Como industria emergente, la fabricación de semiconductores a menudo se ha visto como el epítome del lugar de trabajo de alta tecnología. Debido a los estrictos requisitos de fabricación asociados con la producción de múltiples capas de circuitos electrónicos dimensionales en micrones en obleas de silicio, el entorno de sala limpia se ha convertido en sinónimo de lugar de trabajo para esta industria. Dado que algunos de los gases de hidruro utilizados en la fabricación de semiconductores (p. ej., arsina, fosfina) se identificaron pronto como sustancias químicas altamente tóxicas, la tecnología de control de exposición por inhalación siempre ha sido un componente importante de la fabricación de obleas. Los trabajadores de semiconductores están aún más aislados del proceso de producción al usar ropa especial que cubre todo el cuerpo (p. ej., batas), cubiertas para el cabello, cubiertas para los zapatos y, con frecuencia, máscaras faciales (o incluso dispositivos de respiración con suministro de aire). Desde un punto de vista práctico, las preocupaciones de los empleadores por la pureza del producto han resultado, también, en la protección contra la exposición de los trabajadores.
Además de la ropa de protección personal, en toda la industria de semiconductores se utilizan sistemas altamente sofisticados de ventilación y monitoreo de aire químico/gas para detectar fugas de vapores de solventes químicos tóxicos, ácidos y gases de hidruro en partes por millón (ppm) o menos. Aunque, desde el punto de vista histórico, la industria ha experimentado frecuentes evacuaciones de trabajadores de las salas de fabricación de obleas, basadas en fugas reales o sospechadas de gases o solventes, tales episodios de evacuación se han convertido en eventos raros debido a las lecciones aprendidas en el diseño de sistemas de ventilación, gases tóxicos. /Manipulación de productos químicos y sistemas de control del aire cada vez más sofisticados con muestreo continuo del aire. Sin embargo, el aumento del valor monetario de las obleas de silicio individuales (junto con el aumento de los diámetros de las obleas), que pueden contener decenas de microprocesadores o dispositivos de memoria individuales, puede generar estrés mental en los trabajadores que deben manipular manualmente los contenedores de estas obleas durante los procesos de fabricación. Se obtuvo evidencia de dicho estrés durante un estudio de trabajadores de semiconductores (Hammond et al. 1995; Hines et al. 1995; McCurdy et al. 1995).
La industria de los semiconductores tuvo sus inicios en los Estados Unidos, que tiene el mayor número de trabajadores de la industria de los semiconductores (aproximadamente 225,000 en 1994) de todos los países. (BLS 1995). Sin embargo, obtener estimaciones válidas de empleo internacional para esta industria es difícil debido a la inclusión de trabajadores de semiconductores con trabajadores de "fabricación de equipos eléctricos/electrónicos" en las estadísticas de la mayoría de las naciones. Debido a los estrictos controles de ingeniería necesarios para la fabricación de dispositivos semiconductores, es muy probable que los lugares de trabajo de semiconductores (es decir, las salas limpias) sean comparables, en la mayoría de los aspectos, en todo el mundo. Este entendimiento, junto con los requisitos del gobierno de los EE. UU. para registrar todas las lesiones y enfermedades relacionadas con el trabajo importantes entre los trabajadores de los EE. UU., hace que la experiencia de lesiones y enfermedades laborales de los trabajadores de semiconductores de los EE. UU. sea un tema muy relevante a escala nacional e internacional. En pocas palabras, en este momento hay pocas fuentes internacionales de información y datos relevantes sobre la experiencia de salud y seguridad de los trabajadores de semiconductores, además de la Encuesta anual de lesiones y enfermedades ocupacionales de la Oficina de Estadísticas Laborales de EE. UU. (BLS).
En los Estados Unidos, que ha recopilado datos sobre lesiones y enfermedades laborales en todas las industrias desde 1972, la frecuencia de lesiones y enfermedades relacionadas con el trabajo entre los trabajadores de semiconductores se encuentra entre las más bajas de todas las industrias manufactureras. Sin embargo, se han expresado preocupaciones de que los trabajadores de semiconductores pueden presentar efectos más sutiles en la salud. (LaDou 1986), aunque tales efectos no han sido documentados.
Se han realizado varios simposios relacionados con la evaluación de la tecnología de control en la industria de los semiconductores, y varios de los documentos de los simposios tratan sobre cuestiones ambientales y de seguridad y salud de los trabajadores (ACGIH 1989, 1993).
Una cantidad limitada de datos sobre lesiones y enfermedades laborales para la comunidad internacional de fabricación de semiconductores se derivó a través de una encuesta especial realizada en 1995, que involucró casos informados para los años 1993 y 1994. Estos datos de la encuesta se resumen a continuación.
Lesiones y enfermedades laborales entre los trabajadores de semiconductores
Con respecto a los datos estadísticos internacionales asociados con lesiones y enfermedades laborales entre los trabajadores de semiconductores, los únicos datos comparables parecen ser los derivados de una encuesta de operaciones multinacionales de fabricación de semiconductores realizada en 1995 (Lassiter 1996). Los datos recopilados en esta encuesta involucraron las operaciones internacionales de los fabricantes de semiconductores con sede en EE. UU. durante los años 1993-94. Algunos de los datos de la encuesta incluyeron operaciones distintas a la fabricación de semiconductores (por ejemplo, fabricación de unidades de disco y computadoras), aunque todas las empresas participantes estaban involucradas en la industria electrónica. Los resultados de esta encuesta se presentan en la figura 1 y la figura 2, que incluyen datos de la región de Asia-Pacífico, Europa, América Latina y Estados Unidos. Cada caso involucró una lesión o enfermedad relacionada con el trabajo que requirió tratamiento médico o pérdida o restricción del trabajo. Todas las tasas de incidencia en las cifras se han calculado como números de casos (o días de trabajo perdidos) por 200,000 200,000 horas-trabajador por año. Si el total de horas-trabajador no estaba disponible, se utilizaron estimaciones de empleo anual promedio. El denominador de 100 horas-trabajador es igual a 2,000 trabajadores equivalentes a tiempo completo por año (suponiendo XNUMX horas de trabajo por trabajador por año).
Figura 1. Distribución de las tasas de incidencia de lesiones y enfermedades laborales por sector mundial, 1993 y 1994.
Figura 2. Distribución de las tasas de incidencia de Lesiones y enfermedades con días de baja por sector mundial 1993 y 1994
La Figura 1 muestra las tasas de incidencia de lesiones y enfermedades laborales para las diversas regiones del mundo en la encuesta de 1993-94. No se han incluido las tasas de países individuales para garantizar la confidencialidad de las empresas participantes que fueron las únicas fuentes de datos para ciertos países. Por lo tanto, para ciertos países en la encuesta, los datos se informaron solo para una sola instalación. En varios casos, las empresas combinaron todos los datos internacionales en una sola estadística. Estos últimos datos se enumeran en la figura 1 y la figura 2 como "Combinados".
La incidencia anual de lesiones y enfermedades laborales entre todos los trabajadores en la encuesta internacional fue de 3.3 casos por 100 empleados (200,000 horas-trabajador) en 1993 y 2.7 en 1994. Se notificaron 12,615 casos en 1993 y 12,368 en 1994. La gran mayoría de los casos (12,130 en 1993) procedían de empresas estadounidenses. Estos casos se asociaron con aproximadamente 387,000 trabajadores en 1993 y 458,000 en 1994.
La Figura 2 presenta las tasas de incidencia de los casos de días de trabajo perdidos que involucran días fuera del trabajo. Las tasas de incidencia de 1993 y 1994 se basaron en aproximadamente 4,000 casos de días de trabajo perdidos para cada uno de los 2 años de la encuesta internacional. El rango internacional/regional en las tasas de incidencia para esta estadística fue el más estrecho de los medidos. La incidencia de casos de días de trabajo perdidos puede representar las estadísticas internacionales más comparables con respecto a la experiencia en seguridad y salud de los trabajadores. La tasa de incidencia de días de trabajo perdidos (días fuera del trabajo) fue de aproximadamente 15.4 días fuera del trabajo por cada 100 trabajadores para cada uno de los 2 años.
Los únicos datos detallados que se sabe que existen sobre las características de los casos de lesiones y enfermedades de los trabajadores de semiconductores son los compilados anualmente en los EE. UU. por el BLS, que involucran casos con días de trabajo perdidos. Los casos discutidos aquí fueron identificados por el BLS en su encuesta anual para el año 1993. Los datos obtenidos de estos casos aparecen en la figura 3, figura 4, figura 5 y figura 6. Cada figura compara la experiencia de casos de días laborales perdidos para el sector privado, toda la fabricación y fabricación de semiconductores.
Figura 3. Casos de incidencia comparativa de días perdidos1 por tipo de evento o exposición, 1993
Figura 4. Incidencia comparativa de casos de días de trabajo perdidos1 por fuente de lesión o enfermedad, 1993.
Figura 5. Incidencia comparativa de casos de días de trabajo perdidos1 por naturaleza de lesión o enfermedad, 1993.
Figura 6. Incidencia comparativa de casos de días de trabajo perdidos por parte del cuerpo afectada, 1993
La Figura 3 compara la experiencia de casos de días de trabajo perdidos de los trabajadores de semiconductores de EE. UU. en 1993 con el sector privado y con toda la fabricación con respecto al tipo de evento o exposición. Las tasas de incidencia para la mayoría de las categorías en esta figura fueron mucho menores para los trabajadores de la industria de semiconductores que para el sector privado o toda la manufactura. Los casos de sobreesfuerzo entre los trabajadores de semiconductores fueron menos de la mitad de la tasa de todos los trabajadores del sector manufacturero. La categoría de exposición dañina (principalmente asociada con exposiciones a sustancias químicas) fue equivalente entre los tres grupos.
Las distribuciones comparativas de casos de días de trabajo perdidos según la fuente de lesión o enfermedad se presentan en la figura 4. Las tasas de incidencia de casos de días de trabajo perdidos para los trabajadores de semiconductores fueron menores que las del sector privado y todas las manufacturas en todas las categorías de fuentes, excepto los casos asociados con exposiciones a sustancias químicas. sustancias
La Figura 5 compara las tasas de incidencia de casos de días de trabajo perdidos asociados con la naturaleza de la lesión o enfermedad entre los tres grupos. Las tasas de los trabajadores de semiconductores fueron menos de la mitad de las tasas tanto del sector privado como de toda la manufactura en 1993. La incidencia de quemaduras químicas fue levemente mayor para los trabajadores de semiconductores, pero fue muy baja para los tres grupos de comparación. La incidencia del síndrome del túnel carpiano (STC) entre los trabajadores de semiconductores de EE. UU. fue menos de la mitad de la tasa para todas las manufacturas.
En la figura 6 se ilustra la distribución e incidencia de los casos de ausencia laboral según la parte del cuerpo afectada. Aunque la incidencia de casos relacionados con sistemas corporales fue baja para todos los grupos de comparación, la tasa de trabajadores de semiconductores fue ligeramente elevada. Todas las demás partes del cuerpo afectadas fueron mucho menores para los trabajadores de semiconductores que para los otros dos grupos de comparación.
Estudios epidemiológicos de trabajadores de semiconductores
La preocupación por las posibles consecuencias para la salud reproductiva asociadas con el empleo en semiconductores surgió en 1983 cuando una empleada de la planta de semiconductores de Digital Equipment Corporation en Hudson, Massachusetts, indicó que creía que se había producido un exceso de abortos espontáneos entre los empleados de las salas limpias de la planta. Esta acusación, junto con la ausencia de datos internos en la instalación, condujo a un estudio epidemiológico realizado por la Escuela de Salud Pública de la Universidad de Massachusetts en Amherst (UMass). El estudio se inició en mayo de 1984 y se completó en 1985 (Pastides et al. 1988).
Se observó un riesgo elevado de aborto espontáneo tanto en el área fotolitográfica como en el área de difusión en comparación con los trabajadores no expuestos en otras áreas de la instalación. Se consideró que un riesgo relativo de 1.75 no era estadísticamente significativo (p <0.05), aunque sí fue significativo un riesgo relativo de 2.18 observado entre los trabajadores de las áreas de difusión. La publicación del estudio de UMass generó preocupación en toda la industria de semiconductores de que se justificaba un estudio más grande para validar los hallazgos observados y determinar su alcance y posible causalidad.
La Asociación de la Industria de Semiconductores (SIA) de los Estados Unidos patrocinó un estudio más grande realizado por la Universidad de California en Davis (UC Davis) a partir de 1989. El estudio de UC Davis fue diseñado para probar la hipótesis de que la fabricación de semiconductores estaba asociada con un mayor riesgo de aborto espontáneo para las empleadas de fabricación de obleas. La población del estudio fue seleccionada entre 14 empresas que representaban 42 sitios de producción en 17 estados. El mayor número de sitios (que representan casi la mitad de los empleados en el estudio) se encontraba en California.
El estudio de UC Davis constaba de tres componentes diferentes: un componente transversal (McCurdy et al. 1995; Pocekay et al. 1995); un componente de cohorte histórica (Schenker et al. 1995); y un componente prospectivo (Eskenazi et al. 1995). El centro de cada uno de estos estudios fue una evaluación de la exposición (Hines et al. 1995; Hammond et al. 1995). El componente de evaluación de la exposición asignó a los empleados a un grupo de exposición relativa (es decir, exposición alta, exposición baja, etc.).
En el componente histórico del estudio, se determinó que el riesgo relativo de los trabajadores de fabricación, en comparación con los trabajadores que no eran de fabricación, era de 1.45 (es decir, 45 % de exceso de riesgo de aborto espontáneo). El grupo de mayor riesgo identificado en el componente histórico del estudio fueron las mujeres que trabajaban en operaciones de fotolitografía o grabado. Las mujeres que realizaban operaciones de grabado experimentaron un riesgo relativo de 2.15 (RR=2.15). Además, se observó una relación dosis-respuesta entre las mujeres que trabajaron con cualquier fotoprotector o revelador con respecto al aumento del riesgo de aborto espontáneo. Estos datos respaldaron una asociación dosis-respuesta para los éteres de etilenglicol (EGE), pero no para los éteres de propilenglicol (PGE).
Aunque se observó un mayor riesgo de aborto espontáneo entre las trabajadoras de fabricación de obleas en el componente prospectivo del estudio de UC Davis, los resultados no fueron estadísticamente significativos (p inferior a 0.05). Un pequeño número de embarazos redujo significativamente el poder del componente prospectivo del estudio. El análisis por exposición al agente químico indicó un mayor riesgo para aquellas mujeres que trabajaron con éter monoetílico de etilenglicol, pero se basó en solo 3 embarazos. Un hallazgo importante fue el apoyo general, y no la contradicción, de los hallazgos del componente histórico.
El componente transversal del estudio observó un aumento en los síntomas de las vías respiratorias superiores principalmente en los grupos de trabajadores del horno de difusión y de película delgada. Un hallazgo interesante fueron los aparentes efectos protectores de varios controles de ingeniería relacionados con la ergonomía (p. ej., reposapiés y el uso de una silla ajustable para reducir las lesiones de espalda).
Las mediciones del aire realizadas en las fábricas de obleas encontraron que la mayoría de las exposiciones a solventes eran inferiores al 1 % de los límites de exposición permisibles (PEL) establecidos por el gobierno de EE. UU.
Un estudio epidemiológico separado (Correa et al. 1996) fue realizado por la Universidad Johns Hopkins (JHU), que involucró a un grupo de empleados de semiconductores de IBM Corporation en 1989. La tasa general de aborto espontáneo observada en el estudio de JHU que involucró a trabajadoras de salas limpias fue del 16.6%. El riesgo relativo de aborto espontáneo entre las trabajadoras de salas blancas con la exposición potencial más alta a los éteres de etilenglicol fue de 2.8 (IC del 95 % = 1.4-5.6).
Discusión de estudios epidemiológicos reproductivos que involucran a trabajadores de semiconductores
Los estudios epidemiológicos fueron notables en el alcance y la similitud de los resultados. Todos estos estudios produjeron resultados similares. Cada estudio documentó un exceso de riesgo de aborto espontáneo (aborto espontáneo) para las trabajadoras de fabricación de obleas de semiconductores. Dos de los estudios (JHU y UC Davis) pueden indicar una asociación causal con la exposición a éteres de glicol a base de etileno. El estudio de UMass encontró que el grupo de foto (aquellos expuestos al éter de glicol) tenía menos riesgo que el grupo de difusión, que no tenía exposición documentada al éter de glicol. Si bien estos estudios indican un mayor riesgo de abortos espontáneos entre los trabajadores de la fabricación de obleas, la causa de dicho exceso de riesgo no está clara. El estudio de JHU no pudo documentar un papel importante para los éteres de glicol, y el estudio de UC Davis vinculó los éteres de glicol solo marginalmente (a través del modelado de exposiciones y prácticas laborales autoinformadas) con efectos reproductivos. Poco o ningún control se realizó en ninguno de los estudios para determinar las exposiciones a los éteres de glicol. Después de completar estos estudios, la industria de los semiconductores comenzó a cambiar de éteres de glicol de serie de etileno a sustitutos como éteres de glicol de serie de propileno y lactato de etilo.
Conclusión
Según los mejores datos disponibles sobre la incidencia anual de lesiones y enfermedades relacionadas con el trabajo, los trabajadores de semiconductores corren menos riesgo que los trabajadores de otros sectores manufactureros o del sector privado (incluidas muchas industrias no manufactureras). A nivel internacional, parece que los datos estadísticos sobre lesiones y enfermedades laborales asociados con casos de días de trabajo perdidos pueden ser un indicador bastante confiable de la experiencia mundial en seguridad y salud de los trabajadores de semiconductores. La industria ha patrocinado varios estudios epidemiológicos independientes en un intento por encontrar respuestas a preguntas sobre las consecuencias para la salud reproductiva relacionadas con el empleo en la industria. Aunque no se estableció una asociación definitiva entre los abortos espontáneos observados y la exposición a éteres de glicol a base de etileno, la industria ha comenzado a utilizar solventes fotorresistentes alternativos.