Fuktighet er en vanlig miljøkontrolltilstand ved drift av renrom. Målverdien for relativ fuktighet i halvlederrenrommet kontrolleres til å være i området 30 til 50 %, slik at feilen kan være innenfor et smalt område på ±1 %, for eksempel et fotolitografisk område – eller enda mindre i det fjernt ultrafiolette prosesseringsområdet (DUV). Andre steder kan du slappe av til innenfor ±5 %.
Fordi relativ fuktighet har en rekke faktorer som kan bidra til den generelle ytelsen til et rent rom, inkludert:
● bakterievekst;
● Omfanget av komfort som personalet føler ved romtemperatur;
● Statisk ladning oppstår;
● metallkorrosjon;
● Kondensering av vanndamp;
● nedbrytning av litografi;
● Vannabsorpsjon.
Bakterier og andre biologiske forurensninger (mugg, virus, sopp, midd) kan aktivt formere seg i miljøer med relativ fuktighet over 60 %. Noe flora kan vokse når den relative fuktigheten overstiger 30 %. Når den relative fuktigheten er mellom 40 % og 60 %, kan effekten av bakterier og luftveisinfeksjoner minimeres.
Relativ luftfuktighet i området 40 % til 60 % er også et beskjedent område som mennesker føler seg komfortable i. For høy luftfuktighet kan gjøre at folk føler seg deprimerte, mens luftfuktighet under 30 % kan gjøre at folk føler seg tørre, sprukne, pustevansker og følelsesmessig ubehag.
Høy luftfuktighet reduserer faktisk opphopningen av statisk ladning på overflaten av renrommet – dette er det ønskede resultatet. Lavere luftfuktighet er mer egnet for opphopning av ladning og en potensielt skadelig kilde til elektrostatisk utladning. Når den relative fuktigheten overstiger 50 %, begynner den statiske ladningen å forsvinne raskt, men når den relative fuktigheten er mindre enn 30 %, kan den vedvare lenge på isolatoren eller den ujordede overflaten.
Relativ fuktighet mellom 35 % og 40 % kan være et tilfredsstillende kompromiss, og renrom for halvledere bruker vanligvis tilleggskontroller for å begrense akkumulering av statisk elektrisitet.
Hastigheten til mange kjemiske reaksjoner, inkludert korrosjonsprosessen, vil øke etter hvert som den relative fuktigheten øker. Alle overflater som er eksponert for luften rundt renrommet, blir raskt dekket med minst ett enkelt lag med vann. Når disse overflatene består av et tynt metallbelegg som kan reagere med vann, kan høy fuktighet akselerere reaksjonen. Heldigvis kan noen metaller, som aluminium, danne et beskyttende oksid med vann og forhindre ytterligere oksidasjonsreaksjoner; men et annet tilfelle, som kobberoksid, er ikke beskyttende, så i miljøer med høy fuktighet er kobberoverflater mer utsatt for korrosjon.
I tillegg, i et miljø med høy relativ fuktighet, utvides og forverres fotoresisten etter stekesyklusen på grunn av absorpsjon av fuktighet. Fotoresistheft kan også påvirkes negativt av høyere relativ fuktighet; lavere relativ fuktighet (ca. 30 %) gjør fotoresistheft enklere, selv uten behov for en polymermodifikator.
Kontroll av relativ fuktighet i et renrom for halvledere er ikke vilkårlig. Etter hvert som tiden endrer seg, er det imidlertid best å gjennomgå årsakene til og grunnlaget for vanlige, generelt aksepterte praksiser.
Fuktighet er kanskje ikke spesielt merkbar for vår menneskelige komfort, men den har ofte stor innvirkning på produksjonsprosessen, spesielt der fuktigheten er høy, og fuktighet er ofte den dårligste kontrollen, og det er derfor fuktighet er å foretrekke i temperatur- og fuktighetskontrollen i renrommet.
Publisert: 1. september 2020