Домашняя работа

по курсу

Производственная и экологическая безопасность

Вариант N4

МП-34

Костылев А.И.

Вопрос 1.4

УЧАСТОК ЭПИТАКСИИ

Вопрос №1.3. Методика анализа ПЭБ. Участок эпитаксии.

Будем рассматривать методику анализа ПЭБ в соответствии со схемой:

1. Декомпозиция анализируемых объектов с целью выявления материальных носителей потенциальной опасности.

1.1 Предметы труда (исходные материалы)

Исходные материалы : полупроводниковые слои , в качестве которых используются пленки кремния.

1.2 Средства труда : машины, орудия, сооружения, здания, энергия.

На этапе заготовительных операций используется следующее оборудование:

- установки с вертикальным реактором: УИЭС–1 , УИЭС–2 УИЭС –2П–В;

1.3 Продукты труда, полуфабрикаты.

- полупроводниковая ИМС , на которой в процессе эпитаксиального наращивания получают транзисторные структуры;

1.4 Технологический процесс, операции, действия.

Наиболее широко для образования эпитаксиальных слоев применяется хлоридный метод, при котором пленки кремния получают путем восстановления его тетрахлорида в среде водорода, причем полупроводниковую пластину подвергают предварительному травлению смеси HCL и H2. В процессе роста эпитатаксиальных слоев легко достигается легиронание их примесями, которые подаютсяв реакционную камеру вместе с газами, несущими полупроводниковое соединение. При этом легирование осуществляется одним из следующих методов:

• введением в реакционнув камеру примеси отдельным газовым потоком. Так, в качестве донорных примесей вводят фосфин PH3, арсин AsH3, а в качестве акцепторной примеси - диборан;

• добавлением к жидкому четыреххлористому кремнию летучих примесей ( PCL5 или SbCL5), которые, испаряясь вместе с ним, поступают в реакционную камеру.

Процесс образования эпитаксиальных слоев происходит в реакционной камере при температуре 1150 - 1300 ^оС. Разогрев реакционной камеры производится энергией токов ВЧ.

1.5 Производственная cреда.

Поэтому в помещении, где проводятся работы с силаном, недопустимо наличие открытого пламени, вне помещения работы необходимо проводить с инструментом в искробезопасном исполнении. Вследствии спецефичности операции эпитаксиального наращивания ее можно проводить в отдельном производственном помещении , тем самым не подвергаясь и не оказывая влияния на дальнейший процесс изготовления печатных плат.

1.6 Природно климатическая cреда.

Предприятие находится в средней полосе РФ. Максимально возможная температура в тецении года +30 - +35 градусов , минимально возможная –35 и –40 градусов. Средняя летния температура +25 градусов , средняя зимняя –25 градусов . В зимнее время болшую часть дня необходимо искусственное освещение.

2. Составление перечня факторов обитаемости.

2.1 Физические факторы.

–воздействие энергии поля высокой частоты ;

–опасность поражения электрическим током ;

–шум при работе форвакуумных насосов;

–воздействие высокой температуры;

2.2 Химические факторы.

• токсичные вещества : диборан по токсичности близок к фосгену и влияет в основном на центральную нервную систему . Вдыхание даже небольших количеств диборана вызывает головную боль, головокружение , тошноту и обморок . гидридсодержащие смеси и галогениды кремния (германия), бора, фосфора, мышьяка, сурьмы (например диборан, фосфин, аргон), хлористый водород, водород, являющийся токсичным и пожаро взрывоопасным веществом. Силан;

2.3 Биологические факторы.

Производственное помещение не способствует распространению

биологически опасных факторов

2.4 Психофизиологические факторы.

-эмоциональные перегрузки;

-монотонность труда;

3. Количественная и качественная оценки факторов обитаемости.

3.1 Фактические значения факторов , получаемые при помощи измерений или на основе экспертных оценок.

Концентрация токсичных газов не должна превышать ПДК.Содержание

кислорода (по объему) в воздухе производственного помещения должна быть не ниже 18%.

4. Сравнение результатов оценки факторов с нормами и допустимыми значениями с целью выявления опасных и вредных факторов.

4.1 Перечень опасных и вредных производственных факторов применительно к конкретным условиям.

Таким образом, работа на установке эпитаксиального наращивания характеризуется рядом опасных и вредных факторов, обусловленных наличием:

• электрического тока высокого напряжения;

• шума при работе форвакуумных насосов;

• тока высокой частоты;

• высокой температуры;

– ряда токсичных препаратов : соединения мышьяка , сурьмы , фосфора , бора.

5. Комплексная оценка жизнедеятельности и возможности возникновения опасных ситуаций.

5.1 Категория тяжести труда по рабочим местам и профессиям.

6. Выбор принципов и методов (А,Б,В,Г) , разработка мероприятий, выбор и расчет средств защиты работающих от опасных и вредных факторов.

Г-метод . Комбинация мероприятий.

Для создания безопасных условий труда при эксплуатации установок эпитаксиального наращивания разрабатывается и осуществляется комплекс технических, санитарно-гигиенических и противопротивопожарных мероприятий. Прежде всего предусматривается оборудование установок местной вытяжной вентиляцией. Высокочастотный генератор и индуктор должны быть заэкранированы в соответствии с требованиями безопасности при работе с источниками ВЧ, УВЧ, СВЧ Э/М полей. На случай внезапного выхода из строя вентиляции установка оборудуетса системой автоматического отключения генератора и подачи в реактор инертного газа. Так как в случае подсоса воздуха в реакор или утечки водорода из газовых коммуникаций или реактора возможен взрыв в результате образования взрывоопасной смеси, то система газораспределения совместно с реактором перед началом и периодически в процессе эксплуатации проверяется на герметичность. Также, во избежание образования взрывоопасной смеси, подача водорода в реактор допускается только после продувки последнего инертным газом.

Во избежание перегрева индуктора и реактора и связанного с этим создания аварийной ситуации установка оборудуется сигнализацией о нарушении водоохлаждения индуктора, сблокированной с устройством ВЧ-генератора.

Лица, работающие на участке эпитаксиального наращивания, обеспечиваются средствами индивидуальной защиты противогазами соответствующей марки (В,Е,М), защитными очками, резиновыми перчатками. В помещении устанавливаются соответствующие средства пожаротушения.

Энитаксиальные кремниевые пленки высокого сопротивления на сапфире получают силановым методом, основанном на термическом разложении), Силан (ЦДК=1 мг/м3) представляет собой бесцветный газ с сильным запахом. При вдыхании силана или продуктов его горения у человека появляется головная боль, голов окружение, жар, обильное потоотделение. В дальнейшем наступает полуобморочное состояние. Кроме того, силан опасен как газ,взрывающийся при взаимодействии с кислородом воздуха. работу с силаном необходимо,осуществлять в надежно герметизированных сосудах, аппаратах и оборудовании.

В случае разгерметизации установки, учитывая взрывоопасность силана все трубопроводы, узлы, емкости промываются четыреххлористым кремнием или четыреххлористым углеродом. Только после этого возможно проведение ремонтных работ с обязательным применением средств индивидуальной защиты (противогазы марки "B" или "M", халат, сапоги, анатомические перчатки, резиновый фартук и нарукавники

7. Оценка эффективности разработанных мероприятий и выбранных средств защиты. Покатели технического, социального, экономического эффекта.

Необходимо оценить эффективность используемого заземления , герметичность коммуникаций и газораспределительной системы Экономические затраты на осуществление вышеприведенных методов защиты не должны быть высоки,так как технические средства должны быть в комплекте оборудования ,используемого на данном предприятии Системы защиты , выпускаемые специализированными предприятиями расчитаны на получение высокого соотношения экономического изащитного эффекта , ведущего к безопасной и высокоэффективной работе людей на данном предприятии.