半導體芯片產(chǎn)品 :操作標準

時間：2021/07/20    點擊量：503

芯片產(chǎn)品的操作

1.1 通則

芯片產(chǎn)品的操作過程中應使用專用的工具,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符合相應的防靜電要求。芯片產(chǎn)品的操作過程中應注意芯片對特定化學物質(zhì)的敏感性。

1.2 工作環(huán)境控制

通用半導體工藝(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)品不應相互觸碰和堆疊放置。芯片產(chǎn)品有源區(qū)表面應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,應防止芯片邊緣的關(guān)鍵光學面接觸到工具或其他表面。對晶圓進行操作時,物理接觸應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)應使用接地工作臺、接地手腕帶或腳腕帶、導電貯存容器、經(jīng)靜電放電處理過的化學品、導 電地板蠟、導電瓷磚、導電腳墊、離子風機、導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)前應進行清潔處理。不應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,并應避免手套直接接觸有源區(qū)。應選擇合適的工具,防止與芯片產(chǎn)品接觸時產(chǎn)生劃痕或碎屑,甚至導致芯片產(chǎn)品碎裂。與芯片產(chǎn)品接觸的工具表面應是干凈的,應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立即丟棄,可重復使用的鞋套也應在清洗后使用。 

1.4.3.2 工作服和罩衣 

潔凈區(qū)內(nèi)應穿戴與潔凈區(qū)凈化等級相適應的工作服或罩衣以遮蓋普通衣物。工作服或罩衣應根據(jù) 潔凈區(qū)的級別選擇,其制作材料應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立即更換。凈化著裝時,通常應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。指套應在潔凈區(qū)內(nèi)保存和使用。每次進入潔凈區(qū)應更換指套,如有沾污或破損時則立即更換。指 套不應接觸人的面部、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)前應洗手,特別是接觸食物后。芯片操作人員不應使用化妝品,也不應過量使用面霜或護膚品。以下是一些應在潔凈區(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)備和工具都不應產(chǎn)生靜電 損害。操作芯片產(chǎn)品的工具應僅用于其設(shè)計用途,不應作為螺絲刀、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廢棄。

1.4.5.3 鑷子 

應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,應避免芯片邊緣碎裂,且鑷子不應與芯片有 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,應注意夾取晶圓的外沿,不應延伸至晶圓的中心區(qū)域,且 夾頭較寬一邊應接觸晶晶圓的背面。鑷子應定期清潔,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。清潔物品均應放 置在指定的工作區(qū)內(nèi),不應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,應使用防靜電鑷子。芯片產(chǎn)品涉及腐蝕工藝時,應確保鑷子不與腐蝕劑發(fā)生反應。

1.4.6 潔凈區(qū)管理 潔凈區(qū)應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、工作臺及工作墊應按防靜電要求接地。

芯片操作、包裝和貯存等應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。離子風機應定期檢測、清潔和維護。

本文所指的半導體芯片產(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。