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净化厂房-无尘车间生产为什么要控制车间室内的温湿度?

2020-09-03 16:47:13 浏览次数:
湿度是无尘车间生产的重要条件,相对湿度是无尘车间和洁净室运行中常见的环境控制条件,半导体无尘车间和洁净室的典型相对湿度目标值约为30%~50%,允许误差在±1%的范围内,如光刻面积或(DUV)面积或远紫外线处理的误差甚至更小,其他地方则放宽到±5%。
 
近年来,我们不得不承担资本和运营成本,才能在这些规定的范围内维持空气处理过程。但为什么要花这么多钱在无尘车间和洁净室上控制相对湿度呢?原因很简单,因为相对湿度有很多因素可能会降低洁净室的整体性能,包括:
 
1.细菌生长
 
2.工作人员在室温下感到舒适的程度
 
3.静电电荷
 
4.金属腐蚀
 
5.水蒸气凝结
 
6.光刻返回
 
7.吸水
 
细菌和其他生物污染物(霉菌、病毒、真菌、螨类)可以在相对湿度超过60%的环境中活跃繁殖。当相对湿度超过30%时,一些菌群可以生长。当相对湿度在40%至60%之间时,细菌和呼吸道感染的影响可以最小化。
 
相对湿度在40%至60%之间,对人类来说也是一种适度的舒适感。湿度过高会让人感到闷热,而湿度低于30%则会让人感到干燥、皮肤破裂、呼吸不适和情绪不适。
 
高湿实际上减少了无尘车间和洁净室表面静电负荷的积累,这是理想的结果。较低的湿度更适合江西的电荷积累,成为潜在的放电破坏源。相对湿度超过50%时,静电开始迅速消散,而相对湿度小于30%时,静电电荷在绝缘子或不接地表面会持续很长时间。
 
相对湿度在35%到40%之间可以作为一个令人满意的折衷方案。半导体无尘车间和洁净室通常使用额外的控制装置来限制静电电荷的积累。
 
许多化学反应的速度,包括腐蚀过程,都会随着相对湿度的增加而加快。所有暴露在无尘车间和洁净室周围的空气中的表面都会迅速被至少一层单层的水覆盖。当这些表面由能与水反应的薄金属涂层组成时,高湿度可以加速反应。幸运的是,铝等一些金属可以与水形成保护性氧化物,防止进一步氧化;但在另一种情况下,如氧化铜,它没有保护作用,因此,铜表面在高湿度环境下更容易受到腐蚀。
 
在相对湿度较高的环境中,浓水毛细力在颗粒与表面之间形成键,从而增加颗粒与硅质表面之间的粘附力。当相对湿度小于50%时,这种效应--Calvin浓度--无关紧要,但当相对湿度约为70%时,则成为颗粒间粘附的主力军。
 
到目前为止,半导体无尘车间和洁净室最迫切需要的是光刻胶的敏感感。由于光刻胶对相湿度非常敏感,所以对相对湿度控制范围的要求是最严格的。
 
事实上,相当大的湿度和温度对于光刻胶的稳定性和精确的尺寸控制是很重要的。即使在恒温下,光刻胶的粘性也会随着相对湿度的增加而迅速下降。当然,通过改变粘度,固定组分涂层形成的保护膜的厚度会发生变化。一项实验表明,在两个城市,相对湿度的变化3%将使保护层厚度改变59.2A。
 
此外,在较高的相对温度环境中,由于水的吸收,光致抗蚀剂在烘烤周期后的膨胀加剧。相对湿度较高也会对光刻胶的附着力产生负面影响;相对湿度较低(约30%)使光致抗蚀剂更容易附着,即使不需要六甲基二硅氮烷(HMDS)等高分子改性剂。
 
总之,半导体无尘车间和洁净室相对湿度的控制并不是随机的。不过,随着时间的推移,有必要回顾一下普遍接受的做法的原因和基础。
 
 
 

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