當談到半導體製程，潔淨度從來不是可有可無的條件，而是影響良率與產品可靠度的核心關鍵。微粒子計數器作為無塵室環境監控的重要工具，早已廣泛應用於半導體產線的各個階段，從晶圓製造到封裝測試，皆須精準掌握空氣中粒子的變化。本文將透過5個實際應用情境，帶你深入了解微粒子計數器如何協助企業維持無塵室的高標準潔淨環境，強化製程穩定性與產品品質
透過即時監測微粒濃度，微粒子計數器能有效評估空氣品質，確保環境符合 ISO 14644-1 標準，並幫助製造商掌握污染源，減少產品瑕疵率。本篇文章將探討微粒子計數器如何應用於半導體產線的 5 大關鍵場景，並透過技術數據與標準來分析其重要性。
1. 無塵室潔淨度監測與驗證
無塵室的等級劃分依據 ISO 14644-1 標準，其中不同等級的空氣微粒濃度限制不同。半導體產線通常要求 Class 1 至 Class 100 的潔淨環境，其中 Class 1 無塵室的 0.1 µm 微粒濃度應低於 10 顆/m³，以確保製程環境穩定。
微粒子計數器的作用
- 持續監測無塵室內的微粒濃度，確保環境符合 ISO 14644-1 標準。
- 在不同測點布置監測設備，識別微粒濃度變化趨勢。
- 在無塵室升級或新建時，驗證潔淨度是否達標，確保生產環境的穩定性。
| ISO 14644-1 無塵室等級與允許微粒濃度 |
|---|
| Class 1：0.1 µm ≤ 10 顆/m³ |
| Class 10：0.1 µm ≤ 100 顆/m³ |
| Class 100：0.1 µm ≤ 1,000 顆/m³ |
| Class 1,000：0.1 µm ≤ 10,000 顆/m³ |
由於無塵室內的空氣品質隨著生產活動會有所變動，因此即時監測能幫助製造商及時發現異常，提高整體製造良率。
2. 關鍵製程環境監測
半導體製程中的 光刻（Lithography）、蝕刻（Etching）、沉積（Deposition）、離子植入（Ion Implantation） 等工序，對微粒污染極度敏感，尤其是 5 奈米以下的先進製程，連 0.1 µm 微粒都可能導致晶圓缺陷。
微粒子計數器的作用
- 在關鍵製程設備周圍布置監測點，確保微粒濃度穩定。
- 搭配空氣過濾系統（HEPA/ULPA），監控污染變化並調整氣流。
- 定期分析數據趨勢，預測可能的污染源並進行預防性維護。
在高精密製程中，空氣品質的即時監測不僅能減少污染風險，也能幫助調整設備的運行條件，避免環境變化影響產品品質。
3. 人員與物料進出監測
在無塵室內，人員與物料的進出是主要的微粒污染來源，即便穿戴潔淨服，也可能攜帶 0.3 µm 至 10 µm 的顆粒進入無塵室，影響生產環境。
微粒子計數器的作用
- 在無塵室入口與風淋室設置監測點，確保人員進入前符合潔淨標準。
- 監測設備維護區域，避免維護作業造成微粒污染。
- 即時分析微粒濃度變化，協助優化人員與物料進出管控。
現代無塵室已開始引入 智能微粒監測系統，搭配 AI 數據分析，能即時檢測人員與物料可能帶入的污染源，確保無塵室環境穩定。
4. HVAC 與過濾系統監控
無塵室的HVAC（Heating, Ventilation, and Air Conditioning）系統 負責提供潔淨空氣，其中的 HEPA/ULPA 過濾系統 是控制微粒污染的關鍵。當濾網效能下降，微粒濃度就會升高，影響無塵室等級。
微粒子計數器的作用
- 監測 HEPA/ULPA 濾網前後的微粒濃度變化，判斷過濾效能。
- 分析空氣循環系統的微粒趨勢，預測污染源並進行維護。
- 確保無塵室內的正壓狀態，防止外部污染物滲入。
| HEPA/ULPA 過濾效率對比 | 過濾效率（對 0.3 µm 顆粒） |
|---|---|
| HEPA（H13） | 99.95% |
| HEPA（H14） | 99.995% |
| ULPA（U15） | 99.9995% |
| ULPA（U16） | 99.99995% |
定期透過微粒子計數器監測濾網效能，能夠延長設備壽命，確保無塵室長期穩定運行。
5. 產品最終包裝與運輸監測
半導體產品在完成製程後，仍需保持高度潔淨，在封裝、測試與運輸過程中，微粒污染都可能影響產品品質。特別是在高端晶片封裝中，靜電微粒或無機微粒可能導致封裝良率下降。
微粒子計數器的作用
- 監測封裝區域的微粒濃度，確保封裝製程符合標準。
- 監測無塵儲存與運輸環境，確保產品在潔淨條件下存放與運送。
- 即時監測數據並建立污染追蹤機制，提高產品品質可追溯性。
微粒子計數器是半導體製程的關鍵監測工具
半導體製造對空氣潔淨度的要求極高，透過微粒子計數器的即時監測，可確保環境維持在最佳狀態，避免污染影響良率與生產效率。隨著技術發展，未來將會有更高精度、AI 分析能力更強的微粒監測系統，進一步提升製程穩定性。
企業若能善用微粒子計數技術，不僅能降低生產風險，也能在競爭激烈的市場中保持優勢。
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