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晶圓廠裡約 5 分鐘

在晶圓廠工作安全嗎?晶圓廠怎麼保護人

在晶圓廠工作,危險是真的有,但廠裡會把它們一層一層關住、管住。安全不是靠「大家小心一點」,而是先用設計把危險關起來,再用規矩管住打開它們的時候,再加上個人防護、訓練和演練。沒有哪一種工作完全沒有風險;這篇講有哪些危險、廠裡怎麼保護人,不評斷哪一座廠安不安全。累不累是另一個問題,見「半導體業很操嗎?」。

晶圓廠裡有哪些危險?

  • 化學品:強酸、強鹼和溶劑,用來洗晶圓、蝕刻,碰到皮膚、眼睛會灼傷。
  • 特殊氣體:有的有毒、有的會腐蝕、有的碰到空氣就會燒,很多光靠鼻子發現不了(見「晶圓廠用哪些氣體?」)。
  • 高電壓、大電流:機台、配電盤,碰到會觸電。
  • 會動的東西:機台裡搬晶圓的手臂、會升降的腔蓋,手伸在裡面時它一動,就會夾到。
  • 看不見的能量:曝光機用很強的紫外光,有些檢查機台用雷射;離子植入機的高電壓,可能產生 X 光。這些都關在機台裡;直接照到會傷人。
  • 熱:爐管、剛停下來的腔體還很燙。

平常在無塵室裡,就很危險嗎?

大部分時候,這些危險都關起來了:化學品和氣體走密閉的管子,加工在關起來的機台裡做,晶圓也裝在密封的盒子裡由機器搬,人平常很少直接碰到。

最要小心的,是把它們打開的時候:保養時打開腔體、換氣瓶、修管子、接電線。後面的很多規矩,就是圍著這些時候設計的。進無塵室的規矩,見「進無塵室有哪些規矩?」。

晶圓廠怎麼保護人?一層一層疊起來

職業安全常講一個順序:能把危險拿掉最好;拿不掉,先用設計把人和危險隔開,再來是規矩,個人防護排最後。越前面的,越不靠人每次都記得。

第 1 層:用設計把危險關起來

  • 做什麼:化學品和氣體走密閉的管子,危險的常走雙層管;氣瓶關在一直抽氣的氣瓶櫃;機台一直排氣(見「無塵室的空氣從哪裡來?」);氣體偵測器一直在聞,讀到漏,閥自己關。很多機台的門和蓋子有連鎖,一打開,手臂、雷射、高電壓就停;會產生 X 光的機台包著屏蔽。
  • 為什麼:設計不會累、不會忘。
  • 不這樣會怎樣:漏出來的一點點直接跑進人呼吸的空氣,鼻子又常常發現不了。

第 2 層:用規矩管住「打開」的時候

  • 做什麼:修東西前先上鎖掛牌(下面一步一步講)。換有毒氣體的鋼瓶、動化學品的閥,常是兩個人一起,一個做、一個看。焊接、進狹小空間這類工作,先申請作業許可,寫清楚誰在哪裡做什麼,負責的人簽了才開始。沒受過那種訓練的人,不動那種東西。
  • 為什麼:打開機台、拆開管子,等於先拿掉第 1 層的一部分,要靠程序補回來。
  • 不這樣會怎樣:別人不知道裡面有人,按下了啟動;一個人出了狀況,身邊沒有人能幫忙。

第 3 層:個人防護,是最後一道

  • 做什麼:碰化學品時戴耐酸鹼手套、面罩或護目鏡、穿圍裙;換有毒氣體時戴呼吸防護,呼吸的空氣不從現場來。無塵衣保護的主要是晶圓(見「無塵室為什麼要穿全身無塵衣?」),不是用來擋化學品的。
  • 為什麼排最後:它只保護穿著的那一個人,而且要選對、戴好才有用。
  • 不這樣會怎樣:前面漏掉的那一點,直接碰到皮膚、眼睛。

第 4 層:訓練、演練,和出事時怎麼做

  • 做什麼:上工前先受訓,知道化學品的危險、緊急沖淋和洗眼器在哪裡;平常演練疏散,有的廠也練地震。化學品噴到身上,馬上沖水,而且要沖很久。警報響了,人先離開,貨排在後面:放下手上的事,照疏散路線走到集合點點名,確認過才回去。
  • 為什麼:出事那幾秒來不及想,練過的動作才做得出來。
  • 不這樣會怎樣:慌了找不到沖淋;有人還在裡面,沒有人知道。

這個「人先、貨後」,也是面試題「機台當了先做什麼」的起點(見「晶圓廠工程師的面試會問什麼?」);不會傷人的異常,則照事先寫好的流程處理(見「OCAP 是什麼意思?」)。

上鎖掛牌是什麼?一步一步看

修東西之前的那一套程序,叫上鎖掛牌(英文 lockout/tagout,常簡稱 LOTO):把會送能量過來的開關和閥關掉、鎖住,掛上寫著名字的牌子。這裡的「能量」不只是電,還有氣體和化學品的壓力、會動的零件、熱。各廠的寫法不完全一樣,常見的順序是:

  1. 先通知,再照正常的程序關機:告訴中控室、排貨的人,讓他們先把貨排開;不說,有人還在等它、用它。
  2. 切斷能量的來源:拉下斷路器(電路的開關),關上氣體和化學品的閥。只按機台的「停止」,電和氣還接著,一個訊號就能讓它再動。
  3. 上鎖、掛牌:鎖上自己的鎖、鑰匙自己帶著,再掛上寫著名字的牌子;幾個人一起修,每人各鎖一把。鎖讓別人打不開,牌子讓別人知道誰在裡面;沒有牌子,別人會以為是忘了開。
  4. 放掉剩下的能量:管子裡的壓力和氣體、電容器存的電、很燙的零件,源頭關了也還在,所以要洩壓、用氮氣吹淨、等它降溫;不然一打開,留下的那一份照樣傷人。
  5. 確認真的沒有能量:試按一次啟動,確定它不會動;電的部分用電表量,量之前和量之後,電表都在確定有電的地方試一下。「以為關了」不算,量過才算;關錯了開關,就靠這一步抓出來。
  6. 才動手;做完,自己拿下自己的鎖:收好工具、確認沒有人在裡面,各人拿下自己的鎖、通知大家,才送電、開閥。只有掛鎖的人知道自己做完了沒有。

在 fab24hr 裡

按「進廠」、選「打工人的一天」,在「今天你是」卡片上點「量產廠」,左右滑到廠務工程師,名字下面點「氣體化學品」。深夜班「值夜」,你和鄭大哥穿好面罩、圍裙、耐酸手套下樓,把一個停在手動的補酸閥轉回自動,第一步是看閥上有沒有上鎖掛牌。早班「換瓶」,你和惠如兩個人、戴好呼吸防護換一瓶特殊氣體,省掉的步驟之後會回來找你。晚班「櫃子裡的一點點」,偵測器讀到一點點,你們先不開櫃門,從小窗聞。

廠務的「電力」那一區,接線前要拉下斷路器、鎖上自己的鎖、驗電。蝕刻的設備工程師早班「開腔」,先上鎖掛牌、等腔體降溫,再戴面罩打開,裡面會冒一點酸氣;如果你省掉上鎖掛牌,會看到它為什麼不能省。量產廠的一些位子還可能遇到氣體警報;如果先把手上那盒貨送回儲位才走,課長會說「貨可以再做,人不行」。

遊戲裡的廠、人物、機台編號和事件都是虛構的;有哪些危險、怎麼保護人、上鎖掛牌怎麼做,照公開的一般資料寫,不代表任何一家公司的做法;真正的做法,每座廠都有自己的程序和訓練。其他行話可以到「半導體晶圓廠的行話,白話解釋」查。

在遊戲裡你會在哪裡遇到它當廠務工程師(量產廠 › 廠務 › 氣體化學品):深夜下樓把一個停在手動的補酸閥轉回自動,第一步是看閥上有沒有上鎖掛牌;早班兩個人、戴好呼吸防護,換一瓶特殊氣體;晚班氣瓶櫃裡的偵測器讀到一點點。

在 fab24hr 裡,安全的每一步都有它的理由;省掉的那一步,之後可能會回來找你。

當廠務工程師玩,兩個人換一瓶特殊氣體

給老師:這一篇可以搭配「在課堂上玩 fab24hr」用在課堂上。

引用這篇〈在晶圓廠工作安全嗎?晶圓廠怎麼保護人〉,fab24hr,更新。https://fab24hr.com/blog/fab-safety/
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