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1、中科院半导体所照明研发中心工艺设备简介,2014-3-3,半导体照明研发中心简介,“中国科学院半导体照明研发中心”，拥有1500平方米的超净工艺环境；装备方面总体已完成投入4000余万元，具备从材料制备、芯片工艺、封装测试完整的研发工艺线。“中心”组建了强有力的研发团队,由18位留学回国人员、30余名正高和副高职称研究员和近30余名工程技术人员组成；并与美、日、德等国建立了国际合作关系，聘请了8位客座研究员。在半导体照明重大装备、材料生长、器件工艺、重大应用等方面与国内外相关研发产业机构建立了良好的关系。,设备名录,设备简介：厂商：美国ABM公司，型号：ABM/6/350/NUV/DCCD/M
2、型,1.光刻机,工作原理：将设计的掩模图形通过光刻机曝光转移到涂有光刻胶的晶片上用途：光刻胶的图形化。,技术指标：1.365 nm(波长)输出光强-约18-20 mW/cm2;2.400 nm(波长)输出光强-约35-40 mW/cm2;3.曝光有效范围:4英寸直径;4.曝光精度：硬接触模式1微米,软接触1.5微米;接近式（20um）2微米,接近式（50um）3微米工艺特点：1.卓越的曝光面内均一性:2.误差小于1%于 2 英寸曝光范围内;3.误差小于2%于 4 英寸曝光范围内;4.具备高性能消除衍射涂层光学系统;5.双通道光强度控制系统;6.实时动态显示（通过CCD直接在显示器上显示）,1.
3、光刻机,方孔边长4.62um,圆孔直径1.05um,示例：,1.光刻机,2.微波式打胶机,设备简介：厂商：德国PVA-TePla-AG 型号：310 M,工作原理：通过微波产生的氧气等离子体对样品表面进行清洁作用或者去除光刻胶掩膜。用途：光刻胶或其他有机物的去除。,技术指标：1.等离子体室：石英，直径245mm，深380mm;2.等离子体发生器：微波频率2.45GHz，最大1.000瓦，可变功率工艺特点：1.微波等离子体廉价、易于使用、高度活性、高效，且不会对电子装置产生损害，该系统配备洁净的石英晶体处理室;2.可以进行普通光刻胶灰化、SU8灰化;3.适合于光刻胶显影底膜的去除。,2.微波式打
4、胶机,3.化学清洗工作台,设备简介：厂商：坤杰精密自动化设备有限公司 型号：310 M,用途：通过化学清洗手段对样品进行表面处理，通常可进行清洗、腐蚀、剥离等工艺。,技术指标：1.共18个工作槽位，配备氮气及纯水清洗系统;2.可进行常规有机、无机清洁处理；ITO薄膜湿法蚀刻；去蜡清洗；lift-off 工艺；湿法腐蚀氧化硅等工艺。工艺特点：1.小批量多片处理、水浴加热清洗、超声清洗；2.DI水冲洗为喷淋，溢注两种模式自由组合;3.半自动机械手臂进行上下往复晃动，反应更均匀,3.化学清洗工作台,4、感应耦合等离子刻蚀机ICP,设备简介：厂商：AST 型号 CIRIE-200,工作原理：在高功率射
5、频电磁场中，刻蚀气体电离，电子在电场的加速下，与中性分子或原子撞击，产生电子、离子、活性游离基及辉光，即等离子体。利用放电产生的游离基与材料发生化学反应，形成挥发物，实现刻蚀。用途：干法刻蚀GaN和蓝宝石。,4、感应耦合等离子刻蚀机ICP,1.刻蚀气体：主要为氯气、三氯化硼;2.刻蚀材料：GaN、蓝宝石;3.wafer尺寸：2英寸或以下;4.每炉片数：7片*2inch工艺特点：1.可以较好地精确地控制刻蚀的深度，刻蚀深度几十nm到几个微米;2.通过调整刻蚀参数和刻蚀掩膜，可以调节刻蚀的角度，在30度到80度。,GaN刻蚀，角度82度,蓝宝石刻蚀的阵列图形,示例：,技术指标：,5.等离子体增强化
6、学气相沉积PECVD,设备简介：厂商：Oerlikon 型号：790+,工作原理：等离子体经受激、分解、离解和离化后，这些具有高反应活性的中性物质被吸附到较低温度的衬底表面上，发生非平衡的化学反应沉积生成薄膜。用途：淀积氧化硅、氮化硅和氮氧化硅薄膜,5.等离子体增强化学气相沉积PECVD,技术指标：1.300低温即可淀积高质量薄膜，均匀性和重复性好;2.氧化硅膜厚度任意可控：从几十纳米到几十微米都可淀积，膜厚控制精确;3.单炉生长37片2”片，极大节约成本。工艺特点：1.可以低温下淀积极低应力的氮化硅膜;2.可以实现氮氧化硅（SiON）薄膜的折射率从氧化硅的折射率平滑改变到氮 化硅的折射率（1
7、.51.9）。,示例：,6.光学镀膜系统,设备简介：厂商：富临 型号：FU-20PEB-OPTO,工作原理：电子束斑聚焦到介质材料表面，使局部达到蒸发或升华温度，蒸发出来的原子沉积在基片表面，同时增加离子源辅助沉积，实现高密度、高折射率的光学薄膜。用途：用于蒸发光学膜，实现增透或高反效果,6.光学镀膜系统,技术指标：1.蒸发材料：SiO2，Ti2O5等2.加工能力：2寸片，102片；3.蒸镀温度在室温到300之间可调；4.膜厚均匀性3000A 3%；5.波长反射率和透过率可实现98%；工艺特点：1.离子源辅助沉积实现光学薄膜的低温沉积，并形成致密、高折射率的介质膜;2.全自动、光谱仪监控薄膜的
8、生长厚度，精确控制薄膜的蒸镀厚度;3.强大的软件模拟和执行功能，可将目标膜系和实际膜系的光谱实时比较,膜系实时监控,高反膜反射率超过98%,7.电子束蒸发台（金属）,技术指标：1.一次工艺可以蒸发四种不同金属材料；Ti/Al/Ti、Ni/Au、CrPtAu等，Au最后可做到3um；2.蒸镀温度在室温到100之间可调；3.Lift-off工艺一次可以蒸镀108片2圆片；4.Step-coverage工艺一次可以蒸镀67片2圆片；5.工艺的均匀性和重复性5.工艺特点：1.因应功率IC(Ti/Ni/Ag)及族砷化镓晶圆各种Lift-Off製程需求（Ti、Au、Al、Ni、Cr、AuGe等），将Thr
9、ow Distance拉高至2632吋;2.Run to Run膜厚均匀性可控制至1%，以确保整体产品良率;3.最佳化蒸镀腔及排气系统设计，可有效降低Cycle time，并提升材料利用率（提高20%）,7.电子束蒸发台（金属）,设备简介：厂商：AST(聚昌科技)型号：Peva-600E,工作原理：电子束斑聚焦到蒸发材料表面，使局部达到蒸发或升华温度，蒸发出来的原子沉积在基片表面，形成致密的金属薄膜。用途：用于蒸发Cr、Ti、Ni、Al、Au、Ag、AuSn等金属,8.电子束蒸发台（ITO）,设备简介：厂商：AST(聚昌科技)型号：Peva-600I,工作原理：电子束斑聚焦到蒸发材料表面，使局
10、部达到蒸发或升华温度，蒸发出来的原子沉积在基片表面，形成薄膜用途：本设备专门用于沉积ITO薄膜（一种透明导电薄膜，氧化铟锡）,8.电子束蒸发台（ITO）,技术指标：1.加工能力，可加工横向尺寸2英寸以下的任意图型的平片状结构的基片，基片材料需要耐300摄氏度高温，不能污染设备腔室；标准2英寸晶片一次最大加工110片，3英寸晶片最大加工数量20片；2.产品性能：300nm厚度ITO的方阻约10左右，on glass 460nm波长透过率90%左右，表面粗糙度约15nm。工艺特点：本设备属于偏产业化设备，一次加工量较大，沉积的薄膜光电特性优良，均匀性、重复性高。,示例：,电子束蒸发沉积的ITO薄膜
11、为呈柱状颗粒紧密排布的多晶材料,9.电镀台,设备简介：厂商：中国电子科技集团 型号：Peva-600I,工作原理：将导电的阴极和阳极插入电解液中,通电后在阴极会有金属析出附着在阴极表面用途：本设备能在金属表面电镀铜膜、镍膜。,9.电镀台,技术指标：1.可加工横向尺寸4英寸及以下的wafer；2.一次加工2-6片wafer（视wafer尺寸大小），3.由于镀液是酸性的，样品需要耐酸性溶液，镀100微米需要4小时左右。工艺特点：设备简单、花费低、属低温工艺。,示例：,镀200微米厚的铜表面照片,10.快速合金炉,设备简介：厂商：精诚华旗 型号：HV180-RM,工作原理：退火炉是一种热处理设备，它
12、把一种材料加热到一定温度并维持一段时间，然后让其自然冷却。用途：释放应力；增加材料延展性和韧性；产生特殊显微结构。应用于半导体材料、器件（如LED）、新材料等的快速热处理（如快速退火、合金等工艺）。,10.快速合金炉,技术指标：1.适用2-6英寸工艺尺寸;2.温度范围为2007501/24h，氮气保护;3.氮气保护;4.生产效率：50100片/批工艺特点：1.真空退火2.温度控制精确3.恒温区较长,11.石墨烯生长系统,设备简介：厂商：厦门烯成 型号：G-CVD,工作原理：反应气体在金属催化作用下生成单层石墨烯。用途：适用Cu 和Ni衬底上生长石墨烯,11.石墨烯生长系统,技术指标：1.可以转
13、移到2-6英寸Si及其他衬底。生长温度700-1000;2.可转移5片2”/批工艺特点：兼容真空及常压两种最主流的生长模式;1.采用计算机自动控制，系统内置了多种制备石墨烯的生长参数，用户只需简单操作，就可以轻松的制备出高质量的石墨烯;2.可以制备出毫米尺寸的石墨烯大单晶，也可以制备出数十厘米尺寸的石墨烯连续薄膜;3.可快速升温、快速降温，生长一次石墨烯只需30分钟,示例：,12.台阶仪,设备简介：厂商：veeco 型号：Dektak 8,工作原理：当触针沿被测表面轻轻滑过时，由于表面有微小的峰谷使触针在滑行的同时，还沿峰谷作上下运动。触针的运动情况就反映了表面轮廓的情况。用途：主要应用于薄膜
14、厚度测量、样品表面形貌测量、薄膜应力测量。,12.台阶仪,技术指标：1.台阶高度重复性:7.5,1在1um标准台阶上;2.最大晶圆尺寸：200mm;3.最大样品厚度：25.4mm（1 in.);4.每次扫描数据点：最多可达60，000数据点;5.扫描长度范围：标配最大50mm;6.垂直范围：1 1mm;7.最大垂直分辨率：1(6.55微米垂直范围下）工艺特点：1.台阶高度测量精度较高、量程大、测量结果稳定可靠、重复性好2.是功能最为强大的探针轮廓仪，可最大限度的满足各种应用需要,示例：,应力测试,13.激光晶圆划片设备,设备简介：厂商：德龙,工作原理：激光划片是利用高能激光束照射在工件表面，使
15、被照射区域局部熔化、气化、从而达到划片的目的。用途：可切割铜基板、铝基板、陶瓷、硅片等各种材料,13.激光晶圆划片设备,技术指标：1.标配4英寸平台;2.X-Y平台140mm行程，0.1m分辨率;3.Z轴调焦平台，1m分辨率;4.轴旋转精度0.0001，7工艺特点：1.三套同轴CCD视觉系统，支持正切、背切和大视野观察晶片;2.专利的打光技术，使视野更加清晰明了，对于粗化、图形化衬底、背镀金属层，晶圆的切割颇具优势;3.切割过程中可动态微调、暂停和重设激光焦点在切割道中位置，无需重新规划路径，可以有效避免操作错误，提高产品良率。,示例：,14.裂片机,设备简介：厂商：opto,工作原理：利用裂
16、片刀的劈裂作用，将wafer沿着切割线裂开 用途：主要应用于以Sapphire基底的GaN晶圆的划片完成后的裂片工艺,14.裂片机,技术指标：4英寸以下劈裂工艺特点：1.配备影像识别，支持全自动功能，操作更加简单2.同轴CCD视觉系统，支持视野观察晶片；,示例：,15.激光剥离机,设备简介：厂商：美国JPSA 型号：IX-200,工作原理：KF准分子激光产生248nm紫外激光,该种波长的光能透过蓝宝石照射到GaN缓冲层上被吸收，导致GaN缓冲层温度瞬间升高至达到分解的条件，生产氮气和镓。用途：主要对基于蓝宝石衬底的GaN外延片进行蓝宝石衬底的剥离，能对样品进行紫外激光照射处理等。,15.激光剥
17、离机,技术指标：1.管芯隔离后2寸wafer，10min可实现剥离;2.2寸整片剥离需40min工艺特点：可实现单颗管芯或者整片剥离,示例：,16.键合机,设备简介：厂商：台湾聚昌 型号：Tbon 100,工作原理：真空下，通过加温，加压使两个wafer界面紧密贴合，界面两边的金属经过一定时间的互扩散后形成两个wafer的键合。用途：本设备专门用于wafer 键合，可实现两个分离的基片相结合。,16.键合机,技术指标：1.可加工横向尺寸4英寸及以下的wafer；2.键合界面需要金属镀层，如Au、AuSn合金等；3.wafer界面表面平整、干净，粗糙度小于100nm；4.键合温度最高450度，压
18、力最高900kg。工艺特点：本设备真空度能达到90torr，腔室可充氮气,示例：,W cu与GaN wafer 的键合,17.水平减薄机,设备简介：厂商：韩国NTS.CO.,LTD 型号：NanoSurface GH180P-V,工作原理：金刚石砂轮盘与工件托盘相对转动，辅以水溶性冷却液，使减薄面达到镜面级。用途：可对蓝宝石、硅晶片、GaAs外延片进行背面减薄,17.水平减薄机,技术指标：1.可加工横向尺寸4英寸及以下的wafer;2.一次加工3片2英寸大小的wafer。工艺特点：1.采用增量坐标方式，可任意设定减薄原点，操作简单;2.金刚石砂轮轴最大转速为2400rpm，工件托盘主轴最大转速
19、为500rpm；金刚石砂轮轴进给距离90mm。,示例：,蓝宝石表面显微镜照片（50倍）,18.单面研磨机,设备简介：厂商：韩国NTS.CO.,LTD 型号：NanoSurface-460L,工作原理：研磨盘内存储的微米级研磨液颗粒，在工作盘与铜盘相对运动的过程中，将表面打磨光滑用途：可对蓝宝石、硅晶片、GaAs外延片进行背面抛光,18.单面研磨机,技术指标：1.可加工横向尺寸4英寸及以下的wafer;2.一次加工3片2英寸大小的wafer;3.研磨盘转速：0-350rpm，通常设置为：63-75rpm;4.减薄速率：0.2-2um/分钟工艺特点：1.为了维持研磨盘的平整度，配备了研磨盘表面冷却
20、装置2.采用无噪音驱动系统，吸收和缓冲研磨抛光时产生的震动，提高产品精度和平面度。,示例：,细抛后蓝宝石表面显微镜照片（50倍）,19.LED全光功率测试系统,设备简介：厂商：台湾致茂电子股份有限公司 型号：Chroma58173,工作原理：利用恒流源或恒压源对有电极的管芯进行测试，并利用CCD等对光新号进行捕捉，得到I-V对应关系，及相应的光功率、波长等。用途：可对LED进行测试，得到整个wafer的光电特性及其平面分布二维图，测得管芯的抗ESD性能。,19.LED全光功率测试系统,技术指标：1.自动化LED wafer/chip点测设备、漏电流测试单元和光学测试模组；2.可测量大功率和小功
21、率LED芯片I-V特性、正向电压、光功率、反向漏电、反向电压、峰值波长、主波长、ESD等基本的LED光电性能参数；3.高压恒流电压，电压范围可达200V；4.半自动Chroma大面积光探测器(量测角度可达128度)工艺特点：1.特制Edge Sensor具有点测针压稳定，没有针压变动问题，精度高机械视觉定位系统，缩短人工操作时间2.自动抽测功能3.快速芯片扫描系统4.具有遮光罩，避免背景光干扰，信噪比高5.实时显示点测数据分布6.完善的量产测试统计报表和分析工具,20.LED自动分选机,设备简介：厂商：日本OPTO SYSTEM公司 型号：MODEL WPSR3208,工作原理：根据点测机的测试数据，机械手臂按照波长范围、电压范围、亮度范围等将相同指标的管芯抓取到相对应的蓝膜上，对管芯进行自动分选。用途：可对LED管芯按照光电参数不同进行自动分类。,20.LED自动分选机,技术指标：1.最高32类分选2.100mm以下的LED基板3.芯片规格为0.25-1mm2工艺特点：1.自动分类2.精确的图像识别及机械抓取系统,联系合作方式,联系人：王卓老师Email:电 话：010-82305245地 址：北京市海淀区清华东路甲35号，中科院半导体所3号楼306室,谢 谢！,
