靜電是最難控制的因素之一，靜電可以使半導(dǎo)體器件生產(chǎn)中的廢品增多、降低電子設(shè)備的可靠性。實(shí)踐證明，在半導(dǎo)體器件的制造和測(cè)試過(guò)程中、在運(yùn)輸和貯存中、設(shè)備的安裝和調(diào)試以及使用過(guò)程中，半導(dǎo)體器件都可能受到靜電的作用。因此在半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)中，實(shí)際上所有的制造階段都需要防止靜電對(duì)器件的作用。

      消除靜電的方法很多，對(duì)有防靜電環(huán)境要求的潔凈室工程施工常用以下幾種方法：

（一）選用合適的材料

      采用不易產(chǎn)生靜電或產(chǎn)生靜電后能較快泄漏的材料，多種材料使用時(shí)應(yīng)選用在電序列表中位置接近的材料。

      所有的材料均可歸入電的導(dǎo)體或電的絕緣體。導(dǎo)體是電流能夠通過(guò)的材料，絕緣體是電流不能通過(guò)的材料。

      而導(dǎo)體由于其本身的電特性——電阻率——有著很大的差異，又可進(jìn)一步將導(dǎo)體分為良導(dǎo)體（即通常的導(dǎo)體）和不良導(dǎo)體（即耗散材料），兩者均具有維持電流的能力而區(qū)別于絕緣體。下面用圖1來(lái)表達(dá)良導(dǎo)體（導(dǎo)體）、不良導(dǎo)體（耗散材料）和絕緣體的區(qū)別。

圖1 導(dǎo)體、耗散材料和絕緣體的電阻率

      圖中，Ω?cm是電阻率的測(cè)量單位，它的定義是一個(gè)邊長(zhǎng)1m的立方體樣本維持單位電流所需的電壓值。

      圖中，Ω/sq是表面電阻率的測(cè)量單位，表面電阻率是電流通過(guò)材料的表面而不是整體，其定義是單位電流通過(guò)正方形材料樣本所需的電壓。

1. 導(dǎo)電材料

      導(dǎo)電材料是指表面電阻率＜1×10⁵Ω/sq或體積電阻率＜1×10⁴Ω·cm的材料。

2. 耗散材料

      耗散材料的表面電阻率≥1×10⁵Ω/sq,但＜1×10¹²Ω/sq或體積電阻率≥1×10⁴Ω?cm但＜1×10¹¹Ω?cm的材料。

      與導(dǎo)電材料相比，耗散材料的電荷流動(dòng)速度更緩慢，但某種程度上更容易受控。耗散材料可用于ESD的控制，因其放電速度緩慢，可以避免對(duì)生產(chǎn)的微結(jié)構(gòu)，如光刻工藝造成的ESD損傷。

      ESD是靜電放電的英文縮寫(xiě)，全文為Electrostatic Discharge。

      上面提到的靜電引力和污染控制問(wèn)題只是靜電造成的負(fù)面影響的一個(gè)方面，另外，靜電電荷從一個(gè)物體到另一個(gè)物體的釋放也會(huì)造成靜電損傷。靜電放電可以表現(xiàn)為電過(guò)載（電壓擊穿）或瞬時(shí)釋放能量的（大電流）放電形式使產(chǎn)品受到實(shí)質(zhì)性的損傷。

3. 絕緣材料

      絕緣材料是表面電阻率大于1×10¹²Ω/sq或體積電阻率大于1×10¹¹Ω?cm的材料。絕緣體消散靜電的能力很差，甚至可以忽略不計(jì)。因此，對(duì)特別好的絕緣體，如石英、特氟綸等接地不會(huì)起到任何作用。

      對(duì)導(dǎo)電材料和耗散材料接地是潔凈室內(nèi)控制靜電非常重要的一步，但對(duì)絕緣材料而言接地卻無(wú)幫助。

（二）接地

      接地是帶電導(dǎo)體消除靜電最為普遍、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、可靠的方法。

1．潔凈室內(nèi)可能產(chǎn)生靜電危害的設(shè)備、流動(dòng)液體、氣體或粉體管道應(yīng)采取防靜電接地措施。

2. 電子工業(yè)潔凈室的圍護(hù)結(jié)構(gòu)（吊頂、地面、墻、柱）應(yīng)采用防靜電裝飾，可以抑制塵埃的帶電吸附。

3. 工藝設(shè)備接地。

4. 辦公設(shè)備應(yīng)采用能防靜電的材料制成并接地；

5. 工作人員應(yīng)穿戴防靜電的無(wú)塵衣、鞋、帽、手套，腕帶等；

6. 凈化空調(diào)系統(tǒng)的送、回風(fēng)口和風(fēng)管管壁是易于產(chǎn)生靜電的部位，在防靜電環(huán)境中，這些部件的材料除了使用導(dǎo)電材料外還應(yīng)接地。

（三）中和

      將帶電體（靜電）周?chē)目諝怆x子化后，帶電的離子在電磁場(chǎng)作用下發(fā)生遷移，帶電體吸引異性電荷達(dá)到中和而消除靜電。

      靜電消除器是一種能產(chǎn)生電子和離子的裝置，它產(chǎn)生的電子、離子與帶電體上的異性電荷中和，從而消除靜電。絕緣材料表面所帶的靜電荷、空氣中的靜電荷必須用靜電中和的辦法來(lái)消除。靜電消除器種類(lèi)很多，圖2是用來(lái)電離空氣，使其產(chǎn)生的電子、離子中和帶電體的靜電荷的“靜電消除器”。

圖 2 靜電消除器

      其作用原理如圖3所示

圖3 雙極空氣離子化對(duì)表面電荷的中和

(四) 濕度控制

      在眾多消除靜電的方法中，室內(nèi)濕度控制也被認(rèn)為可以用來(lái)減少和消除潔凈室靜電的一種方法。通過(guò)在環(huán)境中保持高的相對(duì)濕度，在該區(qū)域內(nèi)物體的表面將形成薄薄的濕氣層，利用這一薄層來(lái)提供導(dǎo)電的通道，使得可能產(chǎn)生的電荷流過(guò)該濕氣層耗散靜電荷。另外，通過(guò)薄薄的濕氣層可以增加物體表面的潤(rùn)滑性，摩擦生電也將減少。一般來(lái)說(shuō)，濕度越低，產(chǎn)生的電荷越多。但是資料表明，甚至在濕度高時(shí)也會(huì)產(chǎn)生顯著的靜電電壓（見(jiàn)表1］）。

表1 濕度高時(shí)也會(huì)產(chǎn)生顯著的靜電電壓

      而且,在高濕度環(huán)境中，生產(chǎn)人員可能會(huì)感覺(jué)十分不舒服，零部件可能生銹，并產(chǎn)生可焊性問(wèn)題。企圖用濕度控制來(lái)消除靜電的方法顯然是高耗費(fèi)的，尤其在干燥地區(qū)更是如此。