無塵室的特性和管理培訓課件

無塵室的特性和管理Ⅰ.CleanRoom的特性2無塵室的特性和管理何謂CleanRoom?CleanRoom的定義所謂的CleanRoom是完全沒有灰塵的房間。

也稱做清淨室。超高密度集積回路就像操作遺傳因子一樣，對於在處理細胞內很微小的遺傳因子的地方，環(huán)境條件的品質有很大的影響。

如此的地方，環(huán)境中存有一點的灰塵就會造成問題產生，連以肉眼看不到的灰塵都不能存在。

為了防止灰塵進入，從外部開始就要進行隔離，要進入的人員需在門外將灰塵清除之後才進入，且為了在裡面的人員不要產生灰塵需要穿上無塵服，以及為了清除灰塵必須設置所需要的設備。3無塵室的特性和管理CleanRoom的六個原則以下是CleanRoom的六個原則防止particle的侵入CleanRoom的六個原則防止particle的累積維持所需的溫濕度及室內壓清淨的空氣送風清除particle的產物防止particle的回收4無塵室的特性和管理

半導體

–晶片製造、處理，PHOTOLITHOGRAPHY,製造

IC晶片

電子機器

–磁性tape、SHADOWMASK

精密機械

–火箭零件,鐘錶,軸承,

儀器

光學機械

-lens,

直接回路mask,print板,film,

精密印刷

醫(yī)學

–特殊手術,一般手術,特殊治療,恢復室,新生兒室,藥劑室

藥品

–注射液，無菌動物,普通藥品,調藥process

食品

–釀造,發(fā)酵,乳製品,

食肉加工,麵糰

農林畜產

–姑類栽培,培養(yǎng)成長,養(yǎng)殖CleanRoom的活用領域CleanRoom的活用領域，精密產業(yè)以及需要無菌環(huán)境的產業(yè)。5無塵室的特性和管理清淨度換氣

回數(shù)(回/h)Class10020~600Class1,00050~70Class10,00030~40Class100,00020~30CleanRoom的各個

Class標準的

循環(huán)風量以下是依據(jù)CleanRoom清淨度的level，以小時為單位，循環(huán)換氣的回數(shù)6無塵室的特性和管理Room壓力差

(mmAq)其他清淨度

Class

CleanRoom20~600CleanRoom

與CleanRoom

走道,SmockRoom50~70CleanRoom

走道,SmockRoom與一般室走道30~40CleanRoom

與一般室20~30CleanRoom的各室之間所需的壓力差以下是CleanRoom內部各室之間所需的壓力差7無塵室的特性和管理1feet1feet1feet1cubicfeet有關CleanRoom的用語※何謂

CleanClass?1立方feet(1cubicfeet,1ft3,CFT)的空氣中

依據(jù)包含

0.5?以上的

最大容許量的

particle數(shù)所形成的清淨度

Level.例如)Class100:1cubicfeet空氣中

0.5?以上的particle數(shù)

100個以下的清淨空間8無塵室的特性和管理1.清淨(clean):沒有灰塵與污染物之乾淨狀態(tài)

2.清淨度(Cleanness):就空間的空氣中包含一定量的灰塵與污染物的程度而言

一般指，

標示1ft3體積的空氣所包含的灰塵的數(shù)量3.清淨等級(CleannessClass)為了區(qū)別清淨室的清淨度的規(guī)定4.污染(Contamination):指所有導致工程、產品機能及信賴性缺陷之物質

5.灰塵(Particle):清淨室內所有存在的灰塵

6.清淨室(CleanRoom):清除灰塵的管理，維持乾淨的Room

7.無塵服(Smock,CleanRoomGarment):為了不讓人員身體上所產生的灰塵在清淨室內掉落所穿的衣服。

8.良率(Yield):生產完成的產品中良品所佔的比率9.管理清淨度

:清淨室的使用者在清淨室運作中，防止產品與其他物的污染之管理有關CleanRoom的用語9無塵室的特性和管理10.清淨室施工完成狀態(tài)(As-BuiltCleanRoom):清淨室可以正常運轉，無生產設備，也沒有作業(yè)人員之狀態(tài)

11.

清淨室生產設備完成狀態(tài)

(At-RestCleanRoom):清淨室設備可以正常運轉，有生產設備但沒有作業(yè)人員之狀態(tài)12.清淨室操作狀態(tài)(OperationalCleanRoom):清淨室設備可以正常運轉，生產設備可以開始運作，也有作業(yè)人員之狀態(tài)13.清淨度Monitoring(CleannessMonitoring):要定期測定/評價清淨室內的特定位置或是特定空間的清淨度14.測定點

:評價清淨室內的性能時，所要測定的清淨室的空間位置有關CleanRoom的用語10無塵室的特性和管理CleanRoom事例奈米pap

CleanRoom半導體工程11無塵室的特性和管理CleanRoom事例手術房LED照明用半導體CleanRoom12無塵室的特性和管理Class10,000食品公司CleanRoom事例13無塵室的特性和管理CleanRoom的分類CleanRoom的種類，按照室內清淨度、

氣流pattern、

控管對象、

天花板高度、

構造上的特徵與

CleanRoom的平面規(guī)劃

CleanRoom的清淨度

依照CleanRoom的規(guī)格，有

Class1,10,100,1000,10000,100000等分類氣流pattern

室內氣流，按照層流分類有層流式與亂流式

控管對象

專門去除空氣中懸浮灰塵的工業(yè)用

CleanRoom,以及專門去除懸浮微生物的生物CleanRoom，此兩種分類。

天花板高度

天花板高度

3m以下的稱為LowBay,超過3m稱為HighBay，此兩種分類。CleanRoom的平面規(guī)劃

建築結構體的送風設備是永久性組合稱為

HardWall式,以及另一種的

Unit

式，此兩種分類。14無塵室的特性和管理產業(yè)用

CleanRoom(ICR)有產品品質問題與信賴性問題的工程，需要維持清淨環(huán)境的管理電子工業(yè)、精密機械工業(yè)等

因為尖端產業(yè)的發(fā)達，生產產品時要求精密化、微小化、高品質化與高信賴性。電子工廠、film工廠及精密機械工廠，在製造生產中因室內的

懸浮particle黏附在產品上，而造成產品不良，成為生產合格產品的阻礙因素，因為對產品的信賴性以及生產成本有巨大的影響，工廠全部，或是對於重要的作業(yè)部分，需要有維持環(huán)境清潔的因應。

如此目的的清淨空間稱為

IndustrialCleanRoom---即非常嚴格要求清淨的狀態(tài)。15無塵室的特性和管理產業(yè)專用

CleanRoom的清淨度以下是依據(jù)產品的精密度所需的環(huán)境清淨度產業(yè)清淨度VLSI製造Class1~10LSI,IC製造~Class00LSI,IC組合Class1,000~10,000CompactdiscClass100~10,000印刷基版製造Class1,000~10,000磁性

TapeClass100~10,000磁性discClass100~100,000精密gyroClass100~10,000Laser測試室Class100~10,000精密電力儀器Class100~10,00016無塵室的特性和管理生物專用

CleanRoom

(BCR)抑制菌的擴散與滲透所需的空間

CleanRoom

製藥工廠、食品工廠、醫(yī)院手術房，為了防止產品污染、防止變質以及防止患者感染，需要要求幾乎無菌的狀態(tài)。雖然一般的細菌可以經由高性能的過濾器去除，但是病毒

比細菌還小，所以不容易去除。大部分的細菌或是病毒是附在懸浮的particle上，所以藉由去除空氣中的particle，就可以將細菌都清除?？梢越逵勺贤饩€或是鹽化鋰去除空氣中的細菌，雖然具有殺菌效果，但近來，經由高性能的Filter，就可以淨化空氣，保持幾乎無菌的狀態(tài)。這就是所謂的抑制菌的擴散與滲透的清淨空間---BiologicalCleanRoom。17無塵室的特性和管理生物專用

CleanRoom的清淨度以下是依據(jù)產業(yè)所需之生物專用

CleanRoom的

清淨度分類產業(yè)清淨度無菌手術房Class100TissueBankClass100恢復室Class100一般手術房Class10,000~100,000無菌病房Class10,000~100,000無菌動物飼育室Class100動物飼育室Class10,000~100,000微生物實驗室Class1,000~10,000藥品製造Class1,000~10,000化妝品製造Class100乳品製造Class100

~10,00018無塵室的特性和管理CleanRoom的方式CleanRoom的方式，原則上依照室內的氣流可分成Nonlaminarairflow方式以及Laminarairflow方式。依照建築方法，現(xiàn)場施工的設施建築可分成永久性的HardWall

型與可移動的unit型。方式的選定，可藉由check所需要的清淨度、運轉管理、設備費用等來決定。

最近的趨勢，大多採用以上兩種型式能互相搭配的方式。(例如

:Cleanbench,Cleanbooth等)所需要的空氣清淨度CleanRoom方式需要高清淨度(Class1,10)垂直層流方式整體需要

Class100垂直/水平層流方式只有上流層需要

Class100水平層流方式一部份需要

Class

100亂流方式(CleanBooth方式的

並用)需要以上以外的清淨度亂流方式19無塵室的特性和管理亂流方式

CleanRoom(TurbulentFlow,非單一方向氣流)非層流方式的CleanRoom稱作亂流方式，藉由使用空調設備的

HEPAfilter擁有清淨的空間。此方式的室內氣流是呈漩渦分散，所以在室內產生的particle會漂浮上去稀釋之後排出。

因此，要維持高清淨度是不容易，

此清淨度，在美國聯(lián)邦

209B稱為

Class10,000-100,000。

換氣回數(shù)是

20～80回/hr,使用HEPABox或是

BFU(BlowerFilterUnit)

是從空調機

MakeUp

的空氣取出，讓維持清淨所需的風量循環(huán)。此方式的

CleanRoom

在同一的室內條件裡，

即使換氣回數(shù)是

80回以上

(例如，100回/hr)

也不會增加清淨度的提升效果。

20無塵室的特性和管理

[特徵]-結構簡單,設備費用價廉

-按照室內的結構與設備裝置，在天花板設置

ReturnBox，

在室內設置

Return風度，讓空氣循環(huán)

-要擴張Room相對容易(但,在AHU容量範圍之內)

-使用CleanBench，能形成局部的高清淨度

-容易發(fā)生渦流或是氣流的混亂，以及會發(fā)生污染的particle在室內循環(huán)的情況。

亂流方式

CleanRoom(TurbulentFlow,非單一方向氣流)21無塵室的特性和管理層流方式

CleanRoom(LaminarFlow,單一方向氣流)垂直層流方式是清淨空氣從天花板所裝置的

HEPAfilter層開始往地板的格子面垂直流出。以此方式，在室內所產生的particle會往下流移動

，因為在室內排出，所以與非層流方式一樣，particle不會在室內滯留、堆積。因為有天花板的照明器具以及室內的器具等，無法形成完全的層流狀態(tài)，但是卻有能將particle清除乾淨的方法，那就是

Class100。

從天花板噴出風速是

0.5m/s，換氣回數(shù)是

200-300回/H以上就可以做到。

因為

Return的空氣一部份回到空調，所以要盡可能讓空氣循環(huán)，如此一來也可以降低建築費用。

垂直層流方式22無塵室的特性和管理層流方式

CleanRoom(LaminarFlow,單一方向氣流)水平層流方式是從牆壁上所設置的

HEPAfilter層開始往對面牆方向，將清淨空氣以水平方向流出。水平層流方式的

HEPAfilter層的下流作業(yè)位置上，

雖能擁有Class100的清淨度，但是越往下流流動，在上流產生的污染物的影響下，會發(fā)生高濃度的情況。

所以在牆壁面噴出的風速

0.5m/s

以及換氣回數(shù)

200-300回/H以上就可以避免。

因此，與垂直層流方式一樣，要常常讓Clean

Room內部的空氣循環(huán)。水平層流方式23無塵室的特性和管理SuperCleanRoom_1/6在SuperCleanRoom採用的方式具有之前說明的各種

CleanRoom方式中的基本VerticalLaminarFlow的型態(tài),另外再採用按照空氣的循環(huán)型態(tài)以及溫濕度的控制方式的幾種

System。

近來，國內外最常採用的

SuperCleanRoom方式有

OpenBay方式,FanFilterUnit方式,CleanTunnelModule方式等?；旧?/p>

AllDownFlow方式的一種循環(huán)

Fan(

D.F.U)設置在

ReturnPlenum

內，讓空氣循環(huán),並依照清淨度，

適當?shù)嘏渲肍ilter與

Blindpanel，以維持清淨的空間。在循環(huán)

Fan前後需要設置吸音設備以降低噪音及震動。

為了抑制內部發(fā)熱，要設置Drycoil

來處理。

對於導入的外氣，要設置外氣處理用的空調機?？刂剖覂鹊铰饵c溫、濕度為止之後，讓

ReturnPlenum開始運作。1.OpenBay方式-變更Layout有其限制。對於風量的變更是有限界，所以清淨度的變換有限制

。

需要Fan的吸音設備。

對於間歇性的

CleanRoom，要對應運轉時間不容易。

施工容易。

循環(huán)

Fan故障時，整體的風速會降低，導致清淨度會降低。

OpenBay方式的特徵24無塵室的特性和管理SuperCleanRoom_2/625無塵室的特性和管理因為FanFilterUnit採用個別方式的垂直層流型system，所以沒有設置為了ReturnAir的空調機，只有

FFU，進行循環(huán)，是一種很經濟的

CleanRoom方式。為了抑制內部發(fā)熱，要設置Drycoil

來處理。

對於導入的外氣，要另外設置外氣處理專用的空調機?？刂剖覂鹊铰饵c溫、濕度為止之後，讓

ReturnPlenum開始運作。2.FFU(FanFilterUnit)方式-可以自由變更Layout。

-可以自由變換清淨度。-Filter上部的污染源不可以流入

CleanRoom裡。依照中央集中式管理的風速控管與

對數(shù)控管，對於「維持管理」會比較容易。

-按照Unit1，能產生多樣式的氣流。

因為低噪音，所以不需要吸音設備，能減少工程費用。

-既有的建築物如有適當?shù)母叨鹊脑?，就可以裝置設備

施工期間短-從小規(guī)模

CleanRoom到大規(guī)模

CleanRoom能有多樣化運用。FFU(FanFilterUnit)方式特徵SuperCleanRoom_3/626無塵室的特性和管理SuperCleanRoom_4/627無塵室的特性和管理SuperCleanRoom_6/629無塵室的特性和管理SMIF&FIMSSystemSMIF(StandardMechanicalInterFace)&

FIMS(Front-OpeningInterfaceMechanicalStandard)系統(tǒng)，在

整體

CleanRoom當中，要求對露光與蝕刻等裝置之超清淨的環(huán)境，藉由一部份空間以

Class1以下維持超清淨狀態(tài)，如此能夠大大提升整體

CleanRoom設備的使用效率。次世代

CleanRoom的設備會設置在各各核心的半導體設備上，就是所謂的超小型

CleanRoom裝備(MiniEnvironment),組成密閉型晶片容器(Pod/FOUP),密閉型晶片容器開閉裝備(Indexer/Opener),以及移送晶片專用的robot系統(tǒng)

等。SMIF&FIMSSystem-進行晶片工程，能最小化空間，藉由維持局部的高清淨度，根本性切斷外部環(huán)境所產生的污染

-改善半導體的收益率與

收益性減少設備與

Running的Cost-維持Chamber內氣流的平均分佈

SMIF&FIMSSystem的特徵30無塵室的特性和管理比較各個CleanRoom方式_1/2項目垂直層流方式水平層流方式亂流方式CleanTubeCleanTunnel清淨度Class1~100Class100Class1,000~100,000Class1Class1~100作業(yè)中

清淨度作業(yè)人員的影響小上流振動對下流有影響作業(yè)人員會有影響作業(yè)人員不會有影響作業(yè)人員的振動

影響最小設備費高中低低中運轉費用高中低低中維修容易困難容易困難困難維持管理容易容易容易困難容易擴展性困難困難可能性困難容易精密控制為了控管整體室內會稍微不均衡上流振動對下流有影響有不均衡維持高清淨度比操作有更高的精密度控管31無塵室的特性和管理項目垂直層流方式水平層流方式亂流方式CleanTubeCleanTunnel系統(tǒng)比較各個CleanRoom方式_2/232無塵室的特性和管理CleanRoom構造要求事項項目要求部分要求內容天花板牆壁地板耐荷重性O重量材料不能損壞，以大型車輛運行時不能掉落耐震性OOO地震等的振動時，有其安全構造,以及不要失去平衡氣密性OOO對於內部的壓力要維持其氣密性,對外部灰塵有防止效果的結構耐壓性OOO對一般的壓力，不會變形的結構耐衝擊性O落下所造成的衝擊，不會發(fā)生分裂、分解或脆裂

隔熱性OOO維持溫濕度，沒有結露問題之隔熱性構造遮音性OOO在內外部所產生的聲音不容易穿透的構造防火性OOO依照建築標準法、消防法的構造居住性OOO地板不會滑，色調及天花板的高度不會有壓迫感吸音性OOO所產生的聲音不會有回音的構造33無塵室的特性和管理34CleanRoom設置裝備_1/5裝備名稱內容PictureAirShower進入CleanRoom時，為了防止外部的污染物質流入，要設置

25m/SEC以上的

清淨空氣機阻斷微塵/

微生物流入

CleanRoom的

CLEANUP裝置。PassBox為了一方面能維持CleanRoom內部的清淨度，一方面能方便從外部搬進與搬出物品的

CLEANUNIT。PASSBOX是

CleanRoom與非

CleanRoom的邊界之設施，以防止污染空氣的混入。34無塵室的特性和管理裝備名稱內容PictureHEPAFilterUnit亂流型

CleanRoom或是

CLEANBOOTH的

CLEANUNIT設置。

不只有在

CleanRoom的天花板設置，

擴散在四方的UNIT之間

設置，看起來就變小了。因為能以小的設置COVER

大的面積，所以能夠節(jié)省空調

DUCT與

UNIT的設置費用。設置FAN，讓室內空氣能自行循環(huán)，且能夠訂做在空調

DUCT設置具有冷暖房的CLEANUNIT

。

ReliefDamper經由維持室內的一定壓力，控管空氣的流動方向，控制室內外以及與鄰近房間的壓力差的機器，可以防止室外污染空氣污染

CleanRoom。

CleanRoom設置裝備_2/535無塵室的特性和管理36裝備名稱內容PictureCleanLocker(SmockRoom)在要求高清淨度的

CleanRoom，因為衣服的污染是particle與

bacteria

的起源，所以需要維持保管場所的清淨度。以更衣室為中心，適當配置廁所,作業(yè)鞋,殺菌盒,AIRShower等的

CleanLocker是

CleanRoom裡最能夠抑制particle之重要設備。CleanUnitCLEANUNIT是

HEPAFilter與

Fan的

送風部分，是以Package型所製造的空氣清淨機。

可以維持Class1000，適合實驗室、手術室、無菌室使用。

考慮到RoomSpace，能夠以最淺的深度製作，最能善用室內的活用空間。

CleanRoom設置裝備_3/536無塵室的特性和管理37裝備名稱內容PictureCleanBooth在CleanRoom裡部分要求高清淨度(CLASS10-1,000)的區(qū)域使用，有天花板固定式與移動式兩種。

AirControlUnit裝置高性能

Filter，傑出的集塵效果與控制溫濕度，是

CleanRoom專用的

恆溫恆濕機。

CleanRoom設置裝備_4/537無塵室的特性和管理裝備名稱內容PictureCleanBench在局部的空間

Class100以下的空氣是以

0.5m/s風速流動，維持作業(yè)空間

Class100以下的無塵無菌的狀態(tài)。

氣流水平型

–從作業(yè)空間上方的氣流

向作業(yè)人員的正面水平方向Flow。氣流垂直型

–氣流從作業(yè)面上方垂直

Flow，設置正面的SlideDoor，以維持內部經常性壓力

，也可以防止污染的空氣流入。

氣流循環(huán)型

–已經Clean的空氣

，作業(yè)時藉由持續(xù)在下方循環(huán)的TypeHEPAFilter的壽命會延長。作業(yè)時使用，可以防止灰塵產生，但是作業(yè)時內部的溫濕度可能會上升。CleanRoom設置裝備_5/538無塵室的特性和管理CleanRoom規(guī)格以ICR(工業(yè)用CleanRoom)的規(guī)格，

1963年制定

美國聯(lián)邦規(guī)格

209B(FederalStandard209B)。

除了清淨度以外，依據(jù)壓力、氣流速度、溫度、濕度、照度

制定規(guī)格。FS209是1988年的

209D與1992年的

209E數(shù)次變更而成。其他國家參考

FS209，採用自訂的規(guī)格。在日本

，1?的空氣中包含粒子徑

0.1?以上的粒子數(shù)以

10的平方

來標示指數(shù)

(10N/?的

N)

Class

。

關於1999年發(fā)表清淨度的國際規(guī)格

ISO14644，是邁向統(tǒng)一世界規(guī)格的一步。

參考美國聯(lián)邦規(guī)格

FED209E，採用自訂的規(guī)格，1999年

所發(fā)表的ISO14644

制定為世界規(guī)格

39無塵室的特性和管理按照清淨度等級的規(guī)格_美國聯(lián)邦規(guī)格依據(jù)GSA(GeneralServicesAdministration)

所制定的美國聯(lián)邦規(guī)格，

從209開始到最新的

209E，已經有做修訂。

1963年

12月發(fā)表

F.S209,1966年

8月發(fā)表

209A,1973年

4月發(fā)表

209B,1987年

10月發(fā)表

209C,1988年

6月發(fā)表

209D,1992年發(fā)表

209E。以下是聯(lián)邦規(guī)格裡所規(guī)定的

ClassLimit的

定義。

(NA:NotApplication)Class測定粒徑(?)0.10.20.30.551357.531NA10350753010NA100NA750300100NA1,000NANANA1,000710,000NANANA10,00070100,000NANANA100,000700(粒子數(shù):/ft3)40無塵室的特性和管理清淨度測定規(guī)格標準