臺灣博碩士論文加值系統

特殊氣體供應房安全風險評估與改善方法研究—以A公司為例
研究生：曾怡婷 指導教授：陳春盛

國立交通大學工學院產業安全與防災學程
摘要
高科技製程為國內重要經濟活動，因為製程需要使用大量特殊氣體、化學品及複雜全自動化之機台設備，無不時傳出火災、爆炸、化學品洩漏或電力中斷等災害，除造成人員傷害外，更進而造成製程停擺無法持續運作的困境。
本研究以A公司為例，運用風險評估技術由製程主要特性開始分析，並現場檢討反應氣体系統之架構，及反應氣体儲存槽之現有情況，經過本研究對整體系統進行危害分析後，以氣瓶櫃供應系統、氣瓶櫃供應主管線、氣體分配閥箱、矽甲烷氣體供應、反應器、鼓風機抽氣系統、燃燒管、燃燒管出口到酸氣排氣系統等八大項目進行風險評估並建立善方案；本研究為驗證改善方案實為有效，遂於年度歲修中依據前述改善措施進行實場驗證。
本研究於建立可行改善措施項目後，於99年度歲修中進行實場檢討與改善驗證，並自歲修後之100年3月起至100年7月止共經歷3676小時運轉無發生失效事故，較先前改善49%，又期間更換鋼瓶共287支，亦無任何失效事故發生，顯見本研究所建立之預防改善成果有顯著助益，可有效提升反應氣体儲存室之安全等級。
關鍵字：風險評估、氣體供應系統、高科技廠房

The safety risk assessment and improvement of special gas supply room – case study for A company

Student：Yi-Ting Tseng Advisor：Chun-Sung Chen
Degree program of Industrial Safety and Risk Management
College of Engineering
National Chiao Tung University

Abstract

High-tech process is the most important for economic activity of Taiwan, because the process requires a lot of special gases, chemicals and complexity of fully automated machine equipment, came when all fires, explosions, chemical leaks or power outages and other disasters, in addition to causing personal injury, also shut down the processing and because operation can not be sustained.

This study will be A's case, we use risk assessment techniques to analysis characteristic of process, and we started on-site reviewed the structure of special gas supply system, and reviewed gas storage room of situation now, after first stage we confirmed the gas cabinets system, gas cabinets main piping, VMB, supplies system of silane gas, reactors, blowers exhaust systems, combustion control, combustion ventilation tube, and this tube to acid gas exports exhaust systems is main research items of ours, then we use them to assist risk and establish improvements; this study to verify the improvements are effective, then revised in the maintain project of year-end to confirm effectiveness.
After improvements accomplished, we got 49% improved of safety incidents for special gas supply system continuous operation of 3676 hour, we replacement 287 cylinders due to March until July in 2011, we do not have any incidents, and it is strong support the effectiveness of our research.
keywords：risk assessment、special gas supply system、High-tech process of facilities

目錄
中文摘要 .................................................... I
英文摘要 ................................................... II
誌 謝 ..................................................... III
目錄 ...................................................... IV
表目錄 .................................................... VI
圖目錄 ................................................... VII
一、緒論 ................................................... 1
1.1 研究背景 ............................................ 1
1.1.1 台灣經濟與高科技產業........................... 1
1.1.2 高科技廠房推動防災之意義價值 ................. 1
1.1.3 本研究選定產業特性概述 ........................ 7
1.1.4 太陽能電池製程概述 ............................ 12
1.1.5 反應氣體危害分析 .............................. 14
1.1.6 本研究重要性說明 .............................. 17
1.2 研究目的與預期成果 ................................ 17
1.3 論文架構 ............................................. 20
二、相關文獻探討 ........................................ 21
2.1 風險評估技術 ....................................... 21
2.1.1 國外部份 ....................................... 21
2.1.2 國內部份 ....................................... 21
2.2 反應氣體儲存室安全設計探討 ........................... 35
2.2.1 國外部份 ....................................... 35
2.2.2 國內部份 ....................................... 40
三、研究內容與方法 ...................................... 44
3.1 A公司製程特性討論與反應氣體系統建構 ............ 44
3.2 風險評估各項技術概要說明 ......................... 44
3.3 風險評估工具之選用 ................................ 47
3.4 成果驗證與分析 ..................................... 51
四、可行性評估應用實例探討 ................................. 52
V
4.1 A公司製程現況掌握與調查評估 ..................... 52
4.1.1 製程概述 ....................................... 52
4.1.2 A公司製程反應氣體供應系統與儲存室現況 ...... 71
4.2 A公司製程危害分析 ................................. 73
4.3 A公司風險評估與反應氣體儲存室安全設計可行方案建立 ... 75
4.4 A公司反應氣體儲存室安全設計可行方案實場驗證與討論 ....................................................... 96
4.4.1可行方案實場改善驗證 .......................... 96
4.4.2討論 ........................................... 100
五、結論與後續建議研究方向 ............................ 101
5.1 結論 ............................................... 101
5.2 後續建議研究方向 ................................. 102
六、參考文獻 ............................................ 103
VI
表目錄
表 1 全球半導體業之災害損失(1985~1994) 【3】 ............... 3
表 2 日本半導體業之事故統計(1988~1998) 【3】 ............... 5
表 3 太陽能電池系統的裝置量 ............................. 11
表 4 半導體製程作業用途與使用反應材料彙總表【9】 .......... 14
表 5 本研究論文架構表 ...................................... 20
表 6 TOSHMS驗證規範及指令與OHSAS 18001:2007彙整表 ... 29
表 7歲修配電工程執行風險評估結果 ....................... 34
表 8歲修配電工程以本研究作業安全分析方法風險評估結果 35
表 9風險評估分類優缺點比較 ................................ 50
表 10三種PVD法之比較 ................................... 57
表 11 三種物理氣相沈積法之比較 .......................... 58
表 12 二次電子與氣體分子之撞擊狀況 ..................... 60
表 13 各種CVD製程的優缺點比較及其應用 ................ 66
表 14 矽甲烷氣體供應系統進行危害分析 ................... 74
表 15 A公司之風險評估矩陣 ............................... 77
表 16 矽甲烷之反應氣體儲存室風險評估 ................... 78
表 17可行改善方案建立 ................................... 80
表 18本研究之風險評估與可行改善措施成果彙整 .......... 84
表 19 風險評估成果(續)- 節點1001 ........................ 85
表 20 風險評估成果(續)- 節點1002 ........................ 87
表 21風險評估成果(續)- 節點1003 ......................... 88
表 22風險評估成果(續)- 節點1004 ......................... 90
表 23風險評估成果(續)- 節點1005 ......................... 91
表 24 風險評估成果(續)- 節點1006 ........................ 93
表 25風險評估成果(續)- 節點1007 ......................... 93
表 26 風險評估成果(續)- 節點1008 ........................ 94
表 27可行改善措施實場驗證 ............................... 96
VII
圖目錄
圖 1 1985~1994年全球半導體產業損失統計【3】 ............... 2
圖 2 某高科技廠房2006年事故統計圖 ...................... 4
圖 3日本半導體業事故依位置/區域件數統計(1988~1998) 【3】 ... 6
圖 4氯氣氣瓶櫃洩漏危害分析【5】 ............................ 6
圖 5 美國半導體業事故統計--依發生之機台/設備種類(1977~1997) 【3】 ................................................... 7
圖 6大氣層外（AM 0）、入射至地表且包含漫射光（AM 1.5G）以及入射至地表不含漫射光（AM 1.5D）之太陽能光譜圖。【7】 .......... 9
圖 7 各種太陽能電池的種類及分類圖【8】 ................ 10
圖 8矽基太陽能電池製作流程【8】 ......................... 13
圖 9 安衛生管理重點的演進階段【10】 .................... 18
圖 10盧偉仕先生安衛風險電腦自動化評估方式………………………32
圖 11 風險評估矩陣 ....................................... 39
圖 12工作場所導向式評估流程 ............................ 48
圖 13 作業步驟導向式評估流程 ............................ 49
圖 14本研究之研究流程 ..................................... 51
圖 15 A公司矽基太陽能電池製作流程 ...................... 52
圖 16傳統單/多晶矽太陽電池製程 【38】 ..................... 53
圖 17太陽能電池構造【38】 ............................... 54
圖 18 半導體製程與使用反應化學品示意【39】 ............ 55
圖 19 測鍍(SPUTTER)示意圖 ................................ 61
圖 20 離子化金屬電漿示意圖 .............................. 62
圖 21 化學氣相沈積程所包含的主要反應機制 .............. 64
圖 22 典型之CVD裝置示意圖 .............................. 64
圖 23 大氣壓化學氣相沈積(APCVD)系統結構示意圖 ........ 67
圖 24 低壓化學氣相沈積（LPCVD）系統結構示意圖 ........ 68
圖 25 電漿輔助化學氣相沈積系統的結構示意圖 ................. 69
圖 26 製程反應氣體供應系統 .............................. 73
圖 27 矽甲烷氣體儲存室現況 .............................. 73

六、參考文獻
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