或是管线遭受腐蚀产生泄漏，亦同样对人员产生吸入性或接触性的危害。
谈完制程区域跟非制程区域安全危害的特性之后，我们再来介绍在整个半导体厂里面制程环境污染的特性，前面提过在半导体厂内使用许多不同种类特性的化学品、特殊气体及有机溶剂，所以在制程末端就会产生相对性的污染排放，在空气污染的部份包括酸性废气的污染，碱性废气的污染，当然也包括可燃性与有毒性的废气以及有机性废气的产生，在废水方面，根据制程原物料的特性，在半导体业废水大概分成下述几类似，第一类是因为使用大量的酸碱化学品产生的酸碱废水，另外在半导体厂因为使用大量的氢氟酸，为能针对其特性加以妥善处理，会在制程产出端加以分流，另外收集以利处理，所以也会有含氟废水的部份，另外在半导体制程中包括有晶背研磨制程，制程中会加入研磨液产生研磨废水有些公司为方便后端处理亦会另外收集，还有负责半导体封装测试的工厂在制程中会使用如含有铜，铬等重金属的化学原料，所以会产生含重金属废水。
在废弃物的部份，基本上因应前端制程所使用到的的化学品，考虑浓度及成份，为能进行妥善的处理或是回收使用，不将之直接排入废水中而另外加以收集，故会有废酸液、废碱液、废溶剂之产生，而废水厂因为处理制程废水，利用生物处理或是物化处理后，亦会产生废水处理污泥；另外设施设备维修更换的报废零组件，废弃破损的晶圆IC及含金属成份的下脚料件，都是属于法令规定废五金的范围，至于进出货品所产生的一些废包装材，人员活动所产生的生活或办公性的垃圾，亦都属于工厂废弃物的范畴。 除此之外厂务设施中有许多大型会发出噪音的设施设备包括紧急发电机、动态不断电系统、冰水主机等它都会相对于环境产生噪音的污染，另外在半导体厂里面输送原物料的管线、排放废液的管线或是后端废水厂的相关管线与储槽发生长期或瞬间大量泄露时，也可能会造成地下水或是土壤的污染。
介绍完半导体厂中在制程区或非制程区所常见的一些安全危害或是环境风险之后，我们从风险管理的角度来看一看现在企业所面临到的风险，由这张投影片上面我们可以看到现在企业所面临的风险涵盖范围十分广泛，包括外部及内部、商业以及非商业的风险，外部风险包括科技、专利、财务、投资、形象信誉、法令、市场变动等，当然环保与员工健康及生命安全是风险考虑中相当重要的一环，在这样的一个复杂的风险环境下，不同于其它产业的地方，基本上我们从风险管理的角度考虑半导体业的安全与环境的管理机制，所以下面会针对风险管理的基本概念做初浅介绍。
一般来说在整个风险管理的程序上，大概分成几个步骤跟顺序，第一个步骤是建立风险管理的基本信息，这个部份包括了管理的组织/策略/标准以及整体的管理机制，建立了基本信息后，开始会进行风险辨识的工作，针对企业或整体环境中可能遭遇的风险进行有系统的辨识与搜集，再来则会针对风险辨识搜集到的相关信息进行风险分析，一般而言风险高低的程度是依照事件的发生机率以及它的后果严重度来评估，所以在分析时应先针对事件发生机率及严重度进行程度上的定义，再据以分析经过辨识搜集的信息，并加以汇整排序，之后则针对风险高低设立风险等级，将之前的分析结果依等级标准加以区分，然后依各公司之认知与可承受风险的程度，进行风险接受度分析，如果评断某一事件是属于可以被接受的风险，那就会采取定期监督与检讨的机制，来确认风险的变动都是在可接受的范围，如果判定不是可以被接受的风险，则会进行风险控制的手段，将风险管控到可被接收的程度再将之纳入定期监督与检讨的机制中，当然在整个风险管理各步骤中必需要适时运用沟通与协调的机制，来让整个风险管理程序能够达到一个完整且动态的循环。
由前一张投影片可知，当某一事件之风险超过可被接收的程度时，就必须透过风险控制的步骤将风险控制在可被接受的范围内，所以这里针对风险控制做进一步介绍，在风险评估分析之后会进行所谓的风险接受度分析，刚才已经介绍过了如果是风险接受度分析觉得是可被接受的，当然就会继续的监督及检讨，如果是不可被接受的时侯，会采用风险控制的步骤，一般来说，风险控制的方式概分成四大类:第一是降低风险的可能性，第二是降低后果的严重度，第三是风险转移，大家比较熟知的是进行保险规划，第四是避免风险，透过这四种方式的考虑之后，会开始做风险控制的评估，这个部份包括可行性及优势的分析，建议处理的策略以及选择最佳的处理策略，然后才会进行规划处理计划以及执行处理方案，进行控制后再次进行风险接受度分析，如果经过分析风险是可以被接受的，则持续执行，并加入定期监督与检讨机制中，如果经过分析之后风险还是不可以被接受，就再重复做风险控制分析的步骤，一直到所有分析出来的结果是可以被控制的。
整个风险控制的手段与方式，从这张投影片上面可以很明确的看出来，从消除风险到降低风险到最后的个人防护，是一个阶层一个阶层的动作，举例来说在半导体业针对具危害性制程物质的引入，我们会从评估这样的一个危害性物质是否有必要使用或是可否使用危害性较低的物质进行替代，若无法进行则评估是否利用修改程序来减轻它的危害性或是隔离人员与危害，进而局限危害到最后用工程技术或是行政管理机制来做管控，最后再进行个人防护作人员防护的最后一道保障，用这样一层又一层的风险控制手段，来保障在半导体业工作的同仁的个人安全健康也同时保障所谓的环境的安全。