Trong sản xuất bán dẫn, một hạt bụi nhỏ hơn sợi tóc hàng nghìn lần cũng có thể khiến làm hỏng cả con chip. Khi các linh kiện được chế tạo ở cấp độ nanomet, việc duy trì một môi trường tuyệt đối sạch là điều kiện bắt buộc. Đó là lý do vì sao cleanroom ra đời. Nó không chỉ là một căn phòng sạch, mà còn là cả một hệ thống được kiểm soát đến vô cùng chặt chẽ đến mức phân tử.

Cleanroom được thiết kế để giới hạn tối đa nồng độ hạt bụi trong không khí, đồng thời duy trì ổn định nhiệt độ, độ ẩm và áp suất. Mỗi mét khối không khí bên trong được lọc liên tục qua các lớp màng tinh vi để loại bỏ mọi tạp chất. Cleanroom được phân loại bởi tiêu chuẩn của ISO (International Organization for Standardization). Có nhiều cấp độ sạch từ ISO1 đến ISO9, trong đó cấp độ sạch cao nhất là ISO1, chỉ cho phép 12 hạt bụi trong mỗi mét khối không khí, và không hạt nào được lớn hơn 0.2 micron. Còn ISO9 thì như môi trường phòng bình thường. Vì vậy, ISO1 được dùng trong những công đoạn nhạy cảm, chỉ cần một hạt bụi nhỏ là phá hỏng cả cấu trúc vài nanomet, ví dụ như bước lithography trong sản xuất chip logic tiên tiến, hoặc một số phòng đo quang học chính xác cao. Còn lại đa số cleanroom chỉ ở mức ISO 3-7.

Điều thú vị là đối thủ của cleanroom không phải là máy móc hay thiết bị, mà chính là con người. Dù được bao bọc trong lớp đồ bảo hộ kín mít, chúng ta vẫn phát tán tế bào da, sợi tóc và vi sinh vật. Mỗi cử động, mỗi bước đi đều có thể khuấy động hàng nghìn hạt bụi li ti đang lơ lửng trong không khí. Vì vậy, việc di chuyển, giao tiếp hay thậm chí là hít thở trong cleanroom đều phải tuân thủ những quy tắc nghiêm ngặt.

Tại các công ty hàng đầu như ASML, mọi kỹ sư bước vào cleanroom đều phải trải qua quy trình gowning khắt khe, không được trang điểm, không được chạy, và không mang theo bất kỳ vật dụng nào có thể sinh bụi. Không gian ấy được hút bụi nhiều lần trong ngày, mọi chuyển động được thiết kế để hạn chế tối đa sự khuấy động của không khí. Gowning là quy trình mặc đồ bảo hộ sạch (cleanroom suit) theo thứ tự, quy tắc và kỹ thuật rất cụ thể với
mục tiêu là ngăn mọi nguồn phát sinh hạt từ cơ thể lọt vào không khí trong cleanroom. Người vào cleanroom sẽ:

• Bỏ đồ cá nhân, tháo trang sức, đồng hồ, điện thoại.
• Rửa tay, lau giày và tóc, đi qua buồng thổi khí (air shower).
• Mặc đồ theo trình tự chặt chẽ
• Trong suốt quá trình, không được để tay chạm vào phần ngoài của quần áo hoặc bề mặt đã “sạch”.

Tất cả thao tác đều được thiết kế để không phát sinh bụi, ví dụ, không giũ mạnh quần áo, không bước lùi, không xoay người đột ngột.