无尘室的特性及管理.ppt

《无尘室的特性及管理.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无尘室的特性及管理.ppt（45页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、目次,了解Clean Room與管理方法,.Clean Room的特性.Clean Room 的管理方法.Clean Room 的評價方法,.Clean Room 的特性,何謂Clean Room?,Clean Room的定義,所謂的 Clean Room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，環境條件的品質有很大的影響。如此的地方，環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

2、上無塵服，以及為了清除灰塵必須設置所需要的設備。,Clean Room的六個原則,以下是Clean Room的六個原則,防止particle的侵入,Clean Room 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,半導體 晶片製造、處理，PHOTOLITHOGRAPHY,製造 IC晶片 電子機器 磁性 tape、SHADOW MASK 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 醫學 特殊手術,一般手術,特殊治療,恢復室,新生兒室,藥劑

3、室 藥品 注射液，無菌動物,普通藥品,調藥 process 食品 釀造,發酵,乳製品,食肉加工,麵糰 農林畜產 姑類栽培,培養成長,養殖,Clean Room的活用領域,Clean Room的活用領域，精密產業以及需要無菌環境的產業。,Clean Room的各個 Class標準的 循環風量,以下是依據Clean Room清淨度的 level，以小時為單位，循環換氣的回數,Clean Room的各室之間所需的壓力差,以下是Clean Room 內部各室之間所需的壓力差,有關Clean Room 的用語,何謂 Clean Class?1 立方feet(1 cubic feet,1 ft3,CFT)

4、的空氣中 依據包含 0.5 以上的 最大容許量的 particle數所形成的清淨度 Level.例如)Class 100:1 cubic feet 空氣中 0.5 以上的particle數 100個以下的清淨空間,1.清淨(clean):沒有灰塵與污染物之乾淨狀態 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 1ft體積的空氣所包含的灰塵的數量3.清淨等級(Cleanness Class)為了區別清淨室的清淨度的規定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

5、有存在的灰塵 6.清淨室(Clean Room):清除灰塵的管理，維持乾淨的Room 7.無塵服(Smock,Clean Room Garment):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Clean Room 的用語,10.清淨室施工完成狀態(As-Built Clean Room):清淨室可以正常運轉，無生產設備，也沒有 作業人員之狀態 11.清淨室生產設備完成狀態(At-Rest Clean Room):清淨室設備可以正常運轉，有生產設

6、備但沒有作業人員之狀態12.清淨室操作狀態(Operational Clean Room):清淨室設備可以正常運轉，生產設備可以開始 運作，也有作業人員之狀態13.清淨度Monitoring(Cleanness Monitoring):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Clean Room 的用語,Clean Room 事例,奈米 pap Clean Room,半導體工程,Clean Room 事例,手術房,LED 照明用半導體 Clean Room,Class 10,000,食品公司,Clean Ro

7、om 事例,Clean Room的分類,Clean Room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 Clean Room的平面規劃,Clean Room的清淨度 依照Clean Room的規格，有 Class 1,10,100,1000,10000,100000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用 Clean Room,以及專門去除懸浮微生物的生物 Clean Room，此兩種分類。天花板高度 天花板高度 3m以下的稱為Low Bay,超過3m稱為High Bay，此兩種分類。C

8、lean Room的平面規劃 建築結構體的送風設備是永久性組合稱為 Hard Wall式,以及另一種的 Unit 式，此兩種分類。,產業用 Clean Room(ICR),有產品品質問題與信賴性問題的工程，需要維持清淨環境的管理,電子工業、精密機械工業等 因為尖端產業的發達，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部分，需要有維持環境清潔的因應。如此目的的清淨空間稱為 Indu

9、strial Clean Room-即非常嚴格要求清淨的狀態。,產業專用 Clean Room的清淨度,以下是依據產品的精密度所需的環境清淨度,生物專用 Clean Room(BCR),抑制菌的擴散與滲透所需的空間 Clean Room,製藥工廠、食品工廠、醫院手術房，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。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。可以藉由紫外線或是鹽化鋰去除空氣中的細菌，雖然具有殺菌效果，但近來，

10、經由高性能的Filter，就可以淨化空氣，保持幾乎無菌的狀態。這就是所謂的抑制菌的擴散與滲透的清淨空間-Biological Clean Room。,生物專用 Clean Room的 清淨度,以下是依據產業所需之生物專用 Clean Room的 清淨度分類,Clean Room的方式,Clean Room的方式，原則上依照室內的氣流可分成Non laminar air flow方式以及Laminar air flow方式。依照建築方法，現場施工的設施建築可分成永久性的Hard Wall 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

11、趨勢，大多採用以上兩種型式能互相搭配的方式。(例如:Clean bench,Clean booth等),亂流方式 Clean Room(Turbulent Flow,非單一方向氣流),非層流方式的Clean Room稱作亂流方式，藉由使用空調設備的 HEPA filter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，在美國聯邦 209B稱為 Class 10,000-100,000。換氣回數是 2080 回/hr,使用 HEPA Box或是 BFU(Blower Filter Unit)是從空調

12、機 Make Up 的空氣取出，讓維持清淨所需的風量循環。此方式的 Clean Room 在同一的室內條件裡，即使換氣回數 是 80回以上(例如，100 回/hr)也不會增加清淨度的提升效果。,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 Return Box，在室內設置 Return 風度，讓 空氣循環-要擴張Room 相對容易(但,在AHU 容量範圍之內)-使用 Clean Bench，能形成局部的高 清淨度-容易發生渦流或是氣流的混亂，以及會發生污染的 particle 在室內循環的情況。,亂流方式 Clean Room(Turbulent Flow,非單一方向氣

13、流),層流方式 Clean Room(Laminar Flow,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 HEPA filter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，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，如此一來也可

14、以降低建築費用。,垂直層流方式,層流方式 Clean Room(Laminar Flow,單一方向氣流),水平層流方式是從牆壁上所設置的 HEPA filter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 HEPA filter層的下流作業位置上，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 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。,水平層流方式,Super Clean Room_1/6,在Super

15、 Clean Room 採用的方式具有之前說明的各種 Clean Room 方式中的基本Vertical Laminar Flow的型態,另外再採用按照空氣的循環型態以及溫濕度的控制方式的幾種 System。近來，國內外最常採用的 Super Clean Room 方式有 Open Bay 方式,Fan Filter Unit 方式,Clean Tunnel Module方式等。,基本上 All Down Flow 方式的一種循環 Fan(D.F.U)設置在 Return Plenum 內，讓空氣循環,並依照清淨度，適當地配置Filter 與 Blind panel，以維持清淨的空間。在循環

16、Fan前後需要設置吸音設備以降低噪音及震動。為了抑制內部發熱，要設置Dry coil 來處理。對於導入的外氣，要設置外氣處理用的空調機。控制室內到露點溫、濕度為止之後，讓 Return Plenum 開始運作。,1.Open Bay 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 Clean Room，要對應運轉時間不容易。施工容易。循環 Fan 故障時，整體的風速會降低，導致 清淨度會降低。,Open Bay 方式的特徵,Super Clean Room_2/6,因為Fan Filter Unit採用個別方式的垂直層流型

17、system，所以沒有設置 為了Return Air 的空調機，只有 FFU，進行循環，是一種很經濟的 Clean Room方式。為了抑制內部發熱，要設置Dry coil 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。控制室內到露點溫、濕度為止之後，讓 Return Plenum 開始運作。,2.FFU(Fan Filter Unit)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 Clean Room裡。依照中央集中式管理的風速控管與 對數控管，對於維持管理會比較容易。-按照Unit 1，能產生多樣式的氣流。因為低噪音，所以不需要吸音

18、設備，能減少工程費用。-既有的建築物如有適當的高度的話，就可以裝置設備 施工期間短-從小規模 Clean Room到大規模 Clean Room能有多樣化運用。,FFU(Fan Filter Unit)方式特徵,Super Clean Room_3/6,Super Clean Room_4/6,空氣循環系統以 Local 循環方式，生產設施的 Layout是以 Bay方式，以這兩種方式的情況下 設置 Fan,Filter 與 Cooling Coi 所組合成的 Tunnel Module，這就是能獲得所要的 清淨度 與溫濕度的方式。空氣循環動力費用與其他方式比較，是最少的，但是 維持清淨度,溫

19、濕度的機能會稍微降低，若設置的話，則會對移動有困難，會有 Flexibility的問題。空氣循環方式是以 Local循環的方式，所以在各個 Bay所使用的藥品會影響鄰近的 Bay，而產生 Cross-contamination的問題，因此，最近逐漸以 Super Clean Room 方式形成規格化。,3.C.T.M(Clean Tunnel Module)方式,Super Clean Room_5/6,Super Clean Room_6/6,SMIF&FIMS System,SMIF(Standard Mechanical Inter Face)&FIMS(Front-Opening In

20、terface Mechanical Standard)系統，在 整體 Clean Room當中，要求對露光與蝕刻等裝置之超清淨的環境，藉由一部份空間以 Class 1 以下維持超清淨狀態，如此能夠大大提升整體 Clean Room設備的使用效率。次世代 Clean Room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 Clean Room 裝備(Mini Environment),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 等。,SMIF&FIMS System,-進行晶片工程，能最小化空間，藉

21、由維持局部的高清淨度，根本性切斷外部環境所產生的污染-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&FIMS System的特徵,比較各個 Clean Room 方式_1/2,比較各個 Clean Room 方式_2/2,Clean Room 構造要求事項,34,Clean Room 設置裝備_1/5,Clean Room 設置裝備_2/5,36,Clean Room 設置裝備_3/5,37,Clean Room 設置裝備_4/5,Clean Room 設置裝備_5/5,Clean Room 規格,以ICR(工業用Clean

22、 Room)的規格，1963年制定 美國聯邦規格 209B(Federal Standard 209B)。除了 清淨度以外，依據壓力、氣流速度、溫度、濕度、照度 制定規格。FS209是1988年的 209D 與1992年的 209E數次變更而成。其他國家參考 FS209，採用自訂的規格。在日本，1的空氣中包含粒子徑 0.1以上的粒子數以 10的平方 來標示指數(10N/的 N)Class。關於1999年發表清淨度的國際規格 ISO14644，是邁向統一世界規格的一步。,參考美國聯邦規格 FED 209E，採用自訂的規格，1999年 所發表的 ISO 14644 制定為世界規格,按照清淨度 等級

23、的規格_美國聯邦規格,依據GSA(General Services Administration)所制定的美國聯邦規格，從209開始到最新的 209E，已經有做修訂。1963年 12月發表 F.S 209,1966年 8月發表 209A,1973年 4月發表 209B,1987年 10月發表 209C,1988年 6月發表 209D,1992年發表 209E。以下是聯邦規格裡所規定的 Class Limit的 定義。(NA:Not Application),(粒子數:/ft3),清淨度測定,1 m3 35.31 ft3,依環境使用攜帶型或是多功能 Particle Counter測定,Clean Room 設計時注意事項_1/3,Clean Room 設計時注意事項_2/3,Clean Room 設計時注意事項_3/3,routesetup,moreoutput,short-termbackup,Bottleneck,high WIP,Q&A,