平台介绍

MEMS平台

稿件来源:ICAC 责任编辑: 发布时间:2018-11-07

  MEMS器件及系统中心隶属于中国科学院微电子研究所集成电路先导工艺研发中心,是CMOS-MEMS兼容的微纳加工、检测与代工服务于一体的多功能加工平台。主要为客户提供MEMS工艺开发、测试分析、设计及结构验证、MEMS器件代工制造、封装与测试等服务。该中心可与研究所、高校和企业全方位对接,为科研服务,同时兼顾企业需求,为企业提供技术支撑与代工服务。对外开放共享是研究所公共支撑体系建设的目标之一,对提高科研水平、开展技术交流、促进学科交叉、吸引高层次人才、加强与企业的合作交流都有重要的作用。

  中心拥有先进的CMOS-MEMS工艺兼容的工业级八英寸线,为客户提供广泛的MEMS工艺开发与代工服务,并且在江苏物联网研究发展中心拥有一条完整的封装测试试验线,可形成MEMS的全链条服务。目前已与诸多国内企业、研究院所等建立了稳固的合作关系,形成了独具特色的服务模式。在非制冷红外焦平面阵列、麦克风、压力传感器、F-Bar、加速度计等领域为客户提供多样化的工艺平台解决方案与器件晶圆代工,可以帮助客户将高性价比的产品快速推向市场,为客户创造更多的价值。

  MEMS器件及系统中心矢志实现MEMS科研/晶圆代工服务的灵活定位,最大化客户价值。是您最佳的MEMS工艺研发、测试及晶圆代工合作伙伴!

Module

设备名称

主要工艺能力

Litho

步进式光刻机1

1.分辨率:0.5μm;
2.曝光波长:365nm;
3.对准精度:150nm。

步进式光刻机2:

1.分辨率:0.18μm;
2.曝光波长:248nm;
3.对准精度:100nm。

双面步进式光刻机1

1.分辨率:1μm;
2.对准精度:1.5μm。

双面接近式光刻机2

1.分辨率:1μm;
2.对准精度:3μm。

电子束光刻机

1.适用于8以及以下英寸晶片加工;
2.最小分辨率:20nm及以下;

涂胶显影机

1.涂胶均匀性:(膜厚: 3500?) 3δ≦30?
2.显影均匀性:3δ≦25nm     

ETCH

栅刻蚀机-1

130nm技术代设备
Chm1:多晶硅
Chm2:HK/MG刻蚀腔体

栅刻蚀机-2

90nm技术代设备

介质刻蚀机-1

130nm技术代设备
Chm1:SiO2腐蚀
Chm2:SiNx腐蚀

介质/TSV刻蚀机-2

Chm1:  Cont./Via/Spacer 刻蚀
Chm2:TSV 刻蚀,ER> 8μm/min., AR~30

金属刻蚀机

0.35μm技术代设备

等离子体去胶机

 

Furnace

扩散炉

Tube1:dry oxide:50A-2000A,<1150C
Tube2:   Wet oxide:500-10000A  ,<1150C
Tube3:   Alloy

多晶硅低压化学气相淀积

Tube1: LPPoly  Dep.   100A-6000A,均匀性<±3% 
Tube2:   Wet oxide:500-10000A  ,<1150C  
Tube3: Drive-in, <1150C                                                                               

IMP

超低能离子注入机

能量: 200ev~60Kev;Dose: 1E12~1E17;Tilt angle:0~60;注入不均匀性: <1.5(E<2Kev)

中束流离子注入机

能量:5Kev~250Kev;Dose:5E11~1E16;Tilt angle:  0~60;注入不均匀性:  <0.5%

RTA

硅化物热退火系统

1.380-1200°C,
2.温度精度<900°C,±1.5°C;>900°C,±3°C
3.温度均匀性<5C,3sigma

超薄介质生长及快速热退火系统

Chm1. ISSG SiO2, 厚度范围8A~200A
Chm2. 栅氧氮化:最薄膜厚8A, N concentration:  0.5-6E15 atom/cm^2
Chm3. 单片LPCVD Poly,400~800C,膜厚100~3000A,可自掺杂B,P
Chm4.spiking RTA:300-1200°C;±3°C; 最大升温速率250 °C /S

等离子氮化系统

Chm1. 单片LP Poly Si,400~800C,膜厚100~3000A
Chm2. 单片LP SiN,400~850C,膜厚70~5000A
Chm3. HK氮化,DPN
Chm4.HK氮化后RTA

Module

设备名称

主要工艺能力

CVD

等离子化学增强气相淀积

Chm1. Tensile/Compress Stress SIN DEP:
   1.wafer TEMP <450 ℃
   2.Tensile SIN≧1.0 Gpa, Compressive SIN≧-2.2Gpa
Chm2. PE OX,SIN,SION HM cap:
   1.SIN RI 2.00 +/- 0.02 for 3000 A ,U%< 1.5 % 1 sigma
   2.SION RI 1.75 +/- 0.02 ,U%< 1.5 % 1 sigma
Chm3. HARP STI Ox, gap fill:
   1.gap fill ok,AR>5:1,space100nm

钨化学气相沉积系统

1.thickness U% <3%, 1 sigma(3,000A film)
2. Gap fill >130nm hole,AR ratio>4:1

Epi

1. 外延生长纯Si,SiGe
2. B,P doping in process

等离子化学增强气相淀积改造

Chm1: PETEOS,膜厚 1,000-10,000 A, 沉积速率 >6,000  A/min 沉积温度 400 C 薄膜均匀性 <1.5 %, 1 sigma,应力 40~200 MPa
Chm2:PEBPTEOS,膜厚 1,000-10,000 A 沉积速率 >6,000  A/min 沉积温度 480 C,B% range mean3+/-0.15,range<0.3 Wt%,P% range mean6.9+/-0.15,range<0.2 Wt%
Chm3:PESiN,PESiON,沉积速率 > 7000  A / min,沉积温度 400 C,膜厚均匀性 Whin wafer <1.5 %, 1 sigma

ALD

HK材料原子层淀积设备

HK(HfO, La2O3,Al2O3.)原子层淀积,200~400C,5A~100A,科研型设备

MG材料原子层淀积设备

MG(TiN,TaN..)原子层淀积,5A~500A,科研型设备

介质材料原子层淀积设备

介质(SiN,SiO2)原子层淀积,5A~500A,科研型设备

PVD

电子束蒸发台

a. 沉积材料:Al, Cr, Ti, Ni等。
b. 沉积速率: 1~15A/s
c. 膜厚度:500A~2μm

高k金属栅溅射台

有三个腔体,9个靶位,可实现两靶及三靶共溅射,已实现沉积Ta,TaN,TaOx,Ti,TiN,TiOx,Hf,HfO2,Ge,Ni,NiPt,TiAl,TaALN,W,WN等多种薄膜的沉积
可实现反应溅射,生成氮化物或氧化物
均匀性<±3%
温度~300℃

MEMS用金属溅射台

有七个工艺腔体,12个靶位,可实现,两靶及三靶共溅射,已实现沉积ALN,Al,Ge,Mo,PZT,VOx Ta,Ru,MgO,W,CoFeB,Co,Pt等多种薄膜的沉积。
可实现反应溅射,生成氮化物或氧化物
均匀性<±3%,个别可到~1%;
温度~700C

互连与接触溅射台

Chm1. Ti, 膜厚范围20A-5000A, 片内均匀性 <5%,片间均匀性<5%
填孔性能bottom coverage>40%@0.13μm,AR 3.5:1,
Asymmetry<2.5:1,Overhang<25%
Chm2.TiN, 膜厚范围20A-5000A, 片内均匀性 <5%,片间均匀性<5%
填孔性能>70%@0.13 μm,AR 3.5:1, bottom coverage
Asymmetry<2.5:1,Overhang<15%
Chm3. Ni, NiPt膜厚范围50A-1000A, 片内均匀性 <3%,片间均匀性<3%
Chm4.Al, 膜厚范围100A-3μm, 片内均匀性 <3%,片间均匀性<3%

Module

设备名称

主要工艺能力

WET

全自动清洗机

1. wafer 干进,干出;wafer 干燥方式为IPA dryer
2. 4个化学槽,4个清洗槽;
  SPM-HQDR / DHF-EDR / APM-QDR / HPM-QDR, IPA dryer;
3. 颗粒要求:size 0.2μm < 20颗;
4. DHF腐蚀SiO2均匀性 < 5%;

半自动湿法腐蚀机

 5个化学槽,5个清洗槽;
BOE1-EDR / BOE2-EDR / (EG-HF)-EDR / DHF-EDR / H3PO4-HQDR,  BOE

单片清洗/腐蚀机

1. wafer 干进,干出;
2. 3种化学药剂;SC1 or dNH4OH / dHCL or SC2 / (dHF-HCL)

单片清洗/腐蚀机

1. wafer 干进,干出;
2. 3种化学药剂;TMAH / Solvent / DHF-DI O3

单片清洗/腐蚀机

1. wafer 干进,干出;
2. 3种化学药剂;d AR / SC1 / DSP+

单片清洗机

1. wafer 干进,干出;
2. 3种化学药剂;dHF-HON3 / SC1

CMP

化学机械研磨机

1)Dry in/Dry out
2)endpoint: STI CMP: R-TCM; POP CMP: R-OPM;
3)抛光均匀性:With in wafer: < 5%; Wafer to wafer: < 3%; Head to head: < 5%                                       

化学机械研磨机

1)Dry in/Dry out
2)endpoint: Poly CMP: R-TCM
3)抛光均匀性:With in wafer: < 5%; Wafer to wafer: < 3%; Head to head: < 5% 

化学机械研磨机

1)Dry in/Dry out
2)endpoint: metal gate and W: R-ECM
3)抛光均匀性:With in wafer: < 5%; Wafer to wafer: < 3%; Head to head: < 5%                                       

Metrology

应力测试仪

1.不接触的光扫描技术;2.硅晶圆尺寸:75mm至200mm;3.薄膜压力测量的范围:1兆帕至4千兆帕;4.自动的光强调整;5.自动切换的双光路波长;6.工作温度范围:室温至500℃

方阻\CV测试仪

测试范围:10Ω/sq to 10000Ω/sq;最小测量结深:5nm;准确性:<3%

四探针测试仪

测试范围:> 5 mΩ/sq. to < 5 MΩ/sq.           测试重复性:<0.2% (1σ),测试准确性:<1%

光学轮廓仪

垂直分辨率<0.1nm,RMS重复率:0.05nm,测试的台阶高度精确度0.8%,1σ重现性0.1%

台阶仪

测量重复性6?,1δ;最大扫描长度55mm;垂直测量范围524μm

在线膜厚仪

单层及多层透明或半透明膜,反射及椭偏两种模式

椭偏膜厚仪

单层及多层透明或半透明膜

线宽量测仪

1.最小分辨率:5nm及以下;
2.量测重复性:静态:2nm(3δ)/静态(A/F 10):3nm(3δ)/动态(10 次):10nm(3δ);
3.量测位置准确性:±5μm;

套刻量测仪

 

AFM

 

扫描电镜S4800

二次电子分辨率:1.0nm(15kV),1.4nm(1kV)   放大倍率:20倍-80万倍

扫描电镜S5500

二次电子分辨率:0.4nm(30kV),1.6nm(1kV)   放大倍率:60倍-200万倍

电学测量仪Keithley4200-SCS

电压<100V,电流精度PA

键合

设备名称

主要工艺能力

8inch圆片键合

SUSS ABC200 Cluster Fusion Bonding

对准精度≤0.2μm,湿法清洗、Plasma激活、IR检测

SUSS ABC200 Cluster Eutectic Bonding

对准精度≤3μm,键合温度:室温~500℃,温度控制精度:±1℃,最大升温速率:25℃/min,腔体压力范围:5mbar~3000mbar,最大键合力:20KN

EVG640&520IS

对准精度≤5μm,键合温度:室温~550℃,温度控制精度:±1℃,最大升温速率:45℃/min,腔体压力范围:4mbar~2600mbar,最大键合力:75KN

红外检测

IR红外显微镜

用于检测盖帽对准精度与键合质量

IR键合缺陷检测仪

用于检测扩散键合质量

吸气剂溅射

LLS EVO Sputter

Ti、TiZrV、ZrCoRe薄膜

测试

设备名称

主要工艺能力

晶圆级测试

晶圆级MEMS自动化测试系统

变温真空探针台测试,并且搭配黑体、激光测振仪等,可以实现红外探测器、红外焦平面和压力传感器(负压)的测试,并且可精确测量MEMS器件的动态特性和形貌特性。

器件级测试

器件级MEMS智能化测试系统

红外、加速度计、陀螺仪及压力传感器等器件性能测试

可靠性测试机失效分析

高温老化试验箱

125℃或150℃下1000h

高低温交变湿热试验箱

-40℃~150℃,40%~95%R.H或85℃/85R.H/额定偏压

温度循环试验箱

-65℃~150℃,平均升温速率大于5℃/min

温度冲击试验箱

-40℃~150℃,三箱式

高压蒸煮试验箱

121℃,100%R.H.2atm

振动台

20Hz~5000Hz,0~100g

高加速冲击台

500g~10000g

后道

设备名称

主要工艺能力

机械划片

Disco DAD3650双轴半自动机械划片机

4inch~8inch晶圆划片

倒装焊

Tresky 3202半自动多功能倒装焊机

贴装精度优于±5μm,支持贴装芯片大小为0.2mm×0.2mm ~40mm ×40mm,可完成芯片症状与倒装的热压、共晶贴装

引线键合

HYBond 626半自动超声引线键合机

集球焊、楔焊、金球、金柱、梁式引线等应用为一体,Z轴键合头可根据参数设定实现半自动作业

回流

ATV-SOR706真空回流炉

配备无油干泵及分子泵高真空系统,采用红外石英管加热,加热面积达240mm×313mm,最高加热温度达500℃,控温精度±0.5℃,极限真空达5×10-4Pa,温度均一性优于±3℃。炉腔带有分区加热功能,可在器件封帽前实现吸气剂的激活,并可焊料要求提供惰性气氛保护,如N2H2、甲酸等。

排气

10工位的排气台

极限真空可达5×10-6Pa

检漏

Varian VS MD30移动式检漏仪

采用干式涡轮泵,最小检测漏率:5×10-12atm.cc/s.

气密封装

SSEC 2400E平行封焊机和大族激光焊接机

多样化气密性封装

附件: