上海集成电路材料研究院面向集成电路材料研发共性问题，建设开放性的集成电路材料应用研发平台，提供包括性能检测、工艺验证、计算仿真、材料研发等服务，为企业提供材料研发、测试验证的服务直通车。 服务内容 抛光材料服务能力 集材院可提供抛光材料从性能检测到应用验证的全流程服务，包括抛光垫、抛光液等材料的性能测试、工艺验证与开发、材料设计仿真等，有效降低抛光材料研发时间及成本。 服务如下： 🔷 CMP工艺验证 抛光速率测试、抛后平坦度测试、抛后颗粒测试、抛后表面粗糙度测试等 🔷 CMP材料表征测试 各类抛光材料COA测试 🔷 CMP工艺开发 转速（抛光垫、抛光头）、压力、流量、disk工况、时间等 🔷 CMP工艺组件设计 保持环设计：环径、开槽方向、槽宽、道数等 carrier设计：厚度、硬度、肋宽、倾斜角度等 🔷 CMP耗材优化 抛光液：磨料优化、添加剂筛选 抛光垫：纹理设计、微孔尺寸 抛光工艺及开发服务 工艺验证项目 抛光垫 抛光液 抛光部件 抛光速率测试 ✔ ✔ ✔ 抛后平坦度测试 ✔ ✔ ✔ 抛后金杂及颗粒测试 ✔ ✔ ✔ 抛后表面粗糙度测试 ✔ ✔ ✔ 马拉松测试 ✔ n.a ✔ 工艺开发 ✔ ✔ ✔ 核心设备 华海清科 Universal-300 X：用于12寸半导体集成电路硅、氧化物、金属(W/Co/Cu) 等产品的平坦化抛光
设备类型 | 设备型号 | 功 能 |
抛光 | 华海清科 Universal-300X | 12寸半导体集成电路硅、氧化物、金属(W/Co/Cu)等产品的平坦化抛光 |
华海清科 Universal-200 Plus | 8寸半导体集成电路硅、氧化物、金属(W/Co/Cu)等产品的平坦化抛光 | |
硅厚量测 | KLA-WS2+ | 平坦度量测、厚度量测 |
膜厚量测 | 中科飞测LATI900 | 厚度量测、均一性 |
形貌量测 | 中科飞测-U950 | Dishing高度 |
KLA台阶仪 | Dishing高度、表面粗糙度 | |
颗粒检测 | KLA-SP3、中科飞测S750 | 颗粒粒径、颗粒分布、颗粒计数 |
金属离子污染测试 | Rigaku-TXRF310 | 晶圆表面无损金属污染测试，可指定测试点位 |
金属污染测试 | VPD(PVA-WSPS2)+ICP-MS(安捷伦8900) | 整个硅片表面、矩形、圆形等多种采样方式,可单独量测正面边缘区域 |
抛光材料测试服务
测试材料 | 测试服务 | 测试设备 |
抛光垫 | 硬度 | 硬度计 |
厚度 | 千分尺 | |
密度 | 密度天平 | |
接触角 | 接触角分析仪 | |
耐磨性 | Tabe磨耗仪 | |
交联度 | 低场核磁 | |
耐热性 | 热重分析仪 | |
弹性模量 | 微观力学测试系统 | |
剪切模量 | 微观力学测试系统 | |
压缩比和回弹率 | 微观力学测试系统 | |
多层穿刺压力应变曲线 | 微观力学测试系统 | |
粗糙度 | 光学轮廓仪 | |
抛光垫分层情况 | 扫描电镜 | |
总志厚度、槽深、槽宽 | 扫描电镜 | |
表面情况 | 扫描电镜 | |
孔洞分布大小 | 扫描电镜 | |
微观结构 | 扫描电镜 | |
孔隙率 | 光学轮廓仪 | |
孔径分布 | 光学轮廓仪 | |
孔深情况 | 光学轮廓仪 | |
化学键与官能团 | FTIR | |
玻璃化转变温度 | TGA+DSC | |
抛光液 | 熔笨融、结晶 | TGA+DSC |
分子结构 | 热裂解+GC-MS | |
金杂 | ICP-OES | |
阴离子 | IC | |
表面张力 | 接触角测量量仪 | |
色度 | 色度仪 | |
Ph值 | Ph计 | |
密度 | 密度计/天平 | |
固含量 | 固含量测试仪 |
🔻部分测试设备
抛光材料计算仿真服务
拥有针对抛光材料的宏观及微观计算仿真模型,可解决全局平坦度、局部平坦度、边缘平坦度等各类平坦化问题。
单面抛光仿真模型
双面抛光仿真模型
抛光微观模型
AI算法
TSV铜柱抛光工艺开发和研究
高露出铜柱易断裂抛光工艺系统解决方案(抛光液、抛光垫及抛光工艺)
铜柱dishing控制<100nm
高翘曲键合片边缘快速抛光工艺开发
抛光液各式添加剂单一或多种协同的工艺效果测试
光刻材料服务能力
集材院可提供光刻材料从性能检测到应用验证的全流程服务，包括树脂、单体、溶剂等材料的性能测试、定制化成分分析、光刻工艺验证与开发、光刻材料设计仿真等，有效降低光刻材料研发时间及成本。
服务如下：
🔷 光刻材料表征测试
树脂、单体、有机溶剂、光刻胶COA 测试
光刻材料深度分析
🔷 光刻工艺验证
G line/l line/ KrF/ArF光刻胶光刻/刻蚀/去胶工艺
上机验证
🔷 光刻材料设计仿真
材料设计
生产工艺优化
材料与工艺的构效关系建立
光刻材料测试服务
测试材料 | 测试服务 | 测试设备 |
树脂 | 分子量与分布 | GPC |
分子官能团分析 | FTIR | |
紫外吸收及含量分析 | UV | |
热分解温度 | TGA | |
玻璃化转变温度 | DSC | |
金属离子测试 | ICPMS | |
阴离子测试 | 燃烧炉IC | |
分子结构分析 | NMR | |
大分子结构分析 | MALDI-TOF | |
水分测试 | 卡尔费休水分仪 | |
成分分析 | 热裂解仪 | |
颜色 | 色度计 | |
有机物单体溶剂 | 金属离子测试 | ICPMS |
阴离子测试 | IC | |
颗粒度 | 液体颗粒计数器 | |
水分测试 | 卡尔费休水分仪 | |
含量测试 | 气相gc | |
低沸点有机物测试 | GCMS | |
高沸点有机物测试 | UPLC | |
光刻胶材料 | 金属杂质 | ICPMS |
颗粒度 | 液体颗粒计数器 | |
含水率 | 卡尔费休水分仪 | |
粘度 | 粘度计 | |
密度 | 密度计 | |
固含量 | 固含量测试仪 | |
膜厚 | 椭偏仪、旋涂机 | |
阴离子测试 | 燃烧炉IC | |
光刻材料分析 | 分离纯化 | 分离层析柱 |
图谱综合解析 | 红外，NMR，质谱热裂解，XPS，等 |
🔻测试设备一览
光刻工艺验证及开发服务
1、工艺验证与优化
AI驱动的贝叶斯优化
以良率为指标为材料厂生产部门设计时间、温度等工艺参数
2、光刻材料设计
AI与材料科学计算结合
以材料COA为指标为材料厂研发部门设计材料配方
3、光刻材料-工艺联合应用
湿化学品材料服务能力
集材院可提供湿电子化学品从性能检测到应用验证的全流程服务，可针对通用化学品和功能性化学品,包括DIW、IPA、HF、HCI等提供理化性能测试、定制化成分分析、刻蚀工艺验证等服务。
🔷 湿化学品工艺验证
刻蚀液：刻蚀速率、刻蚀前后颗粒表现、膜厚等
清洗液：清洗前后的颗粒、阴阳离子、总有机碳等
🔷 湿化学品材料表征测试
各类湿化学品COA测试
🔷 刻蚀液工艺开发
各向同性和各向异性刻蚀程度、刻蚀偏差、选择比、残留物和均匀度等参数控制
核心设备
品牌:硅密(常州)
清洗/刻蚀方式:手动槽式
适配晶圆尺寸:12寸
测量SiN刻蚀速率
SiN/SiO刻蚀选择比
刻蚀前后颗粒表现
如需要，可增加RCA清洗工序,结合膜厚及颗粒测试机台。
品牌:提牛
清洗/刻蚀方式:槽式
适配晶圆尺寸:8寸
工艺主机台
刻蚀速率/刻蚀选择比
检测/表征能力
配合确定上机方案
可提供验证晶圆
如需要，可增加RCA清洗工序，结合膜厚及颗粒测试机台
湿化学品测试服务
序号 | 测试材料 | 测试服务 | 测试设备 |
1 | DIW/ H2O2/ HF/HCI/ HNO3/ H2SO4/ H3PO4/ NMP/ TMAH/ 氨水 | 金属杂质 | 电感耦合等离子体质谱仪ICPMS |
2 | DIW/ H2O2/IPA | 阴离子 | 离子色谱仪IC |
3 | 各类湿电子化学品 | 液体颗粒 | 液体颗粒计数器LPC |
4 | DIW/ H2O2/HCI/ HNO3/ H2SO4/ H3PO4/ 氨水 | TOC | 总有机碳分析仪TOC |
5 | 各类湿电子化学品 | 表面张力 | 接触角测量仪 |
6 | 各类无机、有机类湿电子化学品 | 主成分测试 | 电位滴定仪/气相色谱 |
7 | 各类湿电子化学品 | 色度 | 色度仪 |
8 | 各类湿电子化学品 | pH值 | pH计 |
9 | 各类湿电子化学品 | 密度 | 密度计/天平 |
10 | 各类湿电子化学品 | 固含量 | 固含量测试仪 |
薄膜材料服务能力
集材院自主研发8英寸全晶圆高通量ALD-PVD-XPS设备(HTC)，实现薄膜材料高通量制备及原位表征。
设备特点
集成高通量PVD、高通量ALD、XPS检测
基板尺寸8英寸,匹配先进工艺生产线，大幅降低材料筛选成本
集簇设备工作时不破坏真空环境，工艺连续性好,且薄膜沾污少
PVD支持多靶共溅、多点隔离沉积、高温反应沉积(最高800°C)
ALD支持多点隔离沉积、衬底加热可达450℃
XPS测试腔配置自动旋转工件台,可以实现X-Y-Z-R运动,满足整个wafer表面的测试需求
设备能力一览
检测项 | 设备参数 | 设备功能 | ||||||
薄膜生长 | 材料研究 | 应用验证 | ||||||
金属 | 氮化物 | 氧化物 | 复合材料 | 堆叠结构机理 | 靶材 | 前驱体 | ||
PVD | 高温生长(最高800°℃) | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | - |
DC+RF sputter | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | - | |
支持反应溅射(02、N2) | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | - | |
ALD | 衬底温度最高450℃ | 开发中 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | |
4个源位·单个区域内有效面积直径达40mm | 开发中 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ||
XPS | Al kalpha射线范围:0-1468eV | 可分析:组分、价态、价带谱、逸出功、膜层刻蚀、膜层深度剖析、AES(开发中) | ||||||
能量分辨率:<0.6eV | ||||||||
光斑:50-400μm | ||||||||
样品尺寸:≤200mm | ||||||||
样品台机械位移分辨率:5μm | ||||||||
晶圆盒服务能力
集材院应用研发平台的晶圆盒检测服务,致力于解决晶圆盒生产商及应用商在实际生产工艺中对FOSB、FOUP等晶圆载具的检测需求。
🔷 核心检测服务:
阳离子污染物测试
阴离子污染物测试
密闭性测试挥发性有机污染物测试
耐摔性测试
particle产生可能性分析等
序号 | 测试项目 | 测试设备 | 可分析的精度 |
1 | 密度 | 密度天平 | Max 220g;0.1mg |
2 | 硬度 | 硬度计 | shore A(一般橡胶) shoreC(软质橡胶) shore D(硬质橡胶) |
3 | 拉伸强度、断裂伸长率 | 万能试验机 | / |
4 | 热变形温度 | 维卡软化点 | 温度范围20℃~300℃ 温度传感器的温度分辨率≤±0.01℃ 位移传感器精度≤±0.002mm |
5 | 透光率 | 紫外分光光度计 | / |
6 | 吸水性 | 天平/干燥器/高低温湿热试验箱 | / |
7 | 粗糙度 | 表面轮廓仪 | / |
8 | 摩擦系数 | 摩擦系数仪 | 精度:0.5 级 |
9 | 主成分定性 | FTIR/Py-GCMS | / |
10 | 抗静电性能测试 | 表面电阻计 | 0.01Ω到2.0*10e+14Ω |
11 | 抗静电性能测试 | 表面电阻计 | / |
12 | 抗静电性能测试 | 表面电阻计 | 游标卡尺0-300mm，精度0.01mm 深度尺0-200mm，精度0.02mm |
13 | 阳离子污染物 | ICP-MS | / |
14 | 阴离子污染物 | 离子色谱 | 检出限:纯水<20ppt |
15 | 颗粒污染 | 液体颗粒计数器 | / |
16 | 密闭性 | 氦气检漏仪 | 氦气最小可检测泄漏率:<5x10-13Pam3/s |
17 | 洁净度 | 尘埃粒子计数器 | / |
18 | 挥发性有机污染物 | PTR-TOF | 仪器检出限:二甲苯<10ppt |
19 | 耐摔性 | 跌落试验机 | / |
20 | 防震水平 | 模拟运输振动试验机 | / |
21 | 耐高低温 | 高低温湿热试验箱 | / |
22 | particle产生可能性 | Sorter机台颗粒测试机台 | / |
23 | 晶圆颗粒污染 | 中科飞测颗粒测试机台 | / |
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