一、前处理
检验完成后送入背蒸间,蒸发工序接收圆片时要检查片子表面有无异常情况,特别是铝层有无减薄现象、中测针迹的深度等,检验合格后进行前处理。
(1) 清洗:各种圆片在减薄后,背面蒸发前都要清洗,步骤如下:
1、一槽:ABZOL溶液,加热至(55±5)℃,加超声;
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:冲水,去除甲醇;
6、厚度大于200μm 的片子在离心甩干机中甩干,角片有隐裂和厚度小于200μm 的片子用甲醇脱水后在氮气烘箱烘干。
(2) 泡酸:对于减薄片用5%的HF水溶液,对于喷砂片用冰乙酸:氟化铵=1:3的氟化铵溶液。泡酸后必须充分冲水,使硅片上的酸液在极短的时间内冲走,以免部分酸液停留在引线孔内或中测点上导致部分地方过腐蚀。将片架放到离心甩干机中甩干。
角片冲水后经甲醇脱水后在氮气烘箱中烘干。
(3) 金砷工艺背蒸前处理:清洗同前,泡酸步骤为:
1、背面单面泡5%的HF溶液16s左右;
2、冲纯水;
3、甩干。
金砷蒸发在背面蒸发专用金砷工艺蒸发台中进行,金源要使用有坩埚套的。
二、背蒸
背蒸是在离子束蒸发台中进行,背蒸工艺根据背面金属化结构来命名,具体工艺如下:
工艺名称 | 工艺方法 | 材料名 |
J方式 | 五层工艺 (1.2-1.6)μm | V |
Ni |
AuGe |
AuGeSb |
Au |
S方式 | 四层工艺 (2.4-3.0)μm | Ti |
Ni |
SnCu |
SnCu |
SnCu |
Au |
N方式 | 三层工艺 最外层为金 |
|
Y方式 | 三层工艺 最外层为银 (0.75-1.05)μm | Ti |
Ni |
Ag |
YA方式 | 三层工艺 最外层为银 (0.6-0.9)μm | Ti |
Ni |
Ag |
MC方式 | 新四层工艺 (1.1-1.4)μm | Ti |
AuGe |
AuGeSb |
Au |
LT方式 | 四层工艺 最外层为银 (3.5±0.3)μm | Ti |
Ni |
Sn |
Ag |
Au | 单层金工艺 (800±100)A | Au |
金砷工艺 | 单层金工艺要掺入砷 (1.4±1.6)μm | Au |
以上工艺的真空度要求小于4×10-4Pa,V、Ni、AuGe 、SnCu、AuGeSb的纯度为99.99%, Au、Ag的纯度为99.999%。
采用多层金属工艺主要是为了节约成本,其他金属相对金来说价格便宜,但是有些金属不能和硅共熔,所以要淀积中间金属进行过渡。进行单层金工艺和金砷工艺的背金硅片需要进行金扩散。
金砷工艺是在背面蒸发的金中含有微量的砷。
三、金扩散
为了使金层与硅片结合更牢固,在背面蒸金后还需要在扩散炉进行金扩散,金扩散比较重要的控制参数有:温度(一般为1000℃左右)、时间、气流速度等,金扩散后需要在王水中浸泡进行后处理;而金砷工艺背蒸后需要进行合金化,金砷合金是在氮气和氢气气氛下进行,工艺温度在425℃左右,合金后在HF溶液中进行后处理。背面蒸金后都是扩散炉中进行。
为了防止重金属(金等)污染,金扩散工艺专业在一个独立的车间内进行,并且片架、转移盒都不能用在其他产品上。
1、金扩散及其后处理:
将背面已蒸金的圆片进行金扩散以及扩散后背面金属的去除,具体步骤如下:
(1) 前处理:将圆片放入清洗槽中冲水后甩干。
(2) 将待扩散的圆片背向进气口方向按一定间距摆放在石英舟中,将石英舟推至炉管恒温区;按工艺条件进行金扩散。
(3) 工艺设定时间达到后出炉。
(4) 后处理:将腐蚀柜中槽中的王水(浓盐酸:浓硝酸=3:1)加热至沸腾,将金扩散后的圆片在王水中浸泡后放入冲水槽中冲水,甩干后放入专用片架内。
2、金砷工艺合金
金砷工艺中圆片背面合金作业步骤:
(1) 前处理:用5%的HF溶液浸泡十几秒后冲水,甩干。
(2) 操作步骤和金扩散步骤相同,按照工艺条件进行。
(3) 后处理:用5%的HF溶液浸泡后冲水,甩干。
四、背蒸后QC检验
背蒸后要进行QC检验,主要有:
1)蒸金属厚度:通常用Alpha-step IQ台阶测试仪测试陪片的金属厚度,从而得到圆片背蒸金属的厚度;
2)粘附性测试:通常利用蘸锡来测试背面金属的润湿性,如果润湿性太差会影响装片的牢度;通过贴蓝膜热处理之后揭膜来测试背面金属的粘附性,以防止在划片贴膜时由于膜的粘性将背部金属揭去(蘸锡实验已经取消,现改做揭膜试验)。
3)表面检验:主要是背面金属层是否划伤、沾污、白雾、突起、银层表面发黄等,以免影响装片质量。
五、背蒸返工处理
背面蒸发片检查不合格以及由于其他原因造成没有完成蒸发全过程的返工处理。步骤为:
1、将圆片正面贴上蓝膜或者UV膜(大功率管是涂上光刻胶),以防止酸腐蚀硅片正面铝层。
2、将带膜硅片放入王水中腐蚀,以去除背面蒸发层直至干净为止。
3、取出硅片放入冲水槽中,将上面的酸冲去。
4、去除膜或者胶,装入专用清洗片架内,继续冲水。
5、放入烘箱内烘干。
出厂检验
所有芯片工序结束后,进行出厂检验,检验的项目有:
1、圆片的正反面。
2、抽测每批芯片的参数:
二极管:正向电流,反向漏电流,击穿电压
三极管:电流特性,击穿特性,饱和特性,HFE,ts等
检查完毕后进入中转库后出厂。
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