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GB/T 35010.3-2018

基本信息

标准号: GB/T 35010.3-2018

中文名称:半导体芯片产品 第3部分:操作、包装和贮存指南

标准类别:国家标准(GB)

标准状态:现行

出版语种:简体中文

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相关标签: 半导体芯片 产品 操作 包装 贮存 指南

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GB/T 35010.3-2018 半导体芯片产品 第3部分:操作、包装和贮存指南 GB/T35010.3-2018 标准压缩包解压密码:www.bzxz.net

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标准内容

ICS_31.200
中华人民共和国国家标准
GB/T35010.3—2018
半导体芯片产品
第3部分:操作、包装和贮存指南Semiconductor die products-Part 3 : Guide for handling, packing and storage2018-03-15发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2018-08-01实施
GB/T35010.3—2018
规范性引用文件
术语和定义
工作环境控制
般注意事项
洁净区
工艺操作
晶圆减薄
晶圆划片
芯片分选过程
6芯片产品的传递、贮存及包装
晶圆载体和晶圆盒
晶圆在线存放和传送
未划开晶圆的包装
已划开晶圆的包装,
单个晶圆的包装.
芯片的托盘(盒)包装:
芯片载带的包装
薄芯片产品的操作和包装
运输时的二次包装
包装材料的循环使用
芯片产品的短期和长期贮存·
芯片产品的短期贮存
7.3芯片产品的长期贮存
8可追溯性
8.1通则·
8.2晶圆的可追溯性·
8.3芯片的可追溯性
8.4芯片产品的背面标识
附录A(资料性附录)
计划检查表
..........
GB/T35010《半导体芯片产品》分为以下部分:第1部分:采购和使用要求;
第2部分:数据交换格式;
第3部分:操作、包装和贮存指南:第4部分:芯片使用者和供应商要求;一第5部分:电学仿真要求;
第6部分:热仿真要求;
第7部分:数据交换的XML格式;第8部分:数据交换的EXPRESS格式。本部分为GB/T35010的第3部分
本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。GB/T35010.3—2018
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由中华人民共和国工业和信息化部提出本部分由全国半导体器件标准化技术委员会(SAC/TC78)归口。本部分起草单位:中国电子科技集团公司第十三研究所、吉林华微电子股份有限公司、圣邦微电子(北京)股份有限公司、中国电子技术标准化研究院。本部分主要起草人:王国全、齐利芳、卜瑞艳、张昱、韩东、麻建国、朱华、陈大为。1
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1范围
半导体芯片产品
第3部分:操作、包装和存指南
GB/T35010.3—2018
GB/T35010的本部分给出了半导体芯片产品操作、包装和贮存过程中的一般要求,本部分适用于指导半导体芯片产品(以下简称芯片产品)的操作、包装,赔存和使用。本部分所指的半导体芯片产品包括:晶圆;
单个裸芯片;
带有互连结构的芯片和晶圆;
一最小或部分封装芯片和晶圆。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件GB/T2900(所有部分)电工术语GB/T35010.1一2018半导体芯片产品第1部分:采购和使用要求GB/T25915.1一2010洁净室及相关受控环境第1部分:空气洁净度等级IEC61340-5-1静电第5-1部分:电子器件的静电保护一般要求(Electrostatics一Part5-1:Protection of electronic devices from electrostatic phenomenaGeneral requirements)IEC61340-5-2静电第5-2部分:电子器件的静电保护用户指南(Electrostatics一Part5-2:Protection of electronic devices from electrostatic phenomena-User guide)3术语和定义
GB/T2900(所有部分),GB/T35010.1一2018界定的术语和定义适用于本文件4操作
4.1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(见IEC61340-5-1IEC61340-5-2)。
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建议参见附录A中示例制定计划检查表,4.2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:1
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温度:17C28℃:
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4.3一般注意事项
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。4.4洁净区
4.4.1通则
芯片产品的质量检测、分栋或装配,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人净化区进行工艺操作。4.4.2一般要求
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。贮存容器再次进人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站污
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。
4.4.3着装
4.4.3.1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,防正飞沫引起的活污: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。4.4.3.2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。2
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4.4.3.3手套
洁净区内宜使用专用的聚乙烯手套进行常规操作GB/T35010.3—2018
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。每次进人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4.4.3.4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,4.4.4洁净区行为准则
不应在洁净区内进食和饮水
在穿戴净化服和进人洁净区前应洗手,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:吸烟或使用烟草制品;
化妆或个人卫生整理;
发夹(卡)、梳子;
口香糖、糖果;
植物、花束;
铅笔或橡皮擦:
非洁净区用纸张、卡片。
4.4.5工具
4.4.5.1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4.4.5.2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,异内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。
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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,在将其放人芯片容器前时,应使用显微镜检查是否有机械损伤或沾污;在将芯片托盘放人装配设备前,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。4.4.5.3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。
4.4.6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)
物料进人洁净区的流程,包括物料辨识及防护装置;每一区域内物料的限制;
区域内工艺设备的管理要求,包括新设备的进人或设备维修;洁净区环境的监测、维持和清理。4.4.7静电防护
4.4.7.1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4.4.7.2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。4
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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
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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。5工艺操作
5.1晶圆减薄
一般在完成所有工序后宜采用研磨晶圆背面的方法减薄晶圆机械研磨后晶圆背面会造成几个微米厚的损伤,宜采用精细抛光或等离子腐蚀,化学机械抛光(CMP)等工艺进一步处理。
晶圆减薄通常将晶圆正面朝下粘在背面研磨带上或用蜡进行固定;或用蜡固定在石英片上。对于要求非常薄的晶圆,减薄时应采用临时性的刚性载体做支撑,该载体也可以一直用于后续的工艺。
5.2晶圆划片
5.2.1概述
本章的划片指晶圆分割为单个芯片的方法。包括:晶圆砂轮划片、金刚刀划片、激光划片和磨片前划片。硅晶圆(Si)、氮化镓(GaN)最常用的是砂轮划片,砷化镓(GaAs)或磷化钢(InP)晶圆通常采用金刚刀划片。
激光划片也是一种常用的划片技术。晶圆与常规的砂轮划片一样固定在压敏胶(PSA)膜框架上使用激光切割半导体材料。应选择合适的PSA膜和激光波长以使PSA膜不受到激光的影响。晶圆可以只切割到晶圆厚度的一部分,然后进行裂片得到芯片,或者通过背面研磨到划片深度而得到芯片。
半导体晶圆易碎,划片操作时应特别注意以避免芯片造成损伤。晶圆划片时应粘在薄膜上,并固定在膜框架上,薄膜及框架的材料和大小应与所使用的划片工艺设备和晶圆大小相匹配。
5.2.2砂轮划片
采用砂轮划片应注意以下方面:砂轮刀片的类型;
砂轮刀片的速度;
进片的速度;
划片用水的流量;
一划片用水的纯度;
一所用薄膜的类型;
划片深度;
一在划片道上采用双刀划片的工艺控制模式;一正面和背面的崩边,
裸芯片和倒装芯片产品建议采用“斜角”划片法,这有助于去除芯片正面、边缘和背面的碎屑和裂纹,也可去除镍/金刚刀刃穿过划片道内测试图形时产生的金属碎屑。图1给出了引线键合和倒装焊工艺芯片的斜角示意图。
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说明:
裸芯片;
②一倒装芯片
③一斜角:
④——衬底。
5.2.3金刚刀划片
图1裸芯片和倒装芯片斜角划片示意图采用金刚刀划片时应注意以下方面:刀头的材料和形状;
刀头的速度和施加的力;
薄膜的类型。
划片后,在品圆裂片为单个芯片前的操作应特别注意。为了妥善保存芯片,品圆在裂片前通常一直固定在薄膜上。
5.2.4激光划片
采用激光划片应注意以下方面:激光类型、功率和其他参数;
划片的宽度和速度;
薄膜的类型
激光划片工艺会加热划片道相邻的区域,同时产生的融化物在晶圆表面积累。应注意调节激光器的参数以确保产生的热量最小,从而避免划片道临近的电路特性发生变化或造成损伤。晶圆上的碎屑应采用后续的冲洗工艺去除。
5.2.5磨片前划片
对薄晶圆划片时采用该工艺,可避免直接划片时出现的一些问题。晶圆先从背部减薄到一定厚度,然后划片到一定深度后,再一次进行背部减薄和抛光,直到晶圆厚度达到或超过划片深度,并满足最终芯片厚度要求。一般需要使用离子腐蚀工艺来去除背面研磨造成的损伤层并释放表面的应力。采用该工艺时,应特别注意划片、研磨、抛光和最后腐蚀(需要时)的厚度。5.2.6薄膜的选择
选择合适的薄膜固定晶圆非常重要,使用特定的薄膜在晶圆划片后可降低缺陷。使用较高强度膜,较高粘性膜和UV膜可减少芯片碎裂。5.2.7砂轮划片中水的使用www.bzxz.net
水在砂轮划片工艺中用于润滑、冷却和碎屑的冲洗。为避免芯片沾污,应使用超纯水。通常在水中6
通人少量高纯二氧化碳气体起泡以减少静电损伤,但应控制二氧化碳的通人量。水中加入添加物可改善划片效果,但使用的添加物应充分评估。5.2.8清洗与干燥
应使用超纯水清洗划片后的晶圆,以去除晶圆上的残留物。应采用干燥工艺以确保清洗后的晶圆干净、干燥。5.3芯片分选过程
5.3.1概述
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晶圆的类型和技术应与所采用的分选工艺设备相匹配。表面未钝化的芯片,非常薄的芯片,易碎材料的芯片等特别容易损伤,应选择适用的技术与工艺设备。从粘片薄膜上取下芯片放置在后续装配的芯片载体中,这个过程称为芯片的分选。分选将按照电性能将芯片分为合格品与不合格品或分为不同的等级。芯片载体包括芯片托盘(盒)、真空托盘(盒)和载带。
在芯片分选过程中应进行过程检验,因为吸头会对芯片表面产生损伤或沾污,芯片背面也会出现残留物或工艺镀层缺陷。
5.3.2包含已划片晶圆的薄膜框架的操作用于分选的晶圆在划片后宜固定在薄膜框架上,薄膜框架宜放置在支撑架上,支撑架应安全牢固。5.3.3真空条件的确定
真空条件由挑选工具(真空吸头)和晶圆薄膜背面所需的真空要求确定。5.3.4挑选工具
挑选工具的要求见4.4.5.1。
5.3.5芯片的接触和选取
为保证芯片能被挑选工具摘下而不损坏芯片,挑选工具和芯片间的接触力应最小。芯片被顶针抬起的速度应缓慢,过快的上升抬起速度会导致芯片与挑选工具脱离,造成芯片报废。5.3.6从晶圆薄膜上取下芯片
用来固定已分割晶圆的背面粘合薄膜,从整卷上取下后其粘合强度会发生变化。为将芯片取下难度尽量减小,在晶圆划片后应尽快进行芯片分选工序。5.3.7顶针形貌及在芯片背面的印迹划片后晶圆上的芯片常采用一个针或一组针来从薄膜上下。对于较小的芯片,顶针应有小的尖端半径和较小的角度A(如图2所示),此时顶针应能使得芯片从薄膜抬起,被真空吸头吸离薄膜而不造成芯片的背面损坏。对于较大的芯片,顶针或针排应有大的尖端半径和较大的角度A,这种顶针应能使芯片从薄膜上抬起,同时芯片背面不应留有粘附残留物质。芯片的背面有不同的抛光形式,有些可能会由顶针造成损坏。在芯片分选工作中,针头的形貌对避免芯片在分选过程中的损坏起着关键作用,顶针尖端半径特征形貌如图2所示,表1给出了芯片顶针在芯片背面留下的印迹示意图。
对于薄或易碎晶圆,采用顶针分离的方法不适用7
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说明:
针的直径:
针尖端的角度;
L(针的长度);
R(针尖端半径)。
无顶针印迹或膜
中胶的残留
顶针印迹过重,出
现了微裂纹
顶针印迹过重,出
现划伤和微裂纹
顶针印迹过重造
成蹭伤和残渣
图2芯片顶针示意图
表1芯片背面顶针印记示例
接收/拒收
拒收除非没有
微裂纹
原因/措施
芯片顶起方法正确,没有可见的顶针印记或膜粘附物的存在
由于顶针行程过长或选针错误,造成过重顶针印迹。减小顶针
行程或换针
由于顶针行程过长、机器调试错误造成过重顶针印迹。
调整机器和管芯顶起速率及顶
针行程
机器调试错误或顶针损坏导致
芯片顶起时与芯片表面不垂直。检查机器芯片顶起时的状况或
更换顶针
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