為什麼 AMC 要用「一整個箱子」來處理
HEPA 濾網對 0.1–0.3 μm 的微粒可以做到 99.97% 以上，但對氣態分子幾乎無效。HCl 的動力學直徑約 0.3 nm、NH₃ 約 0.26 nm，比 HEPA 的最易穿透粒徑小了三個數量級 —— 對濾網來說等於不存在，直接穿透。
這些分子級污染物統稱 AMC（Airborne Molecular Contamination）。它們造成的不是微粒缺陷，而是光阻 T-top、金屬線腐蝕、晶圓表面霧化、摻雜濃度漂移這類「找不到顆粒但良率掉」的問題。關於 AMC 的分子種類、危害機制與濃度分級，看不見的殺手：一罐氨水怎麼毀掉一片晶圓 與 SEMI F21 AMC 四大分類 已有完整說明，這篇專講設備端。
要處理分子只能靠吸附，而吸附需要「時間」—— 分子必須在濾材孔隙裡待滿足夠時間才會被抓住。這個要求推導出化學過濾箱的全部設計：
- ▸要有足夠的濾材體積，才有足夠的接觸時間
- ▸濾材前面要有微粒濾網，否則粉塵會封住活性碳的孔隙開口，濾材還沒吸飽就先失效
- ▸濾材後面也要有微粒濾網，攔下濾材在氣流沖刷下磨損出的碳粉，否則化學濾網自己變成微粒污染源
- ▸要有推得動這三段壓損的風機
把這四件事整合進一個能定期更換濾材的殼體，就是化學過濾箱。它跟「一片化學濾網」的差別，就在於它是一套會運轉、要維護、有壓力與風量收支的設備。
三種氣流架構：內循環、外循環、獨立清淨機
設備選型的第一刀不是看風量，是看架構 —— 空氣從哪裡進、處理完要送去哪。這一刀切錯，後面的風量與濾材算得再精準也沒用。
圖 1：三種氣流架構的差別只在「空氣從哪進、從哪出」
同一組濾材，擺在不同架構裡能達到的效果完全不同
內循環與清淨機都是閉環，濃度會停在「散發速率 ÷ 風量」決定的平衡點 —— 風量再大也只能逼近、不能歸零。只有外循環能真正決定進房濃度，因為污染源在房外、被擋在濾材前面。廠內若同時有外氣帶進來的酸鹼與室內自己散發的鹼類，這兩種架構是互補而非二選一。
內循環：最快的補救，但只能稀釋
機組擺在製程區內，抽室內空氣、處理後送回同一個空間。因為不動外氣，也不改變房間的氣體收支，所以不影響既有的壓力平衡 —— 這是既有廠房量到 AMC 超標時，能最快落實的補救方式，不用停機改風管。
代價是它只能稀釋、不能阻絕。室內若有持續散發源（顯影液揮發、地板蠟、人員帶入的化妝品氨），濃度會停在一個由「散發速率 ÷ 風量」決定的平衡點。風量加大能把平衡點往下壓，但不會歸零 —— 而且風量與效果不是線性關係，後段的邊際效益會迅速遞減。
外循環（正壓補氣）：唯一能決定進房濃度的架構
處理外氣後單向送入房間，同時維持正壓。這是三種架構裡唯一能真正降低「進房濃度」的一種，因為污染源在房外，被擋在濾材前面就進不來。
適用時機很明確：外氣本身就帶污染。鄰近化工廠或半導體廠排氣口、靠海（鹽霧與 SOx）、都會區交通排放（NOx）、或者廠區自己的排氣口離進氣口太近而發生短循環。這些情況下光靠內循環是白費力氣 —— 外面一直灌進來，裡面怎麼循環都追不上。
它的成本也最高，因為要處理的是全部補氣量，風量與能耗都是三種裡最大的。
獨立清淨機：免風管，代價是覆蓋範圍
本質上是內循環，但做成落地機型、底部附腳輪，不接風管、插電就能用。優點是機動性 —— 哪個區域量到超標就推過去，也能針對局部熱點（某台機檯附近、某個藥液更換點）補強，不用動到整廠的空調系統。
限制是覆蓋範圍。它靠室內自然混合把處理過的空氣散開，離機組越遠效果越弱，實際有效範圍取決於室內氣流組織 —— 在有明顯單向流的無塵室裡，擺錯位置可能完全沒效果，甚至干擾既有氣流。
三種架構常常是一起用的
實務上很少只選一種。典型配置是：外循環處理外氣帶進來的酸性氣體，內循環處理室內自己散發的鹼類，獨立清淨機補強局部熱點。 三者針對的污染來源不同，是互補而非二選一。
判斷該加哪一種的方法是同時量進氣與室內濃度：進氣就超標 → 外循環；進氣正常但室內超標 → 內循環；整體正常但特定區域超標 → 獨立清淨機。
怎麼跟製程設備銜接
「裝在機台旁邊」這句話可以指四種完全不同的東西，風量差兩個數量級、正負壓要求還相反。
圖 2：四種銜接位置，風量與壓力要求完全不同
同樣說「裝在機台旁」，接的位置不同，選型結果差兩個數量級
| 銜接位置 | 接法 | 典型風量 | 壓力要求 | 處理後排向 | 對應機型 |
|---|---|---|---|---|---|
| ① 點源局部排氣 | 在藥液槽、濕製程槽體上方加集氣罩，短風管接到桶式洗滌器 | 170 – 1,700 CMH | 負壓抽取 | 排至室外 | BS-DS |
| ② 製程設備排氣 | 接在機台自身排氣口下游，與廠務排氣主幹之間 | 510 – 18,350 CMH | 負壓，需與機台排氣風壓匹配 | 排至室外 | BS-DBS／BS-HDBS |
| ③ 房間級循環／補氣 | 落地機組擺在製程區內，或以短風管接房間送回風口 | 850 – 6,860 CMH | 維持房間正壓 | 送回同一潔淨區 | BS-APS／BS-PPS |
| ④ 廠務送風主幹 | 串在 MAU／AHU 送風段，接在中效之後、終端 HEPA 之前 | 1,700 – 68,000 CMH | 正壓送風側 | 送往全廠潔淨區 | BS-SAH |
銜接位置決定的不只是風量，還有「處理完的氣體要排到哪」。局部排氣與製程排氣一定是負壓抽取、處理後排出室外，絕不能回送室內；房間級與廠務主幹則是送風側，處理完要送回潔淨區。把這兩類接反是最嚴重的設計錯誤 —— 等於把製程排氣的高濃度氣體送進無塵室。
最需要小心的是送風側與排氣側絕對不能混用。①②屬於排氣側：負壓抽取、處理後排到室外，處理的是濃度比室內高好幾個數量級的氣體。③④屬於送風側：正壓、處理完要送回潔淨區。把排氣側的機型接到送風側，等於把製程排氣的高濃度氣體送進無塵室 —— 這是最嚴重的設計錯誤，而且因為濾材在中間，短時間內不一定看得出來。
銜接前要跟設備商確認的四件事
- 1排氣量與可用風壓 —— 機台排氣口的設計風量，以及它容許下游多少額外壓損。化學過濾箱動輒 800–2,500 Pa，很多機台的排氣風扇撐不住，需要另加中繼風機。
- 2法蘭尺寸與型式 —— 圓法蘭或方法蘭、孔位節距。方轉圓的轉接件可以做，但要一開始就算進外型尺寸，否則現場才發現空間不夠。
- 3氣體成分、濃度與溫濕度 —— 濾材配方要據此決定，酸鹼混合還得分層。溫度太高會讓吸附容量掉，相對濕度高於 70% 時活性碳的有機物吸附容量也會明顯下降（水分競爭吸附位）。
- 4連動訊號（interlock） —— 機台要不要在過濾箱風機停止時連動停機、或發出警報。這件事幾乎都是驗收前一週才想起來，屆時電控盤已經做好了。
風量怎麼挑
風量算法有三種，對應三種不同目的。用錯算法會差好幾倍 —— 這是選型階段最常出錯的一步。
圖 3：風量三種算法，用錯算法會差好幾倍
先確認目的是「壓低濃度」、「對抗已知散發源」還是「維持正壓」，再挑算法
內循環或獨立清淨機：沒有明確散發源，只要把整體濃度壓低
風量 Q = 空間體積 V × 每小時換氣次數 ACH
- 黃光區 12 m × 8 m × 3 m = 288 m³
- AMC 控制取 8 ACH（要求嚴格的微影區可到 15 ACH 以上）
- Q = 288 × 8 = 2,304 CMH
- → 選 BS-APS-2000V（3,398 CMH）留餘裕
ACH 是經驗值不是保證值。沒量過濃度就直接套 ACH，只能保證「有在換氣」，不能保證達標。
已量到散發速率：要回答「風量開到多少才壓得到目標濃度」
風量 Q = 散發速率 G ÷（目標濃度 C_目標 − 進氣濃度 C_進氣）
- NMP 散發速率 G = 40 mg/h
- 目標室內濃度 0.05 mg/m³、進氣濃度 0.01 mg/m³
- Q = 40 ÷ (0.05 − 0.01) = 1,000 CMH
- → 選 BS-APS-1000V（1,699 CMH）
分母是「目標減進氣」。若進氣濃度已接近目標，分母趨近 0、風量會趨近無限大 —— 這時該做的是改外循環把進氣濃度降下來，不是加大風量。
外循環正壓補氣：風量由房間的氣體收支決定，不是由濃度決定
風量 Q =（製程排氣量 + 房間洩漏量）×（1 + 正壓餘量）
- 製程排氣 2,000 CMH、門縫與縫隙洩漏 400 CMH
- 正壓餘量取 12%
- Q = (2,000 + 400) × 1.12 = 2,688 CMH
- → 選 BS-PPS-1000V（3,500 CMH）
排氣量要把所有機台排氣加總，包含平時不開的備援機台。漏算一台，房間就守不住正壓。
AMC 濃度常以 ppb 表示，代入稀釋法前要換成質量濃度：在 25°C、1 atm 下，C(mg/m³) = C(ppm) × 分子量 ÷ 24.45。以 NH₃（分子量 17）為例，1 ppm ≈ 0.695 mg/m³，1 ppb ≈ 0.695 µg/m³。三種算法算完都要再回頭確認面速落在機型設計區間內 —— 風量對了但硬塞進小箱體，接觸時間不夠一樣不會達標。
三種算完都要再做一次面速反算檢查：把選定的風量除以機型的迎風面積，看面速有沒有落在設計區間內。這一步的意義是，風量對了不代表接觸時間夠 —— 硬把大風量塞進小箱體，面速飆高、分子在濾材裡待不夠久就被氣流帶走，濃度一樣壓不下來。
接觸時間的粗略分界是：進口濃度在 ppb 級，模組式（0.06–0.19 秒）就夠；到 ppm 級要考慮深床（0.8 秒以上）；製程排氣那種數十 ppm 以上的，要多層深床。各機型的面速與接觸時間對照，AMC 化學過濾箱 產品頁有完整表格。
選風機時要用「終期壓損」而不是潔淨壓損。一般把更換壓差設在潔淨值的 1.5–2 倍，風機靜壓必須在那個點還推得出設計風量，否則濾網用到一半風量就掉到設計值以下 —— 而且是無聲無息地掉。
安裝要注意什麼
安裝問題的共同點是：都無法靠事後調整補救。風管彎頭焊死了、機組吊上樓了，改起來就是把設備再拆一次。
圖 4：六個安裝錯誤，設備到場才發現就得拆改
這些都是圖面階段就該擋掉的問題，現場補救的成本遠高於事前確認
| 常見錯誤 | 會發生什麼 | 正確做法 |
|---|---|---|
| 維護空間留不夠 | 側抽門打不開，換濾材得先把機組整台搬出來 | 正面留 800 mm 以上供門全開，側面與背面各留 300 mm 以上 |
| 彎頭緊貼箱體進出口 | 氣流偏流，濾材一側先飽和、另一側還沒用到，實際壽命腰斷 | 進出口前後各留 1.5 倍管徑以上直管 |
| 風管與箱體硬接 | 風機振動沿風管傳到結構，噪音與疲勞裂縫 | 中間加軟接（帆布接頭），並確認接頭材質耐受處理氣體 |
| 壓差計取壓點接錯 | 只跨到前濾或整台，讀不出化學濾材段的真實壓損 | 取壓點跨接化學濾材段前後，前濾另設一組 |
| 只做箱體防蝕，風管沒做 | 處理酸性氣體時風管先蝕穿，洩漏點在箱體外 | 風管、排氣口、軟接與吊架一併確認防蝕等級 |
| 電源相序與電壓未確認 | 風機反轉，風量剩下三成且壓差計讀數看似正常 | 送電前確認相序，試車時實測風量而不只看馬達有轉 |
前四項屬於氣流與空間，圖面階段就看得出來；後兩項屬於材質與電氣，要在下單前確認規格。共同點是都無法靠「事後調整」補救 —— 風管彎頭已經焊死、機組已經吊上樓，改起來都是把設備再拆一次。
其中最容易被低估的是維護空間。化學過濾箱不是裝完就沒事的設備，它的濾材是消耗品，前濾可能幾個月就要換一次。設計階段少留 300 mm，之後每次換濾材都要多花數倍工時，甚至得動用吊車。
維護：壓差計看不到的那種失效
化學過濾箱最反直覺的一點是：化學濾材飽和不會反映在壓差上。
微粒濾網堵塞會讓壓損上升，因為積塵縮小了氣流通道。但吸附飽和只是孔隙被分子佔滿，氣流阻力幾乎沒變 —— 壓差計會一路顯示正常，直到有人去量出口濃度才發現濾材早就失效了。
圖 5：壓差與出口濃度交叉判讀（化學濾材飽和不會反映在壓差上）
只看壓差計會漏掉最重要的那種失效
微粒濾網積塵，化學濾材還有效
→ 更換前濾即可，化學濾材不用動
前濾堵塞且化學濾材已飽和，通常是超期使用
→ 前濾與化學濾材一併更換，並檢討更換週期
兩個訊號都正常
→ 按既定週期記錄壓差、定期取樣即可
壓差看似正常但吸附已飽和 —— 最容易誤判的一格
→ 更換化學濾材。若頻繁發生，代表接觸時間或濾材量設計不足
右上角那格是最危險的狀態：壓差計一切正常、報表上看起來沒事，但化學濾材已經吸飽、出口濃度開始爬升。這也是為什麼化學過濾箱的維護計畫不能只抄微粒濾網那一套 —— 必須定期取樣分析出口濃度，或送檢濾材的殘餘吸附容量，才抓得到這一格。
所以化學過濾箱的維護計畫不能照抄微粒濾網那一套。實務上的做法是：
- ▸壓差計負責管前後段微粒濾網，這部分跟一般濾網一樣看壓損趨勢
- ▸出口濃度取樣負責管化學濾材，定期送檢或以線上監測儀器追蹤。各種監測技術的取捨見 AMC 線上監測技術比較
- ▸濾材殘餘容量送檢用來校正更換週期。第一次更換時取樣送檢，可以驗證原本估的壽命準不準，之後的週期就有依據
化學濾材的壽命無法用時間表推定 —— 它取決於進口濃度與累積處理風量。同一組濾材裝在進氣濃度差 10 倍的兩個廠，壽命就差 10 倍。想省成本的話，化學濾網壽命與 TCO 與 可還原化學濾網完全指南 討論了拋棄型與再生型的成本分界。
小結
化學過濾箱的選型順序是固定的：先定架構（空氣從哪進哪出）→ 再定風量（用對算法）→ 再定濾材與接觸時間 → 最後定壓損與風機。 顛倒順序最常見的後果是先照既有風管挑好機型，才發現接觸時間不夠，只能加深濾材，壓損一路加上去逼得風機重選、電力重拉。
三種架構的取捨可以濃縮成一句：內循環治室內散發、外循環治外氣帶入、獨立清淨機治局部熱點。 判斷該用哪一種，要同時量進氣與室內濃度，而不是憑感覺。
維護上要記住的是那個反直覺點：壓差計管得到微粒濾網，管不到化學濾材。只看壓差的廠，會在濾材失效之後很久才發現。
