En tant qu'industrie émergente, la fabrication de semi-conducteurs a souvent été considérée comme la quintessence du lieu de travail de haute technologie. En raison des exigences de fabrication strictes associées à la production de plusieurs couches de circuits électroniques micrométriques sur des tranches de silicium, l'environnement de salle blanche est devenu synonyme de lieu de travail pour cette industrie. Étant donné que certains des gaz hydrures utilisés dans la fabrication de semi-conducteurs (par exemple, l'arsine, la phosphine) ont été reconnus très tôt comme des produits chimiques hautement toxiques, la technologie de contrôle de l'exposition par inhalation a toujours été un élément important de la fabrication des plaquettes. Les travailleurs des semi-conducteurs sont en outre isolés du processus de production en portant des vêtements spéciaux couvrant tout le corps (par exemple, des blouses), des couvre-cheveux, des couvre-chaussures et, souvent, des masques faciaux (ou même des appareils respiratoires à adduction d'air). D'un point de vue pratique, les préoccupations des employeurs concernant la pureté des produits ont également entraîné la protection des travailleurs contre l'exposition.

En plus des vêtements de protection individuelle, des systèmes hautement sophistiqués de ventilation et de surveillance chimique/gazeuse de l'air sont utilisés dans l'ensemble de l'industrie des semi-conducteurs pour détecter les fuites de vapeurs de solvants chimiques toxiques, d'acides et de gaz hydrure à des parties par million (ppm) ou moins. Bien que, d'un point de vue historique, l'industrie ait connu de fréquentes évacuations de travailleurs des salles de fabrication de plaquettes, basées sur des fuites réelles ou suspectées de gaz ou de solvants, de tels épisodes d'évacuation sont devenus rares en raison des leçons apprises dans la conception des systèmes de ventilation, des gaz toxiques /manipulation de produits chimiques et systèmes de contrôle de l'air de plus en plus sophistiqués avec échantillonnage continu de l'air. Cependant, la valeur monétaire croissante des tranches de silicium individuelles (ainsi que l'augmentation du diamètre des tranches), qui peuvent contenir des dizaines de microprocesseurs ou de dispositifs de mémoire individuels, peut exercer un stress mental sur les travailleurs qui doivent manipuler manuellement les conteneurs de ces tranches pendant les processus de fabrication. La preuve d'un tel stress a été obtenue lors d'une étude sur les travailleurs des semi-conducteurs (Hammond et al. 1995 ; Hines et al. 1995 ; McCurdy et al. 1995).

L'industrie des semi-conducteurs a fait ses débuts aux États-Unis, qui comptent le plus grand nombre de travailleurs de l'industrie des semi-conducteurs (environ 225,000 1994 en XNUMX) de tous les pays. (BLS 1995). Cependant, il est difficile d'obtenir des estimations internationales valides de l'emploi pour cette industrie en raison de l'inclusion des travailleurs des semi-conducteurs avec les travailleurs de la « fabrication d'équipements électriques/électroniques » dans les statistiques de la plupart des pays. En raison des contrôles techniques très stricts requis pour la fabrication de dispositifs à semi-conducteurs, il est très probable que les lieux de travail des semi-conducteurs (c'est-à-dire les salles blanches) sont comparables, à bien des égards, à travers le monde. Cette compréhension, associée aux exigences du gouvernement américain en matière d'enregistrement de toutes les blessures et maladies professionnelles importantes chez les travailleurs américains, fait de l'expérience des accidents du travail et des maladies professionnelles des travailleurs américains des semi-conducteurs une question très pertinente à l'échelle nationale et internationale. En termes simples, à l'heure actuelle, il existe peu de sources internationales d'informations et de données pertinentes concernant l'expérience en matière de sécurité et de santé des travailleurs des semi-conducteurs, autres que celles de l'enquête annuelle sur les blessures et les maladies professionnelles du Bureau of Labor Statistics (BLS) des États-Unis.

Aux États-Unis, qui recueillent des données sur les accidents du travail et les maladies professionnelles dans toutes les industries depuis 1972, la fréquence des accidents du travail et des maladies professionnelles chez les travailleurs des semi-conducteurs est parmi les plus faibles de toutes les industries manufacturières. Cependant, des inquiétudes ont été exprimées quant au fait que des effets plus subtils sur la santé pourraient être présents chez les travailleurs des semi-conducteurs (LaDou 1986), bien que de tels effets n'aient pas été documentés.

Plusieurs symposiums ont été organisés sur l'évaluation des technologies de contrôle dans l'industrie des semi-conducteurs, plusieurs des communications du symposium traitant de problèmes d'environnement et de sécurité et de santé des travailleurs (ACGIH 1989, 1993).

Une quantité limitée de données sur les accidents du travail et les maladies professionnelles pour la communauté internationale de fabrication de semi-conducteurs a été dérivée d'une enquête spéciale réalisée en 1995, impliquant des cas signalés pour les années 1993 et ​​1994. Ces données d'enquête sont résumées ci-dessous.

Blessures et maladies professionnelles chez les travailleurs des semi-conducteurs

En ce qui concerne les données statistiques internationales associées aux accidents du travail et aux maladies professionnelles chez les travailleurs des semi-conducteurs, les seules données comparables semblent être celles dérivées d'une enquête sur les opérations multinationales de fabrication de semi-conducteurs réalisée en 1995 (Lassiter 1996). Les données recueillies dans cette enquête concernaient les opérations internationales des fabricants de semi-conducteurs basés aux États-Unis pour les années 1993-94. Certaines des données de l'enquête comprenaient des opérations autres que la fabrication de semi-conducteurs (par exemple, la fabrication d'ordinateurs et de disques durs), même si toutes les entreprises participantes étaient impliquées dans l'industrie électronique. Les résultats de cette enquête sont présentés dans les figures 1 et 2, qui incluent des données de la région Asie-Pacifique, de l'Europe, de l'Amérique latine et des États-Unis. Chaque cas concernait une blessure ou une maladie liée au travail qui nécessitait un traitement médical ou une perte ou une restriction de travail. Tous les taux d'incidence dans les figures ont été calculés en nombre de cas (ou jours de travail perdus) pour 200,000 200,000 heures de travail par an. Si le nombre total d'heures-travailleurs n'était pas disponible, des estimations annuelles moyennes de l'emploi ont été utilisées. Le dénominateur de 100 2,000 heures de travail est égal à XNUMX équivalents temps plein par an (en supposant XNUMX XNUMX heures de travail par travailleur et par an).

Figure 1. Répartition des taux d'incidence des accidents du travail et des maladies professionnelles par secteur dans le monde, 1993 et ​​1994.

Figure 2. Répartition des taux d'incidence des accidents et maladies avec arrêt du travail par secteur mondial 1993 et ​​1994

La figure 1 illustre les taux d'incidence des accidents du travail et des maladies professionnelles pour les différentes régions du monde dans l'enquête de 1993-94. Les taux des pays individuels n'ont pas été inclus pour assurer la confidentialité des entreprises participantes qui étaient les seules sources de données pour certains pays. Ainsi, pour certains pays de l'enquête, les données n'ont été communiquées que pour un seul établissement. Dans plusieurs cas, les entreprises ont combiné toutes les données internationales en une seule statistique. Ces dernières données sont répertoriées dans la figure 1 et la figure 2 en tant que « combinées ».

L'incidence annuelle des accidents du travail et des maladies professionnelles parmi tous les travailleurs de l'enquête internationale était de 3.3 cas pour 100 employés (200,000 1993 heures-travailleurs) en 2.7 et ​​de 1994 en 12,615. Il y a eu 1993 12,368 cas signalés pour 1994 et ​​12,130 1993 pour 387,000. La grande majorité des les cas (1993 458,000 en 1994) provenaient d'entreprises américaines. Ces cas concernaient environ XNUMX XNUMX travailleurs en XNUMX et ​​XNUMX XNUMX en XNUMX.

La figure 2 présente les taux d'incidence des cas de journées de travail perdues impliquant des jours d'absence du travail. Les taux d'incidence de 1993 et ​​1994 étaient basés sur environ 4,000 2 cas de journées de travail perdues pour chacune des 15.4 années de l'enquête internationale. La fourchette internationale/régionale des taux d'incidence pour cette statistique était la plus étroite de celles mesurées. L'incidence des cas de journées de travail perdues peut représenter les statistiques internationales les plus comparables en ce qui concerne l'expérience en matière de sécurité et de santé des travailleurs. Le taux d'incidence des jours de travail perdus (jours d'absence du travail) était d'environ 100 jours d'absence du travail pour 2 travailleurs pour chacune des XNUMX années.

Les seules données détaillées connues concernant les caractéristiques des cas de blessures et de maladies des travailleurs des semi-conducteurs sont celles compilées chaque année aux États-Unis par le BLS, impliquant des cas avec des jours de travail perdus. Les cas discutés ici ont été identifiés par le BLS dans son enquête annuelle pour l'année 1993. Les données obtenues à partir de ces cas apparaissent dans la figure 3, la figure 4, la figure 5 et la figure 6. Chaque figure compare l'expérience des cas de jours de travail perdus pour le secteur privé, toute la fabrication et la fabrication de semi-conducteurs.

Figure 3. Incidence comparative des cas de jours de travail perdus¹ par type d'événement ou d'exposition, 1993

Figure 4. Incidence comparative des cas de journées de travail perdues¹ par source de blessure ou de maladie, 1993.

Figure 5. Incidence comparative des cas de journées de travail perdues¹ selon la nature de la blessure ou de la maladie, 1993.

Figure 6. Incidence comparative des cas d'arrêt de travail par partie du corps touchée, 1993

La figure 3 compare l'expérience des cas de journées de travail perdues des travailleurs américains des semi-conducteurs en 1993 avec le secteur privé et avec l'ensemble de la fabrication en ce qui concerne le type d'événement ou d'exposition. Les taux d'incidence pour la plupart des catégories de cette figure étaient bien moindres pour les travailleurs de l'industrie des semi-conducteurs que pour le secteur privé ou l'ensemble de la fabrication. Les cas impliquant des efforts excessifs chez les travailleurs des semi-conducteurs représentaient moins de la moitié du taux pour tous les travailleurs du secteur manufacturier. La catégorie d'exposition nocive (principalement associée à des expositions à des substances chimiques) était équivalente dans les trois groupes.

Les distributions comparatives des cas de journées de travail perdues selon la source de la blessure ou de la maladie sont présentées à la figure 4. Les taux d'incidence des cas de journées de travail perdues pour les travailleurs des semi-conducteurs étaient inférieurs à ceux du secteur privé et de l'ensemble de la fabrication dans toutes les catégories de sources, à l'exception des cas associés à des expositions à des produits chimiques. substances.

La figure 5 compare les taux d'incidence des jours de travail perdus associés à la nature de la blessure ou de la maladie parmi les trois groupes. Les taux pour les travailleurs des semi-conducteurs représentaient moins de la moitié des taux du secteur privé et de l'ensemble de la fabrication en 1993. L'incidence des brûlures chimiques était légèrement plus élevée pour les travailleurs des semi-conducteurs, mais était très faible pour les trois groupes de comparaison. L'incidence du syndrome du canal carpien (CTS) chez les travailleurs américains des semi-conducteurs était inférieure de moitié à celle de l'ensemble de l'industrie manufacturière.

Dans la figure 6, la répartition et l'incidence des cas impliquant des jours d'arrêt de travail sont illustrées selon la partie du corps concernée. Bien que l'incidence des cas impliquant des systèmes corporels était faible pour tous les groupes de comparaison, le taux pour les travailleurs des semi-conducteurs était légèrement élevé. Toutes les autres parties du corps touchées étaient beaucoup plus faibles pour les travailleurs des semi-conducteurs que pour les deux autres groupes de comparaison.

Études épidémiologiques sur les travailleurs des semi-conducteurs

L'inquiétude concernant d'éventuelles conséquences sur la santé reproductive associées à l'emploi dans le semi-conducteur est apparue en 1983 lorsqu'une employée de l'usine de semi-conducteurs de Digital Equipment Corporation à Hudson, Massachusetts , a indiqué qu'elle pensait qu'un excès de fausses couches s'était produit parmi les employés des salles blanches de l'installation. Cette allégation, associée à une absence de données internes à l'établissement, a conduit à une étude épidémiologique par l'École de santé publique de l'Université du Massachusetts à Amherst (UMass). L'étude a débuté en mai 1984 et s'est achevée en 1985 (Pastides et al. 1988).

Un risque élevé de fausse couche a été observé à la fois dans la zone photolithographique et dans la zone de diffusion par rapport aux travailleurs non exposés dans d'autres zones de l'établissement. Un risque relatif de 1.75 a été considéré comme non statistiquement significatif (p <0.05), bien qu'un risque relatif de 2.18 observé chez les travailleurs dans les zones de diffusion soit significatif. La publication de l'étude UMass a conduit à s'inquiéter dans l'ensemble de l'industrie des semi-conducteurs qu'une étude plus large était justifiée pour valider les résultats observés et pour déterminer leur étendue et leur causalité possible.

La Semiconductor Industry Association (SIA) des États-Unis a parrainé une étude plus vaste réalisée par l'Université de Californie à Davis (UC Davis) à partir de 1989. L'étude UC Davis a été conçue pour tester l'hypothèse selon laquelle la fabrication de semi-conducteurs était associée à un risque accru de fausse couche pour les employées de fabrication de plaquettes. La population de l'étude a été sélectionnée parmi 14 entreprises représentant 42 sites de production dans 17 États. Le plus grand nombre de sites (représentant près de la moitié des employés de l'étude) se trouvait en Californie.

L'étude UC Davis comportait trois volets différents : un volet transversal (McCurdy et al. 1995 ; Pocekay et al. 1995) ; une composante de cohorte historique (Schenker et al. 1995) ; et une composante prospective (Eskenazi et al. 1995). Au centre de chacune de ces études se trouvait une évaluation de l'exposition (Hines et al. 1995; Hammond et al. 1995). La composante d'évaluation de l'exposition a assigné les employés à un groupe d'exposition relative (c.-à-d. exposition élevée, faible exposition, etc.).

Dans la composante historique de l'étude, il a été déterminé que le risque relatif des travailleurs de la fabrication, par rapport aux travailleurs de la non-fabrication, était de 1.45 (c'est-à-dire un excès de risque de fausse couche de 45 %). Le groupe à risque le plus élevé identifié dans la composante historique de l'étude était les femmes qui travaillaient dans les opérations de photolithographie ou de gravure. Les femmes effectuant des opérations de gravure avaient un risque relatif de 2.15 (RR = 2.15). De plus, une relation dose-réponse a été observée chez les femmes qui travaillaient avec n'importe quel photorésist ou révélateur en ce qui concerne le risque accru de fausse couche. Ces données appuient une association dose-réponse pour les éthers d'éthylène glycol (EGE), mais pas pour les éthers de propylène glycol (PGE).

Bien qu'un risque accru de fausse couche ait été observé chez les ouvrières de fabrication de plaquettes dans le volet prospectif de l'étude UC Davis, les résultats n'étaient pas statistiquement significatifs (p inférieur à 0.05). Un petit nombre de grossesses a considérablement réduit la puissance de la composante prospective de l'étude. L'analyse par exposition à l'agent chimique a indiqué un risque accru pour les femmes qui travaillaient avec de l'éther monoéthylique d'éthylène glycol, mais était basée sur seulement 3 grossesses. Une conclusion importante était le soutien général, et non la contradiction, des conclusions de la composante historique.

La composante transversale de l'étude a noté une augmentation des symptômes des voies respiratoires supérieures principalement dans les groupes de travailleurs des fours à diffusion et des couches minces. Une découverte intéressante était les effets protecteurs apparents de divers contrôles techniques liés à l'ergonomie (par exemple, les repose-pieds et l'utilisation d'une chaise réglable pour réduire les blessures au dos).

Les mesures de l'air effectuées dans les usines de fabrication de plaquettes ont révélé que la plupart des expositions aux solvants étaient inférieures à 1 % des limites d'exposition admissibles (PEL) établies par le gouvernement américain.

Une étude épidémiologique distincte (Correa et al. 1996) a été réalisée par l'Université Johns Hopkins (JHU), impliquant un groupe d'employés de semi-conducteurs d'IBM Corporation en 1989. Le taux global de fausses couches observé dans l'étude JHU impliquant des travailleuses en salle blanche était de 16.6 %. Le risque relatif de fausse couche chez les travailleuses des salles blanches les plus exposées aux éthers d'éthylène glycol était de 2.8 (IC à 95 % = 1.4-5.6).

Discussion des études épidémiologiques sur la reproduction impliquant des travailleurs des semi-conducteurs

Les études épidémiologiques ont été remarquables par la portée et la similarité des résultats. Ces études ont toutes produit des résultats similaires. Chaque étude a documenté un excès de risque d'avortement spontané (fausse couche) pour les ouvrières de fabrication de plaquettes de semi-conducteurs. Deux des études (JHU et UC Davis) peuvent indiquer une association causale avec des expositions à des éthers de glycol à base d'éthylène. L'étude UMass a révélé que le groupe photo (ceux exposés à l'éther de glycol) avait moins de risque que le groupe de diffusion, qui n'avait aucune exposition documentée à l'éther de glycol. Bien que ces études indiquent un risque accru d'avortements spontanés chez les travailleurs de la fabrication de plaquettes, la cause d'un tel excès de risque n'est pas claire. L'étude JHU n'a pas réussi à documenter un rôle significatif pour les éthers de glycol, et l'étude UC Davis n'a lié que marginalement les éthers de glycol (par la modélisation des expositions et des pratiques de travail autodéclarées) aux effets sur la reproduction. Peu ou pas de surveillance a été effectuée dans l'une ou l'autre des études pour déterminer les expositions aux éthers de glycol. Après l'achèvement de ces études, l'industrie des semi-conducteurs a commencé à passer des éthers de glycol de la série éthylène à des substituts tels que le lactate d'éthyle et les éthers de glycol de la série propylène.

Conclusion

Sur la base des meilleures données disponibles concernant l'incidence annuelle des blessures et des maladies liées au travail, les travailleurs des semi-conducteurs sont moins exposés que les travailleurs des autres secteurs manufacturiers ou de l'ensemble du secteur privé (y compris de nombreuses industries non manufacturières). Sur une base internationale, il semble que les données statistiques sur les accidents du travail et les maladies professionnelles associées aux cas de journées de travail perdues peuvent être un indicateur assez fiable de l'expérience mondiale en matière de sécurité et de santé des travailleurs des semi-conducteurs. L'industrie a parrainé plusieurs études épidémiologiques indépendantes dans le but de trouver des réponses aux questions sur les conséquences sur la santé reproductive liées à l'emploi dans l'industrie. Bien qu'une association définitive entre les fausses couches observées et les expositions aux éthers de glycol à base d'éthylène n'ait pas été établie, l'industrie a commencé à utiliser des solvants photorésistants alternatifs.

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