L'umidità è una condizione di controllo ambientale comune nel funzionamento delle camere bianche. Il valore target di umidità relativa nella camera bianca per semiconduttori è controllato in un intervallo compreso tra il 30 e il 50%, consentendo un errore entro un intervallo ristretto di ±1%, come nell'area fotolitografica, o ancora più piccolo nell'area di elaborazione nel lontano ultravioletto (DUV). In altri ambienti, è possibile ottenere un margine di tolleranza di ±5%.
Poiché l'umidità relativa ha una serie di fattori che possono contribuire alle prestazioni complessive della camera bianca, tra cui:
● crescita batterica;
● L'intervallo di comfort che il personale percepisce a temperatura ambiente;
● Appare la carica statica;
● corrosione dei metalli;
● Condensazione del vapore acqueo;
● degradazione della litografia;
● Assorbimento d'acqua.
Batteri e altri contaminanti biologici (muffe, virus, funghi, acari) possono moltiplicarsi attivamente in ambienti con umidità relativa superiore al 60%. Alcuni organismi vegetali possono crescere anche con umidità relativa superiore al 30%. Quando l'umidità relativa è compresa tra il 40% e il 60%, gli effetti di batteri e infezioni respiratorie possono essere ridotti al minimo.
Anche un'umidità relativa compresa tra il 40% e il 60% è un intervallo modesto in cui gli esseri umani si sentono a proprio agio. Un'umidità eccessiva può causare depressione, mentre un'umidità inferiore al 30% può causare secchezza, screpolature, difficoltà respiratorie e disagio emotivo.
Un'umidità elevata riduce effettivamente l'accumulo di carica statica sulla superficie della camera bianca: questo è il risultato desiderato. Un'umidità inferiore è più adatta all'accumulo di carica e può rappresentare una fonte potenzialmente dannosa di scariche elettrostatiche. Quando l'umidità relativa supera il 50%, la carica statica inizia a dissiparsi rapidamente, ma quando l'umidità relativa è inferiore al 30%, può persistere a lungo sull'isolante o sulla superficie non messa a terra.
Un'umidità relativa compresa tra il 35% e il 40% può rappresentare un compromesso soddisfacente e le camere bianche per semiconduttori solitamente utilizzano controlli aggiuntivi per limitare l'accumulo di carica statica.
La velocità di molte reazioni chimiche, incluso il processo di corrosione, aumenta con l'aumentare dell'umidità relativa. Tutte le superfici esposte all'aria circostante la camera bianca vengono rapidamente ricoperte da almeno un monostrato d'acqua. Quando queste superfici sono composte da un sottile rivestimento metallico in grado di reagire con l'acqua, un'elevata umidità può accelerare la reazione. Fortunatamente, alcuni metalli, come l'alluminio, possono formare un ossido protettivo con l'acqua e prevenire ulteriori reazioni di ossidazione; ma un altro caso, come l'ossido di rame, non è protettivo, quindi in ambienti ad alta umidità, le superfici in rame sono più suscettibili alla corrosione.
Inoltre, in un ambiente con elevata umidità relativa, il fotoresist si espande e si deteriora dopo il ciclo di cottura a causa dell'assorbimento di umidità. L'adesione del fotoresist può anche essere influenzata negativamente da un'umidità relativa elevata; un'umidità relativa inferiore (circa il 30%) facilita l'adesione del fotoresist, anche senza la necessità di un modificatore polimerico.
Il controllo dell'umidità relativa in una camera bianca per semiconduttori non è arbitrario. Tuttavia, con il passare del tempo, è opportuno rivedere le ragioni e i fondamenti delle pratiche comuni e generalmente accettate.
L'umidità potrebbe non essere particolarmente evidente per il nostro comfort umano, ma spesso ha un grande impatto sul processo di produzione, soprattutto dove l'umidità è elevata, e l'umidità è spesso il peggior controllo, motivo per cui nel controllo della temperatura e dell'umidità della camera bianca, si preferisce l'umidità.
Data di pubblicazione: 01/09/2020