Luchtvochtigheid is een veelvoorkomende omgevingsconditie in cleanrooms. De streefwaarde voor de relatieve vochtigheid in de cleanroom voor halfgeleiders wordt geregeld binnen een bereik van 30 tot 50%, waardoor de afwijking binnen een nauw bereik van ±1% mag liggen, zoals in een fotolithografisch gebied – of zelfs kleiner in het gebied voor verwerking met ver-ultraviolet (DUV). Op andere plaatsen kunt u zich ontspannen tot ±5%.
Omdat de relatieve luchtvochtigheid een aantal factoren heeft die kunnen bijdragen aan de algehele prestaties van de cleanroom, waaronder:
● bacteriegroei;
● Het comfortniveau dat het personeel ervaart bij kamertemperatuur;
● Er ontstaat statische lading;
● metaalcorrosie;
● Waterdampcondensatie;
● degradatie van lithografie;
● Waterabsorptie.
Bacteriën en andere biologische verontreinigingen (schimmels, virussen, schimmels, mijten) kunnen zich actief vermenigvuldigen in omgevingen met een relatieve luchtvochtigheid van meer dan 60%. Sommige planten kunnen groeien bij een relatieve luchtvochtigheid van meer dan 30%. Bij een relatieve luchtvochtigheid tussen 40% en 60% kunnen de effecten van bacteriën en luchtweginfecties worden geminimaliseerd.
Een relatieve luchtvochtigheid tussen de 40% en 60% is ook een gematigde luchtvochtigheid waarbij mensen zich prettig voelen. Een te hoge luchtvochtigheid kan depressief maken, terwijl een luchtvochtigheid onder de 30% kan leiden tot een droog gevoel, kloven, ademhalingsproblemen en emotioneel ongemak.
Een hoge luchtvochtigheid vermindert de ophoping van statische lading op het oppervlak van de cleanroom – dit is het gewenste resultaat. Een lagere luchtvochtigheid is geschikter voor de ophoping van lading en een potentieel schadelijke bron van elektrostatische ontlading. Wanneer de relatieve luchtvochtigheid hoger is dan 50%, begint de statische lading snel af te nemen, maar wanneer de relatieve luchtvochtigheid lager is dan 30%, kan deze langdurig aanwezig blijven op de isolator of het ongeaarde oppervlak.
Een relatieve luchtvochtigheid tussen 35% en 40% kan een acceptabel compromis zijn. In cleanrooms voor halfgeleiders worden doorgaans extra controles toegepast om de opbouw van statische lading te beperken.
De snelheid van veel chemische reacties, waaronder het corrosieproces, neemt toe naarmate de relatieve luchtvochtigheid stijgt. Alle oppervlakken die aan de lucht rondom de cleanroom worden blootgesteld, worden snel bedekt met ten minste één monolaag water. Wanneer deze oppervlakken bestaan uit een dunne metaalcoating die met water kan reageren, kan een hoge luchtvochtigheid de reactie versnellen. Gelukkig kunnen sommige metalen, zoals aluminium, een beschermend oxide vormen met water en verdere oxidatiereacties voorkomen; maar een ander geval, zoals koperoxide, biedt geen bescherming. In omgevingen met een hoge luchtvochtigheid zijn koperen oppervlakken dus gevoeliger voor corrosie.
Bovendien zet de fotoresist in een omgeving met een hoge relatieve luchtvochtigheid na de bakcyclus uit en verslechtert door de absorptie van vocht. De hechting van de fotoresist kan ook negatief worden beïnvloed door een hogere relatieve luchtvochtigheid; een lagere relatieve luchtvochtigheid (ongeveer 30%) vergemakkelijkt de hechting van de fotoresist, zelfs zonder de noodzaak van een polymere modifier.
Het regelen van de relatieve luchtvochtigheid in een cleanroom voor halfgeleiders is niet willekeurig. Naarmate de tijd verstrijkt, is het echter raadzaam om de redenen en grondslagen van gangbare, algemeen aanvaarde praktijken te herzien.
Vochtigheid is misschien niet zo belangrijk voor ons menselijk comfort, maar het heeft vaak een grote impact op het productieproces, vooral op plekken waar de luchtvochtigheid hoog is. Bovendien is luchtvochtigheid vaak de slechtste manier om dingen onder controle te houden. Daarom wordt bij de temperatuur- en luchtvochtigheidsregeling van een cleanroom de voorkeur gegeven aan luchtvochtigheid.
Plaatsingstijd: 1 september 2020