無塵車間濕度的控製

無塵車間濕度的控製

相對濕度是無塵車間/潔淨室運作過程中一個常用的環境控製條件。半導體無塵車間/潔淨室中的典型的相對濕度的目標值大約控製在30至50%的範圍內，允許誤差在±1%的狹窄的範圍內，例如光刻區──或者在遠紫外線處理（DUV）區甚至更小──而在其他地方則可以放鬆到±5%的範圍內。
這些年裡，在這些規定範圍中保持處理空氣過程，使我們必需承擔資金和營運費用。但是為什麼值得花費這麼多錢用在無塵車間/潔淨室中控製相對濕度呢？
道理很簡單！因為相對濕度有一係列可能使潔淨室總體表現下降的因素，其中包括：
1、**生長；
2、工作人員感到室溫舒適的範圍；
3、出現靜電荷；
4、金屬腐蝕；
5、水汽冷凝；
6、光刻的退化；
7、吸水性。
   **和其他生物汙染（黴菌，病毒，**，蟎蟲）在相對濕度超過60%的環境中可以活躍地繁殖。一些菌群在相對濕度超過30%時就可以增長。在相對濕度處於40%至60%的範圍之間時，可以使**的影響以及呼吸道感染降至*低。
   相對濕度在40%至60%的範圍同樣也是人類感覺舒適的適度範圍。濕度過高會使人覺得氣悶，而濕度低於30%則會讓人感覺乾燥，皮膚皸裂，呼吸道不適以及情感上的不快。
   高濕度實際上減小了無塵車間/潔淨室表麵的靜電荷積累──這是人們希望的結果。較低的濕度比較適合電荷的積累並成為潛在的具有破壞性的靜電釋放源。當相對濕度超過50%時，靜電荷開始迅速消散，但是當相對濕度小於30%時，它們可以在絕緣體或者未接地的表麵上持續存在很長一段時間。
   相對濕度在35%到40%之間可以作為一個令人滿意的折中，半導體無塵車間/潔淨室一般都使用額外的控製裝置以限製靜電荷的積累。
   很多化學反應的速度，包括腐蝕過程，將隨著相對濕度的增高而加快。所有暴露在無塵車間/潔淨室周圍空氣中的表麵都很快地被覆蓋上至少一層單分子層的水。當這些表麵是由可以與水反應的薄金屬塗層組成時，高濕度可以使反應加速。幸運的是，一些金屬，例如鋁，可以與水形成一層保護型的氧化物，並阻止進一步的氧化反應；但另一種情況是，例如氧化銅，是不具有保護能力的，因此，在高濕度的環境中，銅製表麵更容易受到腐蝕。
   在相對濕度較高的環境中，濃縮水形的毛細管力在顆粒和表麵之間形成了連接鍵，可以增加顆粒與矽質表麵的黏附力。這種效應──凱爾文濃縮──當相對濕度小於50%時並不重要，但當相對濕度在70%左右時，就成為顆粒之間黏附的主要力量。
   到目前為止，在半導體無塵車間/潔淨室中*迫切需要適度控製的是光刻膠的敏感性。由於光刻膠對相對濕度極為敏感的特性，它對相對濕度的控製範圍的要***嚴格的。
   實際上，相對濕度和溫度對於光刻膠穩定性以及**的尺寸控製都是很關鍵的。甚至是在恒溫條件下，光刻膠的粘性將隨著相對濕度的上升而迅速下降。當然，改變粘性，就會改變由固定組分塗層形成的保護膜的厚度。參考兩個城市，一個試驗證實，相對濕度的3%的變異將使保護厚度改變59.2A（原文如此）。
   此外，在高的相對濕度環境下，由於水分的吸收，使烘烤循環後光刻膠膨脹加重。光刻膠附著力同樣也可以受到較高的相對濕度的負麵影響；較低的相對濕度（約30%）使光刻膠附著更加容易，甚至不需要聚合改性劑，如六甲基二矽氮烷（HMDS）。
   在半導體無塵車間/潔淨室中控製相對濕度不是隨意的。但是，隨著時間的變化，*好回顧一下常見的被普遍接受的實踐的原因和基礎。