A umidade é uma condição comum de controle ambiental na operação de salas limpas. O valor alvo de umidade relativa na sala limpa de semicondutores é controlado para estar na faixa de 30 a 50%, permitindo que o erro fique dentro de uma faixa estreita de ±1%, como em uma área fotolitográfica – ou ainda menor na área de processamento no ultravioleta distante (DUV). – Em outros locais, você pode relaxar para uma faixa de ±5%.
Porque a umidade relativa tem uma série de fatores que podem contribuir para o desempenho geral da sala limpa, incluindo:
● crescimento bacteriano;
● A amplitude de conforto que o pessoal sente à temperatura ambiente;
● Aparece carga estática;
● corrosão de metais;
● Condensação de vapor de água;
● degradação da litografia;
● Absorção de água.
Bactérias e outros contaminantes biológicos (mofo, vírus, fungos, ácaros) podem se multiplicar ativamente em ambientes com umidade relativa acima de 60%. Algumas espécies da flora podem crescer quando a umidade relativa excede 30%. Quando a umidade relativa está entre 40% e 60%, os efeitos de bactérias e infecções respiratórias podem ser minimizados.
A umidade relativa na faixa de 40% a 60% também é uma faixa modesta na qual os humanos se sentem confortáveis. O excesso de umidade pode causar depressão, enquanto a umidade abaixo de 30% pode causar ressecamento, ressecamento, desconforto respiratório e desconforto emocional.
Alta umidade, na verdade, reduz o acúmulo de carga estática na superfície da sala limpa – este é o resultado desejado. Uma umidade mais baixa é mais adequada para o acúmulo de carga e uma fonte potencialmente prejudicial de descarga eletrostática. Quando a umidade relativa excede 50%, a carga estática começa a se dissipar rapidamente, mas quando a umidade relativa é inferior a 30%, ela pode persistir por muito tempo no isolador ou na superfície não aterrada.
A umidade relativa entre 35% e 40% pode ser um compromisso satisfatório, e salas limpas de semicondutores normalmente usam controles adicionais para limitar o acúmulo de carga estática.
A velocidade de muitas reações químicas, incluindo o processo de corrosão, aumenta com o aumento da umidade relativa. Todas as superfícies expostas ao ar ao redor da sala limpa são rapidamente cobertas por pelo menos uma monocamada de água. Quando essas superfícies são compostas por uma fina camada metálica que pode reagir com a água, a alta umidade pode acelerar a reação. Felizmente, alguns metais, como o alumínio, podem formar um óxido protetor com a água e evitar futuras reações de oxidação; mas outros, como o óxido de cobre, não são protetores, portanto, em ambientes de alta umidade, as superfícies de cobre são mais suscetíveis à corrosão.
Além disso, em um ambiente com alta umidade relativa, o fotorresiste se expande e se deteriora após o ciclo de cozimento devido à absorção de umidade. A adesão do fotorresiste também pode ser afetada negativamente por umidade relativa mais alta; umidade relativa mais baixa (cerca de 30%) facilita a adesão do fotorresiste, mesmo sem a necessidade de um modificador polimérico.
Controlar a umidade relativa em uma sala limpa de semicondutores não é arbitrário. No entanto, com a evolução dos tempos, é recomendável rever as razões e os fundamentos das práticas comuns e geralmente aceitas.
A umidade pode não ser particularmente perceptível para o nosso conforto humano, mas geralmente tem um grande impacto no processo de produção, especialmente onde a umidade é alta, e a umidade geralmente é o pior controle, e é por isso que no controle de temperatura e umidade da sala limpa, a umidade é preferida.
Horário da publicação: 01/09/2020