自從潔凈室的靜電放電（ESD）問題被提出后，微電子產(chǎn)品生產(chǎn)行業(yè)和生物醫(yī)藥制造行業(yè)，ESD標(biāo)準(zhǔn)和控制受到廣泛的關(guān)注。
背景
潔凈室是一個(gè)超級(jí)潔凈的環(huán)境，它不但要控制通風(fēng)、過濾、溫度、濕度、氣壓以及離子化等，還要同時(shí)對(duì)環(huán)境內(nèi)的材料和其他參數(shù)進(jìn)行控制。潔凈室的潔凈度決定于空氣中的懸浮微粒數(shù)量，微粒的首要計(jì)量單位是微米，即10-6米，大致相當(dāng)于0.000039英寸。
潔凈室級(jí)別劃分濟(jì)為通行使用的方法來自ISO14644標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)以每立方米空氣中0.1微米的微粒來劃分潔凈室級(jí)別，它取代了過去的美國國家標(biāo)準(zhǔn)209-1992（詳見表1），而后者是以每立方英尺空氣中0.5微米的微粒數(shù)來劃分潔凈級(jí)別的。按照這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，209標(biāo)準(zhǔn)中的100級(jí)潔凈室中每立方英尺空氣中大于等于的0.5微粒數(shù)不能超過100個(gè)，此級(jí)別相當(dāng)于ISO14644標(biāo)準(zhǔn)中的5級(jí)潔凈室。后者的含義是每立方米空氣中大于等于0.5微米的微粒數(shù)不超過3520個(gè)。
控制靜電荷產(chǎn)生在潔凈室是非常必要的。靜電可能影響生產(chǎn)，也可能使自動(dòng)化設(shè)備受到電磁干擾而失靈，靜電產(chǎn)生的靜電引力（ESA）還會(huì)減少表面的粒子粘附數(shù)量。靜電荷與產(chǎn)品和工具表面污染密切相關(guān)，這一點(diǎn)讓ESA越來越受到重視。例如，一個(gè)4英寸的晶片帶1000V的靜電后，對(duì)一個(gè)直徑1微米的粒子的靜電引力強(qiáng)度高達(dá)830000磅力/平方英寸?？梢钥闯?，帶電體的靜電引力要比重力、氣流力和粘著力相比要高得多。
廣泛使用的絕緣材料，如玻璃、特氟綸（聚四氟乙烯）和高分子聚合物會(huì)產(chǎn)生高電位的靜電。解決此問題首先考慮工作站接地，如使用不銹鋼工作臺(tái)臺(tái)面取代使用靜電耗散材料的工作臺(tái)面。但從可靠的角度和靜電敏感器件的防護(hù)角度看，這樣做是有害的。
潔凈室的劃分見表2。美國法律規(guī)定，209E標(biāo)準(zhǔn)可以為國際新的標(biāo)準(zhǔn)所取代，因此它將逐步為ISO14644所淘汰。
ISO8級(jí)
ISO8級(jí)的潔凈室是每立方米大于等于0.5微米的微粒數(shù)量少于3,520,000個(gè)，相當(dāng)于FedStd. 209E的100000級(jí)。
10000級(jí)（ISO8級(jí)）對(duì)于抗靜電材料中銨基抗靜電劑和炭粉的使用沒有特別的限制。真空吸塑容器、普通服裝、足跟接地式鞋是可以經(jīng)?？匆娫诖思?jí)別的潔凈室出現(xiàn)。100000級(jí)潔凈室算不上嚴(yán)格控制的潔凈環(huán)境，防塵面罩和手套沒有配備的要求。進(jìn)入ISO8級(jí)潔凈室的物品沒有進(jìn)行潔凈和袋裝處理的要求。
ISO 7級(jí)(Fed Std.10,000級(jí))
ISO7級(jí)的潔凈室是每立方米大于等于0.5微米的微粒數(shù)量少于352,000個(gè)，相當(dāng)于FedStd.209E的10000級(jí)。此級(jí)別的潔凈室不要求佩戴口罩，但要求穿著抗靜電的凈化服、靴和頭套，并佩戴橡膠手套，允許使用抗靜電產(chǎn)品和混炭粉材料。Extensiveuse of ionization is concentrated in specificareas.特別區(qū)域需要使用離子風(fēng)機(jī)應(yīng)當(dāng)予以集中。車間內(nèi)足跟接地帶和靴可以接受，同樣耦合潔凈室用品也可以接受?？轨o電聚乙烯泡沫有時(shí)也在抗靜電周轉(zhuǎn)容器中一同使用。 ISO6級(jí) (FedStd. 1,000級(jí))
ISO6級(jí)的潔凈室是每立方米大于等于0.5微米的微粒數(shù)量少于35,200個(gè)，相當(dāng)于FedStd. 209E的1,000級(jí)。
此級(jí)別的潔凈室必須身著帶有防靜電靴的潔凈服，防靜電靴有接地結(jié)構(gòu)或通過足跟、輔助接地帶實(shí)現(xiàn)接地。車間需要時(shí)可以使用靜電耗散材料的套服。除非經(jīng)過粒子計(jì)數(shù)器、除氣和化學(xué)兼容性等系列測(cè)試，填炭的材料的物品不可以在此級(jí)別的潔凈室中使用。進(jìn)入此級(jí)別的潔凈室的物品必須先在同級(jí)別的潔凈室中進(jìn)行清洗，并使用雙層包裝。必須配戴手套、口罩。服裝使用一次，必須經(jīng)過清洗才能再次進(jìn)入ISO6級(jí)潔凈室。新的或經(jīng)過清洗后的服裝在進(jìn)入更衣室前，必須用袋子封裝。經(jīng)過測(cè)試不會(huì)產(chǎn)生污染的抗靜電用品方能夠使用。可以使用離子靜電消除器減少粒子吸附，和減少ESD損傷。
ISO 5 級(jí)(FedStd. 100級(jí))
ISO5級(jí)的潔凈室是每立方米大于等于0.5微米的微粒數(shù)量少于3,520個(gè)，相當(dāng)于FedStd. 209E的100級(jí)。
ISO5級(jí)潔凈室中，建議使用廣泛使用離子靜電消除器消除靜電；潔凈室中人員須穿戴無塵服，無塵服覆蓋其身體、頭部、面部、手和眼睛。在工作站和生產(chǎn)場(chǎng)地，所有添置的離子設(shè)備能夠被觀察到。在潔凈室內(nèi)盡可能不使用可能產(chǎn)生污染的混炭物質(zhì)和含有銨基的抗靜電劑。由于具有不依賴吸濕和非極性溶劑中清洗不喪失防靜電特性的優(yōu)點(diǎn)，固有導(dǎo)電性的聚合物在潔凈室中廣泛使用。物品必須先進(jìn)行清洗，并使用雙層包裝，通過風(fēng)淋室進(jìn)入ISO5級(jí)潔凈室。手套覆蓋手臂，無裸露皮膚。使用氨基抗靜電劑的材料中的氨基物可能污染器件表面，除非不含有此類抗靜電劑，否則限制使用乙烯基的抗靜電臺(tái)墊。不能夠使用非凈化的普通紙張和筆。廠家需要設(shè)有一名或多名專職凈化控制工程師，處理ESD問題和凈化問題。體積過大不能用雙層包裝袋包裝的設(shè)備必須使用70%非極性清潔劑擦拭或用去離子水清洗后才能進(jìn)入潔凈室。
ISO 4 級(jí)(FedStd. 10級(jí))
ISO4級(jí)的潔凈室是每立方米大于等于0.5微米的微粒數(shù)量少于352個(gè)，相當(dāng)于Fed Std.209E的10級(jí)。在ISO 4級(jí)潔凈室中必須穿戴帶有空氣微循環(huán)裝置的邦尼服（無塵服）。所有工作站和生產(chǎn)制造中心的工作標(biāo)準(zhǔn)中必須配置離子化設(shè)備內(nèi)容。廠家必須配備多名專職凈化控制和ESD控制工程師。物料必須經(jīng)過70%非極性清洗劑或去離子水清洗后才可進(jìn)入工作場(chǎng)地。ISO 5級(jí)的操作要求在ISO 4 級(jí)中也必須執(zhí)行。. ISO 4級(jí)中的用品的ESD要求和無污染要求更加嚴(yán)格。
ISO 3級(jí)(FedStd. 1級(jí))
ISO3級(jí)的潔凈室是每立方米大于等于0.5微米的微粒數(shù)量少于35個(gè)，相當(dāng)于Fed Std.209E的1級(jí)。
人員不直接在ISO3級(jí)的潔凈室工作。在ISO3級(jí)的潔凈室中使用低粒子產(chǎn)生的特殊離子化設(shè)備或放射型等新型離子化設(shè)備消除靜電。新型的離子化設(shè)備主要解決ESA問題，它不能產(chǎn)生污染，并且配備實(shí)時(shí)粒子計(jì)數(shù)器監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀況。
標(biāo)準(zhǔn)的離子化設(shè)備由于電極變化在這個(gè)濟(jì)高凈化級(jí)別的環(huán)境中會(huì)造成污染。α粒子或X射線式的離子化設(shè)備經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量審核后方可使用。一般設(shè)備容易產(chǎn)生微粒，因此須注意減少或消除這些可能的污染源。如果有靜電場(chǎng)的問題話，廠家必須配備一名或多名專職凈化控制工程師和一名ESD控制工程師。
物料必須經(jīng)過70%非極性清洗劑或蒸餾水清洗后才可進(jìn)入工作場(chǎng)地。采購部門在制定采購訂單時(shí)必須保證供應(yīng)商在凈化和ESD方面與自己的產(chǎn)品保持一致。
ESD和ESA控制工具
潔凈室的分級(jí)以及ESD和ESA問題，不但是凈化控制的問題，更重要的是靜電相關(guān)的問題。ESD控制的測(cè)量濟(jì)早用于國防、電子組裝線、半導(dǎo)體、晶片生產(chǎn)和硬盤驅(qū)動(dòng)制造等行業(yè)。在ESA控制領(lǐng)域，光纖、醫(yī)藥、晶片制造和硬盤驅(qū)動(dòng)公司都已逐步建立了潔凈室ESA控制體系。在這些行業(yè)無論是靜電還是ESD（靜電放電）的控制室都是至關(guān)重要的。雖然，取決于敏感組件和磁頭的靜電敏感程度，ESD受到廣泛的關(guān)注，但是在晶片制造行業(yè)，由于凈化控制的成為首要問題，ESA比ESD得到更多的重視。
不斷進(jìn)步的ESD標(biāo)準(zhǔn)和擁有靜電控制技術(shù)的ESD/ESA測(cè)量?jī)x器提供了測(cè)量材料、設(shè)備、人體和其他ESD、ESA場(chǎng)的工具。
潔凈室中ESD控制的測(cè)量
我們現(xiàn)在討論在ESD標(biāo)準(zhǔn)中和工業(yè)評(píng)估ESD控制物品實(shí)際操作。以下是常見的物品和材料：
1. 地板
2. 工作站
3. 傳輸工具
4. 貨架
5. 樹脂玻璃或聚碳酸酯光柵Plexiglas or PolycarbonateEnclosures
6. 貨車
7. 椅子
8. 工衣
9. 離子靜電消除器
10. ESD監(jiān)控儀
11. ESD 材料：
1) 塑料袋
2) 真空托盤
3) 手套
4) 真空泵
5) 靜電屏蔽袋
7) 膠片
8) 真空吸管
9) 晶片盒
