Fugtighed er en almindelig miljøkontrolbetingelse i driften af renrum. Målværdien for relativ fugtighed i halvlederrenrummet styres til at være i området 30 til 50 %, hvilket tillader fejlen at være inden for et snævert område på ±1 %, såsom et fotolitografisk område – eller endnu mindre i det fjerntliggende ultraviolette behandlingsområde (DUV). – Andre steder kan man slappe af inden for ±5 %.
Fordi den relative luftfugtighed har en række faktorer, der kan bidrage til renrummets samlede ydeevne, herunder:
● bakterievækst;
● Det komfortområde, som personalet føler ved stuetemperatur;
● Statisk ladning opstår;
● metalkorrosion;
● Vanddampkondensation;
● nedbrydning af litografi;
● Vandabsorption.
Bakterier og andre biologiske forurenende stoffer (skimmelsvamp, virus, svampe, mider) kan aktivt formere sig i miljøer med en relativ luftfugtighed over 60 %. Nogle planter kan vokse, når den relative luftfugtighed overstiger 30 %. Når den relative luftfugtighed er mellem 40 % og 60 %, kan virkningerne af bakterier og luftvejsinfektioner minimeres.
En relativ luftfugtighed i intervallet 40 % til 60 % er også et beskedent område, hvor mennesker føler sig godt tilpas. For høj luftfugtighed kan få folk til at føle sig deprimerede, mens en luftfugtighed under 30 % kan få folk til at føle sig tørre, sprukne, få luftvejsproblemer og følelsesmæssigt ubehag.
Høj luftfugtighed reducerer faktisk ophobningen af statisk ladning på overfladen af renrummet – dette er det ønskede resultat. Lavere luftfugtighed er mere egnet til ophobning af ladning og en potentielt skadelig kilde til elektrostatisk udladning. Når den relative luftfugtighed overstiger 50 %, begynder den statiske ladning at forsvinde hurtigt, men når den relative luftfugtighed er mindre end 30 %, kan den forblive i lang tid på isolatoren eller den ujordede overflade.
En relativ luftfugtighed mellem 35 % og 40 % kan være et tilfredsstillende kompromis, og renrum til halvledere bruger typisk yderligere kontroller for at begrænse ophobningen af statisk elektricitet.
Hastigheden af mange kemiske reaktioner, herunder korrosionsprocessen, vil stige i takt med at den relative luftfugtighed stiger. Alle overflader, der udsættes for luften omkring renrummet, dækkes hurtigt af mindst ét enkelt lag vand. Når disse overflader består af en tynd metalbelægning, der kan reagere med vand, kan høj luftfugtighed fremskynde reaktionen. Heldigvis kan nogle metaller, såsom aluminium, danne et beskyttende oxid med vand og forhindre yderligere oxidationsreaktioner; men et andet tilfælde, såsom kobberoxid, er ikke beskyttende, så i miljøer med høj luftfugtighed er kobberoverflader mere modtagelige for korrosion.
Derudover udvides og forværres fotoresisten i et miljø med høj relativ luftfugtighed efter bagecyklussen på grund af absorption af fugt. Fotoresistvedhæftning kan også påvirkes negativt af højere relativ luftfugtighed; lavere relativ luftfugtighed (ca. 30%) gør fotoresistvedhæftning lettere, selv uden behov for en polymermodifikator.
Kontrol af relativ luftfugtighed i et renrum for halvledere er ikke vilkårlig. Men efterhånden som tiden ændrer sig, er det bedst at gennemgå årsagerne til og grundlaget for almindelige, generelt accepterede praksisser.
Fugtighed er måske ikke særlig mærkbar for vores menneskelige komfort, men den har ofte en stor indflydelse på produktionsprocessen, især hvor fugtigheden er høj, og fugtighed er ofte den dårligste kontrol, hvilket er grunden til, at fugtighed foretrækkes i temperatur- og fugtighedsstyringen i renrummet.
Opslagstidspunkt: 1. september 2020