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一、前處理
檢驗完成后送入背蒸間,蒸發(fā)工序接收圓片時要檢查片子表面有無異常情況,特別是鋁層有無減薄現(xiàn)象、中測針跡的深度等,檢驗合格后進行前處理。
(1) 清洗:各種圓片在減薄后,背面蒸發(fā)前都要清洗,步驟如下:
1、一槽:ABZOL溶液,加熱至(55±5)℃,加超聲;
2、二槽:ABZOL溶液;
3、三槽:甲醇,目的是去除ABZOL溶液;
4、四槽:甲醇;
5、溢流槽:沖水,去除甲醇;
6、厚度大于200μm 的片子在離心甩干機中甩干,角片有隱裂和厚度小于200μm 的片子用甲醇脫水后在氮氣烘箱烘干。
(2) 泡酸:對于減薄片用5%的HF水溶液,對于噴砂片用冰乙酸:氟化銨=1:3的氟化銨溶液。泡酸后必須充分沖水,使硅片上的酸液在極短的時間內(nèi)沖走,以免部分酸液停留在引線孔內(nèi)或中測點上導(dǎo)致部分地方過腐蝕。將片架放到離心甩干機中甩干。
角片沖水后經(jīng)甲醇脫水后在氮氣烘箱中烘干。
(3) 金砷工藝背蒸前處理:清洗同前,泡酸步驟為:
1、背面單面泡5%的HF溶液16s左右;
2、沖純水;
3、甩干。
金砷蒸發(fā)在背面蒸發(fā)專用金砷工藝蒸發(fā)臺中進行,金源要使用有坩堝套的。?
二、背蒸
背蒸是在離子束蒸發(fā)臺中進行,背蒸工藝根據(jù)背面金屬化結(jié)構(gòu)來命名,具體工藝如下:
工藝名稱 | 工藝方法 | 材料名 |
J方式 | 五層工藝 (1.2-1.6)μm | V |
Ni |
AuGe |
AuGeSb |
Au |
S方式 | 四層工藝 (2.4-3.0)μm | Ti |
Ni |
SnCu |
SnCu |
SnCu |
Au |
N方式 | 三層工藝 最外層為金 |
|
Y方式 | 三層工藝 最外層為銀 (0.75-1.05)μm | Ti |
Ni |
Ag |
YA方式 | 三層工藝 最外層為銀 (0.6-0.9)μm | Ti |
Ni |
Ag |
MC方式 | 新四層工藝 (1.1-1.4)μm | Ti |
AuGe |
AuGeSb |
Au |
LT方式 | 四層工藝 最外層為銀 (3.5±0.3)μm | Ti |
Ni |
Sn |
Ag |
Au | 單層金工藝 (800±100)A | Au |
金砷工藝 | 單層金工藝要摻入砷 (1.4±1.6)μm | Au |
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以上工藝的真空度要求小于4×10-4Pa,V、Ni、AuGe 、SnCu、AuGeSb的純度為99.99%,?Au、Ag的純度為99.999%。
采用多層金屬工藝主要是為了節(jié)約成本,其他金屬相對金來說價格便宜,但是有些金屬不能和硅共熔,所以要淀積中間金屬進行過渡。進行單層金工藝和金砷工藝的背金硅片需要進行金擴散。
金砷工藝是在背面蒸發(fā)的金中含有微量的砷。
三、金擴散
為了使金層與硅片結(jié)合更牢固,在背面蒸金后還需要在擴散爐進行金擴散,金擴散比較重要的控制參數(shù)有:溫度(一般為1000℃左右)、時間、氣流速度等,金擴散后需要在王水中浸泡進行后處理;而金砷工藝背蒸后需要進行合金化,金砷合金是在氮氣和氫氣氣氛下進行,工藝溫度在425℃左右,合金后在HF溶液中進行后處理。背面蒸金后都是擴散爐中進行。
為了防止重金屬(金等)污染,金擴散工藝專業(yè)在一個獨立的車間內(nèi)進行,并且片架、轉(zhuǎn)移盒都不能用在其他產(chǎn)品上。?
1、金擴散及其后處理:
將背面已蒸金的圓片進行金擴散以及擴散后背面金屬的去除,具體步驟如下:
(1) 前處理:將圓片放入清洗槽中沖水后甩干。
(2) 將待擴散的圓片背向進氣口方向按一定間距擺放在石英舟中,將石英舟推至爐管恒溫區(qū);按工藝條件進行金擴散。
(3) 工藝設(shè)定時間達(dá)到后出爐。
(4) 后處理:將腐蝕柜中槽中的王水(濃鹽酸:濃硝酸=3:1)加熱至沸騰,將金擴散后的圓片在王水中浸泡后放入沖水槽中沖水,甩干后放入專用片架內(nèi)。
2、金砷工藝合金
金砷工藝中圓片背面合金作業(yè)步驟:
(1)?前處理:用5%的HF溶液浸泡十幾秒后沖水,甩干。
(2)?操作步驟和金擴散步驟相同,按照工藝條件進行。
(3)?后處理:用5%的HF溶液浸泡后沖水,甩干。
四、背蒸后QC檢驗
背蒸后要進行QC檢驗,主要有:
1)蒸金屬厚度:通常用Alpha-step IQ臺階測試儀測試陪片的金屬厚度,從而得到圓片背蒸金屬的厚度;
2)粘附性測試:通常利用蘸錫來測試背面金屬的潤濕性,如果潤濕性太差會影響裝片的牢度;通過貼藍(lán)膜熱處理之后揭膜來測試背面金屬的粘附性,以防止在劃片貼膜時由于膜的粘性將背部金屬揭去(蘸錫實驗已經(jīng)取消,現(xiàn)改做揭膜試驗)。
3)表面檢驗:主要是背面金屬層是否劃傷、沾污、白霧、突起、銀層表面發(fā)黃等,以免影響裝片質(zhì)量。?
五、背蒸返工處理
背面蒸發(fā)片檢查不合格以及由于其他原因造成沒有完成蒸發(fā)全過程的返工處理。步驟為:
1、將圓片正面貼上藍(lán)膜或者UV膜(大功率管是涂上光刻膠),以防止酸腐蝕硅片正面鋁層。
2、將帶膜硅片放入王水中腐蝕,以去除背面蒸發(fā)層直至干凈為止。
3、取出硅片放入沖水槽中,將上面的酸沖去。
4、去除膜或者膠,裝入專用清洗片架內(nèi),繼續(xù)沖水。
5、放入烘箱內(nèi)烘干。
?出廠檢驗
所有芯片工序結(jié)束后,進行出廠檢驗,檢驗的項目有:
1、圓片的正反面。
2、抽測每批芯片的參數(shù):
二極管:正向電流,反向漏電流,擊穿電壓
三極管:電流特性,擊穿特性,飽和特性,HFE,ts等
檢查完畢后進入中轉(zhuǎn)庫后出廠。
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