半導體製程中易燃性液體之安全管理 隨著數位化時代的來臨,臺灣的半導體產業正以驚人的速度成長,產能不斷擴充,科技島之雛型儼然形成。在追逐矽谷夢的同時,「風險意識」卻在無意中被淡化了。民國85年及86年間,正當半導體產業呈現一片榮景時,華邦、聯瑞及天下等三座晶圓廠接連發生大火,造成近台幣200億財物上的直接損失,但其預期利潤及商機喪失等間接傷害,已難以估計。高度的損失頻率,突顯出半導體製程的危險性,也喚起高科技產業對安全管理的省思。
半導體製造業兼具資本密集及技術密集之特性,廠房設備造價高昂,動輒百億;潔淨室內相互通連,無防火區隔;生產設備精密脆弱,對火災之高溫、濃煙、及消防水漬無抵抗能力;且廠內大量使用易燃性液體、腐蝕性液體、易燃性氣體、自燃性氣體及毒性氣體等危險物質,其生產設備及管線並含有聚丙烯、聚氯乙烯等可燃物質。由於危險集中,一旦發生火災,其延燒、污染、腐蝕、水漬及倒塌等破壞力將產生相乘效果,使潔淨室內的設備遭受嚴重損害。晶圓廠火災時常會伴隨爆炸與毒氣洩漏,搶救及滅火的困難度非常高;因此,事先預防的重要性遠超過事故發生後的緊急應變。半導體製造業的危險因素很多,本文只針對其製程中易燃性液體的安全管理進行討論。
半導體製程中之易燃性液體普遍具有閃火點低於室溫、易揮發、及爆炸之危險;其常用之液體種類及特性如下表:
學名
沸點(℃)
閃火點(℃)
爆炸下限(Vol %)
爆炸上限(Vol %)
異丙醇
82
12
2.5
丙酮
56
-9.4
2.6
12.8
二甲苯
137
25
1
7
甲醇
64.5
6
36.5
其易燃性液體的使用主要集中於下列製程: 1. 晶圓切割後之清洗:以裝有易燃性溶劑及可燃性腐蝕液之濕洗臺清洗晶圓。 2. 表面缺陷蝕刻後之清洗:以一連串裝有甲醇、丙酮、異丙醇及過氧化氫濕洗臺清洗晶圓。 3. 光阻劑之塗佈:於晶圓上塗上一層易燃性光阻劑。 4. 顯影:以含有機溶劑之顯影劑去除未曝光之光阻劑覆蓋部份。 5. 顯影蝕刻後之清洗:以一連串裝有丙酮、異丙醇、過氧化氫及酸液之濕洗台洗濯晶圓。
部份濕洗台作業係在加熱狀態下進行,且部份有機溶劑使用後涉及烘烤作業;因此,易燃性液體接觸點火源的機率相當高,其事故之預防除了必須仰賴完善的自動滅火系統及自動警報系統外,易燃性液體之溫度、壓力、液位、流量等亦應有嚴密的監測與控制,其監控上的失誤,有可能會導致易燃性液體燃燒條件成立而意外被引燃。