Elektrostatischer Schutz in der Halbleiterfertigung
Im Halbleiterherstellungsprozess ist die Verhinderung und Kontrolle von statischer Elektrizität erforderlich. Wenn die Vermeidung und Kontrolle statischer Elektrizität nicht durchgeführt wird, treten Probleme wie Partikelverschmutzung, Halbleiterschäden aufgrund statischer Entladung und damit verbundene Geräteabschaltungen auf. Die Programme zum Verhindern statischer Elektrizität und zur Kontrolle im Halbleiterproduktionsprozess umfassen: Erdung, elektrostatisch ableitfähige Materialien und Luftionisations-Neutralisationsionen. Um den Anforderungen der rasanten Entwicklung der Halbleiterindustrie gerecht zu werden, verändern sich auch statisch ableitfähige Materialien und Luftionisierer ständig.
Die Notwendigkeit der statischen Kontrolle in der Halbleiterproduktion
Im Bereich der Halbleiterfertigung ist es unmöglich, die negativen Auswirkungen der statischen Elektrizität vollständig zu eliminieren. Selbst mit statischem Schutz ist es schwierig, ein hohes Niveau an Produktqualität und Ausbeute aufrechtzuerhalten. Bei fehlender statischer Kontrolle, Partikelverschmutzung, Schäden durch elektrostatische Entladung und Geräteausfall liegen diese Probleme jedoch bei der Herstellung von Siliziumsubstraten und Fotomasken, im Reinraum des Halbleiter-Frontends und im Backend-Prozess einschließlich Montage, Verpackung, Endprüfung und Versand. Dies kann jederzeit passieren und die Qualität von Halbleiterprodukten ernsthaft beeinträchtigen.
Methode zur statischen Kontrolle des Halbleiters
In der Halbleiterfertigungsumgebung, ob im vorderen Reinraum oder im hinteren Test, Montage und Verpackung, sollte die Erdung von Leitern und elektrostatisch ableitenden Materialien verwendet werden. Die Erdung verhindert die Erzeugung statischer Elektrizität auf isolierten Leitern und elektrostatisch ableitfähigen Materialien. Wenn diese Materialien statische Elektrizität tragen, können sie auch statische Elektrizität abführen. Jedes leitfähige Material, einschließlich Personal, Ausrüstung, Fabrikoberflächen (Böden, Wände, Decken und Arbeitsflächen) und Produkte, sollte eine zuverlässige Erdung haben. Diese Erdungsklemmen sollten regelmäßig überprüft werden. Einige ungeerdete Leiter sind normalerweise statische Entladungsquellen.
Statisch ableitfähige Materialien leiten statische Aufladungen ab und behalten gleichzeitig die Eigenschaften bestimmter Isoliermaterialien (wie Flexibilität und chemische Beständigkeit) bei. Wenn sie zuverlässig geerdet sind, können sie keine statische Aufladung speichern. In bestimmten Anwendungen (wie Desktop-Computer oder Testbuchsen) können diese Materialien Leitermaterialien ersetzen. Bei diesen Anwendungen können sie mit elektrostatisch aufgeladenen Produkten in Kontakt kommen. Der hohe Widerstand von elektrostatisch ableitfähigen Materialien (normalerweise im Bereich von 10^4 bis 10^11 Ohm) kann den Ladungsbewegungsprozess verlangsamen, um Schäden durch elektrostatische Entladung zu verhindern. Statisch ableitfähige Materialien müssen regelmäßig inspiziert und getestet werden. Viele dieser Materialien sind nicht mit Reinräumen kompatibel und die statischen Ableitungseigenschaften ändern sich im Laufe der Zeit, sodass sie bei der Verwendung richtig ausgewählt werden müssen.
Luftionisation wird verwendet, um statische Aufladungen auf Isolatoren (und isolierten Leitern) zu neutralisieren. Das Prinzip besteht darin, dass ein Ionisator (Ionenlüfter) eine Ionenwolke aus positiven und negativen Luftionen erzeugt, um überall in der Produktionsumgebung statische Elektrizität zu neutralisieren. Im Herstellungsprozess muss Luftionisation verwendet werden, um das vom Isolator erzeugte elektrostatische Feld zu kontrollieren. Beispielsweise sind viele Aspekte der Halbleiterproduktion, wie Sauberkeit, chemische Beständigkeit und Hochtemperaturprozesse, auf Isolatoren angewiesen. Für die Halbleiterherstellungsindustrie, in der manuelle Vorgänge selten verwendet werden, sind diese Isolatoren auch innerhalb der Prozessausrüstung unverzichtbar. Das Wichtigste ist, dass das Produkt selbst ein Isolator ist, egal ob es sich um einen Front-End-Halbleiterchip oder das endgültige Epoxy-Gehäuse handelt.