什麼是無塵室

把空氣中的微粒(粒子)數量維持在規定水準以下,並控制溫度、濕度與氣壓的房間。半導體製造在無塵室中進行,以免汙染晶圓。

日文名稱: クリーンルーム

「無塵室」出現在4領域的35道練習題中(無塵室與製造設備, 環境安全, 氧化與擴散等)。

這個名詞所屬的領域: 無塵室與製造設備

什麼是無塵室

無塵室持續送入過濾後的空氣並把室內的汙染排出,使空氣中浮游微粒的數量維持在規定水準以下。在半導體製造中,晶圓上只要附著一顆與電路尺寸相當的粒子,就可能使該晶片不良。因此會讓經天花板 HEPA 或 ULPA 濾網過濾的空氣流入,並把溫度、濕度與室內氣壓保持一定。室內氣壓會略高於周圍,以免髒空氣流入。

潔淨度等級

潔淨程度以一定體積空氣中的粒子數表示,國際標準 ISO 14644-1 分為 1~9 級。數字越小越潔淨,ISO 5 級允許每立方公尺有 100,000 顆 0.1 µm 以上的粒子。這大致相當於已廢止的美國聯邦標準 209E 的 Class 100(每立方英尺 100 顆 0.5 µm 以上的粒子)。人是很大的發塵源,因此作業人員要穿著專用的衣服、口罩與手套,並通過空氣浴塵室後才能進入。

半導體廠無塵室的構造

一般的工廠讓經過濾的空氣從整面天花板往下流(下降氣流),經由有孔的地板吸到地板下,再過濾後循環使用。最先進的工廠並不把整棟建築都維持在最高潔淨度,而是把晶圓放在稱為 FOUP 的密閉容器中,以自動搬運系統(AMHS)運送,只讓設備的微環境內部特別潔淨。如此一來,人員工作的區域可稍微放寬潔淨度,減少推動大量空氣所需的電力。

練習無塵室的題目

潔淨室的潔淨度,一般是以什麼來表示?

  1. A空氣中單位體積內所含、一定大小以上的粒子數量
  2. B室內的溫度與濕度
  3. C照明的亮度
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正確答案:A. 空氣中單位體積內所含、一定大小以上的粒子數量

潔淨室的潔淨度,是以一定體積空氣中所含、某個大小以上的粒子數量來表示。在國際規格ISO 14644-1中,依每1 m³的粒子數分為等級1~9,數字越小越潔淨。例如等級5是每1 m³中0.1 µm以上的粒子在10萬個以下。一般房間的空氣約相當於等級9。溫度、濕度與照明雖然也要管理,但並不是潔淨度的指標。

潔淨室中讓空氣由天花板單向流向地板(下吹流,downflow)的方式,其主要目的為何?

  1. A將產生的粒子迅速排到地板下,不讓粒子滯留在晶圓周圍
  2. B提高室溫
  3. C降低室內噪音
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正確答案:A. 將產生的粒子迅速排到地板下,不讓粒子滯留在晶圓周圍

讓通過天花板高效率濾網的潔淨空氣單向吹向地板,人員與設備產生的粒子就不會揚起,而是被帶往地板下方,這樣粒子便不會滯留在晶圓周圍。相較於攪拌室內空氣來稀釋的方式,可得到更高的潔淨度,但因為要推動大量空氣,空調的能耗也會變大。其目的並不是調節室溫或噪音。

常見問題

半導體廠為什麼需要無塵室?

當線寬在數十 nm 以下時,只要附著一顆大小相近的粒子,就可能讓導線斷開或短路,使晶片不良。除了粒子之外,鈉等金屬以及空氣中的氨、有機物等分子汙染(AMC)也會降低良率,因此也一併管理。

無塵室的等級怎麼決定?

ISO 14644-1 以每立方公尺空氣所含粒子數的上限決定 1~9 級。0.1 µm 以上粒子的上限,在 N 級為 10 的 N 次方顆,等級每小 1 級就變為 10 分之 1。等級會同時標示是在完工時、靜態或動態哪一種狀態下量測。

解析中的「無塵室」

出現「無塵室」的題目(35題)

  1. 潔淨室的潔淨度,一般是以什麼來表示?
  2. 潔淨室中讓空氣由天花板單向流向地板(下吹流,downflow)的方式,其主要目的為何?
  3. 用來去除潔淨室空氣中微粒的高效率濾網是下列何者?
  4. 讓潔淨室內的氣壓維持高於周圍(正壓)的主要理由為何?
  5. 潔淨室中主要的發塵源之一,需靠穿著無塵衣來因應的是下列何者?
  6. 在潔淨室中,用來指稱氣態污染物(酸、鹼、有機物等)而非粒子的用語是下列何者?
  7. 在潔淨室入口,對作業人員吹送強力潔淨空氣,以吹落衣服表面灰塵的設備是下列何者?
  8. 在潔淨室中,尤其是曝光區域,將溫度控制得非常嚴格且恆定的主要理由為何?
  9. 在潔淨室中,向空氣供應離子以中和晶圓與設備帶電的裝置是下列何者?
  10. 下列何者是不讓潔淨室的濕度過度偏低而加以管理的理由之一?
  11. 下列何者被嚴格限制帶入潔淨室?
  12. 在下吹流方式的潔淨室中,地板使用有孔面板(格柵板)的理由,下列何者正確?
  13. 下吹流方式的潔淨室中,一般從天花板吹出的風速大約是多少?
  14. 在廠區-維護區(bay-chase)方式的潔淨室中,設備背面的維護空間(chase)其潔淨度的一般處理方式為何?
  15. 下列何者最接近潔淨室一般的溫度設定值?

出現這個名詞的比較

相關名詞

下降氣流 ESD(靜電放電) ULPA濾網 HEPA濾網 氣態分子汙染(AMC) FOUP 超純水 微環境 FFU(風扇過濾機組) OHT(天車式無人搬運車)

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