SJ 21165-2016 MEMS惯性器件湿法腐蚀工艺技术要求[电子]

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中华人民共和国电子行业标准FL6117SJ21165-2016MEMS惯性器件湿法腐蚀工艺技术要求TechnicalrequiretnentsforMEMSinertialdeviceswetetchingprocess2016-12-14发布2017一03-01实施国家国防科技工业局发布

1SJ21165-2016目IJ1=1本标准的附录A、附录B是资料性附录。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:巾国电子科技集团公司第十三研究所。本标准主要起草人:胡小东、任霄峰、坦坦军、青超、任倩婷、苏日丽、吝海锋、肖戚盛。

2SJ21165-2016MEMS惯性器件湿法腐蚀工艺技术要求1范围本标准规定了h在EMS惯性器件制造过程中湿法腐蚀的工艺流程、工艺要求和检验要求。本标准适用于圆片上铝、金、铭、铁、氧化硅等薄膜湿法腐蚀以及硅各向异性湿法腐蚀(以下简称硅湿法腐蚀)的工艺。2规范性引用文件剧的引用文件，其随后所有的前事标准达成协议的各方研究三I重击木标准。3术语GB/3.14一般要求4.1人员要求4.1.1操作人员应经过专业岗位技术培训，经考核合格后持相应的岗位资格证上岗。4.1.2操作人员应掌握相关半导体工艺基础知识，能解决工艺过程中出现的一般问题。

3SJ21165-20164.2环境要求4.2.1净化环境工艺间净化条件应符合GB厅25915.1-2010中ISO6级规定。4.2.2温度工作间的环境温度应控制在200C"'"'24oC。4.2.3相对湿度工作间的相对湿度应控制在30%-----70%04.2.4工作场所本工艺应在洁净厂房内进行，洁净广房应符合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工艺间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按设备操作规程进行操作，防止事故的发生。4.3.5腐蚀液操作时应在通风柜中进行，佩戴防护口罩、手套、眼镜等护具。4.3.6各种水浴加热槽，应定期检查和添加去离子水，使水位高度满足设备要求。4.3.7各种湿法腐蚀或清洗工作开始前，台面出现的液体一律按不明液体处理，保持台商干燥。4.3.8使用后的各种废弃溶液应合理处置，废酸应回收在固定容器中，定期回收处理。4.3.9工艺操作应在排风正常的情况下工作，排风停止时应终止工作，并采取相应的应急处理措施。4.3.10工艺过程中产生的尾气出废气管道接入厂房尾气管道，禁止随意排放。4.4材料要求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主要材料名称技术要求用途四甲基氢氧化镇分析纯，10%硅湿法腐蚀过硫酸锻分析纯硅湿法腐蚀氟化锻分析纯氧化硅湿法腐蚀氢氟酸分析纯，40%氧化硅、铁湿法腐蚀硝酸分析纯，90%铝温法腐蚀磷酸分析纯，85%铝湿法腐蚀乙酸、分析纯，36%铝、铭湿法腐蚀腆分析纯金湿法腐蚀腆化饵分析纯金湿法腐蚀过氧化氢分析纯，30%铁湿法腐蚀硝酸锦镀分析纯铭湿法腐蚀异丙醇MOS级硅片脱水去离子水电阻率>17MQ•cm配液及清洗2

4SJ21165-20164.5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，工艺常用设备、仪器见表2。表2常用设备和仪器名称|技术要求薄膜湿法腐蚀台|具备温控功能，温控误差在土Zoc以内，具备计时、循环过滤单元清洗台|具备超声清洗，喷淋等功能甩干机|具备热氨气吹干功能台阶仪台阶测试显一测一做一镜一显检验→验一液一量蛤以镜一检一配一配一一一天平一液量杯4.5.2i、C、，』，i，、」ue、..，，、‘，，，，图1湿法腐蚀工艺流程图5.2工艺准备5.2.1腐蚀溶液准备工艺操作前应进行腐蚀溶液准备。常用腐蚀溶液配制方法参考附录A;腐蚀溶液使用注意事项参考附录B。3

5SJ21165-20165.2.2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:观察圆片，不应有划痕、裂纹、异物等缺陷，检查圆片非腐蚀区光刻胶应保护完整，待腐蚀区不应有沾污、黑点、残胶等缺陷。5.2.2.3镜检:采用放大倍数50倍----100倍的显微镜对圆片表面进行检查，视野范围内圆片表面非腐蚀区域掩膜保护层不应有缺损，待腐蚀区不应有影响工艺的残胶、污点等。5.3工艺条件设置5.3.1按照圆片的腐蚀工艺类别，选择相应的设备和工装夹具。5.3.2根据腐蚀深度要求及溶液腐蚀速率，确定需要的腐蚀时间。5.3.3对温度、腐蚀时间、冲洗时间等进行参数设置，需要加温的腐蚀溶液，应提前进行升温准备。5.4湿法腐蚀5.4.1氧化硅腐蚀氧化硅腐蚀要求如下:a)确认设备是否具备良好通风;b)腐蚀夹具选择:根据待腐蚀圆片规格选用相应的腐蚀夹具，腐蚀夹具材料推荐选用聚凶氟或聚丙烯树脂(Pp)材料等有机材质;0000c)加热腐蚀液:腐蚀液工作温度范围30C----50C，推荐选用40C，温控误差::l:2C;d)根据腐蚀速率和腐蚀深度要求，设置腐蚀时间:e)将待腐蚀圆片浸泡在腐蚀液中腐蚀，腐蚀液液位应保证圆片被完全浸没，为提高腐蚀均匀性可以采用溶液磁力搅拌或将圆片在溶液中旋转、摆动。5.4.2硅湿法底蚀硅湿法腐蚀要求如下:a)确认设备是否具备良好通风;b)腐蚀夹具选择:根据待腐蚀困片规格选用相应的腐蚀夹具，腐蚀夹具材料推荐选用聚囚氟材料或pp等有机材质:c)0000加热腐蚀液:腐蚀液工作温度范围80C----90C，推荐选用85C，温控误差土2C;d)根据腐蚀速率和腐蚀深度要求，设置腐蚀时间;e)将待腐蚀圆片进行表面处理，去除硅自然氧化层:。将待腐蚀圆片浸泡在腐蚀液中腐蚀，腐蚀液液位应保证圆片被完全浸没，为提高腐蚀均匀性可以采用溶液磁力搅拌或将圆片在溶液中旋转、摆动。5.4.3金属薄膜腐蚀铝、金、铭、铁金属薄膜腐蚀要求如下:a)确认设备是否具备良好通风;b)腐蚀夹具选择:根据待腐蚀圆片规格选用相应的腐蚀夹具，铝薄膜、金薄膜、路薄膜腐蚀夹具材料推荐选用石英或玻璃，钦薄膜腐蚀夹具材料推荐选用聚囚氟或pp材料等有机材质:0000c)加热腐蚀液:铝腐蚀液工作温度范围45C----55C，推荐选用50C，温控误差士2C;金、铭、铁腐蚀溶液的工作温度一般为室温;4

6SJ21165-2016d)根据腐蚀速率和腐蚀深度要求，设置腐蚀时间;e)将待腐蚀困片浸泡在腐蚀液中腐蚀，腐蚀液液位应保证因片被完全浸没，为提高腐蚀均匀性可以采用溶液磁力搅拌或将因片在溶液中旋转、摆动。5.5清洗清洗要求如下:a)腐蚀完成前应提前准备好清洗用去离子水;b)腐蚀完成后的困片立即放入清洗槽中进行去离子水冲洗，冲水时间大于15min;c)冲洗完成后放入甩干机中甩干;如有易损结构，采用异丙醇CIPA)脱水，不应采用甩干机甩干。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6.2抽样方案根据每个生产批中困片数量随机抽取图片样品，抽样方案和合格判据见表40表4抽样方案和合格安IJ据圃'合格判据批量范围抽样数AcC接收数)ReC拒收数)llO2~82。19~153O116~255Ol26~508O51~9013Ol91~150202按照GJB179A一1996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CAQL)为2.5。5

7SJ21165-20166.3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。6.3.2五点法五点法测试是指在圆片上选取五个位置点进行相关参数的测试。一般情况下，取圆片上的上中下左右五个点，五个点的坐标分别为(0，4RI川、(0，0)、(0，(-4R)1川、(-4RI5，0)、(4RI5,O),其中R代表圆片半径，就近测试待测图形，具体位置见图206.4检验6.4.1表表面质a)目检zb)镜检:采6.4.2.1腐蚀深度使用台阶仪或测量显微镜，按照五点法对圆片腐蚀深度进行测试。a)腐蚀深度小于10μm时，可采用台阶仪亩接测试;b)腐蚀深度大于10μm的结构，可采用测量显微镜进行测量。6.4.2.2腐蚀深度不一致性对依照6止2.1方法测试腐蚀深度的结果，按照公式(1)计算腐蚀深度不一致性。Un=土(Dmax-Dmin)/(2xï5)x100%.................................(1)式中:6

8SJ21165-2016~l一一腐蚀深度不一致性;Dmax--五点测试腐蚀深度的最大值，单位为微米(μm)Dmin一一-五点测试腐蚀深度的最小值，单位为微米(μm)5一一五点测试腐蚀深度的算术平均值，单位为微米(μm)。6.5合格安IJ据6.5.1表面质量表面质量合格判据如下:a)目检:圆片表面应均匀，无斑点、白雾、裂纹、异物等;的镜检:因片表面颜色应均匀，无斑点、裂纹、异物等现象。6.5.2腐蚀深度及腐蚀深度不一致性腐蚀深度及腐蚀深度不均匀性合格判据如下:a)五点测试的腐蚀深度值均应满足设计要求;b)腐蚀深度不一致性应优于士5%。7

9SJ21165-2016附录A(资料性附录〉常用腐蚀溶液配制方法腐蚀溶液配制要求见表A.l。表A.1常用腐蚀溶液配制方法典型温度下腐|备注腐蚀液名称配比配制方法蚀速率(参考)氧化硅缓冲腐蚀300nm/min1夜CßOE)硅府'I:P.液|配制的溶侣腐蚀液I......剖I\二、?z:::m-::L~眩目二;拟:司~ill土，飞二i~ruJ}mini夜无杂质，无沉i定物。MY化喃i样?:牙齿事盼到锹和EfdDi/金腐蚀液n".R民ml组8Æ方:)I，!何lλ才二丁暂二三-'!('m~~J~bVJtm/mln路腐蚀液lOOnm/min铁腐蚀液1100nm/min8

10SJ21165-2016附录B(资料性附录)腐蚀溶液使用注意事项B.1氧化硅缓冲腐蚀;在(BOE)B.1.1腐蚀液挥发性较强，稳定性差，应密闭保存。B.1.2腐蚀液更换周期一般应小于7doB.1.3氧化硅腐蚀槽应采用聚四氟或pp材料加工，不能使用石英或玻璃。ß.2硅腐蚀液B.2.1腐蚀液挥发性较强，稳定性差，应密闭保存。B.2.2腐蚀液更换周期一般应小于7d。B.2.3硅腐蚀他应采用聚四氛或pp材料，加工，不能使用石英或玻璃。B.3铝腐蚀;夜B.3.1腐蚀液挥发性较强，稳定性差，应密闭保存。B.3.2腐蚀液更换周期一般应小于7d。B.3.3铝腐蚀槽应采用石英或玻璃材料加士，不能使用有机材质。8.4金腐蚀;在B.4.1腐蚀液挥发性较强，应按:闭保存。B.4.2腐蚀液更换周期一般应小于15doB.4.3腐蚀槽应采用石英或玻璃材料加工，不能使用有机材质。B.5铭席蚀液B.5.1腐蚀液挥发性较强，应密闭保存。B.5.2腐蚀液更换周期一般应小于15d。B.5.3腐蚀槽应采用石英或玻璃材料加工，不能使用有机材质。B.6钦腐蚀液B.6.1腐蚀液挥发性较强，稳定性差，应密闭保存。B.6.2腐蚀液更换周期一般应小于7d。B.6.3钦腐蚀槽应采用聚囚氟或pp材料加工，不能使用石英或玻璃。9

11。FONlm@FFNJCJ)中华人民共和国电子行业标准MEMS惯性器件湿法腐蚀工艺技术要求SJ21165-2016本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www.cesi.cn中开本880X12301/16印张字数24千字2017年1月第一版2017年1月第一次印刷印数200册定价40.00元版权专有不得翻印举报电话(010)64102613