半導(dǎo)體芯片產(chǎn)品 :操作標準

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芯片產(chǎn)品的操作

1.1 通則

芯片產(chǎn)品的操作過程中應(yīng)使用專用的工具,并避免接觸芯片產(chǎn)品裸露的有源區(qū)表面;當接觸不可避 免時,應(yīng)使用專用的工具和材料。芯片產(chǎn)品的操作和傳送過程中使用的工具、材料及貯存容器均應(yīng)符合相應(yīng)的防靜電要求。芯片產(chǎn)品的操作過程中應(yīng)注意芯片對特定化學(xué)物質(zhì)的敏感性。

1.2 工作環(huán)境控制

通用半導(dǎo)體工藝(不包括芯片產(chǎn)品的貯存)的典型工藝環(huán)境條件如下:

a) 溫度:17 ℃~28 ℃; 

b) 相對濕度:30%~60%; 

c) 空氣潔凈度等級:不低于 GB/T25915.1—2010規(guī)定的ISO8級。一些特殊的工藝應(yīng)在其規(guī)定的環(huán)境條件下進行。

1.3 一般注意事項

對裸露的芯片產(chǎn)品處理時應(yīng)使用專用工具和設(shè)備,防止芯片損傷。在沒有隔離措施的情況下,芯片產(chǎn)品不應(yīng)相互觸碰和堆疊放置。芯片產(chǎn)品有源區(qū)表面應(yīng)避免接觸堅硬表面或帶有堅硬顆粒的柔軟表面。對激光器等光電子芯片產(chǎn)品操作時,應(yīng)防止芯片邊緣的關(guān)鍵光學(xué)面接觸到工具或其他表面。對晶圓進行操作時,物理接觸應(yīng)限于晶圓邊緣或背面。

1.4 潔凈區(qū)

1.4.1 通則 

芯片產(chǎn)品的質(zhì)量檢測、分揀或裝配,需在受控的潔凈區(qū)內(nèi)進行。芯片產(chǎn)品的貯存容器應(yīng)在受控的潔凈區(qū)內(nèi)打開。在潔凈區(qū)工作的人員需經(jīng)過培訓(xùn)合格后方能進入凈化區(qū)進行工藝操作。 

1.4.2 一般要求 

潔凈區(qū)內(nèi)應(yīng)使用接地工作臺、接地手腕帶或腳腕帶、導(dǎo)電貯存容器、經(jīng)靜電放電處理過的化學(xué)品、導(dǎo) 電地板蠟、導(dǎo)電瓷磚、導(dǎo)電腳墊、離子風機、導(dǎo)電性包裝泡沫和靜電防護袋等物品以防止靜電損傷。工藝操作時,裸露的芯片產(chǎn)品應(yīng)始終在潔凈環(huán)境中。在不同潔凈區(qū)之間傳送芯片產(chǎn)品時,應(yīng)選用合 適的貯存容器,并保證在傳送過程中全程封閉。貯存容器再次進入潔凈區(qū)前應(yīng)進行清潔處理。不應(yīng)用裸手直接接觸芯片產(chǎn)品,防止手上的油脂、表皮碎屑及其他來源于人體的污染對芯片產(chǎn)品造 成玷污。戴手套操作時,宜接觸晶圓的邊緣或背面,并應(yīng)避免手套直接接觸有源區(qū)。應(yīng)選擇合適的工具,防止與芯片產(chǎn)品接觸時產(chǎn)生劃痕或碎屑,甚至導(dǎo)致芯片產(chǎn)品碎裂。與芯片產(chǎn)品接觸的工具表面應(yīng)是干凈的,應(yīng)避免使用表面沾污的工具、設(shè)備對芯片產(chǎn)品進行操作, 防止將污染傳遞給其他的工藝設(shè)備或芯片產(chǎn)品。操作工具表面不應(yīng)用于夾、握、觸碰設(shè)備蓋板及內(nèi)部部 件、個人物品等非清潔物品。

1.4.3 著裝

1.4.3.1 帽子、頭套、發(fā)網(wǎng)、口罩和鞋 

應(yīng)始終用合適的帽子、頭套或發(fā)網(wǎng)罩住頭發(fā),防止表皮顆粒和毛發(fā)造成污染。在芯片產(chǎn)品放置的生產(chǎn)區(qū)內(nèi)宜始終佩戴口罩罩住嘴和鼻子,防止飛沫引起的沾污;口罩宜每日更 換,如發(fā)現(xiàn)沾污則應(yīng)提高更換頻率。潔凈區(qū)內(nèi)宜穿防靜電凈化鞋。凈化鞋宜保留在凈化區(qū)或更衣間,僅在清洗時才允許帶出。亦可使 用鞋套,一次性鞋套在使用后應(yīng)立即丟棄,可重復(fù)使用的鞋套也應(yīng)在清洗后使用。 

1.4.3.2 工作服和罩衣 

潔凈區(qū)內(nèi)應(yīng)穿戴與潔凈區(qū)凈化等級相適應(yīng)的工作服或罩衣以遮蓋普通衣物。工作服或罩衣應(yīng)根據(jù) 潔凈區(qū)的級別選擇,其制作材料應(yīng)是防靜電和不起毛的。

1.4.3.3 手套 

潔凈區(qū)內(nèi)宜使用專用的聚乙烯手套進行常規(guī)操作。在操作芯片產(chǎn)品時,不應(yīng)使用會散落纖維或粉末的棉質(zhì)手套和其他手套,即使套在聚乙烯手套里面 也不應(yīng)使用。聚酯類和尼龍手套可以戴在聚乙烯手套里面使用;帶有粉末的橡膠手套也不應(yīng)使用。每次進入凈化廠房時均宜更換手套。手套撕裂或破損時應(yīng)立即更換。凈化著裝時,通常應(yīng)在其他衣物穿好以后,最后戴上手套。戴手套時,每次均宜遮住袖口并將手套 提至腕部。不應(yīng)用手套接觸人的面部、頭發(fā)或其他潛在的污染物源,防止將污染物傳遞到芯片產(chǎn)品、工藝設(shè)備 及操作設(shè)備等物品上,如已接觸,應(yīng)立即更換手套。 

1.4.3.4 指套 

指套對沾污防護較弱,通常用于后道工藝操作等較低級別潔凈區(qū)的工藝操作。為防止不經(jīng)意的污 染,所有手指均宜戴上指套。指套應(yīng)在潔凈區(qū)內(nèi)保存和使用。每次進入潔凈區(qū)應(yīng)更換指套,如有沾污或破損時則立即更換。指 套不應(yīng)接觸人的面部、頭發(fā)或其他潛在的污染源。 

1.4.4 潔凈區(qū)行為準則 

不應(yīng)在潔凈區(qū)內(nèi)進食和飲水。在穿戴凈化服和進入潔凈區(qū)前應(yīng)洗手,特別是接觸食物后。芯片操作人員不應(yīng)使用化妝品,也不應(yīng)過量使用面霜或護膚品。以下是一些應(yīng)在潔凈區(qū)禁止的行為和潔凈區(qū)內(nèi)的禁忌物品: 

a) 吸煙或使用煙草制品; 

b)化妝或個人衛(wèi)生整理; 

c) 發(fā)夾(卡)、梳子; 

d) 口香糖、糖果; 

e) 植物、花束; 

f) 鉛筆或橡皮擦; 

g) 非潔凈區(qū)用紙張、卡片。

1.4.5 工具 

1.4.5.1 通則 應(yīng)優(yōu)先選用自動化設(shè)備和真空工具對芯片產(chǎn)品進行操作;使用的任何設(shè)備和工具都不應(yīng)產(chǎn)生靜電 損害。操作芯片產(chǎn)品的工具應(yīng)僅用于其設(shè)計用途,不應(yīng)作為螺絲刀、撬杠和信件啟封器等其他用途。

1.4.5.2 撿取工具和夾具 

用于晶圓的撿取工具應(yīng)便于使晶圓能依次從晶圓盒中取出而不劃傷或損壞晶圓。真空吸頭和芯片撿取工具應(yīng)定期使用合適的清潔品清潔,諸如無水乙醇、異丙醇和潔凈區(qū)專用聚酯 清潔用品等;接觸芯片有源區(qū)表面的撿取工具在使用和清潔時宜格外注意。用于晶圓的真空撿取工具在使用時僅可夾取晶圓背面(無圖形的)。應(yīng)采用與芯片尺寸兼容的最大尺寸的真空撿取工具,以保證芯片表面獲得要求的真空吸力。對于非常小的芯片,為便于吸取,可增加真空撿取工具的孔徑。具體的真空度要求可參考真空吸頭的使用說明。應(yīng)避免使用損壞和邊緣不規(guī)則損壞的工具。撿取工具的頭部應(yīng)采用硬度較小的材料,在芯片撿取過程中可減少芯片表面損傷。除非設(shè)計的芯片是可以進行邊緣接觸的,否則絕不能采用尖利“硬表面”的工具來處理芯片。不應(yīng)采用加熱的吸頭從粘片膜上直接撿取芯片。對于一些結(jié)擴展至芯片邊緣的芯片,如分立的功率器件,撿取時應(yīng)特別注意,防止對芯片邊緣造成 破損或碎屑,避免引起芯片漏電或短路。如果芯片在組裝過程中掉落在工作面上,在將其放入芯片容器前時,應(yīng)使用顯微鏡檢查是否有機械損傷或沾污;在將芯片托盤放入裝配設(shè)備前,應(yīng)保證每個單獨的芯片在芯片托盤上的方向正確;任何掉到生產(chǎn)線地板上的芯片都應(yīng)廢棄。

1.4.5.3 鑷子 

應(yīng)避免使用鑷子對單個芯片進行手動操作,僅在芯片使用數(shù)量較少,且條件不允許使用其他形式的 芯片撿取工具時,允許使用鑷子。使用鑷子操作裸芯片時,應(yīng)避免芯片邊緣碎裂,且鑷子不應(yīng)與芯片有 源區(qū)表面接觸,以免劃傷有源區(qū)表面。用于晶圓操作的鑷子應(yīng)是定制的,一般使用塑料或聚四氟乙烯制造并具有距離限制裝置來限制其 在晶圓表面延伸距離。使用鑷子撿取晶圓時,應(yīng)注意夾取晶圓的外沿,不應(yīng)延伸至晶圓的中心區(qū)域,且 夾頭較寬一邊應(yīng)接觸晶晶圓的背面。鑷子應(yīng)定期清潔,清潔試劑宜采用乙醇、異丙醇結(jié)合潔凈區(qū)專用聚酯布進行清潔。清潔物品均應(yīng)放 置在指定的工作區(qū)內(nèi),不應(yīng)與個人物品及衣物混放。鑷子頭夾取芯片時會有不同程度的磨損,應(yīng)定期在顯微鏡下觀察,可在非潔凈區(qū)內(nèi)用細砂紙打磨, 清潔干凈后,再進行使用。有防靜電要求時,應(yīng)使用防靜電鑷子。芯片產(chǎn)品涉及腐蝕工藝時,應(yīng)確保鑷子不與腐蝕劑發(fā)生反應(yīng)。

1.4.6 潔凈區(qū)管理 潔凈區(qū)應(yīng)制定人員和物料由一個凈化級別的潔凈區(qū)移動到另一個凈化級別的潔凈區(qū)時應(yīng)遵循的管 理制度,做到該過程不危及潔凈區(qū)的環(huán)境、產(chǎn)品、載具或防護服裝。一般包括以下管理內(nèi)容: 

a)人員和物料由一個凈化級別的潔凈區(qū)到另一個凈化級別的潔凈區(qū)應(yīng)遵循的路徑; 

b)防護服穿著注意事項、著裝順序及定期清潔; 

c) 物料進入潔凈區(qū)的流程,包括物料辨識及防護裝置; 

d) 每一區(qū)域內(nèi)物料的限制; 

e) 區(qū)域內(nèi)工藝設(shè)備的管理要求,包括新設(shè)備的進入或設(shè)備維修; f) 潔凈區(qū)環(huán)境的監(jiān)測、維持和清理。 

1.4.7 靜電防護 

1.4.7.1 靜電敏感產(chǎn)品 

芯片產(chǎn)品在裝配前、裝配中均對靜電敏感。芯片產(chǎn)品所依附的晶圓也是靜電敏感的,容易受到相關(guān)設(shè)備或工具的靜電損傷。某些集成度高或小尺寸的芯片產(chǎn)品往往減少了靜電防護電路,對靜電更敏感。 

1.4.7.2 靜電防護措施 

操作人員應(yīng)穿著防靜電工作服、工作鞋,戴防靜電手腕帶等防護用品,并定期檢查靜電防護的有 效性。設(shè)備、工作臺及工作墊應(yīng)按防靜電要求接地。

芯片操作、包裝和貯存等應(yīng)采用防靜電的材料操作。防靜電場所的溫濕度等環(huán)境條件按規(guī)范要求控制。在工作現(xiàn)場張貼防靜電標識。使用離子風機是減少潛在靜電放電的有效手段之一。離子風機應(yīng)定期檢測、清潔和維護。

本文所指的半導(dǎo)體芯片產(chǎn)品包括: 晶圓;單個裸芯片; 帶有互連結(jié)構(gòu)的芯片和晶圓; 最小或部分封裝芯片和晶圓。