SJ 21164-2016 MEMS惯性器件圆片减薄抛光工艺技术要求[电子]

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中华人民共和国电子行业标准FL6117SJ21164-2016MEMS惯性器件圆片减薄抛光工艺技术要求TechnicalrequirenlentsforIv1Erv1Sinerti~ldeVlcewafergrindingandpoIishingprocηss2016-12一14发布2017一03-01实施国家国防科技工业局发布

1SJ21164-2016目IJ1=1本标准由中国电子科技集团公司提出。本标准由工业和信息化部电子第四研究院归口。本标准起草单位:中国电子科技集团公司第十三研究所、中国人民解放军空军驻石家庄地区军事代表。本标准主要起草人:任霄峰、何洪涟I

2SJ21164-2016MEMS惯性器件困片减薄抛光工艺技术要求1范围本标准规定了h在EMS惯性器件制造过程中圆片减薄抛光工艺的工艺流程、工艺要求和检验要求。本标准适用于圆片的机械减薄及化学机械抛光工艺。2规范性引用文件下列文件巾的条款、修改单(不包含勘J划3术i吾4一般唱τ，-4.2环境要求4.2.1净化环境工艺间净化条件应符合GB/T25915.1-2010中ISO7级规定。4.2.2温度工作间的环境温度应控制在18oC----28oC。4.2.3相对湿度工作间的相对湿度应控制在30%----70%。

3SJ21164-20164.2.4工作场所本工艺应在洁净厂房内进行，洁净厂房应符合GB50073-2013规定。工作场所应整洁有序，有良好的照明条件，湿法腐蚀工作区的光照度应不低于750lx，检验工作区的光照度应不低于10001x。4.3安全要求4.3.1工艺问人员应穿防静电净化服、防静电工作鞋，佩戴一次性口罩和手套。4.3.2检查由水、电引起的安全隐患。4.3.3设备必须接地可靠、安全。4.3.4高压端操作时，必须两人在场，进行相关操作。4.3.5按设备操作规程进行操作，防止事故的发生。4.3.6进行腐蚀液操作时应在指定的通风柜中操作，保证良好的通风状态，佩戴防护口罩、手套、眼镜等护具。4.3.7清洗硅片所产生的废液应合理处置，废酸应回收在固定容器中，定期回收处理。4.3.8工艺过程中产生的尾气由废气管道接入厂房尾气排风口，禁止随意排放。4.4材料要求本工艺所需主要材料及要求见表1，所用材料应严格按照相关存储条件存放，在有效期内使用。表1主要材料-名称二~r=技术要求用途化学抛光液分析纯，25%抛光氢氟酸分析纯，40%清洗氨气99.999%干燥过氧化氢分析纯，30%清洗氨水分析纯，25%清洗去离子7.K电阻率>17MQ.cm减薄、配液及清洗4.5设备、仪器和工具4.5.1设备、仪器设备应定期进行鉴定，仪器应定期进行计量校准，在有效期内使用，本工艺常用设备、仪器见表2。2

4SJ21164-2016表2常用设备和仪器名称技术要求用途具备温控功能，温控误差在::I:2"C以内;金刚石磨轮的目数为:粗磨300#~研磨机减薄800#，精磨1500#~2000++;具备计时、去离子水流量监控单元。具备自动供液系统，抛光液温控误差在士2"C以内:具备抛光液pH监控单化学抛光机抛光元;抛光头目数大于3000++;具备计时、转速控制和下压力控制单元。光学测厚仪测量范围101-1m~800μm，测试误差小于3%。厚度测试清洗台具备超声清洗、喷淋功能清洗甩干机具备热氮气吹干功能甩干轮廓仪测量误差优于loA粗糙度测试显微镜最大放大倍数不低于500倍检验天平测量误差::1:0.19自己i夜量杯测量误差土1ml配液4.5.2工具工具应完好无损、洁净，且工具尺寸规格应与因片尺寸规格相适应，所用工具如下:a)银子:b)烧柯，.c)载片架:出石英篮:e)聚囚氟花篮。5工艺要求5.1工艺流程典型工艺流程斗1Ï图见图l。|工艺|一__.....1机械L一~J化学机械L一一~清洗|队检验!准备减薄抛光图戚薄抛光工艺流程图5.2工艺准备5.2.1清洗液准备5.2.1.1抛光液士，艺用抛Yli液中Si02含量10%------20%。5.2.1.2碱性清洗液去离子水:过氧化氢:氨水=20:4:1(体积比)。3

5SJ21164-20165.2.1.3氢氟酸腐蚀液氢氟酸:去离子水=1:20(体积比)。5.2.2来片检验5.2.2.1来片确认:对来片的批次、片数、工艺要求等进行确认。5.2.2.2目检:观察园片表面，应无裂纹、明显划痕及异物。5.3机械;戚薄b)d)ffi~IBμm~5μ1乱，损l11晶~5min，用去离根据减薄鹿原抛光时|町、下压抛光时间根据圆片b)河因厅1扫了租姐，古|凉耐高牛"60.4μmJmin~0.8μmJmin，工艺过程申宜椭圆片厚度，一般粗抛后距离目标厚度1~m左右，粗抛后圆片表面应呈现亮光泽;c)对粗抛后的圆片进行精抛，以去除粗抛后表面缺陷。通常精抛去除速率小于0.1μmJmin，抛光时间为1min~2min，工艺结束后对精抛后的圆片厚度进行测试确认。工艺完成后圆片厚度及表面质量满足设计和工艺要求;d)将精抛后的圆片进行清洗。5.5-清洗将减薄抛光后的圆片进行清洗，清洗过程及要求如下:4

6SJ21164-2016a)去除残留抛光液:将减薄抛光后的圆片放入喷淋槽中喷淋3rrùn~51口in，去离子水冲洗10minr--.-15min;b)去除硅自然氧化层:将抛光后圆片浸泡在氢氟酸腐蚀液中，腐蚀时间lmin"'-'3min，完成后用去离子水冲洗;c)00去除有机沾污:将圆片浸泡在配制好的碱性清洗液中，碱性清洗液温度60C士5C，浸泡时间10min~15min。完成后将1211片放入喷淋槽，用去离子水冲洗，时间大于15min，冲洗完成后放入甩干机中甩干。6检验要求6.1检验项目检验项目和要求见表3。表3检验项目旧叫序号检验项目检验方法要求抽样方案片上检测位置…表面质「下26.4.16.5.1100%6.3.16甸4.J6.5.16.26.3.32表面粗糙度6.4.26.5.26.26.3.23厚度及总体厚度偏差6.4.36.5.36.26.3.3---甲6.2抽样方案根据每个生产批中国片数量将JWtiH1I仅因片样品，抽样方案和合格乒iJ3Jlï见表40表4抽样方案和合格声IH居四·…~伽-一，一一合格判据批量范围抽样数Ac(接收数)Re(拒收数)1O12~82O9~153O116~255Ol26~508Ol51~9013Ol91~150202按照GJß179A-1996中的一般检查水平II的一次正常检验抽样方案进行，可接收质量水>150平(AQL)为2.5。5

7SJ21164-20166.3片上检测位置6.3.1100%检验对圆片上整个工艺区内进行检验。6.3.2三点法三点法测试是指在圆片上选取三个区域进行相关参数的测试。一般情况下，三点选取位置为以(0，0)、(0，2RIS)、(0，4RIS)为起点，平行于圆片主平边选取一段长度2rnmr-...-3rnm的线段，其中R为圆片半径，测试位置见图206.3.3片上的上中下左(4R/5,O),图3五点法测试位置6

8SJ21164-20166.4检验方法6.4.1表面质量表面质量检查要求如下:a)目检:在日光灯下对圆片表面进行检查;b)镜检:采用50倍~100倍显微镜对圆片表面进行检查。6.4.2表面粗糙度采用轮廓仪按照6.3.2规定的方法对减薄抛光后圆片进行表面粗糙度测试，并取三个线段测试值的平均值。6.4.3厚度及总体厚度偏差(TTV)6.4.3.1厚度采用光学测厚仪按照6.3.3规定的五个测试点进行减薄抛光后圆片的厚度测试。6.4.3.2总体厚度偏差(厅的对按照6.4.3.1方法测试的厚度结果，按照公式(1)进行计算总体厚度偏差。TTV=hmax-hmin"………………………………………….(1)式中:TTV一总体厚度偏差，单位为微米(IJm)hmax一五点测试厚度的最大值，单位为微米(IJm)hmi日一五点测试厚度的最小值，单位为微米(μm)。6.5合格判据6.5.1表面质量表面质量合格判据如下:a)目检:圆片表面应光亮，无白雾、裂纹、异物等:b)镜检:圆片表面应无裂纹、针孔、异物等。6.5.2表面粗糙度表面粗糙度三点测试的算术平均值应满足设计要求o6.5.3厚度及总体厚度偏差(厅的五点的厚度测试结果均应满足设计要求。总体厚度偏差TTV运51Jm。7

9@FON--可@FFNJrn中华人民共和国电子行业标准ME时S惯性器件图片;咸薄抛光工艺技术要求SJ21164-2016*中国电子技术标准化研究院编制中国电子技术标准化研究院发行电话(010)64102612传真(010)64102617地址:北京市安定门东大街1号邮编100007网址:问w.cesÍ.cn中开本880X12301/16印张3字数18千字42017年1月第一版2017年1月第一次印刷印数200册定价30.00元版权专有不得翻印举报电话(010)64102613