半导体芯片产品 :操作标准

时间：2021/07/20 点击量：538

芯片产品的操作

1.1 通则

芯片产品的操作过程中应使用专用的工具,并避免接触芯片产品裸露的有源区表面;当接触不可避免时,应使用专用的工具和材料。芯片产品的操作和传送过程中使用的工具、材料及贮存容器均应符合相应的防静电要求。芯片产品的操作过程中应注意芯片对特定化学物质的敏感性。

1.2 工作环境控制

通用半导体工艺(不包括芯片产品的贮存)的典型工艺环境条件如下:

a) 温度:17 ℃~28 ℃;

b) 相对湿度:30%~60%;

c) 空气洁净度等级:不低于 GB/T25915.1—2010规定的ISO8级。一些特殊的工艺应在其规定的环境条件下进行。

1.3 一般注意事项

对裸露的芯片产品处理时应使用专用工具和设备,防止芯片损伤。在没有隔离措施的情况下,芯片产品不应相互触碰和堆叠放置。芯片产品有源区表面应避免接触坚硬表面或带有坚硬颗粒的柔软表面。对激光器等光电子芯片产品操作时,应防止芯片边缘的关键光学面接触到工具或其他表面。对晶圆进行操作时,物理接触应限于晶圆边缘或背面。

1.4 洁净区

1.4.1 通则

芯片产品的质量检测、分拣或装配,需在受控的洁净区内进行。芯片产品的贮存容器应在受控的洁净区内打开。在洁净区工作的人员需经过培训合格后方能进入净化区进行工艺操作。

1.4.2 一般要求

洁净区内应使用接地工作台、接地手腕带或脚腕带、导电贮存容器、经静电放电处理过的化学品、导电地板蜡、导电瓷砖、导电脚垫、离子风机、导电性包装泡沫和静电防护袋等物品以防止静电损伤。工艺操作时,裸露的芯片产品应始终在洁净环境中。在不同洁净区之间传送芯片产品时,应选用合适的贮存容器,并保证在传送过程中全程封闭。贮存容器再次进入洁净区前应进行清洁处理。不应用裸手直接接触芯片产品,防止手上的油脂、表皮碎屑及其他来源于人体的污染对芯片产品造成玷污。戴手套操作时,宜接触晶圆的边缘或背面,并应避免手套直接接触有源区。应选择合适的工具,防止与芯片产品接触时产生划痕或碎屑,甚至导致芯片产品碎裂。与芯片产品接触的工具表面应是干净的,应避免使用表面沾污的工具、设备对芯片产品进行操作, 防止将污染传递给其他的工艺设备或芯片产品。操作工具表面不应用于夹、握、触碰设备盖板及内部部件、个人物品等非清洁物品。

1.4.3 着装

1.4.3.1 帽子、头套、发网、口罩和鞋

应始终用合适的帽子、头套或发网罩住头发,防止表皮颗粒和毛发造成污染。在芯片产品放置的生产区内宜始终佩戴口罩罩住嘴和鼻子,防止飞沫引起的沾污;口罩宜每日更换,如发现沾污则应提高更换频率。洁净区内宜穿防静电净化鞋。净化鞋宜保留在净化区或更衣间,仅在清洗时才允许带出。亦可使用鞋套,一次性鞋套在使用后应立即丢弃,可重复使用的鞋套也应在清洗后使用。

1.4.3.2 工作服和罩衣

洁净区内应穿戴与洁净区净化等级相适应的工作服或罩衣以遮盖普通衣物。工作服或罩衣应根据洁净区的级别选择,其制作材料应是防静电和不起毛的。

1.4.3.3 手套

洁净区内宜使用专用的聚乙烯手套进行常规操作。在操作芯片产品时,不应使用会散落纤维或粉末的棉质手套和其他手套,即使套在聚乙烯手套里面也不应使用。聚酯类和尼龙手套可以戴在聚乙烯手套里面使用;带有粉末的橡胶手套也不应使用。每次进入净化厂房时均宜更换手套。手套撕裂或破损时应立即更换。净化着装时,通常应在其他衣物穿好以后,最后戴上手套。戴手套时,每次均宜遮住袖口并将手套提至腕部。不应用手套接触人的面部、头发或其他潜在的污染物源,防止将污染物传递到芯片产品、工艺设备及操作设备等物品上,如已接触,应立即更换手套。

1.4.3.4 指套

指套对沾污防护较弱,通常用于后道工艺操作等较低级别洁净区的工艺操作。为防止不经意的污染,所有手指均宜戴上指套。指套应在洁净区内保存和使用。每次进入洁净区应更换指套,如有沾污或破损时则立即更换。指套不应接触人的面部、头发或其他潜在的污染源。

1.4.4 洁净区行为准则

不应在洁净区内进食和饮水。在穿戴净化服和进入洁净区前应洗手,特别是接触食物后。芯片操作人员不应使用化妆品,也不应过量使用面霜或护肤品。以下是一些应在洁净区禁止的行为和洁净区内的禁忌物品:

a) 吸烟或使用烟草制品;

b)化妆或个人卫生整理;

c) 发夹(卡)、梳子;

d) 口香糖、糖果;

e) 植物、花束;

f) 铅笔或橡皮擦;

g) 非洁净区用纸张、卡片。

1.4.5 工具

1.4.5.1 通则应优先选用自动化设备和真空工具对芯片产品进行操作;使用的任何设备和工具都不应产生静电损害。操作芯片产品的工具应仅用于其设计用途,不应作为螺丝刀、撬杠和信件启封器等其他用途。

1.4.5.2 捡取工具和夹具

用于晶圆的捡取工具应便于使晶圆能依次从晶圆盒中取出而不划伤或损坏晶圆。真空吸头和芯片捡取工具应定期使用合适的清洁品清洁,诸如无水乙醇、异丙醇和洁净区专用聚酯清洁用品等;接触芯片有源区表面的捡取工具在使用和清洁时宜格外注意。用于晶圆的真空捡取工具在使用时仅可夹取晶圆背面(无图形的)。应采用与芯片尺寸兼容的最大尺寸的真空捡取工具,以保证芯片表面获得要求的真空吸力。对于非常小的芯片,为便于吸取,可增加真空捡取工具的孔径。具体的真空度要求可参考真空吸头的使用说明。应避免使用损坏和边缘不规则损坏的工具。捡取工具的头部应采用硬度较小的材料,在芯片捡取过程中可减少芯片表面损伤。除非设计的芯片是可以进行边缘接触的,否则绝不能采用尖利“硬表面”的工具来处理芯片。不应采用加热的吸头从粘片膜上直接捡取芯片。对于一些结扩展至芯片边缘的芯片,如分立的功率器件,捡取时应特别注意,防止对芯片边缘造成破损或碎屑,避免引起芯片漏电或短路。如果芯片在组装过程中掉落在工作面上,在将其放入芯片容器前时,应使用显微镜检查是否有机械损伤或沾污;在将芯片托盘放入装配设备前,应保证每个单独的芯片在芯片托盘上的方向正确;任何掉到生产线地板上的芯片都应废弃。

1.4.5.3 镊子

应避免使用镊子对单个芯片进行手动操作,仅在芯片使用数量较少,且条件不允许使用其他形式的芯片捡取工具时,允许使用镊子。使用镊子操作裸芯片时,应避免芯片边缘碎裂,且镊子不应与芯片有源区表面接触,以免划伤有源区表面。用于晶圆操作的镊子应是定制的,一般使用塑料或聚四氟乙烯制造并具有距离限制装置来限制其在晶圆表面延伸距离。使用镊子捡取晶圆时,应注意夹取晶圆的外沿,不应延伸至晶圆的中心区域,且夹头较宽一边应接触晶晶圆的背面。镊子应定期清洁,清洁试剂宜采用乙醇、异丙醇结合洁净区专用聚酯布进行清洁。清洁物品均应放置在指定的工作区内,不应与个人物品及衣物混放。镊子头夹取芯片时会有不同程度的磨损,应定期在显微镜下观察,可在非洁净区内用细砂纸打磨, 清洁干净后,再进行使用。有防静电要求时,应使用防静电镊子。芯片产品涉及腐蚀工艺时,应确保镊子不与腐蚀剂发生反应。

1.4.6 洁净区管理洁净区应制定人员和物料由一个净化级别的洁净区移动到另一个净化级别的洁净区时应遵循的管理制度,做到该过程不危及洁净区的环境、产品、载具或防护服装。一般包括以下管理内容:

a)人员和物料由一个净化级别的洁净区到另一个净化级别的洁净区应遵循的路径;

b)防护服穿着注意事项、着装顺序及定期清洁;

c) 物料进入洁净区的流程,包括物料辨识及防护装置;

d) 每一区域内物料的限制;

e) 区域内工艺设备的管理要求,包括新设备的进入或设备维修; f) 洁净区环境的监测、维持和清理。

1.4.7 静电防护

1.4.7.1 静电敏感产品

芯片产品在装配前、装配中均对静电敏感。芯片产品所依附的晶圆也是静电敏感的,容易受到相关设备或工具的静电损伤。某些集成度高或小尺寸的芯片产品往往减少了静电防护电路,对静电更敏感。

1.4.7.2 静电防护措施

操作人员应穿着防静电工作服、工作鞋,戴防静电手腕带等防护用品,并定期检查静电防护的有效性。设备、工作台及工作垫应按防静电要求接地。

芯片操作、包装和贮存等应采用防静电的材料操作。防静电场所的温湿度等环境条件按规范要求控制。在工作现场张贴防静电标识。使用离子风机是减少潜在静电放电的有效手段之一。离子风机应定期检测、清洁和维护。