无尘室静电消除 ESD
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2
1. 前言
•目前台灣已進入高科技的領域中，靜電放電(ESD)會對
次微米半導體造成破壞。靜電放電會產生燒毀、打穿、 劣化半導體金屬層或發生潛在性失效等現象。靜電吸 附現象並且會使半導體及LCD生產過程中造成產品污 染，而導致不良率的增加。。在一般產業中靜電會產 生高壓放電，容易引起火災、爆炸、電擊等工安事件。 這一些由靜電產生的問題除了導致企業成本提高外， 亦影響到企業形象。現今許多企業已經導入ISO品質認 證，靜電防護工程為許多電子工廠不可缺少的品質認 證項目之一。故如何有效的去除ESD所產生的問題，即 應該如何防治ESD之產生與靜電消除設備之效能確認為 目前重要研究課題。
25
26
測量儀器
• 靜電電壓表 及 數字電荷儀 • 數字電量表 及 數字高阻計 • 靜電檢測報警系統 • 防靜電服測試裝置 • 數字靜電計 及防靜電鞋測試儀 • 人體靜電綜合測試儀 • 靜電發生器
27
結論
由於高科技產業不斷的突飛猛進，製程越來越小， 也就是說靜電的防治將會越來越重要。由於製程 小，所以只要微量的靜電電荷放電就足以將產品 損壞，所以之後ESD以及EMI的防治將更為重要， 其重要性如同AMC對現有製程以及往後發展的影響。
JFET SAW OP-AMPs CMOS Schottky diodes Film resistors Bipolar transistors ECL（Hybird, PB leSvCelR） Schottky TTL
耐靜電壓範圍（伏特） 30－1,800 100－200 200－300 100max
19
屏蔽設備
•M.E.運輸Wafer部分的屏蔽
在M.E.中，由於Wafer本身就有 靜電的產生，不過藉由機械手臂 或是其他接地方法將靜電電荷洩 漏，在利用金屬屏蔽等來避免 EMI(電磁波干擾)，以免傷及產 品。
20
電子儀器的屏蔽
•由於EMI會干擾電子設備，造成生產效率以及
生產品質的下滑，所以利用屏蔽來減低EMI之 影響，使其不至於降低生產效率以及產品品質。
3
2. 靜電產生的原因
➢ 摩擦帶電：例如膠膜、紙、布和滾輪摩擦（固體/固體) ➢ 噴出帶電：例如從噴嘴或龜裂口噴出液體或粉體 ➢ 感電帶電：例如金屬桶被旁邊輸送管路感應而帶電 ➢ 剝離帶電：例如膠膜、紙、布的分離（固體/固體） ➢ 流動帶電：例如汽油在配管中流動（固體/液體）
4
3. 日常生活中常見的靜電現象
24
9.基本配套儀器測量
•通常測量靜電的主要基本參數有三個，靜電電
壓（位元），電荷量（密度）和電阻（率）。 電荷量是靜電本質的物理量，在許多科研中要 測量電荷量或電荷密度。但在很多現場直接測 量電荷量是不方便的，此時測量其表面靜電電 壓。很多材料的防靜電性能可通過檢測其表面 電阻或體電阻來鑒定．任何一個部門應配的基 本測量儀器是靜電電壓表和高阻表對一些有可 能產生靜電的物體進行週期性檢查。
22
上行走
工人在工作台旁
6000
5
使用乙烯塑膠封
7000
7
袋
工作台取得的普
20000
60
通塑膠袋
有尿胺泡沫墊的
18000
49
工作椅
8
相對溼度65~90%的情形下
靜電產生方式
靜電壓（V） 放電能量（mJ）
經過地毯行走
1500
0.3
在乙烯塑膠地板
250
上行走
工人在工作台旁
100
0.009 0.002
使用乙烯塑膠封
17
8.現有靜電防治設備
•無塵室內部 •屏蔽設備 •ESD/EMI監測系統 •防靜電器材的選用
18
無塵室內部
(1)導電地板 使用導電性地板，加速靜電的洩漏，保護無塵室 內機台、產品、人員的安全。 (2)電源接地線 在機台供應電壓處會產生靜電，則必須洩漏以保 護設備，而洩漏方法依其電荷大小有所差異。 (3)機械作動元件接地 由於機械作動元件都會有摩擦的產生，所以很容 易會有靜電的產生，如：利用油壓來開關風門， 如果無塵室製程產生易燃氣體，剛好通過風門， 則易發生危險，故在機械作動元件接地是很重要 的！
600
0.05
袋
工作台取得的普
1200
0.2
通塑膠袋
有尿胺泡沫墊的
1500
0.3
工作椅
所以在高相對溼度時，一般而言人體不致產生靜電危害
9
5. 相對溼度與靜電充電的關係
表面電阻與相對溼度之關係
10
6. 靜電對電子產業的危害
在電子廠中若存在易燃性物質、氧氣及靜電引火源時就會 產生或災爆炸事件 產生爆炸三要素：氧氣、易燃物質及引火源； 而靜電放電為引火源之一
• 摸門把、金屬物有觸電現象：此為大陸性氣候或乾燥
地區常見的現象。因為人在地毯上行走與地毯摩擦， 身上累積大量的靜電，觸及金屬物後放電。
5
摸靜電危害
•人員行走在地毯上，會產生靜電，欲開門時接觸門把則產
• 生放電，使人員感到不適。
人體對靜電放電的感覺
放電能量（mJ）
•其它…參考文獻資料
29
報告完畢！！ 請多指教！！
30
11
靜電放電會造成電子裝置的故障
電子元件對靜電壓敏感度
靜電對目前晶圓廠 無塵室的影響可以 說是相當大，根據 統計，全球光是因 為靜電所造成的損 害估計就有450億 美元，平均有4~8% 銷售上的損失，相 當可觀，所以無塵 室裡靜電的處理可 以說是相當的重要。
裝置形式 VMOS
MOSFET GaAsFET EPROM
140－17,000 150－500 190－2,500 250－2,000 300－2,500 300－2,500 380－7,000 500－1,000 680－1,000
1,000－2,50012
7.靜電如何消除？
13
接地：接地是最經濟的靜電消除方法，且靜電接地重點在 確實（如接地夾具確實連接，接地導線無鏽蝕等…..）
14
增加溼度：一般而言增加溼度是靜電消除方法之一，但必 須澄清的是電荷消散率改變不是因為空氣中溼度而 是離子濃度
15
使用抗靜電材質：使用抗靜電材質（或添加抗靜電劑） 必須考慮除了材質電阻下降外，是否因此改變其他特性
而造成材質的不適用性
16
使用靜電消除器：使用靜電消除器是消除靜電危害方法 之一，若不得法反而是危險的根源
• 脫毛衣產生靜電放電：因衣服間的摩擦產生靜電而放
電，常聽到〝霹啪〞的聲音，在黑暗中並可看見微弱 的火光。
• 電視螢光幕靜電：螢光幕因電子撞擊而累積大量的靜
電。
• 梳頭產生靜電：因頭髮與梳子摩擦而產生靜電。 • 烘衣服產生靜電：用烘衣機烘乾衣物時，衣服在乾熱
的空氣中摩擦造成衣服上帶靜電，穿時會有黏身不舒 服的感覺。
無塵室設計簡報
E 簡報題目： lectro Static Discharge
1
目次
1. 前言 2. 靜電產生的原因 3. 日常生活中常見的靜電現象 4. 人體可能產生的靜電危害 5. 溼度與靜電充電的關係 6. 靜電對電子產業的危害 7. 靜電如何消除 8. 靜電防護設備及器材 9. 基本配套測量儀器 10. 參考文獻與資料
21
訊號傳輸線的屏蔽
EMI會干擾訊號，所以儀器的訊號傳輸線可利 用屏蔽來降低其干擾的程度，並且配合上濾波 器，維持訊號的品質。
22
ESD/EMI監測系統
利用監測儀器來觀察儀器及機械上的靜電電荷和 電磁波大小，進而來維持生產的品質與水準，並 且保護工作人員安全。由於ESD、EMI的防治設備 並沒有半法100%的控制，假如某一部份靜電電荷 過高，造成火花或則是高頻電磁波等等，後果不 只影響生產品質，甚至可能造成人員傷亡或者晶 圓廠的損壞，所以利用監測設備來觀察ESD及EMI， 使其保持在安全的範圍內。
23
防靜電器材的選用
[ 感應式靜電消電器 ] [ 離子風靜電消電器 ][ 防靜電套 裝 ][ 防靜電鞋 ] [ 防靜電大褂 ][ 防靜電腕帶 ] [ 防靜電工 作帽 ] [ 防靜電手套 ] [ 防靜電指套 ] [ 防靜電腳束 ] [ 防 靜電織物 ][ 靜電接地線 ] [ 防靜電屏蔽袋 ] [ 防靜電包裝 袋 ] [ 防靜電海綿 ] [ 防靜電IC包裝管 ] [ 防靜電元件盒 (箱) ] [ 防靜電氣泡膜 ] [ 防靜電烙鐵 ] [ 防靜電液 ] [ 防 靜電運輸車 ] [ 防靜電標誌牌 ] [ 防靜電氣墊膜 ] [ 防靜 電窗簾 ] [ 防靜電文件袋 ] [ 防靜電工作臺 ] [ 防靜電工 作椅 ] [ 防靜電椅套 ] [ 防靜電地墊 ] [ 防靜電活動地板 ] [ 防靜電元件存放架 ] [ 防靜電桌墊 ] [ 防靜電複合膠板 ] [ 防靜電PVC地板塊 ] [ 防靜電維修包 ] [ 防靜電烙鐵 ] [ 防靜電器材檢測
28
10.參考文獻與資料
•中國靜電資訊網 •宏立公司專業ESD資訊網 •ANSI ESD S20.20 Standard For the
Development of an Electrostatic Control Program for the Protection of Electrical and Electronic Parts, Assemblies and Equipment， 1999年
人體的感覺
1
可感覺
10
明顯感覺
100
電擊
1000
嚴重電擊
10000
可能致命
7
•在不同情況下，人體因不同運動而造成靜電放電，其放 電能量亦不相同。（典型人體電容＝300微微法拉）
相對溼度10~20%的情形下
靜電產生方式
靜電壓（V） 放電能量（mJ）
經過地毯行走
35000
184
在乙烯塑膠地板
12000
1. 前言
•目前台灣已進入高科技的領域中，靜電放電(ESD)會對
次微米半導體造成破壞。靜電放電會產生燒毀、打穿、 劣化半導體金屬層或發生潛在性失效等現象。靜電吸 附現象並且會使半導體及LCD生產過程中造成產品污 染，而導致不良率的增加。。在一般產業中靜電會產 生高壓放電，容易引起火災、爆炸、電擊等工安事件。 這一些由靜電產生的問題除了導致企業成本提高外， 亦影響到企業形象。現今許多企業已經導入ISO品質認 證，靜電防護工程為許多電子工廠不可缺少的品質認 證項目之一。故如何有效的去除ESD所產生的問題，即 應該如何防治ESD之產生與靜電消除設備之效能確認為 目前重要研究課題。
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測量儀器
• 靜電電壓表 及 數字電荷儀 • 數字電量表 及 數字高阻計 • 靜電檢測報警系統 • 防靜電服測試裝置 • 數字靜電計 及防靜電鞋測試儀 • 人體靜電綜合測試儀 • 靜電發生器
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結論
由於高科技產業不斷的突飛猛進，製程越來越小， 也就是說靜電的防治將會越來越重要。由於製程 小，所以只要微量的靜電電荷放電就足以將產品 損壞，所以之後ESD以及EMI的防治將更為重要， 其重要性如同AMC對現有製程以及往後發展的影響。
JFET SAW OP-AMPs CMOS Schottky diodes Film resistors Bipolar transistors ECL（Hybird, PB leSvCelR） Schottky TTL
耐靜電壓範圍（伏特） 30－1,800 100－200 200－300 100max
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屏蔽設備
•M.E.運輸Wafer部分的屏蔽
在M.E.中，由於Wafer本身就有 靜電的產生，不過藉由機械手臂 或是其他接地方法將靜電電荷洩 漏，在利用金屬屏蔽等來避免 EMI(電磁波干擾)，以免傷及產 品。
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電子儀器的屏蔽
•由於EMI會干擾電子設備，造成生產效率以及
生產品質的下滑，所以利用屏蔽來減低EMI之 影響，使其不至於降低生產效率以及產品品質。
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2. 靜電產生的原因
➢ 摩擦帶電：例如膠膜、紙、布和滾輪摩擦（固體/固體) ➢ 噴出帶電：例如從噴嘴或龜裂口噴出液體或粉體 ➢ 感電帶電：例如金屬桶被旁邊輸送管路感應而帶電 ➢ 剝離帶電：例如膠膜、紙、布的分離（固體/固體） ➢ 流動帶電：例如汽油在配管中流動（固體/液體）
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3. 日常生活中常見的靜電現象
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9.基本配套儀器測量
•通常測量靜電的主要基本參數有三個，靜電電
壓（位元），電荷量（密度）和電阻（率）。 電荷量是靜電本質的物理量，在許多科研中要 測量電荷量或電荷密度。但在很多現場直接測 量電荷量是不方便的，此時測量其表面靜電電 壓。很多材料的防靜電性能可通過檢測其表面 電阻或體電阻來鑒定．任何一個部門應配的基 本測量儀器是靜電電壓表和高阻表對一些有可 能產生靜電的物體進行週期性檢查。
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上行走
工人在工作台旁
6000
5
使用乙烯塑膠封
7000
7
袋
工作台取得的普
20000
60
通塑膠袋
有尿胺泡沫墊的
18000
49
工作椅
8
相對溼度65~90%的情形下
靜電產生方式
靜電壓（V） 放電能量（mJ）
經過地毯行走
1500
0.3
在乙烯塑膠地板
250
上行走
工人在工作台旁
100
0.009 0.002
使用乙烯塑膠封
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8.現有靜電防治設備
•無塵室內部 •屏蔽設備 •ESD/EMI監測系統 •防靜電器材的選用
18
無塵室內部
(1)導電地板 使用導電性地板，加速靜電的洩漏，保護無塵室 內機台、產品、人員的安全。 (2)電源接地線 在機台供應電壓處會產生靜電，則必須洩漏以保 護設備，而洩漏方法依其電荷大小有所差異。 (3)機械作動元件接地 由於機械作動元件都會有摩擦的產生，所以很容 易會有靜電的產生，如：利用油壓來開關風門， 如果無塵室製程產生易燃氣體，剛好通過風門， 則易發生危險，故在機械作動元件接地是很重要 的！
600
0.05
袋
工作台取得的普
1200
0.2
通塑膠袋
有尿胺泡沫墊的
1500
0.3
工作椅
所以在高相對溼度時，一般而言人體不致產生靜電危害
9
5. 相對溼度與靜電充電的關係
表面電阻與相對溼度之關係
10
6. 靜電對電子產業的危害
在電子廠中若存在易燃性物質、氧氣及靜電引火源時就會 產生或災爆炸事件 產生爆炸三要素：氧氣、易燃物質及引火源； 而靜電放電為引火源之一
• 摸門把、金屬物有觸電現象：此為大陸性氣候或乾燥
地區常見的現象。因為人在地毯上行走與地毯摩擦， 身上累積大量的靜電，觸及金屬物後放電。
5
摸靜電危害
•人員行走在地毯上，會產生靜電，欲開門時接觸門把則產
• 生放電，使人員感到不適。
人體對靜電放電的感覺
放電能量（mJ）
•其它…參考文獻資料
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報告完畢！！ 請多指教！！
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靜電放電會造成電子裝置的故障
電子元件對靜電壓敏感度
靜電對目前晶圓廠 無塵室的影響可以 說是相當大，根據 統計，全球光是因 為靜電所造成的損 害估計就有450億 美元，平均有4~8% 銷售上的損失，相 當可觀，所以無塵 室裡靜電的處理可 以說是相當的重要。
裝置形式 VMOS
MOSFET GaAsFET EPROM
140－17,000 150－500 190－2,500 250－2,000 300－2,500 300－2,500 380－7,000 500－1,000 680－1,000
1,000－2,50012
7.靜電如何消除？
13
接地：接地是最經濟的靜電消除方法，且靜電接地重點在 確實（如接地夾具確實連接，接地導線無鏽蝕等…..）
14
增加溼度：一般而言增加溼度是靜電消除方法之一，但必 須澄清的是電荷消散率改變不是因為空氣中溼度而 是離子濃度
15
使用抗靜電材質：使用抗靜電材質（或添加抗靜電劑） 必須考慮除了材質電阻下降外，是否因此改變其他特性
而造成材質的不適用性
16
使用靜電消除器：使用靜電消除器是消除靜電危害方法 之一，若不得法反而是危險的根源
• 脫毛衣產生靜電放電：因衣服間的摩擦產生靜電而放
電，常聽到〝霹啪〞的聲音，在黑暗中並可看見微弱 的火光。
• 電視螢光幕靜電：螢光幕因電子撞擊而累積大量的靜
電。
• 梳頭產生靜電：因頭髮與梳子摩擦而產生靜電。 • 烘衣服產生靜電：用烘衣機烘乾衣物時，衣服在乾熱
的空氣中摩擦造成衣服上帶靜電，穿時會有黏身不舒 服的感覺。
無塵室設計簡報
E 簡報題目： lectro Static Discharge
1
目次
1. 前言 2. 靜電產生的原因 3. 日常生活中常見的靜電現象 4. 人體可能產生的靜電危害 5. 溼度與靜電充電的關係 6. 靜電對電子產業的危害 7. 靜電如何消除 8. 靜電防護設備及器材 9. 基本配套測量儀器 10. 參考文獻與資料
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訊號傳輸線的屏蔽
EMI會干擾訊號，所以儀器的訊號傳輸線可利 用屏蔽來降低其干擾的程度，並且配合上濾波 器，維持訊號的品質。
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ESD/EMI監測系統
利用監測儀器來觀察儀器及機械上的靜電電荷和 電磁波大小，進而來維持生產的品質與水準，並 且保護工作人員安全。由於ESD、EMI的防治設備 並沒有半法100%的控制，假如某一部份靜電電荷 過高，造成火花或則是高頻電磁波等等，後果不 只影響生產品質，甚至可能造成人員傷亡或者晶 圓廠的損壞，所以利用監測設備來觀察ESD及EMI， 使其保持在安全的範圍內。
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防靜電器材的選用
[ 感應式靜電消電器 ] [ 離子風靜電消電器 ][ 防靜電套 裝 ][ 防靜電鞋 ] [ 防靜電大褂 ][ 防靜電腕帶 ] [ 防靜電工 作帽 ] [ 防靜電手套 ] [ 防靜電指套 ] [ 防靜電腳束 ] [ 防 靜電織物 ][ 靜電接地線 ] [ 防靜電屏蔽袋 ] [ 防靜電包裝 袋 ] [ 防靜電海綿 ] [ 防靜電IC包裝管 ] [ 防靜電元件盒 (箱) ] [ 防靜電氣泡膜 ] [ 防靜電烙鐵 ] [ 防靜電液 ] [ 防 靜電運輸車 ] [ 防靜電標誌牌 ] [ 防靜電氣墊膜 ] [ 防靜 電窗簾 ] [ 防靜電文件袋 ] [ 防靜電工作臺 ] [ 防靜電工 作椅 ] [ 防靜電椅套 ] [ 防靜電地墊 ] [ 防靜電活動地板 ] [ 防靜電元件存放架 ] [ 防靜電桌墊 ] [ 防靜電複合膠板 ] [ 防靜電PVC地板塊 ] [ 防靜電維修包 ] [ 防靜電烙鐵 ] [ 防靜電器材檢測
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10.參考文獻與資料
•中國靜電資訊網 •宏立公司專業ESD資訊網 •ANSI ESD S20.20 Standard For the
Development of an Electrostatic Control Program for the Protection of Electrical and Electronic Parts, Assemblies and Equipment， 1999年
人體的感覺
1
可感覺
10
明顯感覺
100
電擊
1000
嚴重電擊
10000
可能致命
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•在不同情況下，人體因不同運動而造成靜電放電，其放 電能量亦不相同。（典型人體電容＝300微微法拉）
相對溼度10~20%的情形下
靜電產生方式
靜電壓（V） 放電能量（mJ）
經過地毯行走
35000
184
在乙烯塑膠地板
12000