Как развивающаяся отрасль производство полупроводников часто рассматривается как воплощение высокотехнологичного рабочего места. Из-за строгих производственных требований, связанных с производством нескольких слоев электронных схем микронного размера на кремниевых пластинах, среда чистых помещений стала синонимом рабочего места в этой отрасли. Поскольку некоторые гидридные газы, используемые в производстве полупроводников (например, арсин, фосфин), уже давно были признаны высокотоксичными химическими веществами, технология контроля воздействия при вдыхании всегда была важным компонентом производства пластин. Рабочие-полупроводники дополнительно изолированы от производственного процесса за счет ношения специальной одежды, закрывающей все тело (например, халатов), шапочек для волос, бахил и, часто, лицевых масок (или даже дыхательных аппаратов с подачей воздуха). С практической точки зрения забота работодателей о чистоте продукта также привела к необходимости защиты работников от воздействия вредных веществ.

В дополнение к индивидуальной защитной одежде, в полупроводниковой промышленности используются высокотехнологичные системы вентиляции и химического/газового мониторинга воздуха для обнаружения утечек паров токсичных химических растворителей, кислот и газообразных гидридов в частях на миллион (ppm) или меньше. Хотя, с исторической точки зрения, в отрасли происходили частые эвакуации рабочих из цехов изготовления пластин из-за реальных или предполагаемых утечек газов или растворителей, такие эпизоды эвакуации стали редкими событиями из-за уроков, извлеченных при проектировании систем вентиляции, токсичных газов. /обработка химикатов и все более сложные системы контроля воздуха с непрерывным отбором проб воздуха. Однако растущая денежная стоимость отдельных кремниевых пластин (вместе с увеличением диаметра пластин), которые могут содержать множество отдельных микропроцессоров или устройств памяти, может создать психологическую нагрузку на рабочих, которые должны вручную манипулировать контейнерами этих пластин во время производственных процессов. Доказательства такого стресса были получены в ходе исследования рабочих полупроводников (Hammond et al., 1995; Hines et al., 1995; McCurdy et al., 1995).

Полупроводниковая промышленность зародилась в Соединенных Штатах, где проживает самое большое количество рабочих полупроводниковой промышленности (примерно 225,000 1994 в XNUMX г.) среди всех стран. (БСТ 1995). Однако получение достоверных международных оценок занятости для этой отрасли затруднено из-за включения рабочих полупроводников с работниками «производства электрического/электронного оборудования» в статистику большинства стран. Из-за строгого технического контроля, необходимого для производства полупроводниковых устройств, наиболее вероятно, что рабочие места (т. е. чистые помещения) для полупроводников во многих отношениях сопоставимы во всем мире. Это понимание, в сочетании с требованиями правительства США о регистрации всех значительных производственных травм и заболеваний среди американских рабочих, делает производственный травматизм и опыт болезней американских рабочих, занятых в полупроводниковой промышленности, весьма актуальным вопросом как в национальном, так и в международном масштабе. Проще говоря, в настоящее время существует несколько международных источников релевантной информации и данных, касающихся безопасности и здоровья работников полупроводниковой промышленности, кроме тех, которые взяты из Ежегодного обследования профессиональных травм и заболеваний, проводимого Бюро статистики труда США (BLS).

В Соединенных Штатах, которые собирают данные о производственных травмах и заболеваниях по всем отраслям с 1972 года, частота производственных травм и заболеваний среди работников полупроводниковой промышленности была одной из самых низких среди всех отраслей обрабатывающей промышленности. Однако были высказаны опасения, что у работников полупроводников могут быть более тонкие последствия для здоровья. (LaDou 1986), хотя такие эффекты не были задокументированы.

Было проведено несколько симпозиумов, посвященных оценке технологий управления в полупроводниковой промышленности, причем несколько докладов на симпозиумах касались вопросов охраны окружающей среды, безопасности и здоровья работников (ACGIH 1989, 1993).

Ограниченное количество данных о производственном травматизме и заболеваниях для международного сообщества производителей полупроводников было получено в результате специального обследования, проведенного в 1995 г., включающего случаи, зарегистрированные за 1993 и 1994 гг. Эти данные обобщаются ниже.

Производственные травмы и заболевания среди работников полупроводниковой промышленности

Что касается международных статистических данных о производственных травмах и заболеваниях среди работников полупроводниковой промышленности, то единственными сопоставимыми данными являются данные, полученные в результате обследования многонациональных предприятий по производству полупроводников, проведенного в 1995 году (Lassiter, 1996). Данные, собранные в этом обзоре, касались международной деятельности американских производителей полупроводников за 1993–94 годы. Некоторые данные опроса включали операции, отличные от производства полупроводников (например, производство компьютеров и дисководов), хотя все участвующие компании были связаны с электронной промышленностью. Результаты этого опроса представлены на рисунке 1 и рисунке 2, которые включают данные из Азиатско-Тихоокеанского региона, Европы, Латинской Америки и США. В каждом случае речь шла о производственной травме или заболевании, которые требовали медицинского лечения, либо о потере работы, либо о ее ограничении. Все коэффициенты заболеваемости на рисунках рассчитаны как количество случаев (или потерянных рабочих дней) на 200,000 200,000 человеко-часов в год. Если общее количество рабочих часов было недоступно, использовались среднегодовые оценки занятости. Знаменатель в 100 2,000 рабочих часов равен XNUMX эквивалентным работникам с полной занятостью в год (при условии, что на одного работника приходится XNUMX XNUMX рабочих часов в год).

Рис. 1. Распределение показателей заболеваемости производственными травмами и болезнями по отраслям мира, 1993 и 1994 гг.

Рис. 2. Распределение показателей заболеваемости травмами и болезнями с нерабочими днями по секторам мира в 1993 и 1994 гг.

На Рисунке 1 показаны уровни производственного травматизма и заболеваемости для различных регионов мира в ходе обследования 1993–94 годов. Ставки по отдельным странам не были включены для обеспечения конфиденциальности тех участвующих компаний, которые были единственными источниками данных для определенных стран. Таким образом, для некоторых стран, участвовавших в обследовании, были представлены данные только по одному объекту. В ряде случаев компании объединяли все международные данные в единую статистику. Эти последние данные перечислены на рис. 1 и рис. 2 как «объединенные».

Ежегодная частота производственных травм и заболеваний среди всех рабочих в международном обследовании составляла 3.3 случая на 100 занятых (200,000 1993 рабочих часов) в 2.7 г. и 1994 в 12,615 г. В 1993 г. было зарегистрировано 12,368 1994 случаев, а в 12,130 г. - 1993 387,000 случаев. ящики (1993 458,000 в 1994 г.) были получены от компаний США. Эти случаи касались примерно XNUMX XNUMX рабочих в XNUMX году и XNUMX XNUMX в XNUMX году.

На Рисунке 2 представлены показатели заболеваемости случаями потери рабочего дня в связи с отсутствием на работе дней. Показатели заболеваемости в 1993 и 1994 годах были основаны примерно на 4,000 случаев потери рабочего дня за каждый из двух лет международного исследования. Международный/региональный диапазон показателей заболеваемости для этой статистики был самым узким из измеренных. Частота случаев потери рабочего дня может представлять собой наиболее сопоставимую международную статистику в отношении безопасности и здоровья работников. Уровень заболеваемости потерянными рабочими днями (днями отсутствия на работе) составлял примерно 2 дня отсутствия на работе на 15.4 работающих за каждый из двух лет.

Единственными известными подробными данными, касающимися характеристик случаев травм и заболеваний работников полупроводниковой промышленности, являются данные, ежегодно собираемые в США BLS, включая случаи с потерянными рабочими днями. Обсуждаемые здесь случаи были выявлены BLS в своем ежегодном обзоре за 1993 год. Данные, полученные по этим случаям, представлены на рис. 3, рис. 4, рис. 5 и рис. все производство и производство полупроводников.

Рисунок 3. Сравнительная частота случаев потери рабочего времени¹ по типу события или экспозиции, 1993 г.

Рисунок 4. Сравнительная частота случаев потери рабочего дня¹ по источнику травмы или болезни, 1993 г.

Рисунок 5. Сравнительная частота случаев потери рабочего дня¹ по характеру травмы или болезни, 1993 г.

Рисунок 6. Сравнительная частота случаев потери рабочего дня по пораженным частям тела, 1993 г.

На Рисунке 3 сравнивается количество потерянных рабочих дней рабочих полупроводниковой промышленности США в 1993 г. с частным сектором и всем обрабатывающим производством в зависимости от типа события или воздействия. Показатели заболеваемости для большинства категорий на этом рисунке были намного ниже для работников полупроводниковой промышленности, чем для частного сектора или всего производства. Случаи, связанные с перенапряжением среди рабочих полупроводников, были менее чем в два раза меньше, чем среди всех рабочих в производственном секторе. Категория вредного воздействия (в основном связанная с воздействием химических веществ) была одинаковой для всех трех групп.

Сравнительное распределение случаев потери рабочего дня в зависимости от источника травмы или болезни представлено на рисунке 4. Показатели частоты случаев потери рабочего дня для работников полупроводниковой промышленности были ниже, чем для частного сектора и всего производства во всех категориях источников, за исключением случаев, связанных с воздействием химических веществ. вещества.

На рис. 5 сравниваются показатели частоты случаев потери рабочего времени, связанные с характером травмы или заболевания, среди трех групп. В 1993 г. показатели для рабочих-полупроводников составляли менее половины показателей как для частного сектора, так и для всего производства. Заболеваемость химическими ожогами была несколько выше среди рабочих-полупроводников, но была очень низкой для всех трех групп сравнения. Заболеваемость туннельным синдромом запястья (CTS) среди рабочих полупроводниковой промышленности США была менее чем в два раза меньше, чем на всех производствах.

На рисунке 6 показано распределение и частота случаев, связанных с выходом на работу в течение нескольких дней, в зависимости от пораженной части тела. Хотя частота случаев, связанных с системами организма, была низкой во всех группах сравнения, показатель среди работников полупроводников был несколько выше. Все другие пораженные части тела были намного ниже у рабочих-полупроводников, чем у двух других групп сравнения.

Эпидемиологические исследования рабочих-полупроводников

Обеспокоенность возможными последствиями для репродуктивного здоровья, связанными с работой в области полупроводников, возникла в 1983 году, когда женщина, сотрудница полупроводникового предприятия Digital Equipment Corporation в Гудзоне, штат Массачусетс, заявила, что, по ее мнению, среди сотрудников в чистых помещениях предприятия произошло слишком много выкидышей. Это утверждение в сочетании с отсутствием внутренних данных в учреждении привело к эпидемиологическому исследованию, проведенному Школой общественного здравоохранения Массачусетского университета в Амхерсте (UMass). Исследование было начато в мае 1984 г. и завершено в 1985 г. (Pastides et al., 1988).

Повышенный риск выкидыша наблюдался как в зоне фотолитографии, так и в зоне диффузии по сравнению с работниками, не подвергавшимися воздействию, в других зонах предприятия. Относительный риск 1.75 считался статистически незначимым (p<0.05), хотя относительный риск 2.18, наблюдаемый среди рабочих в районах распространения, был значимым. Публикация исследования Университета Массачусетса вызвала обеспокоенность всей полупроводниковой промышленности в связи с необходимостью проведения более крупного исследования для подтверждения наблюдаемых результатов и определения их степени и возможной причинно-следственной связи.

Ассоциация полупроводниковой промышленности (SIA) Соединенных Штатов спонсировала более крупное исследование, проведенное Калифорнийским университетом в Дэвисе (UC Davis), начиная с 1989 года. Исследование UC Davis было разработано для проверки гипотезы о том, что производство полупроводников связано с повышенным риском. выкидышей у женщин, работающих на производстве пластин. Популяция для исследования была выбрана из числа 14 компаний, которые представляли 42 производственных площадки в 17 штатах. Наибольшее количество сайтов (представляющих почти половину сотрудников в исследовании) было в Калифорнии.

Исследование Калифорнийского университета в Дэвисе состояло из трех различных компонентов: поперечного компонента (McCurdy et al., 1995; Pocekay et al., 1995); компонент исторической когорты (Schenker et al., 1995); и предполагаемый компонент (Eskenazi et al. 1995). Центральным элементом каждого из этих исследований была оценка воздействия (Hines et al., 1995; Hammond et al., 1995). Компонент оценки воздействия относит сотрудников к группе относительного воздействия (т. е. с высоким воздействием, низким воздействием и т. д.).

В историческом компоненте исследования было определено, что относительный риск производственных рабочих по сравнению с непроизводственными рабочими составлял 1.45 (т.е. 45% повышенный риск выкидыша). Группу наибольшего риска, выявленную в исторической составляющей исследования, составили женщины, работавшие в области фотолитографии или травления. У женщин, выполняющих операции травления, относительный риск составлял 2.15 (RR = 2.15). Кроме того, среди женщин, которые работали с любым фоторезистом или проявителем, наблюдалась зависимость доза-реакция в отношении повышенного риска выкидыша. Эти данные подтверждают связь доза-реакция для эфиров этиленгликоля (EGE), но не для эфиров пропиленгликоля (PGE).

Хотя в проспективном компоненте исследования Калифорнийского университета в Дэвисе среди работниц по производству пластин наблюдался повышенный риск выкидыша, результаты не были статистически значимыми (р менее 0.05). Небольшое количество беременностей существенно снижало мощность проспективного компонента исследования. Анализ воздействия химического агента показал повышенный риск для тех женщин, которые работали с моноэтиловым эфиром этиленгликоля, но был основан только на 3 беременностях. Одним из важных выводов была общая поддержка, а не противоречие выводам исторического компонента.

Поперечный компонент исследования отметил усиление симптомов со стороны верхних дыхательных путей, прежде всего, в группах рабочих диффузионной печи и тонкопленочной печи. Интересным открытием стал очевидный защитный эффект различных инженерных средств управления, связанных с эргономикой (например, подставки для ног и использование регулируемого кресла для уменьшения травм спины).

Измерения воздуха, проведенные на фабриках по производству вафель, показали, что в большинстве случаев воздействие растворителей составляло менее 1% от допустимых пределов воздействия (PEL), установленных правительством США.

Отдельное эпидемиологическое исследование (Correa et al. 1996) было проведено Университетом Джонса Хопкинса (JHU) с участием группы сотрудников полупроводниковой корпорации IBM в 1989 году. Общий уровень выкидышей, наблюдаемый в исследовании JHU с участием женщин, работающих в чистых помещениях, составил 16.6%. Относительный риск выкидыша среди работниц чистых помещений с самым высоким потенциальным воздействием эфиров этиленгликоля составил 2.8 (95% ДИ = 1.4-5.6).

Обсуждение репродуктивных эпидемиологических исследований с участием рабочих-полупроводников

Эпидемиологические исследования отличались размахом и сходством результатов. Все эти исследования дали аналогичные результаты. Каждое исследование зафиксировало повышенный риск самопроизвольного аборта (выкидыша) у женщин, работающих на производстве полупроводниковых пластин. Два исследования (JHU и UC Davis) могут указывать на причинно-следственную связь с воздействием эфиров гликоля на основе этилена. Исследование Университета Массачусетса показало, что фотогруппа (те, кто подвергался воздействию гликолевого эфира) подвергалась меньшему риску, чем диффузионная группа, у которой не было документально подтвержденного воздействия гликолевого эфира. Хотя эти исследования указывают на повышенный риск самопроизвольных абортов среди рабочих, производящих пластины, причина такого повышенного риска неясна. В исследовании JHU не удалось задокументировать значительную роль эфиров гликоля, а исследование Калифорнийского университета в Дэвисе лишь незначительно связало эфиры гликоля (путем моделирования воздействия и самоотчетных методов работы) с репродуктивными эффектами. Ни в одном из исследований не проводилось мониторинга для определения воздействия гликолевых эфиров. После завершения этих исследований полупроводниковая промышленность начала переходить от простых эфиров этиленгликоля к заменителям, таким как этиллактат и простые эфиры пропиленгликоля.

Заключение

Согласно наилучшим имеющимся данным о годовой частоте производственных травм и заболеваний, работники полупроводниковой промышленности подвергаются меньшему риску, чем работники других производственных секторов или всего частного сектора (включая многие непроизводственные отрасли). На международном уровне представляется, что статистические данные о производственных травмах и заболеваниях, связанные со случаями потери рабочего времени, могут быть достаточно надежным индикатором мирового опыта в области безопасности и здоровья работников полупроводниковой промышленности. Промышленность спонсировала несколько независимых эпидемиологических исследований в попытке найти ответы на вопросы о последствиях для репродуктивного здоровья, связанных с занятостью в отрасли. Хотя четкая связь между наблюдаемыми выкидышами и воздействием эфиров гликоля на основе этилена не была установлена, в промышленности начали использовать альтернативные растворители фоторезистов.

Назад