Elektrostatiskā aizsardzība pusvadītāju ražošanā
Pusvadītāju ražošanas procesā ir nepieciešama statiskās elektrības novēršana un kontrole. Ja netiek veikta statiskās elektrības novēršana un kontrole, radīsies tādas problēmas kā daļiņu piesārņojums, pusvadītāju bojājumi statiskās izlādes dēļ un ar to saistītā aprīkojuma izslēgšana. Statiskās elektrības novēršanas un kontroles programmās pusvadītāju ražošanas procesā ietilpst: zemējums, statisko elektrību izkliedējoši materiāli un gaisa jonizācijas neitralizācijas joni. Lai izpildītu prasības, ko rada pusvadītāju nozares straujā attīstība, pastāvīgi mainās arī statisko elektrību izkliedējoši materiāli un gaisa jonizatori.
Statiskās kontroles nepieciešamība pusvadītāju ražošanā
Pusvadītāju ražošanas jomā nav iespējams pilnībā novērst statiskās elektrības negatīvo ietekmi. Pat ar statisko aizsardzību ir grūti uzturēt augstu produkta kvalitātes un ražas līmeni. Tomēr, ja trūkst statiskās kontroles, rodas daļiņu piesārņojums, elektrostatiskās izlādes bojājumi un iekārtu kļūmes, šīs problēmas rodas silīcija substrātu un fotomasku ražošanā, pusvadītāju priekšgala tīrajā telpā un aizmugures procesā. ieskaitot montāžu, iepakošanu un galīgo testēšanu un nosūtīšanu. Tas var notikt jebkurā laikā, nopietni ietekmējot pusvadītāju izstrādājumu kvalitāti.
Pusvadītāju statiskās kontroles metode
Pusvadītāju ražošanas vidē gan priekšējā tīrajā telpā, gan aizmugurējā testēšanas, montāžas un iepakošanas laikā jāizmanto vadu zemējums un statisko elektrību izkliedējoši materiāli. Zemējums novērš statiskās elektrības veidošanos uz izolētiem vadītājiem un statisko elektrību izkliedējošiem materiāliem. Ja šie materiāli nes statisko elektrību, tie var arī noņemt statisko elektrību. Katram vadošam materiālam, tostarp personālam, aprīkojumam, rūpnīcas virsmām (grīdām, sienām, griestiem un darba virsmām) un izstrādājumiem, jābūt uzticamam zemējumam. Šie zemējuma spailes ir regulāri jāpārbauda. Daži nezemēti vadītāji parasti ir statiskās izlādes avoti.
Statisko elektrību izkliedējošie materiāli izkliedē statiskos lādiņus, vienlaikus saglabājot noteiktu izolācijas materiālu īpašības (piemēram, elastību un ķīmisko izturību). Ja tie ir droši iezemēti, tie nesaglabās statisko lādiņu. Noteiktās lietojumprogrammās (piemēram, galddatoros vai testa ligzdās) šie materiāli var aizstāt vadītāju materiālus. Šajos lietojumos tie var nonākt saskarē ar elektrostatiski lādētiem izstrādājumiem. Statisko elektrību izkliedējošo materiālu augstā pretestība (parasti diapazonā no 10^4 līdz 10^11 omi) var palēnināt lādiņa kustības procesu, lai novērstu elektrostatiskās izlādes bojājumus. Statisko elektrību izkliedējošie materiāli ir regulāri jāpārbauda un jāpārbauda. Daudzi no šiem materiāliem nav saderīgi ar tīrām telpām, un laika gaitā mainīsies statiskās elektrības izkliedēšanas raksturlielumi, tāpēc, tos lietojot, tie ir jāizvēlas pareizi.
Gaisa jonizāciju izmanto, lai neitralizētu statiskos lādiņus uz izolatoriem (un izolētajiem vadītājiem). Princips ir tāds, ka jonizators (jonu ventilators) ģenerē jonu mākoni, kas sastāv no pozitīviem un negatīviem gaisa joniem, lai neitralizētu statisko elektrību visur ražošanas vidē. Ražošanas procesā ir jāizmanto gaisa jonizācija, lai kontrolētu izolatora radīto elektrostatisko lauku. Piemēram, daudzi pusvadītāju ražošanas aspekti, piemēram, tīrība, ķīmiskā izturība un augstas temperatūras procesi, ir atkarīgi no izolatoriem. Pusvadītāju ražošanas nozarē, kur manuālas darbības tiek reti izmantotas, šie izolatori ir būtiski arī procesa iekārtās. Vissvarīgākais ir tas, ka produkts pats par sevi ir izolators neatkarīgi no tā, vai tā ir priekšējā pusvadītāju mikroshēma vai galīgā epoksīda iepakojuma ierīce.