濕度控制重要性

1、相對(duì)濕度是潔凈室運(yùn)作過(guò)程中一個(gè)常用的環(huán)境控制條件。半導(dǎo)體潔凈室中的典型的相對(duì)濕度的目標(biāo)值大約 控制在30至50%的范圍內(nèi)，允許誤差在1%的狹窄的范圍內(nèi)，例如光刻區(qū)一一或者在遠(yuǎn)紫外線處理(DUV)區(qū)甚至更小一一而在其他地方則可以放松到5%的范圍內(nèi)。這些年里，在這些規(guī)定范圍中保持處理空氣過(guò)程，使我們必需承擔(dān)資金和營(yíng)運(yùn)費(fèi)用。但是為什么值得花費(fèi) 這么多錢用在潔凈室中控制相對(duì)濕度呢？道理很簡(jiǎn)單！因?yàn)橄鄬?duì)濕度有一系列可能使?jié)崈羰铱傮w表現(xiàn)下降的因素，其中包括：細(xì)菌生長(zhǎng)；工作人員感到室溫舒適的范圍；出現(xiàn)靜電荷；金屬腐蝕；水汽冷凝；光刻的退化；吸水性。細(xì)菌和其他生物污染(霉菌，病毒，真菌，螨蟲)在相對(duì)濕度超過(guò)6

2、0%的環(huán)境中可以活躍地繁殖。一些 菌群在相對(duì)濕度超過(guò)30%時(shí)就可以增長(zhǎng)。在相對(duì)濕度處于40%至60%的范圍之間時(shí)，可以使細(xì)菌的影響 以及呼吸道感染降至最低。1相對(duì)濕度在40%至60%的范圍同樣也是人類感覺(jué)舒適的適度范圍。濕度過(guò)高會(huì)使人覺(jué)得氣悶，而濕度低于30%則會(huì)讓人感覺(jué)干燥，皮膚皸裂，呼吸道不適以及情感上的不快。高濕度實(shí)際上減小了潔凈室表面的靜電荷積累一一這是人們希望的結(jié)果。較低的濕度比較適合電荷的積累 并成為潛在的具有破壞性的靜電釋放源。當(dāng)相對(duì)濕度超過(guò)50%時(shí)，靜電荷開始迅速消散，但是當(dāng)相對(duì)濕 度小于30%時(shí)，它們可以在絕緣體或者未接地的表面上持續(xù)存在很長(zhǎng)一段時(shí)間。相對(duì)濕度在35%到40%

3、之間可以作為一個(gè)令人滿意的折中，半導(dǎo)體潔凈室一般都使用額 外的控制裝置以限制靜電荷的積累。很多化學(xué)反應(yīng)的速度，包括腐蝕過(guò)程，將隨著相對(duì)濕度的增高而加快。所有暴露在潔凈室 周圍空氣中的表面都很快地被覆蓋上至少一層單分子層的水。當(dāng)這些表面是由可以與水反 應(yīng)的薄金屬涂層組成時(shí)，高濕度可以使反應(yīng)加速。幸運(yùn)的是，一些金屬，例如鋁，可以與 水形成一層保護(hù)型的氧化物，并阻止進(jìn)一步的氧化反應(yīng)；但另一種情況是，例如氧化銅， 是不具有保護(hù)能力的，因此，在高濕度的環(huán)境中，銅制表面更容易受到腐蝕。在相對(duì)濕度較高的環(huán)境中，濃縮水形的毛細(xì)管力在顆粒和表面之間形成了連接鍵，可以增 加顆粒與硅質(zhì)表面的黏附力。這種效應(yīng)一凱爾文

4、濃縮一當(dāng)相對(duì)濕度小于50%時(shí)并不重要， 但當(dāng)相對(duì)濕度在70%左右時(shí)，就成為顆粒之間黏附的主要力量。到目前為止，在半導(dǎo)體潔凈室中最迫切需要適度控制的是光刻膠的敏感性。由于光刻膠對(duì) 相對(duì)濕度極為敏感的特性，它對(duì)相對(duì)濕度的控制范圍的要求是最嚴(yán)格的。實(shí)際上，相對(duì)濕度和溫度對(duì)于光刻膠穩(wěn)定性以及精確的尺寸控制都是很關(guān)鍵的。甚至是在 恒溫條件下，光刻膠的粘性將隨著相對(duì)濕度的上升而迅速下降。當(dāng)然，改變粘性，就會(huì)改 變由固定組分涂層形成的保護(hù)膜的厚度。參考兩個(gè)城市，一個(gè)試驗(yàn)證實(shí)，相對(duì)濕度的3%的變異將使保護(hù)厚度改變59.2 A （原文如此）。此外，在高的相對(duì)濕度環(huán)境下，由于水分的吸收，使烘烤循環(huán)后光刻膠膨脹加重。光刻膠 附著力同樣也可以受到較高的相對(duì)濕度的負(fù)面影響；較低的相對(duì)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