Milieubescherming krijgt steeds meer aandacht, vooral met de toenemende smog. Cleanroomtechniek is een van de maatregelen ter bescherming van het milieu. Hoe kunnen we cleanroomtechniek inzetten voor een goede milieubescherming? Laten we het hebben over de beheersmaatregelen in cleanroomtechniek.
Temperatuur- en vochtigheidsregeling in een cleanroom
De temperatuur en luchtvochtigheid in cleanrooms worden hoofdzakelijk bepaald op basis van procesvereisten, maar bij het voldoen aan procesvereisten moet ook rekening worden gehouden met het comfort van de gebruiker. Met de toenemende eisen aan de luchtkwaliteit is er een trend naar strengere eisen voor temperatuur en luchtvochtigheid in processen.
In principe worden de eisen aan het temperatuurschommelingsbereik steeds kleiner door de toenemende precisie van de verwerking. Zo wordt bijvoorbeeld bij de lithografie en belichting van grootschalige geïntegreerde schakelingen het verschil in thermische uitzettingscoëfficiënt tussen glas en silicium wafers die als maskermateriaal worden gebruikt, steeds kleiner.
Een silicium wafer met een diameter van 100 μm zet lineair uit met 0,24 μm wanneer de temperatuur met 1 graad stijgt. Daarom is een constante temperatuur van ± 0,1 ℃ noodzakelijk en moet de luchtvochtigheid over het algemeen laag zijn, omdat het product na condensatie kan worden verontreinigd, met name in halfgeleiderwerkplaatsen waar men bang is voor natrium. In dit soort werkplaatsen mag de temperatuur niet hoger zijn dan 25 ℃.
Een te hoge luchtvochtigheid veroorzaakt meer problemen. Wanneer de relatieve luchtvochtigheid boven de 55% komt, zal er condensatie ontstaan op de wand van de koelwaterleidingen. Als dit zich voordoet in precisieapparatuur of circuits, kan dit diverse ongelukken veroorzaken. Bij een relatieve luchtvochtigheid van 50% is roestvorming een veelvoorkomend probleem. Bovendien zal bij een te hoge luchtvochtigheid stof dat aan het oppervlak van de siliciumwafels kleeft, chemisch geadsorbeerd worden door watermoleculen in de lucht, waardoor het moeilijk te verwijderen is.
Hoe hoger de relatieve luchtvochtigheid, hoe moeilijker het is om de hechting te verwijderen. Bij een relatieve luchtvochtigheid lager dan 30% hechten deeltjes zich echter ook gemakkelijk aan het oppervlak door de werking van elektrostatische krachten, waardoor veel halfgeleidercomponenten defect kunnen raken. Het optimale temperatuurbereik voor de productie van siliciumwafels ligt tussen 35 en 45%.
Luchtdrukcontrolein een cleanroom
Om te voorkomen dat vervuiling van buitenaf binnendringt, is het in de meeste cleanrooms noodzakelijk om de interne druk (statische druk) hoger te houden dan de externe druk (statische druk). Het handhaven van dit drukverschil dient over het algemeen aan de volgende principes te voldoen:
1. De druk in schone ruimtes moet hoger zijn dan die in niet-schone ruimtes.
2. De druk in ruimtes met een hoge mate van reinheid moet hoger zijn dan die in aangrenzende ruimtes met een lage mate van reinheid.
3. De deuren tussen cleanrooms moeten openstaan naar ruimtes met een hoge reinheidsgraad.
Het handhaven van het drukverschil is afhankelijk van de hoeveelheid verse lucht, die het luchtverlies door de openingen onder dit drukverschil moet kunnen compenseren. De fysieke betekenis van drukverschil is dus de weerstand tegen luchtlekkage (of -infiltratie) door verschillende openingen in een cleanroom.
Geplaatst op: 21 juli 2023