在潔凈室中，由于靜電的**影響，很難將產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量維持在一個較高的水平上。未能對靜電進(jìn)行有效控制，會導(dǎo)致微粒污染，靜電放電（ESD）以及設(shè)備故障等問題。
靜電吸引（ESA）會造成關(guān)鍵性產(chǎn)品和設(shè)備的表面污染增加，從而導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)瑕疵并增加維護(hù)費(fèi)用。靜電釋放會直接損害到半導(dǎo)體、醫(yī)療設(shè)備以及薄膜類產(chǎn)品，同時也會妨礙生產(chǎn)設(shè)備的操作性能。
本文探討的是由于靜電而導(dǎo)致的種種問題，及其在潔凈室內(nèi)是如何地不可避免。但是，靜電是有辦法控制的，其中就包括使用空氣凈化離子發(fā)生器。這將通過幾個工業(yè)上的例子來進(jìn)行論述。
靜電問題
現(xiàn)代的過濾技術(shù)可以防止絕大部分的外部粉塵進(jìn)入潔凈室。但是，在潔凈室內(nèi)部，粉塵依然會在工作人員，生產(chǎn)設(shè)備以及部分生產(chǎn)過程中產(chǎn)生。令人遺憾的是，通常所有的這些粉塵源都比較靠近產(chǎn)品。如果物體表面帶了靜電，由于靜電吸引就會吸附在潔凈室層流中傳播的粉塵。亞微米級的塵粒會影響到高科技產(chǎn)品的質(zhì)量，它們一旦被吸附，產(chǎn)品表面就很難**。
粉塵缺陷在半導(dǎo)體、磁盤驅(qū)動器和FPD產(chǎn)業(yè)中臭名昭著。它們會導(dǎo)致組件報廢或者損害磁頭和磁盤介質(zhì)。一個平面顯示器很可能因?yàn)閱螁我粋€帶靜電的塵粒而被破壞掉。對于醫(yī)療設(shè)備，帶靜電的塵粒在其質(zhì)量上所帶來的后果可能會更為嚴(yán)重。在醫(yī)療、制藥、食品加工還有其他生命科學(xué)行業(yè)中，還必須考慮吸附在塵粒上的微生物的影響。
除了會使?jié)崈羰抑械某龎m變得更加困難外，靜電還會帶來其他的生產(chǎn)問題。未加控制的靜電傳導(dǎo)——靜電放電——會直接對產(chǎn)品產(chǎn)生危害。危害到半導(dǎo)體、磁盤零部件、醫(yī)療設(shè)備以及多種類型的薄膜和涂層。
靜電放電也會產(chǎn)生電磁干擾（EMI）現(xiàn)象。這將會妨礙到產(chǎn)品設(shè)備（特別是基于微處理器的機(jī)器人技術(shù)）的正常工作。發(fā)生在某部分設(shè)備上的靜電放電，也可能會影響到附近其他設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣就很難找出問題出在什么地方。
一個**的污染控制流程，必須將靜電問題作為潔凈室污染的一種類型，將其測量和處理納入其中。
靜電定義
靜電的產(chǎn)生是不可避免的。在潔凈室里面使用絕緣材料會讓許多帶靜電的物體在很長的一段時間內(nèi)都保留著它所帶的電荷。而電荷又可以通過接觸（靜電放電）或者電荷感應(yīng)傳遞給其他的物體。
解決大多數(shù)的靜電問題都需要采用一個或者一個以上的靜電控制方法。而對于關(guān)鍵的應(yīng)用問題，則要求有一個經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的靜電控制程序。
潔凈室的靜電控制
在處理靜電問題上存在著各種各樣的方法?，F(xiàn)代的潔凈室環(huán)境廣泛地使用了接地技術(shù)，其中使用具有導(dǎo)電性和靜電耗散性能的材料。
接地可以防止靜電的產(chǎn)生，并且對于帶靜電、孤立的且具有導(dǎo)電性和靜電耗散性的物體，可以將靜電荷從它們上面移走。靜電耗散材料的電阻比導(dǎo)體來得要高，但比絕緣體低。他們主要是用來放緩電荷的移動過程并防止出現(xiàn)危險的靜電放電。在潔凈室內(nèi)，和在產(chǎn)品上的使用一樣，接地的方法也可以用于人，也可以用于設(shè)備。
令人遺憾的是，潔凈室內(nèi)使用的很多材料都是絕緣的，例如特氟隆，各種各樣的塑料制品和玻璃等。絕緣物質(zhì)常常也是產(chǎn)品本身不可缺少的一部分。這方面的例子有：鍍氧化層的半導(dǎo)體、玻璃硬盤和顯示器襯底，以及許多醫(yī)療產(chǎn)品等。大多數(shù)的絕緣體都很容易帶電，并且會常時間地保持著帶電狀態(tài)，通常它們都很靠近產(chǎn)品甚至可能是產(chǎn)品的一部分。
在300mm潔凈室里的頂棚離子化
潔凈室避免使用諸如碳顆粒和化學(xué)添加劑的方法來讓這些絕緣體具有靜電耗散性能。化學(xué)噴霧和溶液也會帶來污染問題。以前我們所建議采用的靜電控制辦法是進(jìn)行濕度控制，但這顯得有些太過昂貴而且低效。濟(jì)后，由于在絕緣體中電荷難以轉(zhuǎn)移，所以無法通過接地而將絕緣體中的靜電荷移除。
中和絕緣體（和孤立導(dǎo)體）中的靜電荷需要用到某種類型的空氣凈化離子發(fā)生器。只需要使用經(jīng)過高度過濾的潔凈室空氣，離子發(fā)生器就可以產(chǎn)生帶有正負(fù)電荷的空氣離子云，無論靜電荷處在潔凈室的什么環(huán)境下，都可以進(jìn)行中和。
空氣凈化離子發(fā)生器的使用
通過中和靜電荷，空氣離子發(fā)生器可以幫助其他的降低缺陷的方法發(fā)揮出它們的全部潛能，并提高產(chǎn)
量。
空氣離子就是空氣分子得到了或失去了一個電子而形成的。由原子能、X射線或紫外線（UV）等放射源產(chǎn)生的離子化射線都可以用來使空氣離子化。
在潔凈室里，用來產(chǎn)生空氣離子的濟(jì)常規(guī)的方法就是輝光離子化——利用高電壓達(dá)到一個峰值點(diǎn),
產(chǎn)生一個非常強(qiáng)的電場；這個電場讓電子獲得足夠的能量從空氣分子中脫離出來。而濟(jì)終空氣離子的極性則取決于峰值點(diǎn)處電壓的極性。
當(dāng)被離子化的空氣和帶靜電的絕緣體表面接觸時，帶電的表面就會吸引具有相反極性的空氣離子。于是，絕緣體中的靜電就得到了中和。要達(dá)到中和的目的，兩種極性的空氣離子都是必須具有的，因?yàn)樵跐崈羰抑?，兩種極性的靜電荷都有產(chǎn)生。
下面是近來兩大產(chǎn)業(yè)中靜電放電控制所呈現(xiàn)出來的趨勢。
靜電控制的發(fā)展趨勢
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè) 半導(dǎo)體生產(chǎn)行業(yè)的趨勢在國際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展報告（International Technology Roadmap for
Semiconductors，簡稱簡稱ITRS）中有所體現(xiàn)。該這個發(fā)展報告每年十一月份公布，它表明的是現(xiàn)在和未來十五年內(nèi)半導(dǎo)體制造商們在建設(shè)和運(yùn)作方面的要求。關(guān)于靜電控制，ITRS
2003指出：“靜電在半導(dǎo)體生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生不利影響，導(dǎo)致三類基本問題。靜電吸附（ESA）污染會隨著塵粒的變小而顯得越發(fā)嚴(yán)重，使得要達(dá)到缺陷密度目標(biāo)變得越發(fā)地困難。靜電放電（ESD）會對設(shè)備和光掩模都造成不利影響。設(shè)備尺寸特征的減小，意味著一個靜電放電只需要更少的電能就可以對組件和掩模產(chǎn)生破壞。由于ESD及相關(guān)的電磁干擾（EMI）而導(dǎo)致的設(shè)備故障會降低OEE（總體設(shè)備效率），而隨著設(shè)備微處理器的運(yùn)行速度的加快，這一切的發(fā)生也變得越來越頻繁。這三種問題在以下地方都會發(fā)生：生產(chǎn)裸芯片和光掩模的地方，芯片工廠中生產(chǎn)組件的地方，以及在封裝、測試等后道工序中生產(chǎn)獨(dú)立組件的地方?！?br>
ITRS還包含了一些如何減少靜電荷的建議，以達(dá)到預(yù)防靜電問題的標(biāo)準(zhǔn)。在新的設(shè)施建設(shè)中、在新設(shè)備中，以及在現(xiàn)存的加工廠中都應(yīng)該采納這些建議。因?yàn)殡S著更新、更小技術(shù)的引進(jìn)，靜電的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)也必須相應(yīng)提高，所以，在每一個半導(dǎo)體加工廠中都執(zhí)行一套靜電控制程序就顯得非常重要。由靜電問題而造成的損失，會比執(zhí)行這些靜電控制程序所需費(fèi)用高十倍，甚至一百倍。
ITRS 2003推薦在建立和檢驗(yàn)靜電控制程序時,使用兩個國際半導(dǎo)體設(shè)備和材料協(xié)會（Semiconductor Equipment
and Materials International，簡稱SEMI）的標(biāo)準(zhǔn)。
弟一：E78-1102“半導(dǎo)體設(shè)備靜電釋放（ESD）與靜電吸附（ESA）評估和控制指南”，對設(shè)備生產(chǎn)過程中的靜電控制提出建議，描述了為了保護(hù)免受靜電危害而設(shè)置的產(chǎn)品靜電靈敏度標(biāo)準(zhǔn)及其測量方法。這一條款濟(jì)初是在1998年發(fā)布，后來考慮到半導(dǎo)體技術(shù)快速發(fā)展的要求，作了一些相應(yīng)的修改。
SEMI發(fā)布的濟(jì)新的文件是E129-1103：“對半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)施的靜電控制評估指南?！边@一文件同步于ITRS
2003的靜電控制建議，并針對今天100nm技術(shù)和期待在2015年可以實(shí)現(xiàn)的25nm技術(shù)，推薦了相應(yīng)的靜電標(biāo)準(zhǔn)以防護(hù)靜電污染和ESD危害。
磁盤驅(qū)動器工業(yè)
在磁盤驅(qū)動器產(chǎn)業(yè)中，靜電必須加以控制，以解決同樣的污染和ESD危害；然而，由ESD危害帶來的問題似乎顯得更為嚴(yán)重。
磁盤驅(qū)動器包含一個磁阻（MR）磁頭，它對極低電平的靜電放電非常敏感。靜電必須被控制在5V以內(nèi)，而對于每個可能會傳遞電荷給磁阻磁頭的物體，包括磁頭本身，要把靜電電壓控制得更低。
裝配過程要求精細(xì)的接地技術(shù)，并要求避免金屬和金屬之間的接觸。每個零件都必須使用可導(dǎo)材料或者選用靜電耗散材料，并且必須可靠地接地。特別需要注意的是在使用潔凈室的外套、鞋套、手套，還有手動工具時的人員接地。
空氣離子發(fā)生器廣泛地用來處理必要的絕緣體上的靜電控制問題。也有針對工業(yè)而研制的特殊離子發(fā)生器。它利用α射線源或者傳感器的反饋控制，使靜電電壓保持在2V或者更低的水平。據(jù)預(yù)計(jì)，將來新生代的MR頭的ESD敏感性會更低。
日益復(fù)雜的問題
在磁盤介質(zhì)工業(yè)中，所使用的靜電控制標(biāo)準(zhǔn)方法，包括室內(nèi)空氣離子化和設(shè)備離子化。在這里，靜電會導(dǎo)致污染和設(shè)備故障等問題。
這些問題只會變得越來越重要，因?yàn)殡S著數(shù)據(jù)密度的增加，必然要求有更多的特殊磁盤原料，而且從效益的角度來看，也要求產(chǎn)品設(shè)備的運(yùn)行速度越來越快。
