芯片制造厂的蚀刻区为了达成生产工艺要求,在工艺过程中,需使用大量含氯、含氟或含溴成份的化学品,在经过了反应腔体的等离子处理后往往在腔体壁、盖板与零部件上沉积许多含氯、含氟或含溴的自由基与副产物。但是为了降低工艺过程的缺陷率并提高产品的良品率,洁净车间的技术人员必须定期开启蚀刻反应腔体以进行腔体保养作业,其最主要目的是要清除墙体内的副产物,虽然在腔体开启前会进行许多的前处理程序,但是还是无法完全避免副产物所产生的有害物质逸散到生产车间,进而影响到作业现场人员的身体健康。 本论文主要是由源头、路径、受体等三个部分来降低反应腔体预防保养过程可能产生的有害物质对洁净车间人员的健康危害。首先从源头管理的观念着手,在反应腔体保养前会对腔体执行许多回合的抽真空吹扫,以降低腔体开启瞬间有害物质的逸散浓度。研究方法是利用"ChemKey TLD试纸带式”气体侦测器或“理研SC-90”气体侦测器”来监测抽真空吹扫次数与开启腔体瞬间有害物质浓度的关系,进而建立模型以预测各种腔体吹扫次数可能对应的有害物质浓度。根据研究数据及保守性原则分析显示,C厂的AMAT金属、LAM金属、LAM氧化层的蚀刻腔体可以在进行30次、50次、40次的抽真空吹扫后；M厂的AMAT金属、LAM金属、LAM氧化层、LAM氮化硅、多晶硅层的蚀刻腔体可以在进行25次、40次、40次、30次、80次的抽真空吹扫后,使开启腔体的瞬间有害物质浓度低于气体侦测器的侦测下限。若以有害物质TLV管制浓度为可接受风险,以M厂为例,在比较原始与新抽真空吹扫次数的差异后可在蚀刻区创造等效约12万人民币的月经济产出。 第二是由有害物质可能的扩散范围来为腔体预防保养过程定义有效的管制区域,避免非保养作业相关人员暴露在有害物质的环境中。研究方法是以被保养腔体为中心,水平投影半径距离每增加0.5m的位置分别在人员呼吸域的高度设置气体侦测器采样点,以监测不同距离与有害物质浓度关系并建立模型以预测各种腔体当距离发生变化时,其可能产生的有害物质浓度变化。结果显示,在利用去离子水与异丙醇搽拭腔体的期间可在腔体中心量测到最高的有害物质浓度,有害物质的浓度可以比腔体开启瞬间高约2～10倍,其中以C厂 AMAT蚀刻腔体的氯化氢浓度9.2ppm最高；随着量测半径增加,有害物质浓度逐渐下降,基本上,有害物质浓度与量测半径距离呈“对数衰减”相关。以保守性原则对管制禁区进行标准化,则以C厂AMAT金属蚀刻机台的管制禁区半径最大,为2.5m、C厂LAM金属与M厂LAM多晶硅层蚀刻机台的管制半径为2.0m,其他机台的管制半径为1.0m。第三是研究目的是设计可以从源头有效降低有害物质逸散的反应腔体局部抽气罩,并监测抽气罩的各项控制效率与有害物质消减率。数据结果显示,M厂的蚀刻腔体的平均有害物质消减率为87％、最高消减率可达100％、最低为73％；洁净车间人员呼吸域高度的向下风速为低于侦测下限、低真空吸尘系统连接管出口处中心位置的风速为21.0m/s;于抽气罩盖板完全打开的情况下,在抽气罩开口六点钟方向(最靠近连接管)位置的风速为2.23m/s、十二点钟方向(最远离连接管)位置的风速低于侦测下限、中心风速约为0.41m/s,虽然将局部抽气罩的部分盖板盖上后可以获得约2.2～2.4m/s的有害物质捕集风速,但是在此条件下会严重影响作业人员的工作效率。 第四个研究目的是从受体的角度出发,为蚀刻区反应腔体预防保养人员定义标准化的个人呼吸防护器具。根据实验数据、国际法规、有害物质的其它危害特性、历史事故经验、实用性与成本等考虑因素,定义出蚀刻区反应腔体保养人员标准化的个人呼吸防护器具应为动力过滤式呼吸防护具。