Risques liés à l'électricité statique dans les salles blanches
1. Force coulombienne électrostatique
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, la largeur du fil d'aluminium est d'environ 100 μm et l'épaisseur du film d'oxyde est de 50 μm, le produit est très susceptible d'être mis au rebut. Désormais, avec des diamètres de fil plus fins et des films d'oxyde plus fins, même les très petites particules de poussière peuvent endommager les composants. Cela se produit souvent lors de processus tels que la gravure, le nettoyage, la photolithographie, le soudage par points et l'emballage.
2. Décharge électrostatique (ESD)
(1) Le film d'oxyde isolant des composants est brisé et les fils sont brûlés ou fondus entre les fils. Si un corps humain porte une charge statique de 10KV (100PF) et touche une broche de l'appareil, une ESD se produira. Le courant de décharge d'impulsion instantané vers la terre peut atteindre un pic de 20 A (10 ~ 100 s). Ceci est dévastateur, endommageant non seulement les dispositifs SiO2 à haute-densité,-diamètre fin, à couche mince-comme Lsi et Vlsi, mais également les circuits intégrés et les dispositifs MOS généraux. Généralement, la tension de tenue du film SiO2 de grille isolante du dispositif est de E=(5-10) × 10⁶ V/cm. Si l'épaisseur du film SiO2 est de 1 000, l'application d'une tension statique de 50 V-100 V ou plus à la broche d'entrée de l'appareil provoquera une panne. Il est très courant qu’un corps humain transporte de l’électricité statique supérieure à 50 V ou 100 V.
(2) Provoquer du bruit et des interférences électromagnétiques
Les interférences électromagnétiques induites par l'ESD-présentent des pics nets et des signaux forts, équivalents à plusieurs volts d'énergie dans un circuit. Le bruit puissant, avec des fréquences s'étendant sur plusieurs MHz, voire des centaines de MHz, peut endommager des composants, provoquer un dysfonctionnement des équipements et des capteurs, voire provoquer une panne d'équipement. Les interférences électromagnétiques induites par l'ESD-peuvent également provoquer une entrée de signal erronée ou un phénomène de verrouillage-. Par exemple, dans une salle blanche, si le blindage EMI d'une plaquette est placé sur un chariot en acier, l'ESD de la plaquette sera transmise au chariot par inductance. Étant donné que les roues sont isolées, la diffusion des interférences électromagnétiques peut provoquer le crash de la machine de traitement des plaquettes.
(3) Choc électrique sur le corps humain
Boule de décharge statique du corps humain ESD
Lorsque l'ESD sur le corps humain ou l'ESD sur le corps humain dépasse le courant limite de choc électrique du corps humain de plus de 5 mA, les personnes ressentiront diverses sensations nocives, provoquant une détresse émotionnelle et des erreurs opérationnelles parmi le personnel.
Malgré des efforts importants, les problèmes d'électricité statique dans les salles blanches pour les semi-conducteurs, les écrans plats, l'optoélectronique, etc., affectent toujours la sécurité de la production et le rendement des produits, les coûts et l'efficacité de fabrication, ainsi que la qualité et la fiabilité des produits. Les experts industriels étrangers estiment que la perte annuelle moyenne de produits due à l'électricité statique aux États-Unis est de 8-33 %, et certains estiment que les dommages annuels causés à l'industrie électronique par l'électricité statique aux États-Unis atteignent 10 milliards de dollars. Dans les années 1980, le Japon a analysé les produits électroniques mis au rebut et a constaté que les pertes causées par les décharges électrostatiques représentaient un tiers. Les industries chinoises des semi-conducteurs, des écrans plats LCD et de l'optoélectronique ont démarré relativement tard, mais les risques de décharges électrostatiques (DES) surviennent encore fréquemment, ce qui entraîne de faibles taux de rendement. Dans les banques, les sociétés de valeurs mobilières, les bases de données confidentielles, les centres de surveillance, les salles de répartition de l'énergie et autres environnements similaires, les décharges électrostatiques peuvent facilement provoquer des interférences et des pertes de données, conduisant à des situations encore plus graves.