人因工程在半導(dǎo)體廠的應(yīng)用
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制造業(yè)中，重復(fù)性動(dòng)作傷害（RMI，Repetitive Motion Injury）之問題，在國(guó)內(nèi)外已廣泛受到重視，以美國(guó)為例，由于不當(dāng)?shù)娜艘蚬こ淘O(shè)計(jì)之設(shè)備及作業(yè)方式，所造成的骨骼肌肉傷害之賠償金額高達(dá)每年兩百億美元。若加上一些間接的損失，如生產(chǎn)力下降、人員離職、士氣低落、重新訓(xùn)練、公司形象受損，則可達(dá)到一千億美金之損失。有鑒于此，加州政府已針對(duì)人因工程中，重復(fù)性動(dòng)作傷害部分著手立法，其法令條文已被職業(yè)安全衛(wèi)生法令委員會(huì)所采納。
而美國(guó)一些半導(dǎo)體制造公司如Intel，HP，Motorola早在數(shù)年前即發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員有發(fā)生骨骼肌肉傷害的問題，也采取一些人因工程現(xiàn)場(chǎng)改善之措施與對(duì)策。因此，Semitech在S8-95中，對(duì)于人因工程在設(shè)備與現(xiàn)場(chǎng)操作方面，亦提出建議指引。國(guó)內(nèi)也有幾個(gè)著名的半導(dǎo)體廠，在發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員有眼睛疲勞、骨骼肌肉傷害或全身疲勞等問題時(shí)，曾尋求我們給予人因工程方面的技術(shù)指導(dǎo)，以期經(jīng)過(guò)人因工程的分析與改善后，能創(chuàng)造一個(gè)更具人性化的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境，進(jìn)而提升整體工作績(jī)效與工作生活品質(zhì)。
一、人因工程的簡(jiǎn)介
人因工程（Human Factors Engineering）或稱人體工學(xué)，是探討人類工作或日常生活中如何與工具、設(shè)備、機(jī)器及周遭環(huán)境之間互動(dòng)的關(guān)系，以及如何去設(shè)計(jì)這些會(huì)影響到人的事物及環(huán)境。易言之，人因工程就是要去改善那些人們所常使用的器物與所處的周遭環(huán)境，使其與人本身的能力、本能極限與工作需求之間能有更好的配合，以求安全、省事、省力、快速、舒適、不易犯錯(cuò)、不會(huì)疲勞與正確等工作效益的提升。
換個(gè)角度來(lái)看，就是將人視為整個(gè)系統(tǒng)的一部份，除了技術(shù)外，為了發(fā)揮整個(gè)系統(tǒng)的預(yù)期功能，以及將人視為最有效的資源，再加上昂貴的人力成本，所以我們要研究“人”這個(gè)子系統(tǒng)，使其它的子系統(tǒng)與“人”類實(shí)體的、生理的、生物力學(xué)的、心理的、社會(huì)心理的、文化的因素兼容或適配，以發(fā)揮“人”的最大功能并使其不受傷害，這也就是人因工程的宗旨。
二、半導(dǎo)體廠的安全衛(wèi)生問題
由經(jīng)濟(jì)部工業(yè)局”工安快訊”網(wǎng)頁(yè)里的”安衛(wèi)產(chǎn)業(yè)在半導(dǎo)體工業(yè)之應(yīng)用現(xiàn)況與趨勢(shì)”得知：半導(dǎo)體制造業(yè)潛在的安全衛(wèi)生問題，并不亞于其它傳統(tǒng)工業(yè)。一般可將半導(dǎo)體廠常見的潛在危害狀況整理成三大類：
(一).化學(xué)物質(zhì)危害
半導(dǎo)體制程非常繁雜，使用的危險(xiǎn)化學(xué)品也相當(dāng)多，包括強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、腐蝕性有機(jī)溶劑、有毒氣體、自燃?xì)怏w、或窒息氣體等，如果這些危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì)泄漏出來(lái)，接觸到人體會(huì)造成很大的傷害；也有可能因?yàn)檫@些物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)變化，造成火災(zāi)爆炸等重大意外事故，例如去年十月聯(lián)瑞電子六吋晶圓廠大火，是由酸毒廢棄管道和真空幫浦室不明氣體燃燒所引起。同年十一月天下電子四吋晶圓廠也因無(wú)塵室蝕刻區(qū)光阻去酸槽不明氣體燃燒引發(fā)大火。
(二).幅射和靜電危害
在半導(dǎo)體制程中所用的一些設(shè)備單元，例如離子植入機(jī)產(chǎn)生離子束、蝕刻機(jī)之RF產(chǎn)生器、水銀蒸氣燈產(chǎn)生的紫外線等皆有潛在產(chǎn)生游離或非游離幅射之危害。如果防護(hù)措施沒做好，使人體曝露在輻射中過(guò)量，即會(huì)傷害到人體。游離幅射對(duì)曝露的人體具傷害細(xì)胞效應(yīng)，而非游離幅射會(huì)造成眼睛與皮膚傷害，還可能引起令人惡厭之電效應(yīng)干擾重要設(shè)備的功能操作，或發(fā)生靜電火花等。
(三).機(jī)械危害
半導(dǎo)體制程有使用機(jī)械人與自動(dòng)化操作之相關(guān)制程設(shè)備有潛在對(duì)相關(guān)人員發(fā)生機(jī)械危害，例如設(shè)備組件之功能異常與移動(dòng)部份對(duì)人員所發(fā)生之撞擊、切割、夾卷等機(jī)械性危害。這些存在于人機(jī)接口的危害因素，藉由深入的人機(jī)系統(tǒng)分析，可擬出具體的預(yù)防對(duì)策。
除了以上三類常見的潛在危害狀況之外，還有一個(gè)長(zhǎng)期影響著員工，卻很少被主管階級(jí)發(fā)現(xiàn)的潛在危害因素，就是和人因有關(guān)的危害因素。最近幾年，這個(gè)問題已經(jīng)逐漸顯露，在“工業(yè)安全科技”28期之”新竹科學(xué)園區(qū)六大行業(yè)之職業(yè)災(zāi)害比較分析”得知：集成電路業(yè)失能傷害頻率從83年到87年5月有逐年上升的趨勢(shì)（只有84年到85年是下降的)，而且十四種職災(zāi)類型中，總計(jì)以“跌倒”（23%）發(fā)生的機(jī)率最高，其次為“與有害物質(zhì)的接觸”（19%）。可見“跌倒”在半導(dǎo)體業(yè)是一個(gè)很嚴(yán)重的問題，它不但涉及作業(yè)環(huán)境不良，也牽涉到作業(yè)員容易在廠房中因疲勞、疏忽而發(fā)生危險(xiǎn)。也可以從實(shí)際和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)員工的訪談和問卷調(diào)查中，了解到和人因有關(guān)的問題；我們?cè)?jīng)針對(duì)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體廠的作業(yè)員做了問卷調(diào)查，發(fā)現(xiàn)：在一年內(nèi)，全廠超過(guò)一半以上的作業(yè)員，曾經(jīng)感到肩膀、下背部或腰部、腳踝或腳感到疼痛，其嚴(yán)重程度也愈來(lái)愈不可忽視。
這些問題的根源在于：半導(dǎo)體制程仍需許多作業(yè)人員，這些人員多半是做人工物料搬運(yùn)的作業(yè)，例如搬運(yùn)晶圓盒到指定制程的機(jī)臺(tái)、抬舉晶圓盒上下機(jī)臺(tái)、搬運(yùn)晶圓盒到測(cè)試機(jī)臺(tái)等，還有一些人員做檢驗(yàn)、維修的工作，都涉及到人與系統(tǒng)接口的問題。人與系統(tǒng)接口做的不好，容易使人員操作不便、不舒適、費(fèi)時(shí)、費(fèi)力等身體的疲勞或骨骼肌肉的傷害，甚至容易造成疏忽（跌倒）、錯(cuò)誤（不正確的姿勢(shì)和操作）等人因工程相關(guān)的問題。本文內(nèi)容即著重在：如何應(yīng)用人因工程在半導(dǎo)體廠，以避免“和人因有關(guān)的危害因素”，改善工作人員的健康、安全、舒適，以及人和系統(tǒng)的生產(chǎn)力。
三、目前與人因工程有關(guān)的半導(dǎo)體安全指導(dǎo)方針
目前世上最知名也最完整的人因工程有關(guān)的半導(dǎo)體安全指導(dǎo)方針，首推Semitech所制訂的SEMI S8-95。它對(duì)人因工程在半導(dǎo)體制造設(shè)備與現(xiàn)場(chǎng)操作方面，提出許多建議指引。它包含人因設(shè)計(jì)的原則、半導(dǎo)體制造設(shè)備的考量，若能遵循此指導(dǎo)方針，就能適當(dāng)?shù)卣鲜褂谜吆驮O(shè)備在生產(chǎn)半導(dǎo)體的環(huán)境里，發(fā)揮最大的效益。SEMI S8-95的主要內(nèi)容有：人與系統(tǒng)的整合原則、一般的指導(dǎo)方針、工作場(chǎng)所設(shè)計(jì)、保養(yǎng)和服務(wù)設(shè)計(jì)、抬舉力量和物料搬運(yùn)規(guī)范、危險(xiǎn)警戒和警報(bào)、控制和顯示器、使用者與計(jì)算機(jī)的接口、人體計(jì)測(cè)資源的資料、人因資源的資料、人工物料搬運(yùn)資源的資料、三層評(píng)量系統(tǒng)等等。
在實(shí)際運(yùn)用以上的指導(dǎo)方針時(shí)，必須謹(jǐn)慎小心，不可以一味地采用其數(shù)據(jù)資料；因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)資料從哪個(gè)群體收集得來(lái)的，會(huì)影響人因資料匯總在參考文件和規(guī)格說(shuō)明，例如歐美的人體尺寸資料就不適用于臺(tái)灣。所以，當(dāng)資料需要解讀或應(yīng)用時(shí)，都應(yīng)咨詢?nèi)艘蚬こ痰膶＜摇?/p>
四、應(yīng)用人因工程的方法做現(xiàn)場(chǎng)診斷評(píng)估
整個(gè)人因工程的研究方法是以流行病學(xué) ( Epidemiology )、生理學(xué)( Physiology )、心理學(xué) ( Psychology ) 和心理物理學(xué) ( Psychophysics ) 四者為基礎(chǔ)背景，透過(guò)有系統(tǒng)的利用人類的能力、本能極限、行為和動(dòng)機(jī)等相關(guān)信息來(lái)設(shè)計(jì)事物和流程以及所屬的環(huán)境。而相關(guān)信息的收集通常需要透過(guò)不斷的實(shí)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)分析才能得到，故相當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練亦不可或缺的。
以我們的經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，在半導(dǎo)體廠評(píng)估現(xiàn)場(chǎng)的人因問題時(shí)，通常會(huì)用到下列的幾個(gè)方法，提供診斷和改善的依據(jù)：
（一）人體計(jì)測(cè)資料參考使用
由于人員的工作績(jī)效以及方便性、舒適感等，常受到使用的器具和設(shè)備所影響。器具和設(shè)備之設(shè)計(jì)若未考慮人體的各種特征（如身體各部位尺寸、伸展可及范圍），使用起來(lái)必然費(fèi)力、易錯(cuò)，除了工作績(jī)效不良之外，甚至對(duì)身體造成傷害。在設(shè)計(jì)器具、設(shè)備、工作站、作業(yè)空間時(shí)，若能考慮使用族群的人體計(jì)測(cè)資料，不但可以增加舒適感、提高工作績(jī)效，同時(shí)可以減少因工作而造成的傷害。目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)完成了勞工、軍人、大專及高中生的人體計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)（三百零八項(xiàng)量測(cè)項(xiàng)目），中小學(xué)生的人體計(jì)測(cè)計(jì)畫正在進(jìn)行中。這個(gè)本土化人體計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用范圍很廣，舉凡食衣住行育樂各方面的器物、用具、裝備、設(shè)施等的設(shè)計(jì)規(guī)劃，都可以因?yàn)閰⒖剂舜藬?shù)據(jù)庫(kù)恰當(dāng)?shù)某叽珥?xiàng)目而更適合我們國(guó)人使用，相信它將帶給社會(huì)大眾很大的好處。
為了使半導(dǎo)體機(jī)器設(shè)備的安置更適合廠內(nèi)使用者的人體尺寸，有必要對(duì)半導(dǎo)體廠內(nèi)的工作人員（作業(yè)員、工程師等），進(jìn)行人體尺寸資料的量測(cè)與收集。國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體公司如臺(tái)積電等，亦擁有自己?jiǎn)T工的人體計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)。量測(cè)的尺寸項(xiàng)目，可以根據(jù)廠內(nèi)的工作型態(tài)、現(xiàn)場(chǎng)特殊的作業(yè)、使用的器具、衣物、設(shè)備等需求，擬定量測(cè)的項(xiàng)目。