6S管理方法在微納加工共享服務平臺管理中的應用

王妹芳 陳長鴻 謝石建

浙江大學微納加工中心 浙江杭州 310027

近年來，微納加工技術成為前沿科學研究的通用技術而得到越來越多的關注，它被廣泛地應用于微電子、光電子、信息電子、超導量子、生命健康等領域及其交叉學科，尤其在集成電路、微納電子器件、微機電系統、寬禁帶半導體器件、量子通信、生物芯片和高端裝備制造等領域，發展非常迅速[1]。國內多所高等院校相繼建立了微納加工實驗室及開放共享平臺，給相關領域的科研前沿提供技術支撐。由于微納加工技術的特殊性，對平臺管理提出了新要求，本文以浙江大學共享開放平臺“微納加工中心”為例，從平臺自身特點出發，介紹6S管理在平臺管理中的具體應用。

1 微納加工平臺特點

微納加工平臺是集微米、納米加工、制造和檢測手段于一體的公共技術支撐平臺，微納米技術是高科技發展的重要領域之一，它依賴于微納米尺度的功能結構與器件，而實現功能結構與器件微納米化的基礎是先進的微納米加工技術[2]。

微納加工平臺與常規實驗室具有較大不同，在功能設計上更接近于小型半導體制造工廠，普遍具有以下三個特點[3-6]：

(1)實驗環境要求高，需要潔凈、恒溫恒濕、正壓的環境，特別是加工納米級線寬的器件工藝，除了對潔凈等級和溫濕度的要求外，對震動級別也提出了較高的要求。

(2)實驗設備類別多并有一定程度的關聯性，按照微納加工工藝的不同大致可以分為圖形轉移、材料生長、干濕法刻蝕、測試封裝、氧化擴散等儀器設備。在工藝開發過程中通常需要多次使用各種不同類型的工藝設備，同時工藝設備的正常使用還有賴于多個廠務輔助設備，如純水系統、壓縮空氣機組、空調凈化系統、尾氣處理裝置等。

(3)實驗危險源多，微納加工設備不僅涉及高溫、低溫、高速、高壓，通常還需要使用多種危險化學品，如壓縮氣體和液化氣體、易燃液體等。

高校及科研院所的微納加工平臺普遍面向社會提供共享服務，具有實驗用戶專業背景多樣、人員流動性大等問題，給平臺運行管理帶來挑戰。浙江大學微納加工中心學習借鑒在企業廣泛應用的6S管理辦法，結合中心運行管理實際情況，通過不斷探索和調整，形成了一套切實可行的管理辦法。

2 6S管理理念

6S管理的概念起源于日本的5S管理模式，5S管理由整理(Seiri)、整頓(Seiton)、清掃(Seiso)、清潔(Seiketsu)和素養(Shitsuke)五項內容組成，我國企業引入推廣后，結合現場管理的實際情況，增加了安全(Safety)內容，因每項內容均以“S”開頭，簡稱“6S”。6S管理的各項內容具體含義見圖1[7]。

圖1 6S管理內容

3 6S管理辦法在微納加工平臺管理中的應用

微納加工平臺管理工作主要涉及安全、環境、設備、化學品、實驗人員等多方面[8]，在推行6S管理辦法過程中，平臺從實際情況出發緊緊圍繞安全、科學實驗的要求，按步驟分主次引入6S管理辦法：安全是一切工作的前提條件；素養是6S管理的關鍵環節；整理、整頓、清掃和清潔是6S管理的基礎內容。

3.1 安全

安全(Safety)是一切工作的前提，它是6S管理中的最后一步，也是最重要的一步，平臺用戶及管理人員都需要把安全實驗放在首位，具體從落實安全準入制度、完善安全管理制度和明確安全責任體系三個方面來執行[9-10]。

(1)嚴格落實安全準入制度：平臺用戶需要先參加綜合培訓，通過考核后才可以開通門禁進入實驗室。安全培訓作為綜合培訓的主要內容之一，詳細介紹中心所涉及的危險要素，通過案例分析加強安全意識，指導危險情況下的應急處理方法，并在實驗室現場熟悉逃生路線。設備使用安全方面則根據使用設備的不同，單獨進行專項培訓和實操考核，通過考核后方可獨立操作設備，涉及危化品或者危險系數高的實驗必須滿足兩人同時在場的要求。

(2)逐步完善安全管理制度：在學校制定的各類安全管理制度的規范要求下，根據平臺的自身特點進行補充，主要包括安全準入制度、實驗內容安全審核制度、化學品安全管理規范、清洗間使用規定及安全應急處理方法、違規處罰條例等，大部分內容在用戶培訓時進行詳細說明及現場示范。同時中心每年會根據高校安全培訓內容和用戶反饋情況逐步完善安全管理制度。

(3)明確建立安全責任體系：學習借鑒學校安全責任體系模式，對外由平臺主任作為總體安全負責人，對內將所有儀器設備和實驗場地進行細分，明確所有工作人員的安全職責和安全范圍，并做到定期檢查并做好記錄，發現安全隱患第一時間通知相關負責人。

3.2 素養

素養(Shitsuke)是對人的要求，進入平臺的實驗人員自覺遵守規章制度，并將其養成一種習慣，提高人員自身素質，這是6S管理實施最為關鍵的環節[11]。

平臺在運行之初組織工作人員學習6S管理辦法，觀摩企業6S管理成果，提高工作人員參與6S管理的積極性，營造團隊合作意識。此外，中心將6S管理要素融入培訓內容中，主要是通過多媒體和現場參觀相結合的形式，系統介紹超凈實驗室的使用規范，培養用戶在6S管理模式中的自覺性，要求用戶進入微納加工超凈室后自覺遵守各項規章制度，實驗結束后，將所用各類物品自覺放置于指定位置，清理實驗過程中所產生的各類垃圾，保證實驗環境整潔。

3.3 整理、整頓、清掃和清潔

整理、整頓、清掃和清潔是6S管理的基礎[12-13]，它能更好地促進安全管理，也是用戶和平臺工作人員素養培養的核心組成部分。

(1)整理(Seiri)：它是6S管理方法的第一步，目的是塑造整潔有序的實驗環境，具體做法是根據使用頻率區分實驗室內所有物品的必要性，留下必要物品，清除不必要物品。

微納平臺涉及的實驗物品較多，主要有儀器設備、耗材工具(潔凈耗材、工藝實驗耗材、實驗工具等)、化學物品(化學試劑、工藝氣體、貴金屬等)、防護用品(工藝實驗、廠務設施及消防等)及其他物品。首先需要對物品進行全面的盤點統計，清理多余物品，僅存放與實驗相關且必要的物品，整理流程如圖2所示。中心結合實際情況，對明確無法使用的儀器設備申請報廢，不適用于共享的儀器設備申請調撥轉移，明顯臟污或破損的潔凈室耗材廢棄，能用但暫時用不著的各類耗材移至倉庫，將變質或過期的化學試劑及氣體統一定點進行回收處理。通過整理騰出了更多的可用空間，為后續營造干凈整潔的實驗環境、提高實驗效率奠定基礎。

圖2 微納加工平臺實驗物品分類整理

(2)整頓(Seiton)：它是將第一步整理后留下的必要物品進行分類，做好明確標識，并存放在指定位置，目的是保證平臺空間區域劃分明確，科學放置必要物品，標注清晰，減少尋找物品的時間，提高工作效率。

平臺按照功能劃分為工藝實驗和實驗輔助兩大區域，其中工藝實驗區根據實驗內容不同又分為圖形轉移區、薄膜沉積區、干法刻蝕區、化學清洗區和封裝測試區；實驗輔助區根據輔助內容不同分為氣體間、試劑間、倉庫間、更衣室和廠務區。每個區域的常用物品分類如圖3所示。各區域必要物品定點定量放置在對應區域，并做好標簽標記，方便使用人員取用。比如,圖形轉移區的光刻膠、顯影液和滴管是實驗過程中不可缺少的，分別有其固定存放位置并有明確標志；化學清洗間的化學試劑嚴格按照有機無機分開、酸堿分開原則分區域放置，廢液回收同樣明確分類，貼好標志。

(3)清掃(Seiso)：它是將工作場所內看得見看不見的地方清掃干凈，保持整潔。

微納加工工藝需要潔凈的實驗環境，平臺作為超凈實驗室，其潔凈等級由空調凈化系統提供保障，直接關系到用戶實驗結果的準確性和穩定性。但是，在實驗過程中實驗人員、樣品及工藝本身會帶來不同程度的污染，因此清掃也就顯得尤為重要。清掃的過程中，人員直接與平臺的實驗物品和實驗場所接觸，可以及時發現潛在的異常情況，避免安全事故發生。在實際執行過程中，中心明確各區域邊界線，將所有空間及物品的清掃責任到人，做到定期打掃和檢查，不留死角，掃除安全隱患。

圖3 微納加工平臺各區域常用物品分類整頓圖

(4)清潔(Seiketsu)：它是將整理、整頓和清掃工作進行到底，并將其制度化、標準化，維持成果，讓工作場所保持在最佳狀態。

微納加工平臺在清潔步驟實施過程中，特別注意以下兩點：(1)因平臺實驗區域類別多，各區域的功能、物品及環境要求不同，需按區域分類制定整理、整頓、清掃標準，明確責任人，并形成規范化的檢查記錄表，避免缺項漏項；(2)平臺內部建立定期督查制度，對不符合標準的及時整改，適當與獎勵機制掛鉤，由領導帶頭重視清潔巡查，提高平臺人人參與的積極性。

結語

浙江大學微納加工平臺自2018年投入運行以來，每年加工測試樣品數量、校內外使用用戶數、設備數量及設備共享服務機時均有明顯提高。平臺自推行6S管理方法后實驗室潔凈等級得到有效保持，實驗環境有明顯改善，實驗物品擺放有序，標簽標志清晰明確，防護用具規范整齊，安全警示合理醒目。我們將繼續不斷完善并探索更加符合平臺實際的運行管理模式，確保平臺安全有序運行。