一座先進邏輯晶片廠不是整廠都同一個潔淨度。微影區要到 0.1 μm 粒子少於 10 顆/m³，而走道區允許 3,520 顆/m³ —— 兩者差 1 萬倍。
為什麼要「分區」？不能整廠都做到最嚴嗎？
答案是：錢的問題、也是物理的問題。
把整廠拉到 ISO Class 1，建造成本要多 5–10 倍，年營運電費（主要來自風機和空調）同樣翻倍。而且物理上，人員作業區本來就會產生粒子（皮屑、衣物纖維），要把有人的空間穩定在 Class 1，幾乎做不到。
解法是 分區設計：不同區域給不同的潔淨度目標。
圖表 2：半導體廠不同區域的潔淨度配置
先進邏輯晶片廠的典型分區 —— 不是整廠同一個等級
| 區域 | 潔淨度等級 | 配備濾網 | 原因 |
|---|---|---|---|
| 微影區（Lithography） | ISO Class 1–2 | U15 / U16 ULPA | 光罩極敏感，粒子會直接毀光罩圖案 |
| 蝕刻 / 薄膜沉積 | ISO Class 3–4 | U15 或 H14 | 製程設備耗材與反應氣體影響 |
| 一般生產區 / 走道 | ISO Class 5–6 | H14 HEPA | 人員活動與運送，維持基礎潔淨 |
| 支援 / 辦公 | ISO Class 7–8 | H13 或中效 | 非製程區，避免交叉污染 |
- ▸微影 / EUV：ISO Class 1–2，ULPA + 層流 + 獨立 AMC 控制
- ▸蝕刻 / 薄膜沉積：ISO Class 3–4，U15 或 H14
- ▸一般生產：ISO Class 5–6，H14 HEPA
- ▸支援 / 辦公：ISO Class 7–8，中效或 H13
重點： 分區不是偷工減料，是工程最佳化。真正需要 Class 1 的只有光罩和部分製程設備周圍，其他地方做到 Class 1 是浪費。
三道防線怎麼分工？
圖表 1：半導體廠房三道空氣過濾防線
每一道負責不同的污染等級 — 從粗粒徑到分子污染，層層把關
先進製程（3nm 以下）還會在 FFU 上方加上化學濾網層處理 AMC，以及 EUV 光罩專用的獨立超潔淨供氣。
每道防線對應不同的污染等級：
第一道：外氣處理（MAU / OAU）
外氣進廠前先過一次。典型配置：G4 初效 + F7–F9 中效，處理大顆粒灰塵、花粉、部分 PM2.5。部分廠還會在此加上化學濾網處理 NH₃、SO₂ 等外來 AMC。
第二道：循環空氣處理（RCU）
廠內循環空氣的主力。裝 H13–H14 HEPA，把大部分細粒徑（0.3 μm 以下）處理掉。這道防線做得好，下游 FFU 就不用那麼辛苦。
第三道：末端過濾（FFU）
天花板上直接供給無塵室工作面的最後一道。H14 HEPA 或 U15 ULPA，在 MPPS（0.1–0.3 μm）粒徑處理到 99.995% 以上。這是離晶圓最近的一道，任何局部洩漏都會直接影響製程。
3 nm 以下節點多了什麼挑戰？
製程線寬越來越細，空氣過濾要處理的不只是粒子，還有分子級污染物（AMC）。
第一個變化：AMC 控制從「可偵測」提升到「不可偵測」。 以前 NH₃ 控制到 10 ppb 就算及格，現在 1 ppb 都嫌多。化學濾網的效率、壽命、監測全都要升級。
第二個變化：EUV 光罩的專屬超潔淨供氣。 EUV 光罩對微粒的敏感度是 DUV 的 10 倍以上，一片光罩動輒數千萬美元。光罩儲存箱（POD）內部需要獨立的超潔淨供氣 + 即時 AMC 監測，不能靠廠房循環空氣。
第三個變化：FOUP（晶圓盒）內部污染管理。 晶圓從機台到機台靠 FOUP 運送，但 FOUP 本身是塑膠，會緩慢釋放 AMC。先進廠會在 FOUP 內部加裝微型化學濾網或連續吹掃系統。
分區設計最常見的兩個錯誤
錯誤 1：壓差沒做好
分區設計的關鍵不只是濾網等級，還有壓差。高潔淨區必須對低潔淨區維持正壓 +5 到 +15 Pa，否則低等級區的污染會透過門縫、人員進出反向滲入。
實務上常見的失誤：門開太頻繁、氣密不足、迴風口位置錯誤，都會破壞壓差。結果就是微影區名義上是 Class 1，實測卻常常飆到 Class 2 或 Class 3。
錯誤 2：只看濾網，忽略風量與換氣次數
潔淨度 ≠ 濾網等級。 一個區域能不能維持等級，還看每小時換氣次數（ACH）：
- ▸ISO Class 5：400–600 ACH
- ▸ISO Class 7：70–100 ACH
- ▸ISO Class 8：20–40 ACH
ACH 不夠，再好的濾網也沒用 —— 因為污染產生的速度比稀釋速度快。ACH 太高又會燒電、吹散光阻。這是要算過才定的。
分區 + 分層 + 壓差 + 換氣次數，四個維度一起設計，才是完整的半導體潔淨室空氣過濾架構。
單點最佳化（只升級某一道濾網）通常解決不了良率問題，因為污染是系統問題。
