作為一個新興行業，半導體製造通常被視為高科技工作場所的縮影。 由於與在矽晶片上生產多層微米級電子電路相關的嚴格製造要求，潔淨室環境已成為該行業工作場所的代名詞。 由於半導體製造中使用的某些氫化物氣體（例如胂、磷化氫）很早就被認為是劇毒化學品，因此吸入暴露控制技術一直是晶圓製造的重要組成部分。 半導體工人通過穿著覆蓋全身的特殊服裝（例如長袍）、頭套、鞋套以及經常戴的面罩（甚至是供氣式呼吸器），進一步與生產過程隔離開來。 從實際的角度來看，雇主對產品純度的關注也導致了工人接觸保護。
除了個人防護服外，整個半導體行業還使用高度複雜的通風和化學/氣體空氣監測系統來檢測百萬分之一 (ppm) 或更低的有毒化學溶劑蒸汽、酸和氫化物氣體的洩漏。 儘管從歷史的角度來看，由於實際或疑似氣體或溶劑洩漏，該行業經常發生工人從晶圓製造室疏散的情況，但由於在通風系統設計、有毒氣體方面的經驗教訓，此類疏散事件已成為罕見事件/化學品處理和具有連續空氣採樣功能的日益複雜的空氣監測系統。 然而，單個矽晶圓的貨幣價值不斷增加（連同晶圓直徑不斷增加），其中可能包含數十個單獨的微處理器或存儲設備，可能會給在製造過程中必須手動操作這些晶圓容器的工人帶來精神壓力。 在對半導體工人的研究中獲得了這種壓力的證據（Hammond 等人，1995 年；Hines 等人，1995 年；McCurdy 等人，1995 年）。
半導體行業起源於美國，美國是半導體行業工人人數最多的國家（225,000 年約為 1994 人） （美國勞工統計局 1995 年）。 然而，由於大多數國家的統計數據中都包括了半導體工人和“電氣/電子設備製造”工人，因此很難獲得該行業的有效國際就業估計數。 由於半導體器件製造需要高度嚴格的工程控制，因此半導體工作場所（即潔淨室）在大多數方面很可能在全世界具有可比性。 這種理解，再加上美國政府要求記錄美國工人中所有與工作相關的重大工傷和疾病，使得美國半導體工人的工傷和疾病經歷在國家和國際範圍內成為一個高度相關的問題。 簡單地說，目前除了美國勞工統計局 (BLS) 的職業傷害和疾病年度調查外，很少有國際來源提供有關半導體工人安全和健康體驗的相關信息和數據。
在從1972年開始收集所有行業工傷和疾病數據的美國，半導體工人的工傷和疾病發生頻率一直是所有製造業中最低的。 然而，有人表示擔心半導體工人可能會出現更微妙的健康影響 (LaDou 1986)，儘管這種影響還沒有被記錄下來。
已經召開了幾次關於半導體行業控制技術評估的研討會，其中有幾篇研討會論文涉及環境和工人安全與健康問題（ACGIH 1989，1993）。
國際半導體製造界的有限數量的工傷和疾病數據是通過 1995 年進行的一項特別調查得出的，涉及 1993 年和 1994 年報告的案例。這些調查數據總結如下。
半導體工人的工傷和疾病
關於與半導體工人工傷和疾病相關的國際統計數據，唯一可比較的數據似乎來自 1995 年對跨國半導體製造業務進行的調查（Lassiter 1996）。 本次調查收集的數據涉及美國半導體製造商在 1993-94 年間的國際業務。 調查中的一些數據包括半導體製造以外的業務（例如，計算機和磁盤驅動器製造），儘管所有參與的公司都涉及電子行業。 本次調查的結果如圖 1 和圖 2 所示，其中包括來自亞太地區、歐洲、拉丁美洲和美國的數據。 每個案例都涉及需要醫療或工作損失或限制的與工作有關的傷害或疾病。 圖中的所有發生率均按每年每 200,000 個工作小時的病例數（或損失的工作日數）計算。 如果無法獲得總工時，則使用年均就業估計數。 200,000 工時分母等於每年 100 個全職當量工人（假設每個工人每年工作 2,000 小時）。
圖 1. 1993 年和 1994 年世界各部門的工傷和疾病發生率分佈。
圖 2. 1993 年和 1994 年世界各部門因休假造成的傷害和疾病發生率分佈
圖 1 描述了 1993-94 年調查中世界各個地區的工傷和疾病發生率。 個別國家的比率沒有包括在內，以確保參與公司的機密性，這些公司是某些國家的唯一數據來源。 因此，對於調查中的某些國家，僅報告了一個設施的數據。 在一些情況下，公司將所有國際數據合併為一個統計數據。 後面這些數據在圖 1 和圖 2 中列為“組合”。
3.3 年和 100 年，國際調查中所有工人的年工傷和疾病發生率為每 200,000 名員工 1993 例（2.7 工時），1994 年為 12,615 例。1993 年和 12,368 年分別報告了 1994 例和 12,130 例。絕大多數案件（1993 年為 387,000 起）來自美國公司。 這些案件在 1993 年與大約 458,000 名工人有關，在 1994 年與 XNUMX 名工人有關。
圖 2 顯示了涉及曠工天數的損失工作日案例的發生率。 1993 年和 1994 年的發生率是基於國際調查中 4,000 年每年大約 2 個誤工案例。 該統計數據的國際/區域發病率範圍是所測量的範圍內最窄的。 損失工作日案例的發生率可能代表了關於工人安全和健康經驗的最具可比性的國際統計數據。 在這 15.4 年的每一年中，損失工作日（缺勤天數）的發生率約為每 100 名工人缺勤 2 天。
關於半導體工人受傷和生病的案例特徵，已知的唯一詳細數據是 BLS 每年在美國彙編的數據，涉及損失工作日的案例。 此處討論的案例由 BLS 在 1993 年的年度調查中確定。從這些案例中獲得的數據顯示在圖 3、圖 4、圖 5 和圖 6 中。每個圖都比較了私營部門損失工作日的案例經驗，所有製造業和半導體製造業。
圖 3. 誤工案例的比較發生率1 按事件或曝光類型分類，1993 年
圖 4. 損失工作日案例的比較發生率1 按傷害或疾病的來源，1993 年。
圖 5. 損失工作日案例的比較發生率1 按受傷或疾病的性質，1993 年。
圖 6. 1993 年按受影響身體部位劃分的誤工案例比較發生率
圖 3 比較了 1993 年美國半導體工人與私營部門和所有製造業在事件類型或暴露方面的損失工作日案例經驗。 該圖中大多數類別的半導體行業工人的發病率遠低於私營部門或所有製造業的發病率。 涉及半導體工人過度勞累的案例不到製造業所有工人的一半。 有害接觸類別（主要與接觸化學物質有關）在所有三組中是相同的。
圖 4 顯示了根據受傷或疾病來源劃分的誤工案例的比較分佈。半導體工人的誤工案例發生率低於私營部門和所有來源類別的所有製造業，與接觸化學品相關的案例除外物質。
圖 5 比較了三組中與受傷或疾病性質相關的誤工案例發生率。 1993 年，半導體工人的比率不到私營部門和所有製造業比率的一半。半導體工人的化學灼傷發生率略高，但所有三個比較組的發生率都非常低。 美國半導體工人的腕管綜合症 (CTS) 發病率不到所有製造業工人的一半。
在圖 6 中，按受影響的身體部位說明了涉及缺勤天數的病例的分佈和發生率。 儘管所有比較組涉及身體系統的病例發生率都很低，但半導體工人的發生率略有升高。 與其他兩個比較組相比，半導體工人受影響的所有其他身體部位要低得多。
半導體工人的流行病學研究
1983 年，當 Digital Equipment Corporation 位於馬薩諸塞州哈德遜的半導體工廠的一名女員工表示，她認為該工廠潔淨室的員工中發生過多流產時，人們開始擔心與半導體就業相關的生殖健康後果。 這一指控，加上設施內部數據的缺失，導致位於阿默斯特的馬薩諸塞大學公共衛生學院 (UMass) 開展了一項流行病學研究。 該研究於 1984 年 1985 月開始，並於 1988 年完成（Pastides 等人，XNUMX 年）。
與設施其他區域的未暴露工人相比，在光刻區域和擴散區域均觀察到流產風險升高。 1.75 的相對風險被認為沒有統計學意義 (p <0.05)，儘管在擴散區域的工人中觀察到的 2.18 相對風險是顯著的。 麻省大學研究的發表引起了整個半導體行業的關注，即有必要進行更大規模的研究來驗證觀察到的發現並確定其範圍和可能的因果關係。
美國半導體行業協會 (SIA) 贊助了加州大學戴維斯分校 (UC Davis) 從 1989 年開始進行的一項更大規模的研究。加州大學戴維斯分校的研究旨在檢驗半導體製造與風險增加相關的假設女性晶圓製造員工的流產率。 研究對象選自代表 14 個州的 42 個生產基地的 17 家公司。 最多的站點（代表研究中近一半的員工）在加利福尼亞州。
加州大學戴維斯分校的研究由三個不同的部分組成：橫截面部分（McCurdy 等人，1995 年；Pocekay 等人，1995 年）； 歷史隊列組成部分（Schenker 等人，1995 年）； 和前瞻性成分（Eskenazi 等人，1995 年）。 每項研究的核心是暴露評估（Hines 等人，1995 年；Hammond 等人，1995 年）。 暴露評估部分將員工分配到相對暴露組（即高暴露、低暴露等）。
在研究的歷史部分，確定製造工人與非製造工人相比的相對風險為 1.45（即流產風險高出 45%）。 在該研究的歷史組成部分中確定的風險最高的群體是從事光刻或蝕刻操作的女性。 執行蝕刻操作的女性的相對風險為 2.15 (RR=2.15)。 此外，在使用任何光刻膠或顯影劑的女性中觀察到流產風險增加的劑量反應關係。 這些數據支持乙二醇醚 (EGE) 的劑量反應關聯，但不支持丙二醇醚 (PGE)。
儘管在加州大學戴維斯分校的前瞻性研究中觀察到女性晶圓製造工人的流產風險增加，但結果在統計學上並不顯著（p 小於 0.05）。 少數懷孕顯著降低了研究的前瞻性成分的功效。 通過接觸化學試劑進行的分析表明，那些使用乙二醇單乙醚的女性的風險增加，但僅基於 3 次懷孕。 一個重要的發現是對歷史部分的發現的普遍支持，而不是矛盾。
該研究的橫斷面部分指出，上呼吸道症狀的增加主要發生在擴散爐和薄膜工人組中。 一個有趣的發現是與人體工程學相關的各種工程控制的明顯保護作用（例如，腳踏板和使用可調節椅子以減少背部受傷）。
在晶圓廠進行的空氣測量發現，大多數溶劑暴露量低於美國政府規定的允許暴露限值 (PEL) 的 1%。
1996 年，約翰霍普金斯大學 (JHU) 進行了一項單獨的流行病學研究（Correa 等人，1989 年），涉及一組 IBM 公司的半導體員工。在 JHU 研究中觀察到的涉及潔淨室女工的總體流產率為 16.6%。 接觸乙二醇醚的可能性最高的潔淨室女性工人流產的相對風險為 2.8（95% CI = 1.4-5.6）。
涉及半導體工人的生殖流行病學研究討論
流行病學研究在結果的範圍和相似性方面是顯著的。 這些研究都產生了相似的發現。 每項研究都記錄了女性半導體晶圓製造工人自然流產（流產）的風險過高。 其中兩項研究（JHU 和加州大學戴維斯分校）可能表明與暴露於基於乙烯的乙二醇醚之間存在因果關係。 麻省大學的研究發現，照片組（暴露於乙二醇醚的那些）比擴散組的風險更低，擴散組沒有記錄在案的乙二醇醚暴露。 雖然這些研究表明晶圓製造工人自然流產的風險增加，但這種過高風險的原因尚不清楚。 JHU 的研究未能證明乙二醇醚的重要作用，而加州大學戴維斯分校的研究僅將乙二醇醚（通過暴露模型和自我報告的工作實踐）與生殖影響邊緣聯繫起來。 在這兩項研究中幾乎沒有進行任何監測以確定乙二醇醚的暴露情況。 完成這些研究後，半導體行業開始從乙烯系列乙二醇醚轉向替代品，例如乳酸乙酯和丙二醇系列乙二醇醚。
結論
根據有關工傷和疾病年度發生率的最佳可用數據，半導體工人的風險低於其他製造業或整個私營部門（包括許多非製造業）的工人。 在國際範圍內，與損失工作日案例相關的工傷和疾病統計數據似乎是全球半導體工人安全和健康體驗的一個相當可靠的指標。 該行業贊助了幾項獨立的流行病學研究，試圖找到與該行業就業相關的生殖健康後果問題的答案。 雖然觀察到的流產與暴露於基於乙烯的乙二醇醚之間的明確關聯尚未確定，但該行業已開始使用替代光刻膠溶劑。