2025年半導體芯片制造工應(yīng)急處置考核試卷及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.某12英寸FAB車間光刻區(qū)發(fā)生氫氟酸（HF）泄漏，現(xiàn)場檢測濃度為5ppm，此時應(yīng)優(yōu)先采取的應(yīng)急措施是：A.直接用大量清水沖洗泄漏點B.佩戴正壓式空氣呼吸器進入現(xiàn)場C.啟動車間排風機加速空氣流通D.立即關(guān)閉相鄰工藝設(shè)備電源答案：B解析：HF為高腐蝕性劇毒氣體，5ppm已超過IDLH（立即威脅生命健康濃度）臨界值（3ppm），需優(yōu)先佩戴正壓式空氣呼吸器確保人員安全，再進行后續(xù)處置。2.3DNAND堆疊工藝中，CVD反應(yīng)腔室突發(fā)射頻電源短路引發(fā)電弧，觀察到腔室視窗有藍色火焰，正確的處置順序是：①遠程關(guān)閉工藝氣體閥門②啟動腔室氮氣吹掃③切斷射頻電源④穿戴防電弧服進入現(xiàn)場A.③→①→②→④B.①→③→④→②C.④→③→①→②D.②→①→③→④答案：A解析：應(yīng)優(yōu)先切斷能量源（射頻電源），再關(guān)閉工藝氣體防止助燃，隨后啟動惰性氣體吹掃置換，最后穿戴防護裝備進入現(xiàn)場確認。3.特氣間監(jiān)測到NF3（三氟化氮）鋼瓶接口處有白色結(jié)晶物析出，伴隨輕微“嘶嘶”聲，最可能的泄漏原因是：A.鋼瓶閥門O型圈老化B.氣體含水量超標導致結(jié)晶堵塞C.鋼瓶內(nèi)壓過高引發(fā)物理爆破D.溫度驟降導致材料冷縮泄漏答案：A解析：NF3與水反應(yīng)提供HF和HNO3，若接口處出現(xiàn)結(jié)晶（氟化物），多因密封件（O型圈）老化導致微量泄漏，水分與氣體反應(yīng)析出固體。4.化學機械研磨（CMP）工位發(fā)生研磨液（含KOH）潑濺至操作人員手臂，正確的現(xiàn)場急救步驟是：A.立即用去離子水沖洗15分鐘→涂抹硼酸溶液→就醫(yī)B.先用干布擦拭→再用大量清水沖洗→涂抹凡士林C.直接用稀鹽酸中和→清水沖洗→覆蓋無菌紗布D.用碳酸氫鈉溶液沖洗→涂抹燒傷膏→送醫(yī)答案：A解析：強堿（KOH）潑濺應(yīng)立即用大量清水沖洗（至少15分鐘），中和劑選擇弱酸性硼酸（避免二次腐蝕），禁止用強酸中和。5.EUV光刻機激光源冷卻系統(tǒng)報警，顯示去離子水（DIW）電導率異常升高至10μS/cm（正?！?.1μS/cm），最可能的故障是：A.冷卻管路金屬離子析出B.微生物污染導致DIW變質(zhì)C.激光源腔體密封失效，工藝氣體滲入D.反滲透膜破損導致雜質(zhì)進入答案：C解析：EUV光刻機使用高純度H2作為保護氣體，若腔體密封失效，H2滲入冷卻系統(tǒng)會與水反應(yīng)提供微量H+，顯著提升電導率（H+遷移率高）。6.擴散爐工藝腔室進行磷摻雜時，突發(fā)爐門密封失效，爐內(nèi)900℃高溫氣體外溢，此時應(yīng)：A.立即手動關(guān)閉爐門B.啟動緊急冷卻程序（通入氮氣）C.打開爐體側(cè)門加速散熱D.切斷加熱電源并撤離至安全區(qū)答案：B解析：高溫工藝腔室（>600℃）突發(fā)泄漏時，直接關(guān)閉爐門可能因熱應(yīng)力導致設(shè)備損壞，應(yīng)優(yōu)先通入惰性氣體（氮氣）快速降溫，同時切斷加熱電源。7.潔凈室（Class10）內(nèi)發(fā)生異丙醇（IPA）儲罐泄漏，揮發(fā)氣體濃度檢測為1500ppm（爆炸下限2%vol=20000ppm），此時應(yīng)：A.立即使用非防爆型吸液泵回收B.啟動潔凈室消防噴淋系統(tǒng)C.穿戴防靜電服并使用銅制工具堵漏D.開啟所有門窗通風答案：C解析：IPA雖未達爆炸下限，但屬易燃液體，需防靜電（穿防靜電服），使用不產(chǎn)生火花的銅制工具；潔凈室門窗需保持密閉，禁止使用非防爆設(shè)備。8.封裝車間金線鍵合機發(fā)生鋁絲（直徑25μm）斷裂飛濺，一名操作人員眼部被異物刺入，正確的處置是：A.立即用生理鹽水沖洗眼睛B.嘗試用鑷子取出可見異物C.保持眼部靜止并覆蓋無菌紗布D.用力揉搓眼睛促進異物排出答案：C解析：金屬異物刺入眼部時，揉搓或沖洗可能造成二次損傷，應(yīng)保持靜止，覆蓋無菌紗布后立即送醫(yī)。9.特氣柜（GASBOX）內(nèi)SiH4（硅烷）濃度監(jiān)測值達10ppm（TLV-TWA0.5ppm），同時聽到“噗噗”氣體釋放聲，應(yīng)首先：A.啟動特氣柜內(nèi)的自動切斷閥（ABV）B.穿戴自給式呼吸器進入關(guān)閉鋼瓶閥C.觸發(fā)車間一級警報并疏散相鄰區(qū)域D.檢查監(jiān)測儀是否故障答案：A解析：硅烷為極易燃氣體（爆炸下限1%），特氣柜應(yīng)優(yōu)先觸發(fā)自動切斷閥（ABV）隔離氣源，再進行人員防護和疏散。10.濕法刻蝕槽（H2SO4:H2O2=3:1）溫度失控升至150℃（正?！?20℃），液面出現(xiàn)大量棕色氣體（NO2），此時應(yīng)：A.加入去離子水降溫B.投入碳酸氫鈉中和酸液C.關(guān)閉加熱系統(tǒng)并通入壓縮空氣D.啟動應(yīng)急排液閥將溶液排入廢酸罐答案：D解析：熱硫酸與雙氧水混合液（SPM）高溫分解會產(chǎn)生SO3、O3等強氧化性氣體，棕色NO2可能因雜質(zhì)（如含氮有機物）反應(yīng)提供，此時應(yīng)快速排液避免爆炸，禁止加水（可能沸騰飛濺）。11.光刻機浸沒系統(tǒng)（使用去離子水）突發(fā)管路破裂，去離子水噴至投影物鏡表面，正確的處置是：A.立即用無塵布擦拭物鏡B.關(guān)閉光刻機電源并靜置C.啟動氮氣吹掃干燥系統(tǒng)D.用壓縮空氣吹干表面答案：C解析：物鏡為超精密光學元件，直接擦拭或壓縮空氣可能造成損傷，應(yīng)啟動設(shè)備自帶的氮氣吹掃系統(tǒng)（壓力、濕度可控）進行干燥。12.等離子體刻蝕（ICP）設(shè)備匹配器突發(fā)電弧，伴隨刺鼻氣味（類似臭雞蛋味），最可能的泄漏氣體是：A.CF4（四氟化碳）B.H2S（硫化氫）C.Cl2（氯氣）D.NF3（三氟化氮）答案：B解析：硫化氫（H2S）有臭雞蛋氣味，常見于含硫工藝氣體（如用于某些特殊刻蝕的H2S），電弧可能導致氣體分解或管路泄漏。13.晶圓清洗機（使用SC-1溶液：NH4OH:H2O2:H2O=1:1:5）槽體焊接處開裂，溶液泄漏至地面，此時應(yīng)：A.用石灰粉覆蓋中和B.用大量去離子水稀釋沖洗C.穿戴防酸堿手套直接堵漏D.啟動車間洗眼器進行應(yīng)急沖洗答案：B解析：SC-1溶液為弱堿性，泄漏時用大量水稀釋（pH≤9可直接排入廢水系統(tǒng)），石灰粉（CaO）與水反應(yīng)放熱可能加劇腐蝕，需避免。14.氣體鋼瓶（Ar）在搬運過程中傾倒，閥門撞斷導致氣體噴射，此時應(yīng)：A.立即用工具關(guān)閉閥門B.遠離噴射方向并設(shè)置警戒區(qū)C.用滅火器噴射鋼瓶降溫D.嘗試扶起鋼瓶答案：B解析：氬氣為惰性氣體，雖無毒性但高濃度可導致窒息，鋼瓶傾倒后閥門斷裂時，氣體噴射反沖力大，人員應(yīng)遠離噴射方向（可能達20m/s以上），設(shè)置警戒區(qū)防止窒息。15.潔凈室空調(diào)系統(tǒng)（MAU）檢測到新風中PM2.5濃度突增至100μg/m3（正?！?0μg/m3），此時應(yīng)：A.切換至全循環(huán)模式B.關(guān)閉所有工藝設(shè)備C.增加過濾器更換頻率D.啟動化學過濾器吸附答案：A解析：新風污染時，切換至全循環(huán)模式（使用回風）可減少外界污染物進入，維持潔凈室等級，待污染緩解后再恢復新風。二、判斷題（每題1分，共10分）1.氫氟酸（HF）泄漏時，可用鈣基吸附劑（如碳酸鈣）中和，因為Ca2+可與F?結(jié)合提供難溶的CaF?。（）答案：√解析：HF泄漏時，鈣基吸附劑（碳酸鈣、氫氧化鈣）可與F?反應(yīng)提供CaF?（溶度積1.5×10?1?），有效固定氟離子。2.特氣柜內(nèi)發(fā)生SiH4泄漏時，應(yīng)立即開啟排風扇加速氣體擴散，防止積聚。（）答案：×解析：硅烷（SiH4）遇空氣可能自燃（閃點-57℃），開啟排風扇（非防爆型）可能產(chǎn)生電火花引發(fā)爆炸，應(yīng)先切斷氣源再通風。3.潔凈室火災(zāi)時，應(yīng)優(yōu)先使用二氧化碳滅火器，避免水噴淋破壞潔凈環(huán)境。（）答案：√解析：潔凈室設(shè)備精密，水噴淋會導致電子元件短路，二氧化碳滅火器無殘留，是優(yōu)先選擇（但活潑金屬火災(zāi)除外）。4.操作人員被顯影液（TMAH，四甲基氫氧化銨）濺入眼睛，應(yīng)立即用去離子水沖洗10分鐘，無需就醫(yī)。（）答案：×解析：TMAH為強堿性（pH≈13），濺入眼睛需沖洗至少15分鐘，并立即就醫(yī)檢查角膜損傷。5.氣體鋼瓶使用時，應(yīng)保持瓶體直立，乙炔瓶可臥放但需加裝防倒裝置。（）答案：×解析：乙炔瓶嚴禁臥放，因瓶內(nèi)丙酮會隨氣體流出，導致回火風險；其他氣體鋼瓶（如Ar、N2）可臥放但需固定。6.濕法工藝槽體溫度超溫報警時，應(yīng)立即加入冷溶液降溫，避免熱失控。（）答案：×解析：冷溶液加入高溫槽體可能因溫差導致槽體破裂（如石英槽），應(yīng)關(guān)閉加熱系統(tǒng)，啟動循環(huán)冷卻或通入惰性氣體吹掃降溫。7.光刻機激光源突發(fā)故障時，操作人員可直接打開設(shè)備防護門檢查，因激光已關(guān)閉。（）答案：×解析：光刻機激光源（如準分子激光）可能存在余能（電容儲能），打開防護門前需確認能量已釋放（通過設(shè)備狀態(tài)燈或控制系統(tǒng)確認）。8.潔凈室人員疏散時，應(yīng)沿地面低矮處撤離，避免吸入上方有毒氣體。（）答案：√解析：多數(shù)有毒氣體（如HF、Cl2）密度大于空氣，會沉積在地面附近，低矮處撤離可減少吸入。9.特氣鋼瓶更換時，應(yīng)先關(guān)閉鋼瓶閥，再關(guān)閉設(shè)備端閥門，防止管路內(nèi)殘余氣體泄漏。（）答案：×解析：正確順序為：關(guān)閉設(shè)備端閥門→關(guān)閉鋼瓶閥→排放管路殘余氣體→拆卸連接，避免設(shè)備端壓力突然變化。10.化學品倉庫發(fā)生泄漏時，應(yīng)按照“從上風方向接近、從下風方向撤離”的原則進行處置。（）答案：×解析：處置泄漏時應(yīng)從上風/側(cè)風方向接近（避免吸入毒氣），撤離時也應(yīng)向上風方向移動，下風方向為危險區(qū)。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述半導體制造中特氣（特種氣體）鋼瓶發(fā)生“凍結(jié)”（閥門結(jié)霜）的應(yīng)急處置流程。答案：①立即停止氣體供應(yīng)，關(guān)閉鋼瓶出口閥和設(shè)備端閥門；②檢查鋼瓶壓力gauge，確認是否因流速過快（焦耳-湯姆遜效應(yīng)）導致溫度驟降；③使用溫毛巾（≤40℃）包裹結(jié)霜部位，禁止用熱水或明火加熱；④檢測周圍環(huán)境氣體濃度（如可燃/有毒氣體），確認無泄漏；⑤若結(jié)霜持續(xù)且壓力異常，將鋼瓶轉(zhuǎn)移至安全區(qū)域（如特氣間應(yīng)急隔離區(qū)），聯(lián)系供應(yīng)商處理；⑥記錄事件經(jīng)過，分析原因（如流量控制器故障、鋼瓶內(nèi)雜質(zhì)堵塞）。2.某12英寸FAB車間CMP工位發(fā)生研磨液（含SiO2顆粒、KOH、H2O2）大規(guī)模泄漏（約200L），請列出分級處置步驟。答案：①一級響應(yīng)（現(xiàn)場人員）：立即按下附近急停按鈕，關(guān)閉CMP設(shè)備電源；穿戴防酸堿手套、護目鏡、防化服；用吸液棉/沙包圍泄漏區(qū)域，防止擴散至電路或排水口；②二級響應(yīng)（值班工程師）：啟動車間化學品泄漏報警，通知EHS（環(huán)境健康安全）部門；檢測泄漏液pH值（確認KOH濃度），評估是否需要中和（若pH>11，用檸檬酸稀溶液中和）；③三級響應(yīng)（專業(yè)團隊）：使用防爆吸液泵回收泄漏液（分類至廢堿液罐）；用去離子水沖洗地面（pH≤9后排放）；檢查CMP設(shè)備管路（如泵密封、接頭），修復泄漏點；④事后處理：填寫事故報告，分析泄漏原因（如管路老化、操作失誤），進行設(shè)備預防性維護（更換密封件、校驗壓力傳感器）。3.潔凈室發(fā)生EUV光刻機掩膜版（Mask）夾取裝置故障，導致掩膜版（價值約800萬元）掉落至工作臺，表面出現(xiàn)可見劃痕，應(yīng)如何應(yīng)急處置？答案：①立即停止光刻機運行，關(guān)閉真空系統(tǒng)（防止進一步吸附造成損傷）；②穿戴潔凈服（Class1）、無粉手套，使用專用掩膜版夾持工具（防靜電、無顆粒）；③檢查掩膜版框架是否變形（通過光學顯微鏡觀察邊緣），確認是否可移動；④若劃痕位于非圖形區(qū)（邊緣2mm外），用去離子水（DIW）+兆聲波清洗（≤200W）去除顆粒；若位于圖形區(qū)，聯(lián)系掩膜版供應(yīng)商（如ASML、Toppan）進行修復評估；⑤記錄故障代碼（如機器人夾爪壓力傳感器異常），檢查設(shè)備日志（確認是否因校準偏差或機械磨損導致）；⑥對同型號光刻機進行預防性檢查（校準夾爪位置、更換磨損部件），防止重復事故。4.擴散爐工藝過程中，突發(fā)全廠停電（無UPS備用電源），爐內(nèi)有150片12英寸晶圓（處于1000℃磷擴散階段），應(yīng)采取哪些應(yīng)急措施？答案：①立即確認擴散爐冷卻水系統(tǒng)（需外部電源）是否中斷，若中斷，啟動手動冷卻水旁路（使用氮氣加壓水箱供水）；②打開爐門氮氣吹掃閥（利用鋼瓶壓力，無需電源），以5L/min流量通入氮氣，防止晶圓氧化；③監(jiān)測爐內(nèi)溫度（通過熱電偶電池供電的臨時記錄儀），若降溫速率>50℃/min，可能導致晶圓翹曲（需緩慢冷卻）；④恢復供電后，先檢查爐體密封性（通入氮氣保壓30分鐘，壓力下降≤0.5kPa），再逐步升溫至工藝溫度（速率≤10℃/min），避免熱應(yīng)力損傷；⑤對受影響晶圓進行電性測試（如方塊電阻、PN結(jié)深度），確認是否可返工（若擴散時間不足<10%，可補擴散；否則報廢）；⑥完善應(yīng)急預案：為擴散爐關(guān)鍵系統(tǒng)（冷卻水、氮氣吹掃）配置獨立UPS（續(xù)航≥30分鐘），定期進行全廠停電演練。5.特氣間監(jiān)測到NF3（三氟化氮）濃度持續(xù)上升（從0.1ppm升至2ppm），同時鋼瓶稱重系統(tǒng)顯示重量下降0.5kg（鋼瓶總重50kg），請分析可能原因并列出處置步驟。答案：可能原因：①鋼瓶閥門密封件（O型圈）老化，導致微量泄漏；②管路焊接點（如VCR接頭）松動，因振動或熱脹冷縮開裂；③氣體質(zhì)量流量計（MFC）膜片破損，內(nèi)部泄漏至環(huán)境；④鋼瓶本體腐蝕（NF3為強氧化性氣體，可能與碳鋼反應(yīng)）。處置步驟：①觸發(fā)特氣間一級報警，通知相鄰區(qū)域人員撤離至集合點；②遠程關(guān)閉鋼瓶出口閥和所有下游閥門（通過PLC控制系統(tǒng)）；③使用紅外氣體檢漏儀（NDIR）定位泄漏點（重點檢查閥門、VCR接頭、MFC）；④若泄漏點在鋼瓶閥門，用專用扳手緊固（戴防割手套），若仍泄漏，將鋼瓶轉(zhuǎn)移至應(yīng)急隔離柜（充氮氣保護）；⑤檢測特氣間氧氣濃度（NF3分解可能消耗O2），若<19.5%，啟動新風系統(tǒng)置換；⑥聯(lián)系氣體供應(yīng)商，提供鋼瓶序列號進行追溯（檢查制造日期、上次檢測時間）；⑦對同批次鋼瓶進行全面檢漏（皂泡測試+儀器檢測），更換老化密封件（建議使用全氟醚橡膠FFKM）。四、案例分析題（每題10分，共20分）案例1：某FAB光刻車間，操作人員在更換顯影液（主要成分為TMAH，質(zhì)量分數(shù)2.38%）儲罐時，未關(guān)閉進料閥，導致200L顯影液從管道接口處噴出，濺至3名操作人員下肢（未穿防化靴）及地面?，F(xiàn)場監(jiān)測顯示，空氣中TMAH濃度為5ppm（IDLH為10ppm），地面液體pH值為12.5。問題：（1）操作人員的錯誤操作有哪些？（2）現(xiàn)場應(yīng)采取的應(yīng)急處置步驟？（3）后續(xù)需完善的預防措施？答案：（1）錯誤操作：①未關(guān)閉進料閥即拆卸管道（違反“能量隔離”原則）；②未穿戴完整防護裝備（未穿防化靴，僅戴手套和護目鏡）；③未進行泄漏預檢查（更換儲罐前應(yīng)關(guān)閉上下游閥門，排放管路殘余壓力）。（2）應(yīng)急處置步驟：①立即按下急停按鈕，關(guān)閉顯影液供應(yīng)系統(tǒng)；②3名受影響人員至洗眼器處，用大量溫水沖洗下肢（至少15分鐘），脫去污染衣物（避免摩擦皮膚），涂抹弱酸性中和劑（如1%醋酸溶液），送醫(yī)檢查（堿性液體可能造成深層腐蝕）；③用吸液棉/沙圍堵泄漏液，防止流入排水口（TMAH含氮，進入廢水系統(tǒng)需調(diào)節(jié)pH至中性）；④使用pH試紙確認中和效果（pH=7-8），用防爆真空吸液車回收廢液至危廢罐；⑤檢測車間空氣TMAH濃度（使用PID檢測儀），若>5ppm，啟動新風系統(tǒng)置換；⑥檢查管道接口（如卡箍是否松動、密封墊是否破損），更換損壞部件。（3）預防措施：①實施“上鎖掛牌（LOTO）”制度，更換儲罐前必須關(guān)閉閥門并掛牌；②強制穿戴全身防化服（包括防化靴、面罩），設(shè)置防護裝備檢查點；③增加管道“雙閥控制”（進料閥+隔離閥），避免單閥失效；④開展“更換化學品儲罐”專項培訓（包括泄漏演練、防護裝備使用），每季度考核。案例2：某3DNAND制造線，擴散爐工藝腔室在進行氧化工藝（溫度850℃，通入O2和HCl）時，工藝人員發(fā)現(xiàn)爐尾排氣管（石英材質(zhì)）出現(xiàn)裂紋，有少量白色煙霧（含SiO2顆粒）排出，同時爐壓監(jiān)測顯示從-5kPa升至-3kPa（正常-5±0.5kPa）。問題：（1）分析裂紋產(chǎn)生的可能原因