一、定義

　　潔凈室實(shí)驗(yàn)室建設(shè)最主要之作用在于控制產(chǎn)品（如硅芯片等）所接觸之大氣的潔凈度日及溫濕度，使產(chǎn)品能在一個(gè)良好之環(huán)境空間中生產(chǎn)、制造，此空間我們稱之為潔凈室。按照國際慣例，無塵凈化級(jí)別主要是根據(jù)每立方米空氣中粒子直徑大于劃分標(biāo)準(zhǔn)的粒子數(shù)量來規(guī)定。也就是說所謂無塵并非100%沒有一點(diǎn)灰塵，而是控制在一個(gè)非常微量的單位上。當(dāng)然這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中符合灰塵標(biāo)準(zhǔn)的顆粒相對(duì)于我們常見的灰塵已經(jīng)是小的微乎其微，但是對(duì)于光學(xué)構(gòu)造而言，哪怕是一點(diǎn)點(diǎn)的灰塵都會(huì)產(chǎn)生非常大的負(fù)面影響，所以在光學(xué)構(gòu)造產(chǎn)品的生產(chǎn)上，無塵是必然的要求。

 

　　每立方米將小于0.3微米粒徑的微塵數(shù)量控制在3500個(gè)以下，就達(dá)到了國際無塵標(biāo)準(zhǔn)的A級(jí)。目前應(yīng)用在芯片級(jí)生產(chǎn)加工的無塵標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于灰塵的要求高于A級(jí)，這樣的高標(biāo)主要被應(yīng)用在一些等級(jí)較高芯片生產(chǎn)上。微塵數(shù)量被嚴(yán)格控制在每立方米1000個(gè)以內(nèi)，這也就是業(yè)內(nèi)俗稱的1K級(jí)別。

 

　　潔凈室用途主要有以下三個(gè)：

 

　　空氣潔凈室：已經(jīng)建造完成并可以投入使用的潔凈室（設(shè)施）。它具備所有有關(guān)的服務(wù)和功能。但是，在設(shè)施內(nèi)沒有操作人員操作的設(shè)備。

 

　　靜態(tài)潔凈室：各種功能完備、設(shè)定安裝妥當(dāng)，可以按照設(shè)定使用或正在使用的潔凈室（設(shè)施），但是設(shè)施內(nèi)沒有操作人員。

 

　　動(dòng)態(tài)潔凈室：處于正常使用的潔凈室，服務(wù)功能完善，有設(shè)備和人員；如果需要，可從事正常的工作。

 

二、控管項(xiàng)目

1、能除去空氣中飄游之微塵粒子。

 

2、能防止微塵粒子之產(chǎn)生。

 

3、溫度和濕度之控制。

 

4、壓力之調(diào)節(jié)。

 

5、 有害氣體之排除。

 

6、結(jié)構(gòu)物與隔間之氣密性。

 

7、靜電之防制。

 

8、電磁干擾預(yù)防。

 

9、安全因素之考慮。

 

10、節(jié)能之考量。

 

三、分類

亂流式(Turbulent Flow)

　　空氣由空調(diào)箱經(jīng)風(fēng)管與潔凈室內(nèi)之空氣過濾器(HEPA)進(jìn)入潔凈室，并由潔凈室兩側(cè)隔間墻板或高架地板回風(fēng)。氣流非直線型運(yùn)動(dòng)而呈不規(guī)則之亂流或渦流狀態(tài)。此型式適用于潔凈室等級(jí)1,000-100,000級(jí)。

 

　　定義：氣流以不均勻速度不平行流動(dòng)、伴有回流或渦流的潔凈室。

 

　　原理：亂流潔凈室靠送風(fēng)氣流不斷稀釋室內(nèi)空氣，將污染空氣逐漸稀釋，來實(shí)現(xiàn)潔凈的（亂流潔凈室一般設(shè)計(jì)在千級(jí)以上至30萬級(jí)凈化級(jí)別）。

 

　　特性：亂流潔凈室是靠多次換氣來實(shí)現(xiàn)潔凈與潔凈級(jí)別。換氣次數(shù)決定定義中的凈化級(jí)別（換氣次數(shù)越多，凈化級(jí)別越高）

 

　　（1）自凈時(shí)間：是指潔凈室按設(shè)計(jì)換氣次數(shù)開始送風(fēng)到潔凈室，室內(nèi)含塵濃度達(dá)到所設(shè)計(jì)的凈化級(jí)別的時(shí)間。 1,000級(jí)希望不超過20min(分鐘) (可取15min計(jì)算) 10,000級(jí)希望不超過30min(分鐘) (可取25min計(jì)算) 100,000級(jí)希望不超過40min(分鐘) (可取30min計(jì)算)

 

　　（2）換氣次數(shù)（按上述自凈時(shí)間要求設(shè)計(jì)）1,000級(jí) 43.5—55.3次/小時(shí) (規(guī)范:50次/小時(shí)) 10,000級(jí) 23.8—28.6次/小時(shí) (規(guī)范:25次/小時(shí)) 100,000級(jí) 14.4—19.2次/小時(shí) (規(guī)范:15次/小時(shí))

 

　　優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、系統(tǒng)建造成本，潔凈室之?dāng)U充比較容易，在某些特殊用途場(chǎng)所，可并用無塵工作臺(tái)，提高潔凈室等級(jí)。

 

　　缺點(diǎn)：亂流造成的微塵粒子于室內(nèi)空間飄浮不易排出，易污染制程產(chǎn)品。另外若系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)再激活，欲達(dá)需求之潔凈度，往往須耗時(shí)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間。

層流式(Laminar)

　　層流式空氣氣流運(yùn)動(dòng)成一均勻之直線形，空氣由覆蓋率100%之過濾器進(jìn)入室內(nèi)，并由高架地板或兩側(cè)隔墻板回風(fēng)，此型式適用于潔凈室等級(jí)需定較高之環(huán)境使用，一般其潔凈室等級(jí)為Class 1~100。其型式可分為二種：

 

(1)水平層流式：水平式空氣自過濾器單方向吹出，由對(duì)邊墻壁之回風(fēng)系統(tǒng)回風(fēng)，塵埃隨風(fēng)向排出室外，一般在下流側(cè)污染較嚴(yán)重。

 

　　優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)后短時(shí)間內(nèi)即可變成穩(wěn)定。

 

　　缺點(diǎn)：建造費(fèi)用比亂流式高，室內(nèi)空間不易擴(kuò)充。

 

(2)垂直層流式：房間天花板完全以ULPA過濾器覆蓋，空氣由上往下吹，可得較高之潔凈度，在制程中或工作人員所產(chǎn)生的塵埃可快速排出室外而不會(huì)影響其它工作區(qū)域。

 

　　優(yōu)點(diǎn)：管理容易，運(yùn)轉(zhuǎn)開始短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，不易為作業(yè)狀態(tài)或作業(yè)人員所影響。

 

　　缺點(diǎn)：構(gòu)造費(fèi)用較高，彈性運(yùn)用空間困難，天花板之吊架相當(dāng)占空間，維修更換過濾器較麻煩。

復(fù)合式(Mixed Type)

　　復(fù)合式為將亂流式及層流式予以復(fù)合或并用，可提供局部超潔凈之空氣。

 

(1)潔凈隧道(Clean Tunnel)：以HEPA或ULPA過濾器將制程區(qū)域或工作區(qū)域100%覆蓋使?jié)崈舳鹊燃?jí)提高至10級(jí)以上，可節(jié)省安裝運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。

 

　　此型式需將作業(yè)人員之工作區(qū)與產(chǎn)品和機(jī)器維修予以隔離，以避免機(jī)器維修時(shí)影響了工作及品質(zhì)，ULSI制程大都采用此種型式。

 

　　潔凈隧道另有二項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：A.彈性擴(kuò)充容易； B.維修設(shè)備時(shí)可在維修區(qū)輕易執(zhí)行。

 

(2)潔凈管道(Clean Tube)：將產(chǎn)品流程經(jīng)過的自動(dòng)生產(chǎn)線包圍并凈化處理，將潔凈度等級(jí)提至100級(jí)以上。因產(chǎn)品和作業(yè)員及發(fā)塵環(huán)境相互隔離，少量之送風(fēng)即可得到良好之潔凈度，可節(jié)省能源，不需人工的自動(dòng)化生產(chǎn)線為最適宜使用。藥品、食品業(yè)界及半導(dǎo)體業(yè)界均適用。

 

(3)并裝局部潔凈室(Clean Spot)：將潔凈室等級(jí)10,000~100,000之亂流潔凈室內(nèi)之產(chǎn)品制程區(qū)的潔凈度等級(jí)提高為10~1000級(jí)以上，以為生產(chǎn)之用；潔凈工作臺(tái)、潔凈棚、裝配式潔凈室、潔凈衣柜即屬此類。

 

　　潔凈工作臺(tái)：等級(jí)Class 1~100級(jí)。

 

　　潔凈棚：為在亂流式之潔凈室空間內(nèi)以防靜電之透明塑料布圍成一小空間，采用獨(dú)立之HEPA或ULPA及空調(diào)送風(fēng)機(jī)組而成為一較高級(jí)之潔凈空間，其等級(jí)為10~1000級(jí)，高度在2.5米左右，覆蓋面積約10m2以下，四支支柱并加裝活動(dòng)輪，可為彈性運(yùn)用。