一、半導(dǎo)體清洗設(shè)備行業(yè)簡(jiǎn)介
半導(dǎo)體清洗設(shè)備是半導(dǎo)體制造過(guò)程中的關(guān)鍵設(shè)備,其主要功能是去除硅片制造、晶圓制造和封裝測(cè)試過(guò)程中可能存在的各種雜質(zhì),如顆粒、自然氧化層、金屬污染、有機(jī)物、犧牲層、拋光殘留物等,以避免這些雜質(zhì)影響芯片的良率和產(chǎn)品性能。隨著半導(dǎo)體制造工藝技術(shù)的不斷提升,芯片尺寸不斷縮小,對(duì)雜質(zhì)敏感度提升,清洗步驟也在不斷增加,90nm的芯片清洗工藝約90道,20nm的清洗工藝則達(dá)到了215道,目前清洗步驟占整個(gè)半導(dǎo)體工藝所有步驟約1/3,幾乎所有制作過(guò)程前后都需要清洗,為清洗設(shè)備帶來(lái)了廣闊的增長(zhǎng)空間。
根據(jù)清洗介質(zhì)的不同,半導(dǎo)體清洗技術(shù)可以分為濕法清洗和干法清洗兩種。目前濕法清洗為主流的清洗技術(shù),占總清洗步驟的90%以上。濕法清洗是根據(jù)不同的工藝需求,主要是通過(guò)去離子水、清洗劑等對(duì)晶圓表面進(jìn)行無(wú)損傷清洗,以去除晶圓制造過(guò)程中的雜質(zhì)。干法清洗是指不使用化學(xué)溶劑,采用氣態(tài)的氫氟酸刻蝕不規(guī)則分布的有結(jié)構(gòu)的晶圓二氧化硅層,雖然具有對(duì)不同薄膜有高選擇比的優(yōu)點(diǎn),但可清洗污染物比較單一,目前主要在28nm及以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)的邏輯產(chǎn)品和存儲(chǔ)產(chǎn)品有應(yīng)用。根據(jù)清洗方法的不同,濕法清洗包括溶液浸泡法、機(jī)械刷洗法、二流體清洗、超聲波清洗、兆聲波清洗、批式旋轉(zhuǎn)噴淋法六種方法,干法清洗包括等離子清洗、氣相清洗和束流清洗三種方法。
二、半導(dǎo)體清洗設(shè)備行業(yè)分類
目前主流的濕法清洗設(shè)備主要包括單片清洗設(shè)備、槽式清洗設(shè)備、組合式清洗設(shè)備和批式旋轉(zhuǎn)噴淋清洗設(shè)備等,其中單片清洗設(shè)備市場(chǎng)份額占比最高。濕法清洗工藝路線下主流的清洗設(shè)備存在先進(jìn)程度的區(qū)分,主要體現(xiàn)在可清洗顆粒大小、金屬污染、腐蝕均一性以及干燥技術(shù)等標(biāo)準(zhǔn)。
設(shè)備種類 | 清洗方式 | 應(yīng)用特點(diǎn) | 先進(jìn)程度 |
單片清洗設(shè)備 | 高壓噴淋、二流體清洗和兆聲波清洗 | 微粒去除能力強(qiáng),能夠避免晶圓之間交叉污染;但每個(gè)腔體每次僅能清洗單片晶圓,設(shè)備產(chǎn)能較低 | 很高 |
槽式清洗設(shè)備 | 溶液浸泡法、兆聲波清洗 | 每個(gè)腔體能夠清洗多片晶圓,產(chǎn)能較高,適宜大批量生產(chǎn);但顆粒去除能力控制差,且容易引起交叉污染風(fēng)險(xiǎn) | 高 |
組合式清洗設(shè)備 | 溶液浸泡法和旋轉(zhuǎn)噴淋組合清洗 | 產(chǎn)能、清洗精度較高,并可大幅度降低硫酸使用量;但產(chǎn)品造價(jià)較高 | 很高 |
批式旋轉(zhuǎn)噴淋清洗設(shè)備 | 旋轉(zhuǎn)噴淋 | 可實(shí)現(xiàn)120℃至200℃的高溫硫酸工藝要求;但各項(xiàng)工藝參數(shù)較難控制,晶圓破損后整個(gè)清洗腔內(nèi)的所有晶圓均有報(bào)廢風(fēng)險(xiǎn) | 高 |
三、中國(guó)半導(dǎo)體清洗設(shè)備行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)核心技術(shù)和工藝能力的提升,以及在客戶認(rèn)證方面的不斷進(jìn)展,未來(lái)刻蝕、清洗設(shè)備有望成為顯著受益國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求發(fā)展的賽道,成為半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)國(guó)產(chǎn)替代的先鋒。中國(guó)大陸半導(dǎo)體設(shè)備銷售額前五大廠商為北方華創(chuàng)、中微公司、盛美上海、長(zhǎng)川科技、新益昌,清洗設(shè)備廠商主要有盛美上海、北方華創(chuàng)、芯源微、至純科技和提??萍嫉?,產(chǎn)業(yè)集中度較高。數(shù)據(jù)顯示,2023年國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體清洗設(shè)備行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模約為18億美元。
圖表:2021-2023年中國(guó)半導(dǎo)體清洗設(shè)備行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模
四、中國(guó)半導(dǎo)體清洗設(shè)備行業(yè)重點(diǎn)廠商
中國(guó)大陸從事半導(dǎo)體清洗設(shè)備的企業(yè)有盛美上海、北方華創(chuàng)、芯源微、至純科技和提??萍?。
(1)盛美上海
盛美上海是中國(guó)大陸半導(dǎo)體濕法設(shè)備龍頭企業(yè),產(chǎn)品主要分為半導(dǎo)體清洗設(shè)備、半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備和先進(jìn)封裝濕法設(shè)備三大類,其中半導(dǎo)體清洗設(shè)備收入占全部主營(yíng)業(yè)務(wù)收入的比例最高,其主要產(chǎn)品為集成電路領(lǐng)域的單片清洗設(shè)備,其中包括單片SAPS兆聲波清洗設(shè)備、單片TEBO兆聲波清洗設(shè)備、單片背面清洗設(shè)備、單片前道刷洗設(shè)備、槽式清洗設(shè)備、單片槽式組合清洗設(shè)備等,產(chǎn)品線較為豐富。
(2)北方華創(chuàng)
北方華創(chuàng)是品類最齊全的國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備龍頭,主營(yíng)業(yè)務(wù)包括半導(dǎo)體設(shè)備、真空設(shè)備和電子元器件等,其半導(dǎo)體業(yè)務(wù)覆蓋了刻蝕、沉積、清洗等主要半導(dǎo)體制造設(shè)備,產(chǎn)品體系豐富,在半導(dǎo)體清洗設(shè)備領(lǐng)域的主要產(chǎn)品包括單片清洗設(shè)備及全自動(dòng)槽式清洗設(shè)備,其12英寸單片清洗機(jī)采用單片晶圓旋轉(zhuǎn)濕法清洗技術(shù),此設(shè)備具有清洗選擇性好、清洗效率高等技術(shù),包括化學(xué)藥液保護(hù)系統(tǒng)、管路防靜電系統(tǒng)、兆聲波系統(tǒng)等,在保證不損傷產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)的前提下,選擇性的清洗殘留物。
《2024-2029年中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)市場(chǎng)分析及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》由中研普華產(chǎn)業(yè)研究院撰寫,本報(bào)告對(duì)該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展變化等進(jìn)行了分析,重點(diǎn)分析了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、如何面對(duì)行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,以及行業(yè)的投資分析和趨勢(shì)預(yù)測(cè)等等。報(bào)告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動(dòng)態(tài),對(duì)行業(yè)在產(chǎn)品方面提供了參考建議和具體解決辦法。