一、定義

　　潔凈室實驗室建設最主要之作用在于控制產品（如硅芯片等）所接觸之大氣的潔凈度日及溫濕度，使產品能在一個良好之環境空間中生產、制造，此空間我們稱之為潔凈室。按照國際慣例，無塵凈化級別主要是根據每立方米空氣中粒子直徑大于劃分標準的粒子數量來規定。也就是說所謂無塵并非100%沒有一點灰塵，而是控制在一個非常微量的單位上。當然這個標準中符合灰塵標準的顆粒相對于我們常見的灰塵已經是小的微乎其微，但是對于光學構造而言，哪怕是一點點的灰塵都會產生非常大的負面影響，所以在光學構造產品的生產上，無塵是必然的要求。

 

　　每立方米將小于0.3微米粒徑的微塵數量控制在3500個以下，就達到了國際無塵標準的A級。目前應用在芯片級生產加工的無塵標準對于灰塵的要求高于A級，這樣的高標主要被應用在一些等級較高芯片生產上。微塵數量被嚴格控制在每立方米1000個以內，這也就是業內俗稱的1K級別。

 

　　潔凈室用途主要有以下三個：

 

　　空氣潔凈室：已經建造完成并可以投入使用的潔凈室（設施）。它具備所有有關的服務和功能。但是，在設施內沒有操作人員操作的設備。

 

　　靜態潔凈室：各種功能完備、設定安裝妥當，可以按照設定使用或正在使用的潔凈室（設施），但是設施內沒有操作人員。

 

　　動態潔凈室：處于正常使用的潔凈室，服務功能完善，有設備和人員；如果需要，可從事正常的工作。

 

二、控管項目

1、能除去空氣中飄游之微塵粒子。

 

2、能防止微塵粒子之產生。

 

3、溫度和濕度之控制。

 

4、壓力之調節。

 

5、 有害氣體之排除。

 

6、結構物與隔間之氣密性。

 

7、靜電之防制。

 

8、電磁干擾預防。

 

9、安全因素之考慮。

 

10、節能之考量。

 

三、分類

亂流式(Turbulent Flow)

　　空氣由空調箱經風管與潔凈室內之空氣過濾器(HEPA)進入潔凈室，并由潔凈室兩側隔間墻板或高架地板回風。氣流非直線型運動而呈不規則之亂流或渦流狀態。此型式適用于潔凈室等級1,000-100,000級。

 

　　定義：氣流以不均勻速度不平行流動、伴有回流或渦流的潔凈室。

 

　　原理：亂流潔凈室靠送風氣流不斷稀釋室內空氣，將污染空氣逐漸稀釋，來實現潔凈的（亂流潔凈室一般設計在千級以上至30萬級凈化級別）。

 

　　特性：亂流潔凈室是靠多次換氣來實現潔凈與潔凈級別。換氣次數決定定義中的凈化級別（換氣次數越多，凈化級別越高）

 

　　（1）自凈時間：是指潔凈室按設計換氣次數開始送風到潔凈室，室內含塵濃度達到所設計的凈化級別的時間。 1,000級希望不超過20min(分鐘) (可取15min計算) 10,000級希望不超過30min(分鐘) (可取25min計算) 100,000級希望不超過40min(分鐘) (可取30min計算)

 

　　（2）換氣次數（按上述自凈時間要求設計）1,000級 43.5—55.3次/小時 (規范:50次/小時) 10,000級 23.8—28.6次/小時 (規范:25次/小時) 100,000級 14.4—19.2次/小時 (規范:15次/小時)

 

　　優點：構造簡單、系統建造成本，潔凈室之擴充比較容易，在某些特殊用途場所，可并用無塵工作臺，提高潔凈室等級。

 

　　缺點：亂流造成的微塵粒子于室內空間飄浮不易排出，易污染制程產品。另外若系統停止運轉再激活，欲達需求之潔凈度，往往須耗時相當長一段時間。

層流式(Laminar)

　　層流式空氣氣流運動成一均勻之直線形，空氣由覆蓋率100%之過濾器進入室內，并由高架地板或兩側隔墻板回風，此型式適用于潔凈室等級需定較高之環境使用，一般其潔凈室等級為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，由對邊墻壁之回風系統回風，塵埃隨風向排出室外，一般在下流側污染較嚴重。

 

　　優點：構造簡單，運轉后短時間內即可變成穩定。

 

　　缺點：建造費用比亂流式高，室內空間不易擴充。

 

(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生的塵埃可快速排出室外而不會影響其它工作區域。

 

　　優點：管理容易，運轉開始短時間內即可達穩定狀態，不易為作業狀態或作業人員所影響。

 

　　缺點：構造費用較高，彈性運用空間困難，天花板之吊架相當占空間，維修更換過濾器較麻煩。

復合式(Mixed Type)

　　復合式為將亂流式及層流式予以復合或并用，可提供局部超潔凈之空氣。

 

(1)潔凈隧道(Clean Tunnel)：以HEPA或ULPA過濾器將制程區域或工作區域100%覆蓋使潔凈度等級提高至10級以上，可節省安裝運轉費用。

 

　　此型式需將作業人員之工作區與產品和機器維修予以隔離，以避免機器維修時影響了工作及品質，ULSI制程大都采用此種型式。

 

　　潔凈隧道另有二項優點：A.彈性擴充容易； B.維修設備時可在維修區輕易執行。

 

(2)潔凈管道(Clean Tube)：將產品流程經過的自動生產線包圍并凈化處理，將潔凈度等級提至100級以上。因產品和作業員及發塵環境相互隔離，少量之送風即可得到良好之潔凈度，可節省能源，不需人工的自動化生產線為最適宜使用。藥品、食品業界及半導體業界均適用。

 

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

 

　　潔凈工作臺：等級Class 1~100級。

 

　　潔凈棚：為在亂流式之潔凈室空間內以防靜電之透明塑料布圍成一小空間，采用獨立之HEPA或ULPA及空調送風機組而成為一較高級之潔凈空間，其等級為10~1000級，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輪，可為彈性運用。