습도는 클린룸 운영에 있어 일반적인 환경 제어 조건입니다. 반도체 클린룸의 상대 습도 목표값은 30~50% 범위로 제어되며, 이를 통해 포토리소그래피 영역과 같은 경우 오차 범위를 ±1% 이내로 좁힐 수 있고, 원자외선(DUV) 공정 영역에서는 오차 범위가 더욱 좁아집니다. 다른 곳에서는 ±5% 이내로 완화할 수 있습니다.
상대 습도에는 청정실의 전반적인 성능에 영향을 줄 수 있는 여러 요소가 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.
● 박테리아 증식
● 직원이 실내 온도에서 느끼는 편안함의 범위;
● 정전기가 발생합니다.
● 금속 부식;
● 수증기 응축;
● 리소그래피의 저하;
● 수분 흡수력.
상대 습도가 60% 이상인 환경에서는 박테리아와 기타 생물학적 오염 물질(곰팡이, 바이러스, 균류, 진드기)이 활발하게 번식할 수 있습니다. 일부 식물상은 상대 습도가 30%를 초과하면 자랄 수 있습니다. 상대 습도가 40%에서 60% 사이이면 박테리아와 호흡기 감염의 영향을 최소화할 수 있습니다.
상대 습도 40%에서 60% 사이는 사람이 편안하게 느끼는 적당한 범위입니다. 습도가 너무 높으면 우울감을 느낄 수 있고, 습도가 30% 미만이면 건조함, 갈라짐, 호흡 곤란, 정서적 불편함을 느낄 수 있습니다.
높은 습도는 실제로 클린룸 표면에 정전기가 축적되는 것을 줄여줍니다. 이것이 바로 바람직한 결과입니다. 낮은 습도는 전하가 축적되기에 더 적합하며, 잠재적으로 정전기 방전의 원인이 될 수 있습니다. 상대 습도가 50%를 초과하면 정전기가 빠르게 사라지기 시작하지만, 상대 습도가 30% 미만이면 절연체나 접지되지 않은 표면에 오랫동안 남아 있을 수 있습니다.
상대 습도를 35%~40%로 유지하는 것이 만족스러운 타협안이 될 수 있으며, 반도체 클린룸은 일반적으로 정전기 축적을 제한하기 위해 추가적인 제어 장치를 사용합니다.
부식 과정을 포함한 많은 화학 반응의 속도는 상대 습도가 증가함에 따라 증가합니다. 클린룸 주변 공기에 노출된 모든 표면은 적어도 하나의 단일 수분층으로 빠르게 덮입니다. 이러한 표면이 물과 반응할 수 있는 얇은 금속 코팅으로 구성되어 있는 경우, 높은 습도는 반응을 가속화할 수 있습니다. 다행히 알루미늄과 같은 일부 금속은 물과 보호 산화물을 형성하여 추가적인 산화 반응을 방지할 수 있습니다. 하지만 산화구리와 같은 다른 금속은 이러한 보호 효과가 없으므로, 습도가 높은 환경에서는 구리 표면이 부식에 더 취약합니다.
또한, 상대 습도가 높은 환경에서는 베이킹 사이클 후 수분 흡수로 인해 포토레지스트가 팽창하고 경화됩니다. 높은 상대 습도는 포토레지스트 접착력에도 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 상대 습도가 낮으면(약 30%) 고분자 개질제 없이도 포토레지스트 접착력이 향상됩니다.
반도체 클린룸의 상대 습도 조절은 임의적인 것이 아닙니다. 하지만 시간이 지남에 따라, 일반적으로 받아들여지는 관행의 이유와 근거를 검토하는 것이 가장 좋습니다.
습도는 인간의 편안함에 특별히 영향을 미치지 않을 수 있지만, 특히 습도가 높은 경우 생산 공정에 큰 영향을 미치는 경우가 많습니다. 습도는 종종 최악의 제어 수단이기 때문에 클린룸의 온도와 습도를 제어할 때 습도가 선호됩니다.
게시 시간: 2020년 9월 1일