半導体・ウェハ工程でクリーンルームの除電対策を怠ると起きる3つの課題
ウェハ・基板の帯電はパーティクル付着や静電破壊を招き、クリーンルームの清浄度と歩留まりを同時に脅かします。
パーティクル付着による歩留まり低下
半導体・電機電子業界では高性能化・小型化が進み、静電気で引き寄せられる微小なパーティクルへの感度が高まっています。従来のバータイプイオナイザは電極針からの電界の影響で対象物の電圧が変動し、かえって異物を引き寄せるケースがありました。ウェハ・基板表面に付着した異物は外観不良や回路パターンのショートにつながり、クリーンルームでの歩留まり改善を妨げる要因になります。
ISOクラスの清浄度を落とすコンプレッサー負荷
従来のバータイプイオナイザは使用エア量が多く、コンプレッサーが供給するエアの大部分を占めていました。エア供給が不安定になると除電性能が低下するだけでなく、他機器へのエア不足やクリーンルーム内の気流にも影響します。ISOクラス3等の高い清浄度が求められる半導体工程では、除電性能とクリーン環境の維持を両立する設備設計が課題になります。
静電破壊(ESD)によるIC歩留まり悪化
電機・電子業界では高性能・小型化に伴い静電破壊のリスクが高まっており、100Vの管理が必要なICには1/10のイオンバランス精度(10V以下)が求められるようになっています。従来の多くのバータイプはイオンバランス±30V仕様のため、十分な除電効果が得られずESD不良が後工程・出荷後に流出するケースがありました。
クリーンルーム内で除電が必要な工程・設置ポイント
EFEM・ダイボンディング・エアシャワー・広域搬送。工程ごとの帯電要因に合わせて設置場所を選定します。
EFEM・ウェハ搬送工程
イオナイザ直下という近接設置でも高いイオンバランスを維持し、EFEM内でのウェハ帯電・スイング電圧を抑制します。
ダイボンディング工程
スペースが少ない工程でも10mmの近接設置が可能、イオンバランス±3Vによりパーティクル付着とESDを抑制します。
クリーンルーム入出前の
エアシャワー処理
天井設置のバータイプで、入室者・搬送物の帯電と付着異物を入室前に取り除きます。
広い空間や
搬送ライン全体の除電
天井や搬送ライン上に設置して空間全体を継続除電し、清浄度クラスを落とさず維持します。
SJ-Qシリーズと従来イオナイザの比較
イオンバランス精度・エア消費量・クリーン対応まで、クリーンルーム設備での選定軸を比較します。
| 比較項目 | SJ-Qシリーズ （高精度・高速センシングイオナイザ） |
従来バータイプ （イオンバランス±30V仕様） |
一般的な除電ブロア |
|---|---|---|---|
| イオンバランス | ○ ±3V 電界シールド技術で従来比10倍 |
× ±30V仕様が一般的 | △ 機種に依存 |
| 除電速度 | ○ 最速0.1秒 | △ 機種に依存 | × 遠距離ほど低速 |
| 設置距離（逆帯電の有無） | ○ 10mm近接設置でも逆帯電なし | × 近接設置は逆帯電のリスク | × 近接設置は逆帯電のリスク |
| クリーン対応（清浄度クラス） | ○ 出荷前クリーン洗浄・ISO14644-1クラス3対応 | △ 機種に依存 | × クリーン対応は限定的 |
| エア使用量（コンプレッサー負荷） | ○ 従来比約90%削減 | × 使用エア量が多くコンプレッサー負荷大 | ○ エア不要 |
| 電極針の清掃・交換 | ○ クリーニング1年不要・交換10年不要 | × 定期的な清掃・交換が必要 | △ 機種に依存 |
| ESD規格対応 | ○ ANSI/ESD S20.20 IEC 61340等に適合 |
△ 機種に依存 | △ 機種に依存 |
| ランニングコスト （電気代・エア代・針交換） |
○ 省流量エア メンテナンスフリーで大幅低減 |
× エア代・針交換費用がかさむ | △ 機種に依存 |
SJ-Qシリーズを選ぶ理由
SJ-Qシリーズは電界シールド技術でイオンバランス±3Vを実現しつつ、エア使用量を従来比約90%削減。ISO14644-1クラス3対応で清浄度を落とさず、コンプレッサー負荷や電気代・針交換コストも同時に抑えられます。
半導体・ウェハのクリーンルーム除電に対応するSJ-Qシリーズ
除電能力10倍とメンテナンスフリーを両立した高精度・高速センシングイオナイザです。
高精度・高速センシングイオナイザ
SJ-Qシリーズ
SJ-Qシリーズは、電極針の先端部にGND板を設けて電界をなくす「電界シールド技術」（Inside Supersonic機構・特許取得No.7578857）により、イオンバランス±3V（従来比10倍）を実現。対象物から最短10mmの近接設置でも逆帯電せず、最速0.1秒での除電が可能です。イオン発生状況を常時監視するHi-Power I.C.C.により、電極針のクリーニングは1年不要、交換は10年不要（使用環境により変動）のメンテナンスフリーを実現。出荷前にクリーン洗浄・クリーンパックを実施し、ISO14644-1クラス3の清浄度に対応します。従来比で使用エア量を約90%削減でき、コンプレッサー負荷や工場エア費用も抑制。ANSI/ESD S20.20、IEC61340、CSA、CEマーキング等の規格にも適合し、有効長440〜3080mm（SJ-Q036〜SJ-Q300）のラインアップで設置スペースに合わせて選定できます。
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半導体・ウェハのクリーンルーム除電 活用例
EFEMでのウエハ搬送、ダイボンディング、カメラモジュール組み付けなど、半導体・電子部品のクリーン環境で活用されています。
EFEMでの除電とウエハ帯電量測定
ウエハ搬送を行うEFEM内にSJ-Qシリーズを設置し、搬送中に生じるウエハの帯電を除電します。SK-Iシリーズを併用してウエハ表面の帯電量をあわせて測定することで、除電できているかを数値で確認しながら運用できます。
ダイボンディング時の静電破壊防止
ダイボンディング工程は設置スペースが限られ、対象物への近接設置が求められます。SJ-Qシリーズはイオンバランス±3Vと最短10mmの近接設置に対応し、逆帯電させずにチップの静電破壊を防ぎます。
カメラモジュール組み付け時のパーティクル対策
カメラモジュールの組み付け工程で部品が帯電すると、パーティクルが静電気で吸着し映像欠陥の原因になります。SJ-Qシリーズで組み付け前後を除電し、清浄度を保ちながら異物付着を抑制します。
クリーンルームの除電・SJ-Qシリーズに関するよくあるご質問
- クリーンルームでイオナイザを使っても清浄度クラスは落ちませんか？
- SJ-Qシリーズは出荷前にクリーン洗浄・クリーンパックを実施し、ISO14644-1クラス3の清浄度に対応しています。エア使用量も従来比約90%削減し、コンプレッサー負荷を抑えて清浄度への影響を最小限にします。
- ウェハやICの静電破壊(ESD)にはどの程度の精度が必要ですか？
- 100Vの管理が必要なICには1/10のイオンバランス10V以下の精度が求められます。SJ-Qシリーズはイオンバランス±3Vを実現し、従来のバータイプ(±30V仕様)では対応できなかったESD対策要求を満たします。
- 狭いダイボンディング工程にも設置できますか？
- 設置可能です。電界シールド技術により対象物から10mmの近接設置でも逆帯電せず、省スペースのダイボンディング工程でも高いイオンバランスを維持したまま除電できます。
- メンテナンス頻度はどれくらいですか？クリーンルーム内の作業を減らせますか？
- 電極針のクリーニングは1年不要、交換は10年不要です(使用環境により変動)。Inside Supersonic機構が電極針への異物付着を防ぐため、クリーンルーム内での保全作業の頻度を大幅に減らせます。
- 従来のバータイプイオナイザから置き換えるとコストはどう変わりますか？
- SJ-Qシリーズは従来比で使用エア量を約90%削減できます。工場エア・電気代・針交換費用を含めたランニングコストを抑えながら、コンプレッサー能力への負荷も軽減します。
半導体・ウェハのクリーンルーム除電の課題、お気軽にご相談ください
設置構成・仕様についてはカタログまたはお問い合わせフォームからご確認いただけます。
