無塵室系統(Clean Room Systems) 一、無塵室簡介

卻以符合無塵室的需求，13.5℃冷水即是負責將回風冷卻之功能。

13.5℃冷水之來源有兩種，一為之皆由Chiller產生，另一方式為4.5

℃與13.5℃做熱交換而得。

九、36.5℃溫水(36.5℃ warm water):

36.5℃溫水之主要用途在於提供熱源以供給MAU，AHU 之空 氣加熱以及DI，City Water之加溫。經MAU/ AHU冷卻盤管之空氣 已經降至露點(Dew Point)以下，送至使用場所前需先將溫度調高 至約18℃，36.5℃溫水盤管即負責此一功能，此外，DI以及City Water 則是因為需要控制供應溫度而需以36.5℃溫水加溫。36.5℃

溫水之來源為Chiller 之熱回收，此設計不但可節能也可節省 Chiller 冷卻水之用量。

十、乾燥蒸氣(Dry Steam):

乾燥蒸氣之主要用途在於提供濕源以供給MAU/AHU 加濕之 用. 當冬季外氣過於乾燥時，送入無塵室或使用場所之空氣，需要 噴入乾燥蒸氣以增加空氣之溼度，防止工作場所過度乾燥造成人 體不舒服或靜電過高造成電子產品損壞。乾燥蒸氣之來源為，185

℃過熱水與DI Water 熱交換得到蒸氣，再經除濕而得。

3.2.4 無塵室系統(Clean Room Systems)

間就是無塵室(Clean Room)，無塵室或潔淨室的形成，主要是利用 強迫循環空調系統，配合多層次的精密濾網，排除空氣中之微粒 或其它污染物，並將溫濕度控制在合適的範圍內。無塵室是半導 體工業、醫學、生化科技等不可或缺之重要設施。

根據美國聯邦標準209D 潔淨室規格，所謂Class10,000之無塵 室，係指1立方英呎之空氣中，超過0.5 micron之微粒不超過10000 顆，以此類推。由於高科技產業製品之線寬要求已經趨向於次微 米及奈米，某些先進製程之無塵室之已經以0.1 micron 當成微粒潔 淨室規格，以達到真正潔淨的要求.依據Air Flow Type分類，常見 之無塵室可分為：

（一）垂直層流型：Down (Vertical Flow) Type

潔淨之氣流由上方吹出，經下方空心樓板回風處理，循環使 用。潔淨度可達 1 或 10 級。氣流為層流行態，帶走 particles 之效 率佳。

（二）平層流型：Cross (Horizontal Flow) Type

潔淨之氣流由側邊吹出，經另一側回風處理，循環使用，潔 淨度可達 100 或 1000 級。氣流亦為層流，帶走 particles 之效率佳。

（三）紊流型：Conventional (Turbulent Flow) Type

潔淨之氣流由上方吹出， 經一側下方回風處理，循環使用，

潔淨度可達 1000 級以上，氣流為紊流行態，氣流易發生迴旋停滯，

故帶走 particles 之效率較差。

二、無塵室設施及功能

（一）空氣調節系統：Air Condition Systems

無塵室空氣調節系統的主要用途是提供無塵室空氣之補氣，

溫度控制,溼度控制，空氣強制循環，去除微粒等功能，以使無塵 室環境保持在設定的標準。無塵室空調系統主要的設施有外氣空 調箱，MAU (Make-up Air Unit)、垂直層流風機或風機過濾組、VLF or FFU (Vertical Laminar Flow Fan or Fan FilterUnit)、高效率過濾網 及超高效率過濾網、HEPA/ ULPA (High EfficiencyParticulate Air Filter, Ultra-Low Penetration Air Filter)、冷卻乾盤管、Dry Coil 等。

Clean room 內部有很多種潔淨等級，最基本的原則是較潔淨 區域之壓力必須比較不潔淨區域高，藉由 HEPA/ ULPA 或 FFU 的 數量即可調整不同區域之壓差。而無塵室內之環境必須儘可能維 持衡溫衡濕，以符合製程設備，工作人員及製程的要求，另一方 面，相對濕度太低會有靜電問題，一般而言溫度控制約 22.0± 1.0

℃，相對濕度約 45 ± 5%, 即可符合無塵室環境需求。在風速控制 方面，垂直層流式 Clean room (等級在 class1-100 以下)，其氣流 為由上而下，通過 HEPA 之風速不可超過 0.5m/s，若風速過大，

則氣流容易產生亂流(turbulent)而導致空氣迴旋滯留現象無法順利 的將 particles 帶走，而 HEPA/ULPA 為半導體 class100 以上超潔 淨無塵室所用，在額定風量中，對粒徑 0.3 微米的粒子可收集 99.99%以上的粉塵，ULPA 可收集 99.9995%以上的粉塵, 其初期 壓力損失約在 25.4 mmAq 以下。

（二）無塵室內裝：Clean Room Decoration

Clean Room Decoration 無塵室內裝的主要用途是提供無塵室 環境為抗靜電、氣密性、高荷重、低公差、耐腐蝕、高隔熱、高

隔音、高防火性、易拆卸等特性的工作空間。主要的構成元件有 高 架 地 板 ( Raised Floor) 、 隔 間 牆 / 庫 板 (Clean RoomWall/

Partition)、格子天花板(Ceiling Grid)。對於高架地板之要求為負重 能力、導電度、開口面積率及尺寸公差(容許公差±0.2mm)。 對於 隔間庫板之要求為抗靜電、耐腐蝕性耐熱性、成型性、易拆卸、

防火等級高等。對於天花板之要求為負重能力、抗靜電及氣密性。

一般半導體無塵室內之建材皆為抗靜電，即加入導電材料，使靜 電 不 致 積 聚 。 例 如 高 架 地 板 之 導 電 度 一 般 皆 控 制 在 5000k~

500000K 歐姆之間。

（三）靜電消除器：Ionization

主要用途是在無塵室內產生正負離子，以中和滯留於人體、

製品、設備、元件的靜電。靜電會造成半導體電子元件破壞、吸 附粉塵及尖端放電而產生火花、造成可燃性氣體之爆炸等。無塵 室環境之 ESD 規範為 200V，為防止靜電破壞無塵室製品及保障 人員安全，裝置靜電消除器，消除無塵室靜電已成為必要規範。

（四）洗手台/ 空氣除塵浴/ 傳遞箱：Hand Washer/ Air Shower/ Pass Window

洗手台/ 空氣除塵浴兩種設備的主要用途是提供人員進入無 塵室的清潔設施。人員進入無塵室前要先洗手並烘乾，穿上無塵 衣戴上手套後經過空氣除塵浴吹淨身上之灰塵才能進入無塵室。

傳遞箱之功能在於傳遞無塵室內外或不同潔淨等級區域之物品，

以防止無塵室內之污染。傳遞箱分內外雙面門，裝有連鎖裝置，

不能同時開啟，可將物品傳遞所造成之污染控制在最小的範圍之 內。

（五）無塵室安全設施：Clean Room Safety Systems

由於無塵室是一座封閉的工作場所，內部又充滿了高危險性 的氣體,化學品以及高價值的設備及製品，無塵室的安全設施成了 保障工作人員及昂貴財產的必要設施。這些必要設施包括消防設 施如：偵煙器、 消防栓、自動灑水器、CO2 滅火器、緊急照明 燈、方向指示燈、出口標示燈、廣播喇叭、緊急排煙設施、緊急 逃生門等，以及緊急安全設施如：緊急沖身洗眼器、人員防護裝 備、洩漏偵測設施、影像監控設施等。

（六）無塵室品質監控系統： Clean Room Quality Monitor System 無塵室品質監控系統的目的在於監控無塵室之基本運轉狀 態，使無塵室之品質保持於規範之內。常見之品質監控系統有微 塵(Particle)、溼度(Humility)、溫度(Temperature)、靜電(ESD)、差 壓(Differential pressure)、露點((Dew point)等。這些監測點分布於 無塵室各處，以及時監控方式，使整體無塵室品質合於各分區之 規範。

（七）排氣與除害系統： Process Exhaust Systems and Calamity Exhaust 無塵室的排氣與除害系統的主要用途在於去除並處理無塵室 製程/ 活動所產生的有害氣體，或緊急時能將有害氣體立即排除。

主要之設施有酸性排氣及洗滌設施(Acid Exhaust & Scrubber)、鹼 性排氣及洗滌設施(CausticExhaust & Scrubber)、溶劑排氣及吸附燃 燒設施(Solvent Exhaust & Absorber,VOC)、一般熱排氣(General Exhaust)、矽烷排氣(Silane Exhaust)、毒性排氣(Toxic Exhaust)、緊 急排氣風車(Scram Fan)。酸性、鹼性排氣設施必須耐酸鹼，其風 管材料大都選用 PP、PVC 塑膠，因此必須加裝消防灑水設施，以

防排氣風管變成火災的延燒管道，新材料如 Teflon Coating，耐燃 FRP 則可免。此外，酸/ 鹼排氣的洗滌塔，則視不同特性之排氣，

以能中和之化學品溶液加以洗滌後，再排至大氣。溶劑排氣因為 是有害且易燃，排氣風管都用不銹鋼螺旋管做成，其末端必須以 活性碳吸附或濃縮燃燒方式處理以符合排放標準。一般熱排氣主 要是將設施所產生之熱空氣或無害髒空氣排出無塵室。矽烷排氣 與毒性排氣主要是針對這兩類危險性特殊氣體而設，Silane 為自 燃性，任何之 Silane 排氣務必先經過燃燒管將殘餘氣體反應完 後，再排至大氣。毒性排氣則視不同之氣體，必須先經過前處理 將毒性分解後，再排至大氣。緊急排氣風車之功能是為了防止某 些特殊區域，如 MLO Room 而設，通常這些區域會有較多有害物 質，當這些區域發生危害物質洩漏時，偵測器會啟動緊急排氣風 車，將此區之氣體抽出，以防擴散至無塵室其他區域。

（八）真空系統與真空除塵系統： Plant Vacuum and House Vacuum System

分成製程用真空系統與清潔用真空系統。製程用真空系統之 主要用途是，提供真空負壓給製程吸取晶片之用，通常是 600 ~ 650 mm Hg, 而且必須備有緩衝槽以使真空在停電時還有緩衝時間。清 潔用真空系統是以中央供應方式管路接至無塵室，提供無塵室內 無污染之清潔方式。

（九）廢水排放管路系統：Waste Drain Line System

廢水排放管路系統之主要用途是提供無塵室排放使用過之廢 液，為了使種類繁多的廢液能被分類處理或回收並且增加處理之 容易度， 防止化學反應以及回收可再利用部分，無塵室的廢液排

放管路系統通常被分類成 Waste Solvent、Waste Photo resist、

Recycle IPA、Industrial Waste Water(IWW)、Recycle Water、Waste HF、Waste Heavy Metal、Recycle H2SO4、H3PO4 等。WasteSolvent 與 Waste Photo resist 分開收集可防止管路組塞並委外處理，

RecycleIPA 則是可再回收。 IWW 則是收集無毒危害性小之廢 水，以供酸鹼中和後排放。Recycle Water 則是收集冷凝水，冷卻 水等可再利用之水以供 CoolingTower、Scrubber 補水或其他用 途，Waste HF 則需單獨收集後，以氯化鈣處理後,再將氟化鈣委外 掩埋。Waste Heavy Metal 也是單獨收集後經過處理後再將固型物 委外處理。Recycle H2SO4、H3PO4 等則是收集後外售或自行回收 再利用。

（十）製程設施電力供應系統：Manufacturing Equipment Power System 製程設施電力供應系統為”次變電站” 設施，主要功能為提供 無塵室所需之穩定、少雜訊的電力需求。無塵室的電力需求包含 480/208/120V 動力電、緊急電、UPS 等。動力電供應設備運轉、

無塵室照明使用、緊急電則視實際需求提供安全設施、緊急照明 使用、UPS 則是提供關鍵性機台持續運轉、控制系統、安全設施 等使用。

（十一）照明及噪音管制：Lighting and Noise control

無塵室照明要求皆在 600LX 以上(人員工作高度)，燈具一律 採用電子式安定器，可快速啟動且不會閃爍。視各區域功能的不 同可分為黃光(曝光顯影)及白光(一般)兩種，為防止照明在斷電時 完全熄滅，無塵室之照明電源應有 25% 是由緊急電供應。通常無 塵室噪音要求皆在 65db 以下，噪音的來源主要是無塵室設備運轉

所產生，做好噪音狀況測試以及噪音隔離，以使無塵室工作場所 符合法規需求。

（十二）接地：Grounding

接地的目的為漏電時，防止人員發生感電事故，防止漏電產 生火花發生爆炸，以及防止漏電造成短路損壞設備。通常接地系 統包含避雷接地(10Ω以下)、電力系統接地(10~100Ω)、設備接地 (10~100Ω)、電訊系統接地及靜電消除接地等。