ความชื้นเป็นเงื่อนไขควบคุมสภาพแวดล้อมทั่วไปในการทำงานของห้องคลีนรูม ค่าเป้าหมายของความชื้นสัมพัทธ์ในห้องคลีนรูมเซมิคอนดักเตอร์ถูกควบคุมให้อยู่ในช่วง 30 ถึง 50% ทำให้ข้อผิดพลาดอยู่ภายในช่วงแคบๆ ±1% เช่น พื้นที่โฟโตลิโทกราฟี หรืออาจเล็กกว่านั้นในพื้นที่การประมวลผลรังสีอัลตราไวโอเลตระยะไกล (DUV) – ในสถานที่อื่นๆ คุณสามารถผ่อนคลายได้ภายใน ±5%
เนื่องจากความชื้นสัมพัทธ์มีปัจจัยหลายประการที่อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพโดยรวมของห้องคลีนรูม ได้แก่:
● การเจริญเติบโตของแบคทีเรีย
● ระดับความสบายที่พนักงานสัมผัสได้ที่อุณหภูมิห้อง
● มีประจุไฟฟ้าสถิตเกิดขึ้น
● การกัดกร่อนของโลหะ
● การควบแน่นของไอน้ำ
● การเสื่อมสภาพของการพิมพ์หิน
● การดูดซึมน้ำ
แบคทีเรียและสารปนเปื้อนทางชีวภาพอื่นๆ (เชื้อรา ไวรัส เชื้อรา ไร) สามารถขยายพันธุ์ได้ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสัมพัทธ์สูงกว่า 60% พืชบางชนิดสามารถเจริญเติบโตได้เมื่อความชื้นสัมพัทธ์สูงกว่า 30% เมื่อความชื้นสัมพัทธ์อยู่ระหว่าง 40% ถึง 60% ผลกระทบของแบคทีเรียและการติดเชื้อทางเดินหายใจก็จะลดลง
ความชื้นสัมพัทธ์ในช่วง 40% ถึง 60% ถือเป็นระดับที่พอเหมาะพอดีที่มนุษย์จะรู้สึกสบายตัว ความชื้นที่มากเกินไปอาจทำให้ผู้คนรู้สึกหดหู่ ในขณะที่ความชื้นต่ำกว่า 30% อาจทำให้ผู้คนรู้สึกแห้ง แตก หายใจไม่สะดวก และรู้สึกไม่สบายตัว
ความชื้นสัมพัทธ์ที่สูงจะช่วยลดการสะสมของประจุไฟฟ้าสถิตบนพื้นผิวของห้องสะอาด ซึ่งเป็นผลลัพธ์ที่ต้องการ ความชื้นสัมพัทธ์ที่ต่ำกว่าจะเหมาะสำหรับการสะสมประจุไฟฟ้าสถิตและอาจเป็นแหล่งปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตที่อาจสร้างความเสียหายได้ เมื่อความชื้นสัมพัทธ์เกิน 50% ประจุไฟฟ้าสถิตจะเริ่มสลายตัวอย่างรวดเร็ว แต่เมื่อความชื้นสัมพัทธ์ต่ำกว่า 30% ประจุไฟฟ้าสถิตอาจคงอยู่บนฉนวนหรือพื้นผิวที่ไม่ได้ต่อสายดินเป็นเวลานาน
ความชื้นสัมพัทธ์ระหว่าง 35% ถึง 40% อาจเป็นการประนีประนอมที่น่าพอใจ และห้องปลอดเชื้อของเซมิคอนดักเตอร์มักใช้การควบคุมเพิ่มเติมเพื่อจำกัดการสะสมของประจุไฟฟ้าสถิต
ความเร็วของปฏิกิริยาเคมีหลายอย่าง รวมถึงกระบวนการกัดกร่อน จะเพิ่มขึ้นตามความชื้นสัมพัทธ์ที่เพิ่มขึ้น พื้นผิวทั้งหมดที่สัมผัสกับอากาศรอบๆ ห้องสะอาด จะถูกปกคลุมด้วยน้ำอย่างน้อยหนึ่งชั้นอย่างรวดเร็ว เมื่อพื้นผิวเหล่านี้ประกอบด้วยการเคลือบโลหะบางๆ ที่สามารถทำปฏิกิริยากับน้ำได้ ความชื้นที่สูงสามารถเร่งปฏิกิริยาได้ โชคดีที่โลหะบางชนิด เช่น อะลูมิเนียม สามารถสร้างออกไซด์ป้องกันกับน้ำและป้องกันปฏิกิริยาออกซิเดชันเพิ่มเติมได้ แต่มีอีกกรณีหนึ่ง เช่น คอปเปอร์ออกไซด์ ไม่สามารถป้องกันได้ ดังนั้น ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง พื้นผิวทองแดงจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนได้มากกว่า
นอกจากนี้ ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสัมพัทธ์สูง โฟโตเรซิสต์จะขยายตัวและรุนแรงขึ้นหลังจากรอบการอบเนื่องจากการดูดซับความชื้น การยึดเกาะของโฟโตเรซิสต์ยังได้รับผลกระทบเชิงลบจากความชื้นสัมพัทธ์ที่สูงขึ้น ความชื้นสัมพัทธ์ที่ต่ำลง (ประมาณ 30%) ทำให้โฟโตเรซิสต์ยึดเกาะได้ง่ายขึ้น แม้จะไม่จำเป็นต้องใช้ตัวปรับเปลี่ยนโพลีเมอร์ก็ตาม
การควบคุมความชื้นสัมพัทธ์ในห้องปลอดเชื้อของสารกึ่งตัวนำไม่ใช่เรื่องไร้เหตุผล อย่างไรก็ตาม เมื่อกาลเวลาเปลี่ยนไป ควรทบทวนเหตุผลและรากฐานของแนวทางปฏิบัติทั่วไปที่ได้รับการยอมรับโดยทั่วไป
ความชื้นอาจไม่เด่นชัดนักสำหรับความสะดวกสบายของมนุษย์ แต่บ่อยครั้งที่ความชื้นส่งผลกระทบอย่างมากต่อกระบวนการผลิต โดยเฉพาะในกรณีที่มีความชื้นสูง ซึ่งความชื้นมักเป็นสิ่งที่ควบคุมได้แย่ที่สุด นี่คือสาเหตุว่าทำไมความชื้นจึงเป็นที่นิยมในการควบคุมอุณหภูมิและความชื้นในห้องคลีนรูม
เวลาโพสต์: 01-09-2020