클린룸의 정전기로 인한 위험
1. 정전기 쿨롱 힘
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 >100μm, 알루미늄 와이어 폭은 약 100μm, 산화막 두께는 50μm로 제품이 폐기될 가능성이 가장 높습니다. 이제는 더 미세한 와이어 직경과 더 얇은 산화막으로 인해 아주 작은 먼지 입자라도 부품을 손상시킬 수 있습니다. 이는 에칭, 세척, 포토리소그래피, 스폿 용접 및 포장과 같은 공정 중에 종종 발생합니다.
2. 정전기 방전(ESD)
(1) 부품의 절연산화막이 파괴되어 전선 사이의 리드선이 타거나 녹는 현상이 발생합니다. 인체에 10KV(100PF)의 정전기가 존재하고 장치 핀에 닿으면 ESD가 발생합니다. 접지에 대한 순간 펄스 방전 전류는 20A(10~100s)의 피크에 도달할 수 있습니다. 이는 Lsi 및 Vlsi와 같은 고밀도, 미세{10}}직경, 박막 SiO2 장치뿐만 아니라 일반 IC 및 MOS 장치에도 파괴적이고 손상을 줍니다. 일반적으로 소자 절연 게이트 SiO2막의 내압은 E=(5-10)×10⁶V/cm이다. SiO2 막 두께가 1000인 경우 장치의 입력 핀에 50V~100V 이상의 정전압을 가하면 파손이 발생합니다. 인체에는 50V 또는 100V를 초과하는 정전기가 흐르는 것이 매우 일반적입니다.
(2) 소음 및 전자파 간섭 유발
ESD-로 인한 EMI는 날카로운 피크와 강한 신호를 가지며 이는 회로의 수 볼트 에너지에 해당합니다. 주파수가 수 MHz에서 수백 MHz에 달하는 강력한 소음은 구성 요소를 손상시키고 장비와 센서의 오작동을 일으키며 심지어 장비 충돌을 일으킬 수도 있습니다. ESD-로 인한 EMI는 잘못된 신호 입력 또는 래치{4}}현상을 일으킬 수도 있습니다. 예를 들어, 클린룸에서 웨이퍼의 EMI 실드를 강철 트롤리 위에 놓으면 웨이퍼의 ESD가 인덕턴스를 통해 트롤리로 전달됩니다. 휠은 절연되어 있으므로 EMI 확산으로 인해 웨이퍼 처리 기계가 충돌할 수 있습니다.
(3) 인체에 대한 감전
ESD 인체 정전기 방전 볼
인체에 대한 ESD 또는 인체에 대한 ESD가 인체의 감전 한계 전류를 5mA 이상 초과하면 사람들은 다양한 유해 감각을 경험하게 되며 직원들 사이에 정서적 고통과 작업 오류가 발생합니다.
많은 노력에도 불구하고 반도체, 평판 디스플레이, 광전자공학 등의 클린룸에서 발생하는 정전기 문제는 여전히 생산 안전 및 제품 출력, 제조 비용 및 효율성, 제품 품질 및 신뢰성에 영향을 미치고 있습니다. 해외 산업 전문가들은 미국의 정전기로 인한 연간 평균 제품 손실이 8-33%로 추정하고 있으며, 일부에서는 미국의 정전기로 인한 전자 산업의 연간 피해가 100억 달러에 달한다고 추정합니다. 1980년대 일본에서는 폐전자제품을 분석한 결과 ESD로 인한 손실이 3분의 1을 차지한다는 사실을 알아냈다. 우리나라의 반도체, 평판 LCD, 광전자 산업은 상대적으로 늦게 시작했지만, 여전히 정전기 방전(ESD) 위험이 자주 발생하여 수율이 낮습니다. 은행, 증권 회사, 기밀 데이터베이스, 모니터링 센터, 송전실 및 기타 유사한 환경에서 ESD는 간섭과 데이터 손실을 쉽게 유발하여 훨씬 더 심각한 상황을 초래할 수 있습니다.