Ηλεκτροστατική προστασία στην παραγωγή ημιαγωγών
Στη διαδικασία κατασκευής ημιαγωγών είναι απαραίτητη η πρόληψη και ο έλεγχος του στατικού ηλεκτρισμού. Εάν δεν πραγματοποιηθεί η πρόληψη και ο έλεγχος του στατικού ηλεκτρισμού, θα προκύψουν προβλήματα όπως σωματιδιακή ρύπανση, ζημιά ημιαγωγών λόγω στατικής εκκένωσης και διακοπή λειτουργίας του σχετικού εξοπλισμού. Τα προγράμματα πρόληψης και ελέγχου του στατικού ηλεκτρισμού στη διαδικασία παραγωγής ημιαγωγών περιλαμβάνουν: γείωση, υλικά στατικής διάχυσης και ιόντα εξουδετέρωσης ιονισμού αέρα. Προκειμένου να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις που επιφέρει η ταχεία ανάπτυξη της βιομηχανίας ημιαγωγών, τα στατικά υλικά διάχυσης και οι ιονιστές αέρα αλλάζουν επίσης συνεχώς.
Η αναγκαιότητα του στατικού ελέγχου στην παραγωγή ημιαγωγών
Στον τομέα της παραγωγής ημιαγωγών, είναι αδύνατο να εξαλειφθούν πλήρως οι αρνητικές επιπτώσεις του στατικού ηλεκτρισμού. Ακόμη και με στατική προστασία, είναι δύσκολο να διατηρηθεί ένα υψηλό επίπεδο ποιότητας και απόδοσης προϊόντος. Ωστόσο, εάν υπάρχει έλλειψη στατικού ελέγχου, σωματιδιακή ρύπανση, ζημιά ηλεκτροστατικής εκκένωσης και αστοχία εξοπλισμού, αυτά τα προβλήματα είναι στην κατασκευή υποστρωμάτων πυριτίου και φωτομάσκες, στο καθαρό δωμάτιο του μπροστινού μέρους του ημιαγωγού και στη διαδικασία του πίσω άκρου συμπεριλαμβανομένης της συναρμολόγησης, της συσκευασίας και της τελικής δοκιμής και αποστολής. Μπορεί να συμβεί ανά πάσα στιγμή, επηρεάζοντας σοβαρά την ποιότητα των προϊόντων ημιαγωγών.
Μέθοδος στατικού ελέγχου ημιαγωγών
Στο περιβάλλον παραγωγής ημιαγωγών, είτε στο μπροστινό καθαρό δωμάτιο είτε στο πίσω μέρος της δοκιμής, συναρμολόγησης και συσκευασίας, θα πρέπει να χρησιμοποιείται η γείωση των αγωγών και των υλικών στατικής διάχυσης. Η γείωση αποτρέπει τη δημιουργία στατικού ηλεκτρισμού σε μονωμένους αγωγούς και στα υλικά διαρροής. Εάν αυτά τα υλικά φέρουν στατικό ηλεκτρισμό, μπορούν επίσης να αφαιρέσουν τον στατικό ηλεκτρισμό. Κάθε αγώγιμο υλικό, συμπεριλαμβανομένου του προσωπικού, του εξοπλισμού, των επιφανειών του εργοστασίου (δάπεδα, τοίχοι, οροφές και επιφάνειες εργασίας) και προϊόντα, θα πρέπει να έχει αξιόπιστη γείωση. Αυτοί οι ακροδέκτες γείωσης θα πρέπει να ελέγχονται τακτικά. Ορισμένοι μη γειωμένοι αγωγοί είναι συνήθως πηγές στατικής εκκένωσης.
Τα στατικά διαλυτικά υλικά διαχέουν στατικά φορτία διατηρώντας παράλληλα τις ιδιότητες ορισμένων μονωτικών υλικών (όπως η ευκαμψία και η χημική αντοχή). Εάν είναι αξιόπιστα γειωμένα, δεν θα διατηρήσουν στατικό φορτίο. Σε ορισμένες εφαρμογές (όπως επιτραπέζιοι υπολογιστές ή πρίζες δοκιμής), αυτά τα υλικά μπορούν να αντικαταστήσουν τα υλικά αγωγών. Σε αυτές τις εφαρμογές, ενδέχεται να έρθουν σε επαφή με ηλεκτροστατικά φορτισμένα προϊόντα. Η υψηλή αντίσταση των υλικών στατικής διάχυσης (συνήθως στην περιοχή από 10^4 έως 10^11 ohms) μπορεί να επιβραδύνει τη διαδικασία κίνησης φόρτισης για να αποτρέψει συμβάντα βλάβης από ηλεκτροστατική εκφόρτιση. Τα στατικά υλικά διάχυσης πρέπει να επιθεωρούνται και να ελέγχονται τακτικά. Πολλά από αυτά τα υλικά δεν είναι συμβατά με τα καθαρά δωμάτια και τα χαρακτηριστικά στατικής διάχυσης θα αλλάξουν με την πάροδο του χρόνου, επομένως πρέπει να επιλέγονται σωστά κατά τη χρήση τους.
Ο ιονισμός αέρα χρησιμοποιείται για την εξουδετέρωση των στατικών φορτίων στους μονωτές (και στους μονωμένους αγωγούς). Η αρχή είναι ότι ένας ιονιστής (ανεμιστήρας ιόντων) δημιουργεί ένα νέφος ιόντων που αποτελείται από θετικά και αρνητικά ιόντα αέρα για να εξουδετερώσει τον στατικό ηλεκτρισμό παντού στο περιβάλλον παραγωγής. Στη διαδικασία κατασκευής, ο ιονισμός αέρα πρέπει να χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του ηλεκτροστατικού πεδίου που δημιουργείται από τον μονωτή. Για παράδειγμα, πολλές πτυχές της παραγωγής ημιαγωγών, όπως η καθαριότητα, η χημική αντοχή και οι διεργασίες σε υψηλές θερμοκρασίες, βασίζονται σε μονωτήρες. Για τη βιομηχανία κατασκευής ημιαγωγών όπου οι χειρωνακτικές λειτουργίες σπάνια χρησιμοποιούνται, αυτοί οι μονωτές είναι επίσης απαραίτητοι μέσα στον εξοπλισμό διεργασίας. Το πιο σημαντικό πράγμα είναι ότι το ίδιο το προϊόν είναι ένας μονωτήρας, είτε πρόκειται για ένα μπροστινό τσιπ ημιαγωγού είτε για την τελική εποξειδική συσκευασία.