السلامة العامة في صناعة أشباه الموصلات

ما هي المخاطر الصحية التي تنطوي عليها صناعة أشباه الموصلات؟

إن استخدام التقنيات المعقمة والاهتمام الشديد بالنظافة في صناعة أشباه الموصلات قد يديم الوهم بأن تصنيع أشباه الموصلات عملية آمنة ومعقمة، ومع استمرار مجموعة الأدلة المتزايدة بسرعة في الإيحاء، بالكاد يمكن أن يكون أي شيء أبعد عن الحقيقة، لذلك حظيت مسألة سلامة العمال والتلوث الكيميائي في مصانع تصنيع الرقائق باهتمام متزايد على مدار العقد الماضي.

كما أن الأجهزة التي يتم بناؤها في مرافق تصنيع أشباه الموصلات شديدة الحساسية للملوثات البيئية، وذلك نظراً لأن كل شريحة تستغرق عشرات الموظفين المدربين عدة أسابيع لإكمالها، حيث يتم إنفاق قدر هائل من الوقت والجهد لإنتاج رقاقة واحدة.

كذلك قد تفتخر الصناعة بمختبراتها النقية تماماً، ولكن تجدر الإشارة إلى أن بدلات العمل ليست مصممة لحماية مرتديها من المواد الخطرة، ولكن بدلاً من ذلك لحماية منتجات أشباه الموصلات الفعلية من ملامسة الأوساخ والشعر وقشور الجلد وغيرها من الملوثات التي يمكن أن تتساقط من أجسام البشر، حيث إنهم يحمون رقاقات السيليكون من الناس وليس الناس من المواد الكيميائية.

ولطالما كانت النظافة الصناعية مشكلة في صناعة أشباه الموصلات، كما أن العديد من المواد الكيميائية التي تدخل في عملية تصنيع أشباه الموصلات معروفة بأنها مسرطنة للبشر أو تشكل بعض المخاطر الصحية الخطيرة الأخرى إذا لم يتم احتواؤها بشكل صحيح، لذلك يتضح بأن المواد الكيميائية الخطرة الأكثر استخداماً في تصنيع أشباه الموصلات تنسجم جنباً إلى جنب مع آثارها المعروفة على صحة الإنسان بالشكل المعتاد.

كما أن المشكلة الرئيسية في الملاحقة القضائية والتي تلحق أصحاب المصانع، هي أن الصناعة ليس لديها عملية واحدة شاملة ونهائية للتصنيع، كما ومن الصعب تحديد مركب معين على أنه يسبب مشكلة صحية معينة لأن بعض المصانع تستخدم ما يصل إلى 300 مادة كيميائية.

أيضاً، تتم العديد من عمليات التصنيع في أنظمة مغلقة، لذلك غالباً ما يصعب اكتشاف التعرض للمواد الضارة ما لم تتم مراقبتها على أساس يومي، حيث يؤكد المسؤولون التنفيذيون والمتحدثون الرسميون في صناعة أشباه الموصلات أن أي سرطانات لدى العاملين في الرقائق وغيرها من المشاكل الطبية تكون أكثر احتمالاً بسبب عوامل لا علاقة لها بالوظيفة.

وذلك مثل تاريخ العائلة أو الشرب أو التدخين أو عادات الأكل، كما يقولون أيضاً أنه على مر السنين، ومع تنامي الوعي بالمخاطر الكيميائية، قد بذلوا جهوداً للتخلص التدريجي من المواد الكيميائية السامة وتقليل التعرض للآخرين.

كذلك إنهم يصرون على أنهم يستخدمون أحدث معدات العمليات وأنظمة نقل المواد الكيميائية التي تحد أو تمنع التعرض الفيزيائي للمواد الكيميائية وتشير إلى أن المواد المستخدمة في صناعة أشباه الموصلات تُستخدم في صناعات أخرى دون وجود مشكلة كبيرة في الصحة أو السلامة.

ما هي المخاطر البيئية المتضمنة إنتاج أشباه الموصلات؟

من الناحية النظرية، يكون الاهتمام بالنظافة في مصلحة الشركة المصنعة ليس فقط من منظور صحي ولكن أيضاً من الناحية الاقتصادية، كما أن العديد من المواد الكيميائية المستخدمة في عملية الإنتاج ليست باهظة الثمن في حد ذاتها، ومع ذلك؛ فإن تكلفة الحفاظ على هذه المواد في حالة فائقة النظافة يمكن أن تكون عالية جداً.

وهذا يشجع على المراقبة الوثيقة للاستخدام وتقليل الاستهلاك وتطوير “تقنيات إعادة التدوير” وإعادة المعالجة، كما أن ارتفاع تكاليف التخلص من المواد الكيميائية يدفع الشركات إلى إجراء البحوث في البدائل التي تستخدم طرقاً ومواد أكثر صداقة للبيئة.

علاوة على ذلك؛ فإن المنشأة النموذجية لإنتاج أشباه الموصلات على رقاقات ست بوصات تستخدم فقط (240.000 كيلو وات / ساعة) من الكهرباء ولكن أيضاً أكثر من 2 مليون جالون من الماء يومياً، كما أن المرافق الأحدث التي تنتج رقائق بقطر ثمانية بوصات و 12 بوصة تستهلك أكثر، وذلك مع بعض التقديرات تصل إلى خمسة ملايين جالون من الماء يومياً.

كان التلوث أيضاً مشكلة في المناطق المحيطة بمصانع التصنيع، حيث وجد أن مياه الشرب ملوثة بثلاثي كلورو الإيثان والفريون، وهي سموم شائعة الاستخدام في صناعة أشباه الموصلات، مثلاً في سان خوسيه كاليفورنيا في عام 1981م، وقد اشتبه لاحقاً في أن هذه السموم هي سبب تشوهات خلقية للعديد من الأطفال في المنطقة.

كما أن هناك مجال آخر للقلق هو المصير النهائي للأنظمة الإلكترونية المهملة مثل أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الاستدعاء والهواتف المحمولة وأجهزة التلفزيون التي تحتوي على أجهزة أشباه الموصلات، حيث تعتبر أجهزة الكمبيوتر الشخصية على وجه الخصوص مشكلة بشكل خاص لأنها تصبح قديمة جداً بسرعة إلى حد ما وتفقد كل قيمتها السوقية تقريباً في غضون خمس أو عشر سنوات بعد تاريخ تصنيعها.

حيث تُباع عشرات الملايين من أجهزة الكمبيوتر الشخصي في الولايات المتحدة كل عام، وهي تشكل خطراً بيئياً ليس فقط من خلال حجمها الضخم في مقالب ونفايات المدينة، ولكن أيضاً لأن أجهزتها شبه الموصلة، غالباً ما تحتوي على كميات كبيرة من المعادن الثقيلة، بما في ذلك الرصاص وغيرها من العناصر المحتملة للمواد الخطرة.

وأخيراً يبقى السؤال المطروح في كل وقت بأنه؛ إذا كانت أشباه الموصلات منتشرة في كل مكان في حياتنا اليومية؛ فلماذا هناك القليل من الوعي حول المخاطر البيئية والصحية الجسيمة التي تنطوي عليها عملية التصنيع الخاصة بهم؟

الجواب أن جزء من المشكلة هو أنه لا يُعرف سوى القليل عن العواقب الصحية أو البيئية طويلة المدى للتعرض للمواد الكيميائية المستخدمة في العملية، وذلك نظراً لأن صناعة أشباه الموصلات لا تزال جديدة نسبياً، ولم يتم إجراء العديد من الدراسات حول هذا الموضوع، كما أنه وغالباً ما تكون البيانات الموجودة غير حاسمة.

ومع ذلك، يتوقع بعض العلماء أن معدل الإصابة بالسرطان في صناعة رقائق السيليكون سيرتفع بشكل كبير في المستقبل لأن السرطان يمكن أن يستغرق ما بين 20 و25 عاماً ليظهر نفسه في مجموعات العمال المعرضين. ولدى “وكالة حماية البيئة” لوائح سارية المفعول تهدف إلى التحكم في مستويات التلوث المنبعثة وتقليل التعرض البشري والبيئي لها، ومع ذلك؛ لا تفرض اللوائح الحالية أن تقدم الشركات الأمريكية تقارير عن التصنيع في الخارج.

لذلك، حتى مع زيادة التغطية الإعلامية والوعي العام؛ يمكن للشركات ببساطة الاستعانة بمصادر خارجية لمزيد من مرافق التصنيع الخاصة بها، على سبيل المثال، جنوب شرق آسيا، والذي في الواقع قد بدأت بعض الشركات في القيام بذلك، وقد أجريت بالفعل دراسات حول القضايا الصحية للعاملين في صناعات الإلكترونيات وأشباه الموصلات في سنغافورة وماليزيا وبعض الدول الصناعية.