三氯矽甲烷危害特性分析

　　本研究旨在探討半導體及光電產業製程中所使用之三氯矽甲烷 (trichlorosilane, TCS)，因洩漏燃燒時之鹽酸氣膠、鹽酸氣體及氯氣之排放特徵與排放率。本研究建置一暴露腔在設定空氣置換率為6 ACH時，針對五種不同相對濕度 (RH，50 %、60 %、70 %、80 %及 90 %；各重複三次)，進行TCS燃燒實驗，同時並針對其產生之鹽酸氣膠、鹽酸氣體及氯氣實施採樣及分析。鹽酸氣膠係利用微米及奈米微孔均勻沉積衝擊器 (Nano－ and Micro-Orifice Uniform Deposit Impactor, Nano－MOUDI及MOUDI)實施粒徑分布採樣。鹽酸氣體及氯氣依據NIOSH 7903及NIOSH 6011分別利用矽膠管(silica gel tube)及銀膜濾紙(silver sampler)進行樣本採集。全部鹽酸氣膠、鹽酸氣體及氯氣均以以離子層析分析技術 (Ion chromatography with electron capture detection, IC-ECD)進行分析。 研究結果發現如下 (1)燃燒後生成物以鹽酸氣膠為主 (濃度為1.30×105－1.46×105 mg/m3)，次為鹽酸氣體 (6.38×103－11.3×103 mg/m3)，最後為氯氣 (1.91×103－2.18×103 mg/m3)；(2)鹽酸氣膠之粒徑分布以累積群微粒(accumulation mode)為主，其質量中位粒徑(Mass Medium Aerodynamic Diameter , MMAD)均介於0.808－1.35 m；幾何標準差(Geometric Standard Deviation , GSD)介於2.13－3.50。鹽酸氣膠主要會沉積於肺泡區(佔全部氣膠之86.7 %－88.8 %)，其次依序為胸腔區 (6.8%－10.7%)及頭區 (4.7%－6.7%)。(3)從燃燒前後之質量平衡的結果亦可發現，燃燒後產物所測得之氯原子為燃燒前之90.1－93.1 %，校正後之污染物其排放係數 (EF)及排放率 (ER)如下：(i) 鹽酸氣膠EF為713.7－741.7 mg/g TCS； ER為6715.7－7404.1 mg/mi)；(ii) 鹽酸氣體EF為37.2－56.3 mg/g TCS； ER為338.1－584.0 mg/min；(iii) 氯氣EF為9.50－11.6 mg/g TCS； ER為98.6－112.7 mg/min。(4) 本研究亦發現RH之變化並未對鹽酸氣膠、鹽酸氣體及氯氣之組成有顯著影響，主要係因各測試條件下腔體之RH均可達飽和所致。為保護勞工健康，本研究建議TCS作業場所應置備全面體複合式之呼吸防護具，以防止TCS洩漏燃燒產生鹽酸氣膠、鹽酸氣體及氯氣所造成之健康危害。