Опасности от статично електричество в чисти помещения
1. Електростатична кулонова 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 μm, ширината на алуминиевата тел е приблизително 100 μm, а дебелината на оксидния филм е 50 μm, продуктът най-вероятно ще бъде бракуван. Сега, с по-фини диаметри на телта и по-тънки оксидни филми, дори много малки частици прах могат да повредят компонентите. Това често се случва по време на процеси като ецване, почистване, фотолитография, точково заваряване и опаковане.
2. Електростатичен разряд (ESD)
(1) Изолационният оксиден филм на компонентите се разрушава и проводниците се изгарят или разтопяват между проводниците. Ако човешко тяло носи статичен заряд от 10KV (100PF) и докосне щифт на устройството, ще възникне ESD. Моментният импулсен разряден ток към земята може да достигне пик от 20A (10~100s). Това е опустошително, уврежда не само устройства с тънък-слой SiO2 с висока-плътност, фин-диаметър, като Lsi и Vlsi, но и общи ИС и MOS устройства. Обикновено издържаното напрежение на изолиращия гейт SiO2 филм на устройството е E=(5-10) × 10⁶ V/cm. Ако дебелината на SiO2 филма е 1000, прилагането на статично напрежение от 50V-100V или по-високо към входния щифт на устройството ще причини повреда. Много често е човешкото тяло да носи статично електричество, надвишаващо 50V или 100V.
(2) Причиняване на шум и електромагнитни смущения
EMI-, предизвикан от ESD, има остри пикове и силни сигнали, еквивалентни на няколко волта енергия във верига. Мощният шум, с честоти, обхващащи няколко MHz или дори стотици MHz, може да повреди компоненти, да причини неизправност на оборудването и сензорите и дори да причини срив на оборудването. Индуцираните от ESD-EMI също могат да причинят погрешен входен сигнал или явления-за блокиране. Например, в чиста стая, ако EMI щитът на пластина е поставен върху стоманена количка, ESD от пластината ще се предаде на количката чрез индуктивност. Тъй като колелата са изолирани, дифузията на EMI може да доведе до срив на машината за обработка на вафли.
(3) Електрически удар на човешкото тяло
ESD Топка за статично разреждане на човешкото тяло
Когато ESD върху човешкото тяло или ESD върху човешкото тяло превиши граничния ток на токов удар на човешкото тяло с повече от 5mA, хората ще изпитат различни вредни усещания, причинявайки емоционален стрес и оперативни грешки сред персонала.
Въпреки значителните усилия, проблемите със статичното електричество в чистите стаи за полупроводници, дисплеи с плосък панел, оптоелектроника и т.н. все още влияят върху безопасността на производството и продукцията, производствените разходи и ефективността, както и качеството и надеждността на продукта. Чуждестранни индустриални експерти изчисляват, че средната годишна загуба на продукт поради статично електричество в Съединените щати е 8-33%, а някои изчисляват, че годишните щети на електронната индустрия, причинени от статично електричество в Съединените щати, достигат 10 милиарда долара. През 80-те години Япония анализира бракувани електронни продукти и установи, че загубите, причинени от ESD, представляват една трета. Индустриите за полупроводници, LCD панели с плосък панел и оптоелектроника в моята страна започнаха сравнително късно, но опасностите от електростатичен разряд (ESD) все още се появяват често, което води до ниски нива на добив. В банки, компании за ценни книжа, поверителни бази данни, центрове за мониторинг, диспечерски стаи и други подобни настройки, ESD може лесно да причини смущения и загуба на данни, което води до още по-сериозни ситуации.