半導體良率看清洗設備

 半導體清洗指對晶圓表面進行無損傷清洗, 用於去除半導體矽片制造,晶圓制造和封裝測試每個, 步驟中可能產生的雜質, 避免雜質影響晶片良率和性能. 清洗工藝貫穿整個半導體生產過程.  包含在矽片制造環節, 晶圓制造環節, 晶片封裝階段等.

到了 20nm 以下超過三分之一的工藝步驟是清洗步驟, 基本上每兩個步驟就要進行一次清洗, 越往下走, 要得到較高的良率, 幾乎每步工序都離不開清洗.   隨著 IC 制程工藝節點越來越先進, 特徵尺寸的不斷縮小, 半導體對雜質含量越來越敏感, 對實際制造各個環節的要求越來越高, 清洗環節的重要性日益凸顯. 

半導體清洗有乾法和濕法兩種清洗方法, 目前濕法由於其成本低產能高的優點占據主流, 占整個清洗制程 90%以上. 濕法清洗由於使用相對多的化學試劑, 也存在晶片損傷, 化學污染和二次交叉污染等問題. 隨著半導體制程不斷升級, 乾法清洗低磨損的優點日益突出, 逐漸得到更多的關注.

目前清洗工藝最大的難點在於晶片的立體結構. 半導體是三維結構, 在制作過程中需要保障薄層上的導電性, 清除角下, 角上面的顆粒, 同時避免薄片不被破壞. 目前市場上最主要的清洗設備有單晶圓清洗設備, 自動清洗台和洗刷機三種. 

根據 Gartner數據 2019 全球半導體清洗設備市場規模為 30.49億美元, 相比 2018 的34.17億美元下滑 10.77%, 占全球半導體設備的 5%. SEMI 最新預測  2020, 2021 全球半導體設備市場將分別增加 6%, 11%.

2019 單片清洗設備, 槽式清洗設備, 批式旋轉噴淋清洗設備, 洗刷器等類型清洗設備的市場規模占比如下. 單片清洗設備是目前市場的絕對主流, 且隨著 IC 特徵尺寸的進一步縮小, 單片清洗設備在 40nm 以下制程中的運用更加廣泛, 未來占比有望逐步提高.

競爭格局方面迪恩士 (DNS), 東京電子, 拉姆研究 (泛林集團/Lam Research) 是全球半導體清洗設備龍頭, 2019 年 CR3 接近 90%. 其中迪恩士是絕對龍頭, 全球份額達 50%. 中國公司盛美股份, 北方華創 2019 全球份額分別為 3%, 1%.

國內的相關概念股有 "世禾"  (精密洗淨及再生處理設備),  "弘塑" (酸槽設備/單晶片旋轉機台/化學品),  "辛耘" (晶圓再生/半導體及光電業前後段濕製程設備研發製造與設備代理), "瑞耘" (半導體零組件/自有品牌濕製程設備), "勝一"  (台灣第2大溶劑廠) 等.