半导体生产过程安全课件

半导体生产过程安全课件目录010203半导体产业概述与安全重要性生产过程中的主要安全风险危险物质管理与废弃物处理了解行业现状与安全管理基础识别化学品、设备与环境风险掌握规范的储存与处理流程040506设备安全标准与规范环境健康与安全管理应急响应与事故预防遵循国际标准确保设备安全建立完善的EHS管理体系提升应急能力与安全文化总结与展望第一章半导体产业与安全挑战半导体产业的高速发展亿全球半导体产业正经历着前所未有的快速发展阶段2023年，全球半导体市场规模已突破60006000亿美元，成为现代科技产业的核心支柱随着5G通信、人工智能、物联网等新兴技术的蓬勃发展，半导体需求持续攀升全球市场规模先进制程技术的演进对生产环境提出了更加严苛的要求从28纳米到7纳米，再到如今的3纳米及以下制程，每一次工艺升级都意味着对设备精度、环境洁净度和安全管理水平的全面提升2023年美元计复杂的多层工艺流程涉及数百道工序，每个环节都蕴含着潜在的安全隐患，需要建立全方位的安全防护体系3nm最先进制程技术前沿水平数百道工艺流程复杂生产环节半导体生产的安全重要性洁净环境与人员健康危险化学品管理核心生产环境的洁净度不仅关系到产品良半导体制造过程使用大量强腐蚀性、率，更与操作人员的健康安全密切相剧毒性化学品和高压气体，这些物质关超洁净室内微粒控制、温湿度管的安全管理是整个生产安全体系的核理、气流组织都直接影响作业人员的心一旦管理不当，可能导致严重的舒适度和安全性人员伤亡和财产损失事故影响深远半导体生产事故往往造成重大人员伤害、设备损坏和环境污染由于生产线高度自动化和连续性，单点事故可能引发连锁反应，造成巨额经济损失和社会影响晶圆厂洁净室环境操作人员穿戴全套防护服在洁净室内进行精密作业，确保产品质量与人员安全的双重保障洁净室通常维持在Class1到Class10的洁净等级，每立方英尺空气中

0.5微米及以上的粒子数量被严格控制第二章半导体生产过程中的主要安全风险危险化学品使用风险半导体制造工艺对化学品的依赖程度极高，涉及多种高危险性物质这些化学品在蚀刻、清洗、沉积等关键工序中发挥着不可替代的作用，但同时也带来了严峻的安全挑战123强腐蚀性和剧毒物质温室气体排放风险气体泄漏与爆炸隐患氢氟酸（HF）是硅片蚀刻和清洗的主要化全氟化碳（PFC）、六氟化硫（SF6）等氟硅烷（SiH4）、磷烷（PH3）、砷烷学品，具有极强的腐蚀性和渗透性，可穿透化气体在等离子蚀刻和CVD工艺中广泛使（AsH3）等特殊气体在常温下极易自燃或皮肤造成深层组织损伤硫酸、硝酸等强酸用这些气体不仅具有极高的温室效应潜值爆炸，且具有剧毒性气体输送管道、阀在清洗工艺中大量使用氰化物虽然用量较（GWP），部分还具有毒性，泄漏后对环境门、接头等部位若出现泄漏，可能引发火少，但毒性极强，需要特别严格的管控措和人员都构成威胁灾、爆炸或中毒事故氢气的大量使用也带施来爆炸风险设备机械安全风险高压系统风险电气安全隐患半导体生产设备普遍使用高压气体系统，工作压力可达数十兆帕气体半导体设备电气系统复杂，涉及高压电、大功率设备和精密控制系统钢瓶、减压阀、管道连接处都是潜在的泄漏和爆炸风险点高压气体泄电气故障可能引发触电事故、电气火灾或设备损坏静电放电（ESD）不漏可能导致人员窒息、冻伤或爆炸仅影响产品质量，在特定环境下也可能引燃易燃气体自动化设备风险高度自动化的生产线配备大量机械臂、传输系统和机器人这些设备的运动部件在高速运行时，若缺乏有效防护或安全联锁失效，可能造成人员夹伤、碰撞或卷入事故环境与废弃物安全风险废水排放风险废气排放风险生产废水含有重金属离子（铜、镍、铬等）、氟化物、有机溶剂等有害工艺废气包含酸性气体、有机挥发物（VOCs）、温室气体等废气处物质未经妥善处理直接排放会造成水体污染，影响生态环境和公众健理系统故障或效率不足会导致有害气体排放超标，污染大气环境康危险废物风险职业病风险生产过程产生的废化学品、废溶剂、污泥、废过滤材料等均属危险废长期暴露于化学品、粉尘、噪声、辐射等职业危害因素下，员工可能患物分类不当、储存不规范或处置不合法都可能造成二次污染和法律风上职业性化学中毒、尘肺病、噪声聋等职业病，影响劳动者健康权益险第三章危险物质管理与废弃物处理危险物质安全管理要点建立完善的危险物质全生命周期管理体系是保障生产安全的基础从采购、储存、使用到废弃处置，每个环节都需要严格的安全管控措施储存区安全管理双层管道防护系统自动气柜控制系统•化学品仓库按物质特性分区储存，实施•化学品输送采用双层管道设计，内外管•特殊气体采用自动气柜（Gas Cabinet）温湿度监控间设置泄漏检测储存和供应•定期检查容器完整性，防止泄漏和交叉•一旦内管泄漏，外管可有效遏制化学品•气柜配备泄漏检测、自动关断和惰性气污染扩散体吹扫功能•配备泄漏应急处理设备和个人防护装备•管道材质根据输送介质特性选择，确保•实时监控气体压力、流量和泄漏状态耐腐蚀性•建立进出库电子管理系统，实现全程可•有效控制气体无组织排放，保护环境和追溯•定期进行管道压力测试和完整性检查人员安全废弃物分类与回收利用循环经济理念在半导体产业废弃物管理中的应用日益重要通过科学的分类和先进的回收技术，可以实现资源的最大化利用，同时减少环境负担废水污泥处理废水处理产生的污泥含有铜、镍、金等金属通过沉淀、过滤、离心等工艺分离污泥，再经焙烧、浸出、电解等步骤回收有价金属，实现资源化利用电镀液回收电镀废液中的铜、锡、镍等贵金属通过电解回收技术可实现高效提取回收率可达95%以上，既降低了危险废物处置成本，又创造了经济价值持久性污染物管控PFOS（全氟辛烷磺酸）等持久性有机污染物已被限制使用采用替代化学品，对含PFOS废物实施严格的封存和专业处置，防止环境累积废气排放控制技术废气处理是半导体生产环境保护的重要环节采用多级处理技术可以有效去除有害成分，确保排放达标紧急排放清洗器厢式废气处理系统末端净化系统（）POU针对突发性有毒气体大量泄漏的应急场景，对于高流速、大风量的工艺废气，采用集中紧急排放清洗器（Emergency Scrubber）可Point ofUse废气处理系统安装在每台设备排式厢式处理系统通过多级洗涤塔、活性炭在短时间内处理高浓度废气，配合气体泄漏气口，针对特定气体成分进行针对性处理吸附、热氧化等组合工艺，处理能力可达数检测系统和自动关断装置，形成完整的应急采用燃烧、吸附、催化等技术，可消除万立方米/小时，确保排放稳定达标防护体系

99.99%的有害废气，包括PFCs、VOCs和酸性气体废气处理系统大型废气处理塔和净化设备是半导体工厂的标准配置这些设施采用先进的化学和物理处理技术，将生产过程中产生的各类有害气体转化为无害物质，确保排放符合严格的环保法规要求第四章设备安全标准与规范系列安全标准简介SEMI SSEMI（国际半导体设备与材料协会）制定的S系列标准是全球半导体设备安全的权威规范，为设备制造商和使用者提供了统一的安全设计和评估准则标准标准标准SEMI S2SEMI S10SEMI S22半导体制造设备环境、健康与安全指南是最风险评估与风险估算过程安全标准提供了系设备电气设计安全指南专注于电气系统安基础和广泛应用的安全标准涵盖设备设统化的风险评估方法论要求设备制造商在全规定了电压等级、接地系统、过载保计、安装、操作和维护全过程的安全要求，设计阶段就识别所有潜在危险，评估风险等护、紧急停机等电气安全要求特别强调电包括电气安全、机械安全、化学品安全、人级，并采取相应的风险控制措施风险评估气系统在异常工况下的安全性，如电压跌机工程等方面所有进入半导体产线的设备需贯穿设备全生命周期，形成完整的安全文落、电源中断等情况下设备的响应和保护措都需要满足S2标准要求档施设备安全设计关键点安全联锁系统电压跌落抗扰度当设备检测到异常状态（如温度超限、压力异常、气体泄漏）时，安根据SEMI S22要求，设备需通过电压跌落抗扰度测试在电压短时跌全联锁系统能自动切断危险源、停止设备运行，并启动安全保护程落或中断情况下，设备应保持安全状态，不能出现误动作或危险状序多重冗余设计确保系统可靠性态，恢复供电后能安全重启123人机工程设计设备操作界面符合人体工学原理，控制按钮、显示屏位置合理紧急停止按钮采用红色蘑菇头设计，在任何位置都易于触及操作逻辑清晰，减少误操作风险功能安全设计与标准随着半导体芯片在汽车、医疗、工业控制等安全关键领域的广泛应用，功能安全已成为芯片设计的必备要素国际功能安全标准IEC61508是通用功能安全国际标准，定义了电气/电子/可编程电子安全相关系统的安全生命周期ISO26262是针对汽车电子系统的功能安全标准，基于IEC61508并针对汽车行业特点进行了优化安全完整性等级（）SILSIL分为四个等级（SIL1-SIL4），等级越高，安全要求越严格汽车领域采用ASIL（A-D）分级芯片设计需根据应用场景确定目标安全等级，并在设计、验证、测试各阶段实施相应措施开发流程控制功能安全要求建立V模型开发流程，从需求分析到系统验证形成闭环采用故障树分析（FTA）、失效模式影响分析（FMEA）等工具识别潜在故障，实施故障注入测试验证安全机制有效性第五章环境健康与安全（）管理EHS管理体系建设EHS完善的EHS（Environment,Health andSafety）管理体系是半导体企业安全生产的组织保障体系建设需要系统化、标准化和持续改进危险源识别风险评估全面识别生产过程中的危险源和风险点，建立采用定性和定量方法评估风险等级，确定风险危险源清单，进行风险分级分类管理控制优先级，制定针对性控制措施隐患整改操作规程对发现的隐患实施闭环管理，明确责任人、制定详细的安全操作规程（SOP），明确每整改措施和完成时限，验证整改效果个工序的安全要求和操作步骤定期检查安全培训建立日常检查、专项检查、综合检查相结合的对全体员工开展分层分类安全培训，提升安全检查机制，及时发现安全隐患意识和技能，确保人人懂安全、会安全职业健康保护措施个人防护装备（）气体监测与报警健康体检与职业病预防PPE根据作业环境配备相应防护装备洁净室作业需在气体使用区域安装固定式气体检测器，实时监员工入职前进行职业健康检查，在岗期间定期体穿戴防尘服、口罩、手套、鞋套化学品操作需测有毒有害气体浓度便携式气体检测仪配备给检，离岗时进行离岗体检重点监测呼吸系统、使用防酸碱服、面罩、防护眼镜特殊气体作业进入受限空间或应急处置人员监测数据实时传皮肤、肝肾功能等指标建立职业健康档案，实配备自给式呼吸器（SCBA）定期检查PPE完好输至控制中心，超限自动报警并启动应急程序施职业病危害告知，采取工程控制和个人防护措性，及时更换损坏装备施预防职业病发生环境保护与节能减排低排放工艺与替代材料优先选择环境友好型工艺技术，如使用NF3替代CF4作为蚀刻气体，可减少90%以上的温室气体排放开发水基清洗剂替代有机溶剂，降低VOCs排放采用干法刻蚀替代湿法刻蚀，减少废水产生废水废气达标排放与循环利用建设先进的废水处理设施，采用物化+生化处理工艺，确保COD、氨氮、重金属等指标稳定达标废气经多级处理后排放，排放浓度远低于国家标准超纯水制造产生的浓水经处理后回用于冷却系统，提高水资源利用效率能源管理与绿色制造建立ISO50001能源管理体系，实施能源审计和节能技术改造采用变频技术、余热回收、热电联产等节能措施优化工艺参数降低能耗，使用可再生能源推进绿色供应链管理，选择环保认证供应商90%温室气体减排第六章应急响应与事故预防应急预案制定与演练完善的应急预案和定期演练是提升事故应对能力的关键应急管理需要做到预防为主、防治结合、快速响应、科学处置气体泄漏应急流程发现气体泄漏后立即启动应急响应泄漏区域人员紧急疏散至安全区域，关闭泄漏源阀门，启动通风系统稀释气体浓度应急小组穿戴防护装备进入现场，使用泄漏封堵工具控制泄漏监测气体浓度直至安全水平，清理现场并调查事故原因火灾爆炸应急流程发现火情立即报警并启动消防系统组织人员有序疏散，切断电源和气源初期火灾使用灭火器扑救，火势较大时等待专业消防队疏散时保持低姿势前行，用湿毛巾捂住口鼻设立警戒区域，防止次生事故发生应急物资与设备配备按照应急预案要求配备充足的应急物资包括个人防护装备（防毒面具、防化服）、泄漏处置器材（堵漏工具、吸附材料）、消防器材（灭火器、消防栓）、急救药品和医疗设备定期检查物资有效期和设备功能，确保关键时刻能用、管用应急演练提升能力每季度至少组织一次综合应急演练，每月进行专项演练演练设置真实场景，检验预案可行性和人员响应能力演练后及时总结评估，发现问题并改进通过反复演练，使员工熟练掌握应急处置技能，提升应急响应速度和效果事故案例分析从典型事故案例中汲取教训，是预防类似事故再次发生的重要途径以下三个案例具有代表性和警示意义某晶圆厂氢氟酸泄漏事故自动化设备夹伤事故废气排放超标环保处罚事故经过某晶圆厂湿法蚀刻区域，由于事故经过维护人员在未完全锁定设备能事故经过某半导体企业因废气处理设施输送管道阀门密封老化失效，导致49%浓源（LOTO）的情况下进入机械臂工作区域故障，导致VOCs排放浓度超过地方标准3度氢氟酸泄漏约200毫升泄漏液体接触到进行维修另一名操作人员误操作启动设倍，被环保部门查处，罚款50万元并责令操作人员手臂，造成化学烧伤备，机械臂突然动作将维护人员手指夹停产整改伤主要教训

①定期更换化学品管道密封整改措施

①升级废气处理系统，增加备件，建立预防性维护计划；

②强化个人防防范措施

①严格执行上锁挂牌（LOTO）用设备，确保故障时自动切换；

②安装在护，操作危险化学品必须穿戴防酸碱手套程序，维修前必须切断所有能源并上锁；线监测系统（CEMS），实时监控排放数据和防护服；

③配备氢氟酸专用急救药品

②在设备控制面板张贴维修中禁止操作警并与环保部门联网；

③建立设备维护保养（葡萄糖酸钙凝胶），第一时间现场处示标识；

③安装安全光栅或安全地毯，人制度，每周检查处理设施运行状态；

④制置；

④加强员工化学品危害培训，提高应员进入危险区域时设备自动停止；

④加强定异常工况应急预案，排放超标时立即停急处理能力跨班组沟通，建立工作许可制度；

⑤定期止生产；

⑤加强环保法律法规培训，提升检查安全联锁装置功能合规意识安全文化建设安全文化是企业安全管理的灵魂，是从要我安全到我要安全的根本转变安全第一的企业文化将安全理念融入企业核心价值观，明确安全高于一切、安全重于一切、安全先于一切的原则领导层以身作则，将安全绩效纳入管理考核建立安全承诺机制，从高层到基层层层签订安全责任书员工安全意识提升通过多样化培训提升员工安全意识新员工三级安全教育，在岗员工定期培训，特种作业人员持证上岗开展安全知识竞赛、事故案例警示教育、安全月活动等，营造人人讲安全的氛围建立安全观察与沟通（BBS）机制，鼓励员工主动发现和报告安全隐患持续改进与创新建立PDCA（计划-执行-检查-改进）循环机制，持续优化安全管理引入先进安全管理工具如风险矩阵、行为安全管理（BBS）、安全领导力培养等应用物联网、大数据、人工智能等技术手段，实现安全管理智能化，提升本质安全水平员工安全培训现场定期开展的安全培训是提升员工安全素质的重要手段通过互动式教学、案例分析、实操演练等多种方式，使员工深刻理解安全的重要性，掌握安全操作技能和应急处置方法，真正做到懂安全、会安全、能安全总结半导体生产过程安全管理是一项系统工程，涉及化学、机械、电气、环境等多个专业领域，需要技术、管理、文化的全方位保障化学品安全设备安全危险化学品的全生命周期管理机械与电气系统的安全设计应急能力环境保护事故预防与快速响应机制废弃物处理与排放控制体系标准规范EHS完善的安全管理组织架构遵循SEMI等国际安全标准只有严格执行国际标准，建立健全企业安全管理体系，持续开展员工培训，不断推进技术创新，才能真正实现本质安全，为半导体产业的可持续发展提供坚实保障安全是生产的前提，是效益的保障，更是企业对员工、对社会的责任担当谢谢感谢聆听安全生产，人人有责让我们共同努力，为打造世界一流的安全型半导体企业而不懈奋斗！。