在半导体制造过程中,静电的预防和控制是必要的。如果不进行静电的预防和控制,则会发生诸如微粒污染,半导体因静电放电损坏以及相关设备停机等问题。针对半导体生产过程中的静电预防和控制方案包括:接地,静电耗散材料和空气电离中和离子。为了适应半导体行业快速发展带来的要求,静电耗散材料和空气电离器也在不断变化。
半导体生产静电控制的必要性
在半导体生产领域,都无法完全消除静电的负面影响,就算进行静电防护,也很难保持高水准的产品质量和成品率。但如果缺少静电控制,微粒污染,静电放电损坏和设备故障,这些问题在硅基片、光掩模的制造中,半导体前段洁净室内以及包括组装、封装以及最后测试和运送领域的后段制程中都可能随时发生,严重影响半导体产品的质量
半导体静电控制的方法
在半导体制造环境中,无论在前部的洁净室中还是在后部的测试,组装和包装中,都应使用导体和静电耗散材料的接地。接地可防止在绝缘导体和静电耗散材料上产生静电。如果这些材料带有静电,它们也可以带走静电。每种导电材料,包括人员,设备,工厂表面(地板,墙壁,天花板和工作表面)和产品,都应具有可靠的接地。 这些接地端子应定期检查。 一些不接地的导体通常是静电放电源。
静电消散材料在消散静电荷的同时,还保持了某些绝缘材料的性能(如柔韧性和耐化学性)。 如果将它们可靠接地,它们将不会保留静电荷。在某些应用(例如台式机或测试插座)中,这些材料可以代替导体材料。在这些应用中,它们可能会与带静电的产品接触。静电耗散材料的高电阻(典型范围为10 ^ 4至10 ^ 11欧姆)可减慢电荷移动过程,以防止静电放电损坏事件。静电耗散材料必须定期检查和测试。 这些材料中有许多与洁净室不兼容,并且静电耗散特性会随时间变化,因此在使用它们时必须正确选择它们。
空气电离用于中和绝缘体(和绝缘导体)上的静电荷。原理为离子风机产生由正负空气离子组成的离子云,以中和生产环境中各处的静电。在制造过程中,必须使用空气电离来控制绝缘子产生的静电场。例如,半导体生产的许多方面,例如清洁度,耐化学性和高温工艺,都依赖绝缘体。对于很少使用人工操作的半导体制造行业,这些绝缘体在过程设备内部也是必不可少的。最重要的是,产品本身就是绝缘体,无论是前端半导体芯片还是最终的环氧封装器件。