作者簡(jiǎn)介：張曉欣，助理實(shí)驗(yàn)師。

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2024.02.026

摘? 要? 基于高校實(shí)驗(yàn)室安全工作者“以人為本、安全第一、預(yù)防為主”的行為方針，旨在建立“健康、安全、環(huán)保”的實(shí)驗(yàn)室科研和教學(xué)工作環(huán)境，圍繞微電子學(xué)科潔凈實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)和相關(guān)法律法規(guī)，給出一系列潔凈室安全管理措施，以提升高校潔凈室的安全隱患防范水平和治理效能。

關(guān)鍵詞? 潔凈室；實(shí)驗(yàn)室安全；準(zhǔn)入權(quán)限；微電子

中圖分類號(hào)：G647.6? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2024）02-0026-04

0? 引言

近年來歐美發(fā)達(dá)國家對(duì)我國微電子行業(yè)高舉制裁大棒，華為、中興等微電子高科技企業(yè)深受其害，我國堅(jiān)決走上獨(dú)立自主地發(fā)展微電子產(chǎn)業(yè)的道路，讓我國微電子行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵材料、關(guān)鍵人才、相關(guān)專利等都牢牢掌握在自己手中；微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并非一朝一夕，電子元器件的關(guān)鍵性尺寸（Critical Dimension）、缺陷（Defect）等都是微米級(jí)、納米級(jí)，所以要求本產(chǎn)業(yè)的工作環(huán)境都是高等級(jí)的無塵潔凈室。

在這場(chǎng)微電子技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)中，高校應(yīng)當(dāng)是技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展的重要陣地。由于國家政策的支持、產(chǎn)業(yè)的需要，近些年很多大學(xué)紛紛成立了微電子學(xué)院，因此，高校能夠配套建設(shè)、利用并高效安全地管理高等級(jí)的無塵潔凈室，對(duì)人才培養(yǎng)方面能起到事半功倍的效果。本文結(jié)合筆者對(duì)所在實(shí)驗(yàn)室微電子設(shè)備的管理，包括物理氣相沉積設(shè)備（Physical Vapor Deposition， PVD）、化學(xué)氣相沉積設(shè)備（Che-

mical Vapor Deposition， CVD）、光刻機(jī)、高溫氧化爐等，分析探討潔凈室安全管理方面的一些經(jīng)驗(yàn)，對(duì)高校潔凈室的使用提供一些有益的措施。

1? 潔凈室的定義

微電子產(chǎn)業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)的對(duì)象為晶圓（Wafer），晶圓在無塵工廠（Fab）里被制造（Fabrication）出來，再進(jìn)行封裝測(cè)試等環(huán)節(jié)；這些生產(chǎn)過程對(duì)工廠空間環(huán)境要求相當(dāng)嚴(yán)格，環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速、空氣微塵含量、靜電、光照等都會(huì)影響晶圓的良率（Yield）；因此，需要一個(gè)特殊的生產(chǎn)環(huán)境，即無塵潔凈室（Clean Room），又稱為無塵室、潔凈室或無塵車間。

潔凈室的分類方法眾多，根據(jù)研究對(duì)象的不同可以分為工業(yè)級(jí)和生物級(jí)兩大類。工業(yè)級(jí)主要用于微電子、航空航天、核工業(yè)等高科技行業(yè)，一般對(duì)空氣中懸浮粒子粒徑和濃度進(jìn)行控制；生物級(jí)主要用于生物病原體研究、醫(yī)學(xué)疫苗生產(chǎn)等，主要控制對(duì)象為醫(yī)學(xué)微生物[1]。

潔凈室對(duì)室內(nèi)環(huán)境要求極高，需要對(duì)室內(nèi)流動(dòng)空氣懸浮粒子濃度進(jìn)行嚴(yán)格控制，在潔凈室的使用過程中應(yīng)減少對(duì)室內(nèi)空氣懸浮粒子的引入、產(chǎn)生及滯留，這需要對(duì)潔凈室進(jìn)行定期清潔、保養(yǎng)、檢測(cè)；并對(duì)室內(nèi)其他有關(guān)參數(shù)如潔凈度、室溫、濕度、靜電、氣壓等按要求進(jìn)行控制；不論潔凈室外界環(huán)境如何變化，潔凈室內(nèi)均能維持恒定的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)性能，以滿足科研、生產(chǎn)使用需求[2]。

2? 潔凈室的準(zhǔn)入權(quán)限

2019年，中華人民共和國教育部出臺(tái)了《教育部關(guān)于加強(qiáng)高校實(shí)驗(yàn)室安全工作的意見》，再次強(qiáng)調(diào)“安全是教育事業(yè)不斷發(fā)展、學(xué)生成長(zhǎng)成才的基本保障” [3]；在此教學(xué)理念的指引下，高校實(shí)驗(yàn)室安全管理工作者要牢記“安全教育培訓(xùn)”是立德樹人的基本要求，而每位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)入權(quán)限是實(shí)驗(yàn)室安全工作者的重要抓手。

高校實(shí)驗(yàn)室是學(xué)校里人、財(cái)、物比較集中的固定場(chǎng)所，實(shí)驗(yàn)物資種類多、人員安全知識(shí)參差不齊、安全隱患分布廣，包括：易燃易爆化學(xué)品、有毒化學(xué)品、電離輻射、生物病原體、特種設(shè)備等，所以能夠進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的人員必須是經(jīng)過學(xué)校、院（系）、實(shí)驗(yàn)室三級(jí)安全教育培訓(xùn)并考核合格。

潔凈實(shí)驗(yàn)室或廠房由于采用空氣凈化等技術(shù)，大多環(huán)境封閉；進(jìn)入潔凈實(shí)驗(yàn)室必須更換標(biāo)準(zhǔn)、合規(guī)的無塵實(shí)驗(yàn)室服，經(jīng)過風(fēng)淋清潔、消毒等一系列措施[4]；潔凈室內(nèi)工藝布局緊密、設(shè)備種類繁多，基于人員安全、設(shè)備保養(yǎng)、維持潔凈室內(nèi)環(huán)境參數(shù)等角度出發(fā)，準(zhǔn)入潔凈實(shí)驗(yàn)室安全培訓(xùn)的內(nèi)容也更多，準(zhǔn)入權(quán)限審核也比普通實(shí)驗(yàn)室更加嚴(yán)格。

3? 潔凈室的安全管控

3.1? 潔凈室消防

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：高校實(shí)驗(yàn)室安全事故中，火災(zāi)和爆炸是事故發(fā)生的兩大主要類型，這兩種類型的事故發(fā)生占比高達(dá)90%[5]，因此，消防系統(tǒng)無疑是實(shí)驗(yàn)室安全的一道重要屏障；而潔凈室的實(shí)驗(yàn)環(huán)境更加封閉和復(fù)雜，安全工作者更應(yīng)重視潔凈室的消防安全。

潔凈室內(nèi)存放較多的微電子高精尖設(shè)備和實(shí)驗(yàn)耗材，因此，要做好重點(diǎn)火災(zāi)區(qū)域隔離、專人進(jìn)出權(quán)限、完善消防器材、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)[6]等措施；一些常見的消防措施如表1所示。同時(shí)，在潔凈室內(nèi)會(huì)涉及使用易燃易爆危險(xiǎn)化學(xué)品，因此潔凈室應(yīng)符合相應(yīng)的防爆設(shè)計(jì)要求，安裝防爆插座、防爆開關(guān)、防爆燈、氣體報(bào)警系統(tǒng)等[7]。

高校實(shí)驗(yàn)室作為消防重點(diǎn)部位，應(yīng)按照2020年4月1日起實(shí)施的《社會(huì)單位滅火和應(yīng)急疏散預(yù)案編制及實(shí)施導(dǎo)則》的要求編制本實(shí)驗(yàn)室消防應(yīng)急預(yù)案，且至少每半年組織一次演練。

3.2? 潔凈室氣體管理

微電子潔凈室里存放的設(shè)備一般用于電子元器件工藝的生產(chǎn)和研發(fā)，例如：物理氣相沉積設(shè)備、化學(xué)氣相沉積設(shè)備、蝕刻機(jī)等，這些工藝設(shè)備一般都會(huì)涉及氣體的使用，而實(shí)驗(yàn)室的氣體使用主要是氣體鋼瓶；氣瓶應(yīng)當(dāng)獨(dú)立于潔凈室，單獨(dú)存放在另外一間房間，同時(shí)應(yīng)做好氣瓶的使用臺(tái)賬；可燃性氣體鋼瓶應(yīng)放進(jìn)抽氣的防爆柜中，做好鋼瓶固定措施，并對(duì)氣瓶進(jìn)行定期安全巡查[9]。

潔凈室由于是相對(duì)封閉的實(shí)驗(yàn)空間，應(yīng)對(duì)不同的危險(xiǎn)性氣體選擇相對(duì)應(yīng)的氣體偵測(cè)器進(jìn)行實(shí)時(shí)氣體泄漏監(jiān)測(cè)，同時(shí)應(yīng)對(duì)整套泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)有緊急旋停按鈕。

3.3? 潔凈室化學(xué)品管理

潔凈室內(nèi)存放的化學(xué)品應(yīng)盡量以少量或當(dāng)天使用量為限，并定期統(tǒng)計(jì)潔凈室化學(xué)品使用量和剩余量。易燃易爆、易致毒易致爆等五大類管控化學(xué)品應(yīng)置于安全柜中，安全柜應(yīng)實(shí)行五雙管理制度[10]。

根據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》規(guī)定：“對(duì)于使用危險(xiǎn)化學(xué)品或者處置廢棄危險(xiǎn)化學(xué)品活動(dòng)的人員，必須接受有關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章和安全知識(shí)、專業(yè)技術(shù)、職業(yè)衛(wèi)生防護(hù)和應(yīng)急救援知識(shí)的培訓(xùn)，并經(jīng)考核合格，方可上崗作業(yè)”；這就要求高校危化品管理教職工必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)化學(xué)品從業(yè)人員培訓(xùn)，并考核合格；合格人員應(yīng)積極傳播所學(xué)實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)化學(xué)品安全知識(shí)、相關(guān)規(guī)章制度，提高實(shí)驗(yàn)室?guī)熒踩庾R(shí)[11]。

3.4? 潔凈室監(jiān)控

實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控裝置的安裝已成為高校實(shí)驗(yàn)室安全檢查的必查項(xiàng)，許多高校的實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控系統(tǒng)也比較完善；但實(shí)驗(yàn)室安全事故發(fā)生時(shí)，目前大部分監(jiān)控系統(tǒng)并不具備有效的、實(shí)時(shí)的報(bào)警功能，只作為事故發(fā)生后觀看監(jiān)控錄像來認(rèn)定責(zé)任[12]。

潔凈室內(nèi)的環(huán)境比普通實(shí)驗(yàn)室相對(duì)封閉，建造潔凈室的費(fèi)用也更高，因此，在有限的潔凈室內(nèi)會(huì)放置更多的設(shè)備，使?jié)崈羰覂?nèi)空間也會(huì)更狹?。灰虼?，對(duì)潔凈室內(nèi)的監(jiān)控會(huì)顯得無比重要；同時(shí)監(jiān)控資料也是實(shí)驗(yàn)室管理人員對(duì)違規(guī)人員進(jìn)行管理、安全教育的重要證據(jù)。

3.5  急救箱

潔凈室內(nèi)空間相對(duì)狹小、封閉，安全薄弱點(diǎn)較多，急救箱的設(shè)置就顯得尤為重要，也是教育事業(yè)“以人為本”的體現(xiàn)；當(dāng)安全事故發(fā)生時(shí)，可以在第一時(shí)間對(duì)遇險(xiǎn)人員進(jìn)行救治；急救箱里應(yīng)存放常用的急救物品，如防毒面罩、創(chuàng)可貼、洗眼液、燒傷敷料、繃帶、硼酸溶液、小蘇打溶液等。急救箱中的物品應(yīng)注意保質(zhì)期，確保物品能正常使用。通過實(shí)驗(yàn)室安全準(zhǔn)入培訓(xùn)對(duì)常見的急救物品進(jìn)行使用講解[13]。常用的急救物資及主要功能如表2所示。

3.6? 緊急洗眼和噴淋裝置

對(duì)于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等化學(xué)品使用的實(shí)驗(yàn)室以及有毒有害物質(zhì)作業(yè)的場(chǎng)所，應(yīng)就近設(shè)置應(yīng)急洗眼和噴淋裝置；如果無塵實(shí)驗(yàn)室空間較大，裝置宜安裝在實(shí)驗(yàn)人員10秒內(nèi)能夠到達(dá)的區(qū)域內(nèi)；并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)出口、走廊等位置設(shè)置可視、明顯的導(dǎo)引標(biāo)志，做好日常維護(hù)，確保設(shè)備正?？捎肹14]。新生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前，需要進(jìn)行緊急洗眼和噴淋裝置使用方法培訓(xùn)，宜每半年進(jìn)行急救使用訓(xùn)練[15]。

4? 潔凈室通風(fēng)、空氣凈化系統(tǒng)

通風(fēng)、空氣凈化系統(tǒng)是潔凈室眾多系統(tǒng)中安全工作比較繁重的系統(tǒng)之一，同時(shí)也是保障潔凈室環(huán)境清潔的重要系統(tǒng)，系統(tǒng)中的空氣濾網(wǎng)需要定時(shí)清潔和更換[16]。

潔凈室內(nèi)為實(shí)驗(yàn)室空間，不可避免會(huì)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)廢氣、大氣灰塵等，這些廢氣、灰塵需要及時(shí)地排出潔凈室外，讓室外清新的空氣能夠與室內(nèi)的空氣產(chǎn)生交換，這就需要通風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)。而同時(shí)潔凈實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的空氣在內(nèi)循環(huán)機(jī)制下需要對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行過濾清潔，保障室內(nèi)空氣的潔凈度在規(guī)定的范圍內(nèi)。

5? 電力系統(tǒng)

潔凈室內(nèi)存放著眾多的精密電子設(shè)備，很多是國外進(jìn)口，不僅價(jià)格昂貴，而且有著特殊的使用和管理要求；潔凈室電力系統(tǒng)的安全考量不僅要保障安全用電，還有其他的要求；常見潔凈室電力系統(tǒng)安全注意事項(xiàng)見表3。

6? 潔凈室三廢處理

根據(jù)《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》第一百條規(guī)定：未經(jīng)依法批準(zhǔn)，擅自生產(chǎn)、經(jīng)營、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用危險(xiǎn)物品或者處置廢棄危險(xiǎn)物品的，依照有關(guān)危險(xiǎn)物品安全管理的法律、行政法規(guī)的規(guī)定予以處罰；構(gòu)成犯罪的，依照刑法有關(guān)規(guī)定追究刑事責(zé)任。微電子潔凈室的三廢分為廢物、廢氣、廢液，因此，潔凈室的三廢處理應(yīng)當(dāng)完全合法，不能造成環(huán)境污染和安全事故，做到人與自然和諧相處；同時(shí)，科學(xué)、嚴(yán)格的分類回收處理是進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室安全管理，實(shí)現(xiàn)資源有效利用的體現(xiàn)。

6.1? 廢物處理

潔凈實(shí)驗(yàn)室固體廢物指實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的各類危險(xiǎn)固態(tài)廢物，包括：存放實(shí)驗(yàn)原料的容器、實(shí)驗(yàn)材料的包裝、廢棄實(shí)驗(yàn)玻璃器物等其他固體形式[17]。

2019年7月1日《上海市生活垃圾管理?xiàng)l例》正式實(shí)施，實(shí)驗(yàn)室廢物管理可參照該條例把實(shí)驗(yàn)廢物也進(jìn)行分類回收，實(shí)驗(yàn)廢物與生活垃圾不混同，實(shí)驗(yàn)廢物由學(xué)校有資質(zhì)的部門進(jìn)行回收處理。

6.2? 廢氣處理

對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中能夠產(chǎn)生無毒氣體或少量有毒氣體的實(shí)驗(yàn)，可直接通過通風(fēng)櫥和通風(fēng)管道進(jìn)行排

放；對(duì)某一次實(shí)驗(yàn)有大量有毒有害氣體產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)，可根據(jù)不同的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行吸收處理，無害后排

放；對(duì)某實(shí)驗(yàn)設(shè)備一直會(huì)產(chǎn)生有毒有害氣體的，應(yīng)給這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備安裝額外的尾氣處理裝置，實(shí)驗(yàn)廢氣經(jīng)過該尾氣處理裝置后，由學(xué)校有關(guān)部門驗(yàn)收合格后，該實(shí)驗(yàn)設(shè)備才能正常使用[18]。

6.3? 廢液處理

實(shí)驗(yàn)室廢液特點(diǎn)是：量大、品類繁多、回收事務(wù)繁雜且隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行隨時(shí)都可能產(chǎn)生；在實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的任何廢液嚴(yán)禁簡(jiǎn)單隨意地倒入實(shí)驗(yàn)室水槽，有效管理實(shí)驗(yàn)廢液是實(shí)驗(yàn)室安全管理的重要內(nèi)容[19]。

實(shí)驗(yàn)室廢液處理，有條件的學(xué)?？梢越U液處置系統(tǒng)，該系統(tǒng)驗(yàn)收合格后，廢液可達(dá)標(biāo)排放。實(shí)驗(yàn)廢液一般采用體積稍大（例如：25 L）環(huán)保桶進(jìn)行分類收集（例如：分為有機(jī)廢液和無機(jī)廢液），并貼上標(biāo)簽記錄；后續(xù)倒入廢液前，應(yīng)查看該桶的收集記錄，確認(rèn)不會(huì)與桶內(nèi)原有廢液產(chǎn)生異常反

應(yīng)；如果有可能產(chǎn)生反應(yīng)，則該廢液?jiǎn)为?dú)存放其他容器中進(jìn)行后續(xù)回收處理。

7? 結(jié)束語

當(dāng)下我國微電子相關(guān)產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，隨之推動(dòng)了潔凈室的發(fā)展和進(jìn)步，同時(shí)對(duì)潔凈室的安全管理也提出了更高的要求；在“以人為本”的高校環(huán)境

下，高校安全工作者要始終把實(shí)驗(yàn)安全放在首位，以“組織人員氛圍、政策法律體系、監(jiān)督獎(jiǎng)懲辦法”為抓手[20]，為我國培養(yǎng)更多的微電子行業(yè)人才；在“健康、安全、環(huán)?！钡臐崈魧?shí)驗(yàn)室里實(shí)現(xiàn)更多的科研產(chǎn)出，為建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國貢獻(xiàn)力量。

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