芯片產(chǎn)品的短期和長期貯存、可追溯性標(biāo)準(zhǔn)

芯片產(chǎn)品的短期貯存
1.1通則 芯片產(chǎn)品應(yīng)存放在環(huán)境受控的干凈容器中,非密封的盛放裝置也應(yīng)保存在受控的 環(huán)境中。如果僅暴露在潔凈的空氣(使用不間斷層流)時(shí),操作中的芯片產(chǎn)品可以 暫時(shí)存放在開口的容器內(nèi)

1.1.1 環(huán)境條件 在不進(jìn)行工藝操作時(shí),芯片產(chǎn)品的貯存容器宜保存在受控環(huán)境(干燥空氣或氮?dú)? 中,盡量保持在原 始包裝內(nèi)或某種適合芯片產(chǎn)品貯存的裝置中。芯片產(chǎn)品應(yīng)使 用專用的柜子存放。推薦的存放條件 如下:

a) 凈化氣體:99%氮?dú)饣蚋稍锟諝?
b) 溫度:17 °C~28 °C;
c) 柜內(nèi)相對(duì)濕度:7%~30%;
d) 懸浮粒子數(shù):GB/T25915.1—2010規(guī)定的ISO6級(jí)。

1.1.2 生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的芯片產(chǎn)品 暴露的芯片產(chǎn)品在生產(chǎn)場所中不宜存放超過8h,在生產(chǎn)間歇和生產(chǎn)結(jié)束時(shí)芯片或 晶圓應(yīng)轉(zhuǎn)移到 合適的貯存裝置中。

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1.1.3 載帶包裝中的芯片產(chǎn)品

在受控環(huán)境中貯存的載帶包裝芯片產(chǎn)品一般宜在12個(gè)月內(nèi)使用。
1.1.4 經(jīng)干燥包裝的芯片產(chǎn)品 由于干燥劑的退化和潮氣對(duì)包裝材料的滲透,干燥包裝的有效貯存期也是有限 的。

芯片產(chǎn)品的長期貯存
1.2. 概述 長期貯存是指芯片產(chǎn)品放在不受干擾的存放環(huán)境中貯存12個(gè)月以上,而經(jīng)過貯存 的芯片產(chǎn)品依然 可用。芯片產(chǎn)品貯存的條件和環(huán)境應(yīng)受控。若以晶圓形式貯 存,應(yīng)保存芯片分布圖等需在貯存后工藝 操作中使用數(shù)據(jù)和信息。只有已知狀 態(tài)(如芯片質(zhì)量和功能)的芯片產(chǎn)品才適于進(jìn)行貯存。若以晶圓狀態(tài)貯存,晶圓應(yīng) 有標(biāo) 識(shí)或附帶易讀的芯片分布圖。
1.2.1 貯存中的機(jī)械保護(hù) 長期貯存時(shí)需考慮機(jī)械損傷造成的芯片缺陷。在將芯片產(chǎn)品放置在貯存裝置中 和從貯存裝置中取出芯片產(chǎn)品時(shí)應(yīng)注意避免傷及芯片產(chǎn)品。需在貯存過程中提 供足夠的保護(hù),防止產(chǎn)品發(fā)生移動(dòng)或振動(dòng)。晶圓或芯片的方向有時(shí)很重要,特別 是 MEMS或傳感器產(chǎn)品,應(yīng)使沖擊和振動(dòng)造成的損壞最小。貯存容器或貨架安 裝時(shí)應(yīng)進(jìn)行防止振動(dòng)和共振的處理。包裝材料的設(shè)計(jì)也應(yīng)能提供一定程度的防 沖擊和振動(dòng)功能。除非有特定的抽樣程序要求,芯片產(chǎn)品不宜進(jìn)行檢查以減少對(duì) 芯片的操作次數(shù)。與晶圓或芯片表面接觸的材料應(yīng)不會(huì)磨損接觸面或粘附其他 物質(zhì)到芯片上。

1.2.2 貯存環(huán)境
用于長期貯存芯片產(chǎn)品的容器宜使用下列條件:
a) 凈化氣體:99%氮?dú)饣蚨栊詺怏w;
b) 溫度:17 °C~25 °C;
c) 相對(duì)濕度:7%~25%;
d) 氣體壓力:高于環(huán)境大氣壓。 為控制相對(duì)濕度,芯片產(chǎn)品貯存時(shí)通常使用高純氮?dú)狻Ｏ鄬?duì)濕度不宜低于7%以 防止靜電積累,也不宜高于25%以防止冷凝和濕氣進(jìn)入。溫度和濕度超出規(guī)定的 范圍需進(jìn)行記錄,超溫和超濕情況時(shí)應(yīng)采取措施進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)貯存產(chǎn)品取 出使 用時(shí),這些超差情況需予以考慮。
1.2.3 推薦惰性氣體純度
貯存環(huán)境所需的惰性氣體宜滿足以下要求:
a) 氣體純度大于99.5%;
b) 氧氣和氬氣含量少于0.5%;
c) 鹵化氣體含量少于1×10-6;
d) 硫化氣體含量少于1×10-6; e) 其他氣體含量少于0.01%。
1.2.4 包裝的選擇 包裝材料可以使用如金屬箔一類的防靜電保護(hù)層,不宜使用可降解的材料。運(yùn)輸 裸芯片產(chǎn)品時(shí)通常會(huì)使用真空包裝,但真空包裝不宜用于長期貯存。除密閉、氮 氣填充的泡沫 材料外,泡沫材料不能在真空包裝內(nèi)部使用。初始包裝內(nèi)干燥劑 的使用也可能導(dǎo)致小顆粒的出現(xiàn)而損傷芯片。正壓包裝與真空包裝相比較更適 用于長期儲(chǔ)貯存。
1.2.5 犧牲性包裝材料的使用

可以使用有犧牲特性的包裝材料,例如在芯片腐蝕前優(yōu)先腐蝕的活性銅包裝材 料。其他的犧牲材料,如揮發(fā)性腐蝕抑制劑,也可以使用,但需考慮有關(guān)高毒性和 環(huán)境控制的問題。

1.2.6 可降解材料的使用 氮?dú)馓畛涞呐菽葘ｉT設(shè)計(jì)且不可降解的泡沫材料可用于長期貯存。如果使用 各種碳填充的此類泡沫,應(yīng)保證在受到擠壓和破損時(shí),碳仍能固定在材料中且不 散發(fā)微粒。不應(yīng)使用在退化過程中釋放化學(xué)物質(zhì)導(dǎo)致芯片污染的包裝材料,如以 下材料:
a) 橡膠帶中的硫;
b)紙板和紙張中的氯;
c) 防靜電泡沫中的氟。
1.2.7 化學(xué)沾污的危害及來源 芯片產(chǎn)品應(yīng)防止有源區(qū)的離子沾污和其他化學(xué)品沾污,且應(yīng)留意沾污在半導(dǎo)體材 料中的遷移和可能產(chǎn)生的金屬間加速反應(yīng)。應(yīng)特別注重芯片產(chǎn)品接觸區(qū)、有源 區(qū)和背部接觸的保護(hù)。將裸芯片產(chǎn)品放入合適的容器中進(jìn)行長期貯存前,需去除 芯片產(chǎn)品運(yùn)輸時(shí)使用的可降解包裝材料, 尤其是紙張、紙板、泡沫或粉沫等會(huì) 逐漸退化而使化學(xué)沾污和顆粒沾污逐漸升高的包裝材料。對(duì)于使用鍍膜來減少 靜電的材料也不宜保留。
1.2.8 靜電影響 包裝材料和貯存裝置的結(jié)構(gòu)件宜使用導(dǎo)電和靜電釋放性的材料。靜電放電損傷 的可能原因包括不當(dāng)?shù)陌b材料使用,相對(duì)濕度過低或過于靠近靜電場,這些情

況可導(dǎo)致 P-N 結(jié)損傷、氧化層擊穿/穿通、敏感的參數(shù)漂移等。

1.2.9 輻射防護(hù) 應(yīng)限制芯片產(chǎn)品暴露在強(qiáng)光照或放射環(huán)境中的操作。一般情況下,確保芯片產(chǎn)品 不受核輻射(高的背景輻射),電磁輻射(EMR,射頻和微波源產(chǎn)生),紫 外線、X射線 和環(huán)境照明的影響。芯片產(chǎn)品貯存的區(qū)域應(yīng)防止日光照射,也應(yīng)使其他輻射如移 動(dòng)電話、 無線通訊和微波爐等的輻射降到最低。
1.2.10 貯存芯片產(chǎn)品的周期性檢驗(yàn) 對(duì)長期貯存的芯片產(chǎn)品,應(yīng)通過樣品測試來對(duì)貯存的芯片進(jìn)行檢驗(yàn)。當(dāng)需要周期 性檢驗(yàn)時(shí),應(yīng)貯存額外的芯片產(chǎn)品用于測試。周期性檢驗(yàn)時(shí),代表性的樣品應(yīng)按 照規(guī)定的時(shí)間間隔從貯存環(huán)境中取出。檢查樣品是否有損傷或退化的跡象,并進(jìn) 行適宜的裝配用于其后的電學(xué)測試和可靠性檢驗(yàn),應(yīng)在裝配過程中評(píng)估芯片產(chǎn)品 的可 焊性。周期性檢驗(yàn)的頻度宜適度,避免對(duì)貯存產(chǎn)品不必要的干擾。
可追溯性
1.1 通則 大部分芯片產(chǎn)品上無法標(biāo)注唯一的產(chǎn)品標(biāo)識(shí)碼。最小化封裝芯片 (MPD)和芯片級(jí)封裝與封裝產(chǎn) 品的標(biāo)識(shí)要求應(yīng)相同。
1.2 晶圓的可追溯性 晶圓一般在晶圓的邊緣或背面寫上或刻蝕出晶圓標(biāo)識(shí),這是唯一識(shí)別晶圓和晶圓 批的標(biāo)識(shí)。如果晶圓在使用前需要減薄,則晶圓背面的標(biāo)識(shí)會(huì)消失,應(yīng)采取措施 保證晶圓的可追溯性不隨減薄 而無法追溯。一般情況下,應(yīng)保持晶圓批的可追 溯性,需要時(shí),應(yīng)保持晶圓批內(nèi)每個(gè)晶圓的可追溯性。
1.3 芯片的可追溯性 整批芯片組裝完成前或芯片準(zhǔn)備初始包裝前,應(yīng)確保芯片初始包裝標(biāo)簽上的全部 信息與芯片批一致。應(yīng)區(qū)分不同晶圓批的芯片,不同批次的芯片也不應(yīng)放在同一 個(gè)芯片托盤(盒)內(nèi)。載帶內(nèi)的芯片可能包括同一晶圓批中不同晶圓上的產(chǎn)品,甚

至不同晶圓批的產(chǎn)品。為保持可追溯 性,可通過在不同晶圓或晶圓批間插入一

系列空載帶,來確定不同晶圓在載帶上的次序。在芯片裝配過 程中,為使操作人 員確定載帶上晶圓批的改變以便及時(shí)更換使用的可追溯信息,自動(dòng)挑選和裝配設(shè) 備可在載帶上兩個(gè)或更多空載帶出現(xiàn)時(shí)設(shè)置為暫停。可編程器件可能在片上存 儲(chǔ)器上包含有電子化的批可追溯信息。為保持可追溯性,其后的工藝過 程應(yīng)能 保證這些電子化的可追溯信息不被擦除。

1.4 芯片產(chǎn)品的背面標(biāo)識(shí) 芯片產(chǎn)品可通過背面打標(biāo)來增加可識(shí)別性和可追溯性,倒裝芯片更是如此。通 常,刻劃標(biāo)志、激光打標(biāo)或者其他的打標(biāo)方法都有可能造成芯片產(chǎn)品出現(xiàn)裂紋, 這種裂紋會(huì)隨著 運(yùn)輸、操作或芯片粘貼進(jìn)一步擴(kuò)展,應(yīng)通過全面分析選擇合適 的打標(biāo)方法以確保芯片或晶圓不會(huì)造成 損害。通常晶圓可以進(jìn)行激光打標(biāo),激 光器的型號(hào)和參數(shù)宜仔細(xì)選擇,確保標(biāo)志清晰同時(shí)不損傷晶圓的背 面。激光打 標(biāo)時(shí)宜特別注意,激光不宜穿透半導(dǎo)體材料過深或致使局部過熱而損傷擴(kuò)散區(qū)。 激光打標(biāo)后的芯片可能需要特別的芯片貼裝方法和條件?？墒褂煤线m的油墨進(jìn) 行背面打標(biāo),這種標(biāo)志應(yīng)是不受其后續(xù)工藝影響(如晶圓鋸片和清洗)的永久 標(biāo) 志。宜通過實(shí)驗(yàn)評(píng)估這種標(biāo)志的牢固性并驗(yàn)證油墨是否損害芯片產(chǎn)品材料。完 整的晶圓可以在晶圓的有源區(qū)外,沿晶圓邊緣的正面進(jìn)行打標(biāo)。當(dāng)對(duì)已打標(biāo)的芯 片使用頂針或升降平臺(tái)從包裝中移取時(shí),應(yīng)注意保證標(biāo)志和芯片都不會(huì)受到損 傷。激光打標(biāo)的芯片或晶片可能較未打標(biāo)的更易碎裂。