Опасность статического электричества в чистых помещениях
1. Электростатическая кулоновская сила.
Under the action of electrostatic Coulomb force, adsorbed dust and dirt cause increased leakage or short circuits in components, damaging performance and significantly reducing yield and reliability. For example, when the dust particle size is >100 мкм, ширина алюминиевой проволоки составляет около 100 мкм, а толщина оксидной пленки составляет 50 мкм, продукт, скорее всего, будет отправлен на слом. Теперь, благодаря более тонким диаметрам проволоки и более тонким оксидным пленкам, даже очень мелкие частицы пыли могут повредить компоненты. Это часто происходит во время таких процессов, как травление, очистка, фотолитография, точечная сварка и упаковка.
2. Электростатический разряд (ESD)
(1) Изолирующая оксидная пленка компонентов разрушается, а выводы между проводами сгорают или плавятся. Если человеческое тело несет статический заряд 10 кВ (100PF) и коснется контакта устройства, произойдет электростатический разряд. Мгновенный импульсный ток разряда на землю может достигать пика 20 А (10–100 с). Это разрушительно, повреждая не только устройства с высокой-плотностью, тонким-диаметром и тонкопленочными-SiO2, такими как Lsi и Vlsi, но также обычные интегральные схемы и МОП-устройства. Как правило, выдерживаемое напряжение пленки SiO2 изолирующего затвора устройства составляет E=(5–10) × 10⁶ В/см. Если толщина пленки SiO2 равна 1000, подача статического напряжения 50–100 В или выше на входной контакт устройства приведет к пробую. Человеческое тело очень часто переносит статическое электричество напряжением, превышающим 50 или 100 В.
(2) Создание шума и электромагнитных помех.
ЭМИ, вызванные электростатическим разрядом-, имеют резкие пики и сильные сигналы, эквивалентные энергии в несколько вольт в цепи. Мощный шум с частотами в несколько МГц или даже сотни МГц может повредить компоненты, вызвать сбои в работе оборудования и датчиков и даже привести к сбою оборудования. Электростатические помехи,-индуцированные электромагнитными помехами, также могут вызвать ошибочный входной сигнал или феномен-фиксации. Например, в чистом помещении, если экран электромагнитных помех пластины размещен на стальной тележке, ЭСР от пластины будет передаваться на тележку через индуктивность. Поскольку колеса изолированы, распространение электромагнитных помех может привести к сбою машины для обработки пластин.
(3) Поражение электрическим током человеческого тела
Статический разрядный шарик человеческого тела ESD
Когда ESD на теле человека или ESD на теле человека превышает предельный ток поражения электрическим током человеческого тела более чем на 5 мА, люди будут испытывать различные вредные ощущения, вызывая эмоциональные расстройства и ошибки в работе персонала.
Несмотря на значительные усилия, проблемы со статическим электричеством в чистых помещениях для полупроводников, плоских дисплеев, оптоэлектроники и т. д. по-прежнему влияют на безопасность производства и выпуск продукции, производственные затраты и эффективность, а также качество и надежность продукции. По оценкам зарубежных промышленных экспертов, среднегодовые потери продукции из-за статического электричества в США составляют 8-33%, а по некоторым оценкам, ежегодный ущерб электронной промышленности, вызванный статическим электричеством в США, достигает 10 миллиардов долларов. В 1980-х годах Япония проанализировала утилизированную электронную продукцию и обнаружила, что потери, вызванные электростатическим разрядом, составляют одну треть. Производство полупроводников, плоских ЖК-панелей и оптоэлектроники в моей стране началось относительно поздно, но опасность электростатического разряда (ESD) все еще возникает часто, что приводит к низкой производительности. В банках, компаниях, занимающихся ценными бумагами, конфиденциальных базах данных, центрах мониторинга, диспетчерских и других подобных местах электростатический разряд может легко вызвать помехи и потерю данных, что приводит к еще более серьезным ситуациям.