SEMI S2半导体制程设备安全准则.doc

1、SEMI S2半导体制程设备安全准则2003年 9月 29日Content: 1. 目的；2. 范围；3. 注意事项；4. 参考标准；5. 术语；6. 安全理念；7. 一般准则；8. 评估过程； 9. 提供给使用者的文件；10. 危险性警告标志；11. 安全连锁装置；12. 紧急停机； 13. 电气安全；14. 消防安全；15. 化学物质加热槽；16. 人体工学；17. 危险能量隔离；18. 机械设计安全； 19. 地震保护；20. 自动机械设备；21. 环境因素；22. 排气；23. 化学品安全；24. 游离辐射安全；25. 非游离辐射安全；26. 激光安全；27. 噪音1. 目的 (PUR

2、POSE)为半导体制程设备提供一套实用的环保、安全和卫生准则。2. 范围 (SCOPE)适用于所有用于芯片制造、量测、组装和测试的设备。3. 注意事项(LIMITATIONS)3.1 不可作为检验是否符合本地法规要求的依据；3.2 没有提供非常详细的半导体制程设备 ESH准则；3.3 参考了众多的国际性法规、标准等。但只是被引用的条文适用于此标准，并不是被引用的标准或法规等所有条文都适用。4. 参考标准(REFERENCED STANDARDS)4.1 SEMI Standards4.2 ANSI Standards (Radio Frequency)4.3 CEN/CENELEC Stand

3、ards (Explosion)4.4 IEC Standards (Electrical) 4.5 ISO Standards (Robot manipulation)4.6 NFPA Standards4.7 ACGIH (Industrial Ventilation Manual)5. 术语(TERMINOLOGIES)5.1不可燃物质（Non-combustible material）：在一般条件（anticipated conditions）下，受热或在火焰中不可燃烧，也不支持燃烧或遇热不可释放出易燃蒸汽之物质。典型不可燃物质有金属、陶瓷、石英等。5.2 可燃物质(Combustib

4、le material)：具有火焰传播能力或不满足上述“不可燃物质”定义之物质。5.3 易燃气体(Flammable gas)：在 101.3KPa和 20下，可以和空气形成可被点燃的混合物的气体。5.4 自燃物质(Pyrophoric material)：54.4以下在空气中可以自燃的化学品。5.5 易燃液体(Flammable liquid)：闪点小于 37.8 （100F）之液体。5.6 游离辐射(Ionizing radiation)：、 粒子，X 射线，中子，高速离子，高速质子等所有在人体器官内可产生离子之粒子或射线。5.7 非游离辐射(Non-ionizing radiation)

5、：电磁波长在 100nm以上者，包括普通电频、微波、红外线、紫外线及可见光等。5.8 质量平衡(Mass balance)：输入与输出的质量流率定性(或定量)平衡。5.9 灾祸(Mishap)：对人体造成死亡、伤害、职业病或对设备、财产、环境造成损失的未预计的或一系列的事件(events)。5.10 职业曝露浓度极限(Occupational exposure limits, OELs)：以一天工作 8小时为计算基础。PEL, TLV 等皆属于职业曝露浓度极限定义之专业名词。不同国家对 PEL等的定义之标准可能不一致。5.11 生殖毒害品(Reproductive toxicant)：已证实或

6、怀疑对胚胎产生畸形危险，或对胚胎发育及人 体生殖功能有明显负面影响的化学物质。5.12 风险(Risk)：以危害严重性和危害机率表示发生灾难的可能性。5.13 速度压力(Velocity pressure, VP)：使空气速度从零到要求的速度所需要的压力值。VP和空气流的动能成正比。5.14 失效也是安全的(Fail Safe)：一种设计，当系统中任何组件失效时，不可造成危险的升级。比如：一个具有失效也是安全设计的温度控制仪，如果失效，会立即停止制程，但同时还可以指示实际温度值。5.15 危害性制程物料(Hazardous Production Material,HPM)：一种固体、流体或气体

7、，其危险程度依 NFPA 704标准之等级归类在健康危害、易燃性或反应性为 3或 4，直接用于研究、实验室或生产制程者，且其最终产品不具任何危害性。5.16 无线电频率(Radio Frequency, RF)：频率范围由 3KHz到 300GHz的电磁波。微波是频率 300 MHz 到 300GHz之电磁波。5.17 连锁(Interlocks)：硬件连锁 一种由电气机械组件、电缆线或光连结,已经程序设定好的机械 控制电路。当电路被切断时，最终的控制部份无法操作。软件连锁 计算器控制程序。在其支配之下，装置可或不许被人操作。任何涉及不同程度的安全，软件安全连锁需要硬件安全连锁作支持。 5.1

8、8 物质安全资料表(Material Safety Data Sheets, MSDS)：书面或印制的危害物质之资料，它是依 照 29CFR 1910.1200(OSHA格式 20)之规定制作的。 6. 安全理念 (SAFETY PHILOSOPHY)6.1 在设备生命周期（安装、操作、保养及废弃处置）中，对其可能发生的潜在安全及卫生危害进行消除，或通过防护措施来减少这种危害。6.2 在半导体制程设备设计、制造以及评估过程中，必须运用本标准来减少重新设计或翻新带来的破坏性后果。6.3 必须考虑合乎工业、建筑、电气、消防标准及政府法规之需要。6.4 设备设计时应该符合规范要求、工业标准、本标准以

9、及良好的工程和制造规范。6.5 任何可预见的失效或操作错误而导致人员危害曝露、厂务设施危害曝露或社区危害曝露危害，以及导致死亡、重大伤害或重大设备损失的现象都是绝对不允许的。6.6 设备必须有“失效也安全”(FAIL-SAFE)或“故障容许度”(FAULT-TOLERANT)之设计。6.7 设备组件及配件都应该符合设备制造商提供的等级级别或标准规格。6.8 设备设计初期，为鉴别和评估潜在危害，应该进行危害分析。当设计成熟后，危害分析结果应该更新。6.9 危害分析应该考量：设备制程或应用、各个制程的危害、可能的失效模式、灾害发生的可能性以及严重性、危害曝露人员的专业水平和曝露频率、操作和保养的频

10、率与复杂性、关键安全部件6.10 控制危害的各种方法的选择顺序如下：设计时将之消除危害 使用安全设施进行防护-工程控制提供安全警告设施-工程控制提供危害警告标签-管理控制训练-管理控制其他管理控制以上所有方法的组合 6.11 此准则只是半导体设备设计时的最低考量。7. 一般准则 (GENERAL PROVISIONS)7.1设备应符合一般安全规范，此准则只是设备之采购标准规范。次标准只是提供给用户采购符合 SEMI S2的设备规范。若需要超出此准则，则由使用者与厂商另行书面订定之。7.2 设备制造商应保证设备符合当地之有效法律及规定。需要经政府机构许可的设备，必须通过当地政府办理许可证。 7.

11、3设备供应商应该提供给用户指定的代表来及时更新有关设备最新发现之危害因子或安全防护措施升级方案。7.4 设备操作、维护使用的工具及附件必须由设备供应商提供给用户或者明确其规格。8. 评估过程(EVALUATION PROCESS)8.1 评估方应该按照此标准对设备进行评估并写出书面 报告。内容包括手册（9.6 部分）和具体设计部分（本标准第 10至第 27部分）。只有当使用到附录时，附录才算作报告的一部分。8.2 对于每个部分，评估报告皆应叙述下列项目并提供原理：符合证据：设备符合本部分标准证据不符合证据：设备不符合本部分标准证据不适用：本部分不适用于此设备证据8.3 证明无重大安全危险的风险

12、评估结果可以作为设备满足标准的一种证据。8.4 评估报告还应包括其他信息：制造商、设备序列号、设备评估日期、设备构造、关键图示以及评估方对设备合格的叙述。8.5 提供给评估方的信息：一般信息：安全设施功能、危害分析、人因工程、关键安全部件清单、火灾危险评估、测试结果、设计规格等。工业卫生信息：排气、化学品目录及危害分析、游离辐射、非游离辐射、激光危害、噪音。Note: 以上项目在本标准中为工业卫生范畴。环境信息：能源节约（能量、水、DI water、压缩气体、化学品及包装）、设备及组件的重新使用考量、能源重新使用、化学品选择方法和标准、废水或气体挥发性控制、废水废气废渣及副产品控制。Note:

13、 以上项目在本标准中为环境范畴。9. 提供给使用者的文件(DOCUMENTS PROVIDED TO USER)设备供应商(Supplier)应该提供以下书面文件给使用者：(1) 符合本标准的评估报告(2) 不符合本准则之所有事项，但需要说明改善计划或不符合事项之正当理由(3) 地震保护信息(4) 环境有关信息：包括能耗、质量平衡、废水废气处理等(5) 工业卫生信息(6) 手册。内容应该符合 SEMI S13标准，另外还应包括：活线作业(Type 4 task)的具体书面指南，包括问题解决(Troubleshooting)能量隔离指导（Logout/Tagout）EMO和连锁功能描述设备维护使

14、用的危险物质（润滑油、清洗剂、冷冻液）设备维护后产生的固体废弃物，或处理受到严格控制的 物质清单（含汞废物、电池、受污染部件、PM 废弃物）维持安全设施（工程控制设施）正常运行的维护程序推荐使用的防污染和机台退役废弃处理方法应该按照 SEMI S12的标准提供，内容包括：组件和材质识别，如果组件可以回收或重新使用，则需要提供充足证据可能被危险物质污染的部件具有潜在污染环境的维护程序：程序应该识别可能有危害物质散发的程序步骤和散发之挥发物性质；识别危害物特性以及如何减少危害物的影响。(7) 消防文件：消防总结报告火灾危险转移方法机台火灾探测系统的运行、维护与测试机台消防系统的运行、维护与测试合格

15、的设计商与安装商提供的文件任何用于测试机台火灾探测系统或消防系统的仪器清单10. 危险性警告标志10.1在危害没有通过原始设计或安全保护装置完全消除的地方，所有危害皆应贴上警示标签，如高压电、化学品、高温、低温、辐射以及可能产生机械伤害处皆应明显的标示出来。10.2 危害标示设计规范应按照 SEMI S1标准，并在所处环境下保持持久耐用。 但有些国家对辐射以及化学 品 危害警示标签有法规规定，这时必须采用本国法规规定。11. 安全连锁装置 (SAFETY INTERLOCK SYSTEMS) 11.1 为确保安全，在设备之操作系统上应使用硬件之安全连锁，当安全连锁作动,设备自动处于安全的状态，

16、同时作业员也可得知危险信息。11.2 所有设备应该使用失效也安全(FAIL-SAFE)的安全连锁装置,以防范在操作设备时发生之危害。11.3 设备使用有害化学品、雷射、UV 紫外线及辐射等，必须在危险点装设安全连锁,以防止人员暴露。11.4所有使用有害气体之机台均应安装气体侦测系统,若侦测到暴露危险可以立即自动关闭该机台气体供应,使设备机台处于安全状况。 11.5 维护手册应该提供当安全连锁装置失效后应该采取的管理控制措施。11.6 将安全连锁恢复启动时，不应该会同时将设备起动或将任何可移动的设施动作。11.7 计算机硬件若失效应自动将设备置于安全备用方式。任何状况下时软体的安全连锁作用必须备

17、有硬件的 安全连锁装置。11.8 安全连锁装置最好采用电机械式(Electomechanical)设施。但是也可采用固态设施(Solid-state device)或组件，只要考量了过电压、低电压、电力中断等情形。12. 紧急停机 (EMERGENCY SHUTDOWN) 12.1 设备之 EMO，其作动时可使设备置于安全的关机状态，不使系统上的危害增加。12.2 所有的 EMO按钮应有清楚的标示，易于接近，且要求人员与 EMO按钮不应超过公尺。EMO可使 UPS到任何点之电源切断，只剩下 EMO的控制电压供电。12.3 EMO是 FAIL-SAFE线路,可以关闭到设备之所有电源，EMO 只是

18、 24V之安全电压连续供电，EMO 之设计应确保其不使用时不可以使主电源跳开。EMO 线路应需手动重置而不得自动恢复，当重置 EMO时不应同时使设备电源恢复。12.4 EMO之作用及其硬件形状应清楚的记载在设施安装及保养手册内。13. 电气安全 (ELECTRICAL DESIGN)13.1 带电工作(Electrical work)：下列为电工的五种形式：TYPE 1 设备全部停电TYPE 2 设备在供电中，活线加盖或绝缘TYPE 3 设备供电中，活线暴露，有可能接触活线发生意外，而暴露电压小于 30 Volts rms，42.2 Volts peak，60 Volts dc,240 Vol

19、t-ampsTYPE4 设备供电中，活线裸露，有可能接触发生意外，而暴露电压大于 30 Volts rms，42.2 Volts peak，60 Volts dc,240 Volt-amps，或有 RF出现供货商设计出之设备应在供电中需要最少的校正、测试或保养工作，以减少人员在活线作业暴露下工作。供货商尽可能将第 4类之活线作业工作改为第 1、2 或 3类之活线作业工作。第 4类之工作应特别写在保养手册中。供货商必须在设备操作及保养手册中列出第 3类及以上的电气危害。 13.2 电气设计：设备应该满足适当的国际、地区、国家或工业产品安全要求。13.3 在暴露高于 30V rms 或 42.2V

20、 peak 之区域，设备制造商应提供不导电及/或接地触电阻隔板(GROUNDED CONDUCTIVE PHYSICAL BARIERS). 阻隔板所隐藏的潜在危害必须明显的标示出，危害标示如 SEMI S1-90，ANSIZ 535，或同等的规定.13.4 设备设计应使在保养修理，修改，校正或调整时达最少触电的可能性.设备表面漏电电流由设备保护盖表面任何一点到接地端子间量测电流均不得超过 3.5mA. 在机械内之设备接地线任何量测点与主设备接地导体间之量测电阻等于或小于十分之一欧姆，接地导体及接线端子到相关不接地导体及端子在电流率上应兼容，且要适合 NEC规定。13.5 电线应依国际或国家标

21、准规定颜色及标示，以使电源及接线端易于辨认.13.6 电气保护箱应依国际电气制造协会(NEMA)之标准构造或同等标准值.13.7 如主开关等电气组件之最低过电流率应在设施安装及保养手册上确定出.(NEC 110-9 及 110-10)，使用者至少要求下列事项：所有 208/120V之主电路保护装置，其 208/120V的进入端子上应至少能承受 10，000 rms 安培对称短路电流; 对于所有 480/277V电路保护装置应至少能承受 14，000 RMS 安培对称短路电流。13.8 所有设备应提供铭牌，至少标明邻近电力来源的连接器，容器，制造商名，型号，设备号码及电气资料(电流，电压，频率，

22、相系，相号及线号，详细资料，参考 NEC670-3及NFPA 79， 2-7 章所述)。13.9 使用 UPS，其输出大于 30V AC/DC，其功率超过 500 VOLT AMPERE.(参考 NFPA 110A)。当紧急关闭电源(EMO)执行时，或主设备开关打开时，UPS 之输出应除去;EMO 线路或主设备电断路器应为硬件基础“失效也安全“线路. UPS 应由国际认证实验室认可或列出. UPS 线路应分开接线及在接线端板上注明“UPS 输出“。14. 消防安全(FIRE PROTECTION)14.1 设备尽可能使用不可燃材质，如果制程化学品不允许，则必须使用与化学品兼容之材质。14.2

23、制程化学品要尽量考虑使用不可燃之化学品。14.3由制程化学品或材质产生的火灾危险性可以使用工程控制(Engineering Control)的方法。如防止不相容化学品混合、制程温度尽量不要超过液体闪点、不可燃物质将可燃材质与高温源隔离、安装灭火系统等。14.4 可能导致高火灾危险的设备电源或化学品必须与火警探测器和灭火系统连锁，以免火警探测器及灭火系统失效时，电源启动或化学品供应。14.5 灭火系统：安装应该按照 NFPA12,13,2001标准。如果灭火剂对人体有害，喷放时间应该 delay使人员 有足够时间撤离现场。机台处于任何情况下灭火系统阶应处于有效状态。14.6 灭火系统管路安装要求

24、：防腐蚀、系统组件不应聚集水分、维修容易及承受要求工作压力。14.7 警告及安全工作行为：供应商应该将警告标示及安全工作规范写在系统说明书中。14.8 灭火系统维护及测试：设备供应商应提供详细的维护及测试程序，测试包括每个部件的正常功能测试。供应商应该描述火警探测及灭火系统可能产生的有害能量，并提供正确的隔离指导。无尘室禁止使用产生灰尘或其他物质的测试方法，如发烟测试等。火警探测及灭火系统设计应该不会受到机台维护的影响，如被移动位置、探测头被损坏等现象。14.9 环境：供应商应提供灭火剂对环境或机台方面影响的指导或资料。15. 化学物质加热槽(HEATED CHEMICAL BATHS)SEM

25、I S3提供了有关化学品加热槽的最低考量：接地或 GFCI保护加热器电源条件切断(Power interrupt)手动重新设置功能自动温度控制器液位感测器过温失效也安全设计正确材质(不可燃、相容)排气失效连锁过流保护 16. 人体工学(ERGONOMICS AND HUMAN FACTORS)人体工学设计应该考量设备升级等情况下，如何识别、消除及转移人体工学有关之危害因素。 人体工学验证标准：SEMI S8。应该使用 Supplier Ergonomic Success Criteria (SESC)来记录人体工学评估结果。 17. 危险能量隔离(HAZARDOUS ENERGY ISOLAT

26、ION)17.1 危险能量隔离包括：危险电压切断、HPM 供应切断、围堵 HPM、危险辐射切断或围堵、电容剩余电量释放、停止危险移动零件、加热器的切断以及气动管路的泄压。17.2 为防止与危险能量源接触，能量隔离应该是可以被锁定的。17.3 执行能量隔离或监视的人员不应该曝露在移动的机台、高温界面、电气零件下，以免造成意外伤害。17.4 对于具有多种供应源之设备，建议所有能量隔离设施在安放在同一个地方。17.5 机台维护前，危险能量源，如高压系统、储存的能量，可以被隔离或降低止零的水平。18. 机械设计安全(MECHANICAL DESIGN)18.1 机械稳定性：所有设备、组件及零件等必须有

27、耐运输、安装、操作条件等稳定性能。18.2 运行稳定性：机台不同部件应该具备抵制设计压力的能力，对物体坠落等危险应该有相应防护措施。18.3 机械危险评估：应该考虑疲劳、老化、腐蚀及磨损等对机械领部件的影响。输送液体或气体化学品的软硬管阶应可承受可预见的内外压力。18.4 运动部件：运动部件应该设计成不可以造成任何危险行为，如果危险设计不可避免，则一定需要相应的保护设施。18.5 运动部件危险性保护措施选择：应该考量以下因素，危险被防护、危险导致伤害的发生可能性及严重性、保护设施被移动的频率。18.6 保护设施：应该能减少危险使人员接触机械危险至一个可以接受的水平，同时不会带来其他的危险。18

28、.7 温度保护：过温设备表面需有保护设施。19. 地震保护(SEISMIC PROTECTION)19.1 地震保护设计准则目的：使设备制造商正确设计设备内部结构及组件以抗地震，以及让设备供应商提供给用户有关设备安全保护的资料信息。19.2 设计时应考量零部件当地震时失效，从而可能导致危险性升级，所以应该具有相应的防护措施。19.3 设计负荷：设备、附属设备以及所有用于固定设备的设施在设计时阶应考量：使用HPM的设备应该能承受 94%设备重量的水平压力，不使用 HPM的设备至少在 63%（压力通过设备重心，水平压力应该在 X轴和 Y轴上单独计算）。计算设备翻转力的时候，应该最大考量 85%的设

29、备重量。19.4 设备供应商应该提供如下资料：设备图、支持设施、接头及固定的位置，脚的类型及承受重力分布， 物理尺寸， 每部分的重心。 19.5 固定的尺寸、固定用的零部件及防地震固定点阶应明确标出。20. 自动运动机械(AUTOMATED MATERIAL HANDLERS)19.1 自动运动机械包括：晶圆处理机械、工业机器人以及无人运输车(Unmanned transport vehicles, TVs)。19.2 考量人员防护时，自动运动机械产生之危险应该作为考量因素。如尺寸、容量、速度、工作空间范围等。19.3 工业机器人：应满足 ANSI/RIA R15.06, ISO10218,

30、EN775标准。 如果有偏差，此偏差必须是“可接受的”。19.4 无人运输车(UTVs) : 有地板运输车及空间运输车两种。应该安装有防接触感应装置，以免和人员或其他物体不经意接触。应该与制程设备、自动装载码头、Stocker、传送带以及自动仓库连锁。如果过载，设备应该可以探测到并指示当时状况，同时所有装载设施立即停止，系统不可自动重新设置或启动。21. 环境因素(ENVIRONMENTAL CONSIDERATIONS)21.1 本标准建议：环境影响应该与安全、卫生、法规要求等平衡考虑，用户有责任提供有关环境给设备供应商。设备生命周期（从设计到退役或废弃处理）阶应考量以下因素：21.2 能源

31、节约：水循环再利用，化学品、能量及水的尽量少消耗，零件维护使少消耗资源（如清洗液），化学品的循环再利用，包装材料体积减少或使用可多次使用的包装。21.3 化学品选择：化学品选择应考虑效果、环境影响、体积、毒性、副产品、处理以及循环使用等。设备维护、制程应该考量不使用臭氧消耗物质(ODS)，如 CFC, HCFC或导致温室效应的 PFC 等如 CF4,C2F6,NF3,C3F8,SF6,CHF3。21.4 泄露预防：化学品供应，储存，以及废弃物处理应具有以下最低考量：二次承漏应该至少装载 110%的可能泄漏的化学品。承漏设备中适当位置点应该具有 Leak sensor并有泄漏警报，人员可以方便得

32、知承漏设备中的液体位置，并可以很容易移除泄漏的液体。设备内部应具有液位 Hi警报装置。设备部件应该与输送之化学品兼容。设备应该接受来自监视仪器的信号，并立即在第一个非手动阀的位置切断化学品供应。21.5 污水排放、废弃处理及气体散发：建议设备与中央废水收集系统连接。设备应使用Partition等来隔离不兼容之化学品。超过制程或安全要求的为降低废水浓度的稀释是不允许的。21.6 设备材质应该可回收再利用。22. 排气 (EXHAUST VENTILATION)22.1 排气设备目的是防止人体对化学品的曝露。应用于：作为最初控制方式：意即控制的第一选择（如不考虑使用个人防护具 PPE等），用于在正

33、常操作条件下，由化学品扩散等造成的危险因素。作为补充控制方式：用于当化学品危险不能通过正当方法控制时(如 Hood, Enclosure等)，如机台间歇的维护行为等。作为第二道控制方式：用于某一处出现气体或挥发性化学液体泄漏，而其他方法均无效的情况下。22.2 设备排气参数以及相关测试：输送管速率、体积流率 Q、捕捉速率（当 enclosure外空气中存在小颗粒）、正面速率（有必要）、Hood 空气进入损失因子 Fh或 K, 空气进入相关系数 Ce, Hood之静压 SPh, 连接处输送管的直径以及 Hood或输送管的测量位置。22.3 连锁设计：所有使用 HPM机台的排气设备阶应该使用排气连

34、锁，最好使用流量或静压感应开关。当压力小于设定值，在操作员的可视及可听范围内有声光警报，同时机台自动处于安全的 Stand-by状态。系统应该可以和中控室连动，本标准建议 Non-HPM化学品之排气只和本机台的声光指示器连动。排气连锁以及警报应可手动重新设置，并可以识别本身的失效状态。22.4 设备及设备组件应该使用优良的排气设施，以保证捕捉尽量多的化学品和优化排气效能。23. 化学品安全(CHEMICALS)23.1 设备制造商应该提供机台使用所有的化学品和可能产生的化学品目录。如果属于HPM，异味化学品(Odor threshold1 ppm)或刺激性化学品的应该识别出来。23.2 危害分

35、析：作为化学品危害性最起码的认识以及对化学品危害控制到可接受的水平，需要进行危害分析，包括：不兼容化学品之间可能混合日常操作中化学品的可能挥发设备维护中化学品的可能挥发零件或泵等的可能失效23.3 化学品危害控制措施优先顺序：代替或消除、工程控制（Enclosure,Ventilation,Interlock），管理控制（制订标准作业程序,贴警示标签），个人防护具。23.4 工程控制：应该考虑压力要求、材质兼容性、设备维护、化学品防漏以及排气设备要求。 23.5 正常操作时：工作环境中应该没有挥发的化学品。标准为在最差的情况下，小于 1%的 OEL值。设备维护时，标准为小于 25%的 OEL值。 23.6 设备失效时：工作环境中化学品的挥发应该降低最小，标准为在最差的情况下，小于25%的 OEL值。