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第426期|半导体清洗设备巨头林立,这家公司凭何脱颖而出?

2024/11/8
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芯片揭秘出品:大咖谈芯

AI Deep Dive AI Insights AI Chapters Transcript
People
杨文
Topics
杨文:华英微电子专注于半导体清洗设备的研发和制造,拥有多项原创技术,产品包括全自动晶圆编辅石设备、全自动晶圆污染提取测量设备和晶圆自动钝化设备等。这些设备在工艺流程、成本和环保方面均优于传统设备。全自动晶圆编辅石设备采用氢氟酸蒸汽和氮气去除硅片背面氧化硅涂层,无需蓝膜等耗材,简化了工艺流程,降低了成本和环境污染。其核心技术在于特殊设计的枪体,可以精确控制腐蚀边缘尺寸,获得更清晰锐利的腐蚀断面,该技术全球独有。全自动晶圆污染提取测量设备采用原创技术,无需特殊处理晶圆表面,兼容性强,降低了检测成本,尤其适用于碳化硅晶圆的金属离子检测。晶圆自动钝化设备采用气相法替代传统酸液浸泡,简化了工艺流程,降低了成本和废液处理量,处理一片晶圆的成本不到传统方法的1%。华英微电子的产品显著降低了化学品和纯水的消耗量,减少了废液排放,降低了成本并对环境友好。未来,华英微电子将聚焦DTL技术,拓展在新型施法工艺处理设备、芯片制造工艺以及化合物半导体领域的应用,并拓展化学品实时监控等检测领域。 杨文: 在半导体制造过程中,金属离子污染会造成漏电、短路等问题,严格控制金属污染至关重要。半导体制造过程中,需要对各个环节的金属含量进行检测和控制。传统金属离子检测方法需要使用酸液提取,并与质谱仪结合进行定量测试。华英微电子的设备在这些方面都有显著的改进和提升,为半导体行业带来了实实在在的效益和进步。

Deep Dive

Key Insights

华英微电子的主要产品有哪些?

华英微电子主要有四大类产品,其中三款是设备类产品,包括全自动晶圆编辅石设备、全自动晶圆污染提取测量设备和晶圆的自动顿化设备,另一款是检测服务类产品。

全自动晶圆编辅石设备的主要用途是什么?

该设备主要用于处理硅片背面的氧化硅涂层,通过去除氧化硅来防止外延工艺中的自掺杂问题。

为什么需要去除硅片边缘的氧化硅?

重掺硅片在背面长氧化硅层是为了防止外延工艺中的自掺杂,但氧化硅也会长在边缘斜面上,去除边缘氧化硅是为了避免对后续外延工艺造成影响。

传统去除氧化硅的方法有哪些缺点?

传统方法需要使用蓝膜、酸液和大量纯水清洗,步骤复杂且耗材成本高,还会产生大量废液。

华英微电子的设备如何解决传统方法的缺点?

华英微电子的设备通过氢氟酸蒸汽和氮气替代传统方法,无需蓝膜和大量酸液,减少了耗材和废液处理成本。

华英微电子的设备如何保护晶圆正面不被腐蚀?

通过特殊设计的枪体控制腐蚀边缘的尺寸,精确控制腐蚀范围,确保正面不被腐蚀。

华英微电子的设备在国内市场的反响如何?

国内硅片衬底工厂对华英微电子的技术非常感兴趣,认为其技术带来了成本降低和工艺性能的提升。

华英微电子的金属污染检测设备解决了什么问题?

该设备用于检测半导体工艺中的金属污染,防止金属超标导致芯片性能下降或报废。

华英微电子的金属污染检测设备与传统方法有何不同?

传统方法要求晶圆表面为疏水性,而华英微电子的设备对表面性质无要求,兼容性更强,尤其适用于碳化硅晶圆的检测。

华英微电子的晶圆自动顿化设备有何创新?

该设备通过气象方法替代传统酸槽处理,减少了化学品和纯水的使用,降低了成本和废液处理压力。

华英微电子未来三到五年的发展规划是什么?

华英微电子计划聚焦DTL技术,拓展在芯片制造和化合物半导体领域的应用,并计划进入化学品实时监控等新领域。

Chapters
本期节目邀请到无锡华英微电子技术有限公司销售副总裁杨文,探讨该公司在半导体清洗设备领域的独特之处。华英威专注于绿色环保和高原创性,其核心技术在于晶圆边缘氧化硅去除工艺的创新,解决了传统方法中耗材多、效率低、污染大的问题。
  • 华英威拥有全球独家的晶圆边缘氧化硅去除技术,无需蓝膜,通过氢氟酸蒸汽和氮气即可完成,成本更低,效率更高。
  • 该技术显著降低了客户成本,提升了工艺性能,在国内所有硅片厂得到广泛应用。
  • 这项技术是华英威的原创技术,在全球范围内独一无二。

Shownotes Transcript

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欢迎大家关注芯片揭秘我是主播焕石本期我邀请到了一家专注绿色环保和高原创性的半导体施法工艺设备公司那现在坐在我旁边的呢就是这家公司无锡华英微电子技术有限公司的销售副总裁杨文杨总那请杨总跟我们大家打个招呼芯片揭秘的朋友们大家好然后杨总你们做的这个清洗啊是半导体非常重要的一个环节嗯

所以首先能不能请您给我们稍微介绍一下我们的产品面向的是半导体的具体的什么工艺环节解决什么问题这样让我们观众们从最开始能有一个理性的了解华英威主要有四大类产品其中三款是设备类的产品然后有一款是检测服务类的产品

这三款设备类产品一个是我们全自动的晶圆编辅石设备这个设备呢是主要用于做 vapor 的边缘的工艺处理它最大的应用目前是在 vapor 工厂就是做硅片的工厂来处理硅片背面的氧化硅的涂层通过我们这个方法把氧化硅去除掉达到这么一个工艺的目的专门去除氧化硅的这一个材料的一个工艺

对对对所以它属于工艺线上的一个生产型的设备对那如果这个边缘不去除掉会有什么问题呢它是这样的就是我们处理的通常是重掺的硅片那重掺的硅片它为了防止在后边外延工艺的时候它产生这个自掺杂所以在背面它会长一层氧化硅用来防止掺杂的这个物质在外延的时候出来对正面外延工艺产生影响

但是呢它在长这个氧化硅层的时候它会在边缘就是微缝的斜面边缘的斜面上也都长了这个氧化硅我们常规在外延的时候要求把这个斜面的氧化硅层都去掉本来是让它长在背面但是它长到侧面去了侧面长了要把这个侧面的去掉这样的话不会对后边外延的工艺造成影响所以半导体够精细的就是边边角角都要处理而且还有专用设备去处理对对对

那常规的方法是什么样呢就是大家通过一层蓝膜我们通常叫蓝膜它是一个耗材就是贴在我们这个贴上去对然后泡到盛满酸的潮湿的设备里边通过酸把那个氧化层去掉然后再拿出来再做大量纯水的清洗甩干然后再撕掉蓝膜这是传统的一个工艺方法

贴蓝膜是为了保护它本来的工艺保护我不想去掉的那个氧化层对我只想去掉边缘那一圈不想去掉的就通过其实这工艺好复杂还要贴还要泡还要洗还要撕对很复杂这样看就要经过很多步而且会产生很多耗材像这个蓝膜它成本大概十几块甚至几十块一张而且我听说还是日本做的好国内上花还不行

对对对另外的话还需要用到大量的酸和纯水的清洗后期还会产生很多废液需要去处理这是传统的方式那我们通过这款设备不需要去贴蓝膜也不需要准备大量的这种酸的潮湿设备我们只通过氢氟酸的蒸汽还有氮气就可以把刚才我们说的这一系列的步骤都做完那你们怎么解决正面该保护的部分不被洗掉啊

这就是我们的核心技术,就是通过我们特殊设计的枪体,Wafer 放在我们这个枪体里,通过枪体的控制,这样的话我们就可以控制我们想要腐蚀边缘多少尺寸,我们就可以精确地控制到多少尺寸。而且做完以后,客户去看我们腐蚀断面的工艺,相较于传统的方式,它形貌更清晰,锐度更好。

不会有日常大家见到的彩虹或者是曲曲折折的这种像啃过的这种我们做完是对对对我们这个设备目前在我们国内所有的硅片趁底工厂使用以后大家对我们这个技术非常感兴趣因为确实给客户带来了极大的成本的降低还有工艺性能的提升这个技术路线是只有你们在做吗国内或者全球还有谁在做吗

对这个技术呢是我们原创的技术所以说全球只有我们华盈威有这个技术有这个产品所以我们一不小心干的比海外的传统模式好确实这个贴胶的方式还会撕开有残留还会废片就都有不确定性

接下来介绍我们第二款产品叫全自动晶圆污染提取测量设备这一款设备准确的说它是属于检测设备这一分类里边刚才那个属于是工艺设备在检测设备里边它属于化学分析检测这一类它的主要

这个环节为什么有这个需求

为什么要检测这个金属离子因为就是我们在半导体工艺制造过程中金属在芯片里边的这个含量就是我们不希望有的金属是非常关键的因为如果说这个金属超标我们通常叫污染金属污染超标之后它就会带来这种不希望出现的像漏电短路这种影响

这样的话就是等于做完以后对后边的这个器件性能带来非常大的影响甚至可能这个器件做到后边一大部分就已经废掉所以说对于金属污染的控制是整个半导体行业里边非常非常严苛的一个

控制的项目那所以我们这个应用呢是在从最开始我们做硅片的时候就要控制硅片的金属含量那从哪一个环节呢就是衬底材料环节衬底材料环节就要控制对就要控制含量然后到了做外延也要控制它的金属含量也要做检测再到后边做芯片也要控制那每一层 Mask 做完你们都要控制吗

都要去检查吗对就是每一道工艺都要去检测这一道工艺做完之后带来的额外的金属的增加是不是满足要求都要做这个测试那传统用什么方式去做检测呢这个我们现在大家基本上都是一个通用的

就是用这个做提取的设备配合质谱仪我们通常叫 ICP-MAS 结合起来做这个测试前端这个提取设备呢就是通过我们用不同的酸液化学品在我们微缝上把这个微缝上边所残留的衡量金属提取到我们试剂里边制成我们可以测量的试剂这个试剂放在我们质谱仪就 ICP-MAS 里边去做定量的测试这么一个过程

我们主要核心技术呢是在前端的提取这一边您刚才也关心传统的方式是怎么做的传统的这个提取方式呢跟我们现在做的提取方式也不一样这也是我们一个原创的技术对的那我们跟传统技术有几个比较大的区别

首先就是我可以完全兼容传统技术它所达到的这个能力另外呢传统技术它对于检测的 vapor 的表面是有特殊要求的它必须要把 vapor 表面处理成疏水性的表面什么叫疏水性的表面就是我们滴一滴水珠上去它能形成一个水珠而不是散开

因为它通过表面张力能把这个水珠聚在一起处理成这种状态然后它才能够通过控制这个液滴在微缝上的移动实现提取这上面衡量金属的一个目的那我们方式呢是对表面没有要求不管你是亲水性的还是输水性的我们都可以做提取

这个对它的含量的要求就比较高了就是这样的话其实我们就可以让用户能做更多的测试的动作就有的 vapor 比如说氧化层的 vapor 它本身这个性质就是清水性那所以用传动的方式它基本上没办法去做这上面金属的提取那它只能去想别的办法通过一些其他方式或者很复杂的手段或者压根就没办法测

那用我们这种方法就可以很简单的直接去是不是对客户来说它也降了成本它不需要做到那么高的侵水性的要求对这个侵水性最大的应用就是我们现在像碳化硅的 Waver 碳化硅的 Waver 它本身就是一个侵水性的表面对于传统的方式在碳化硅 Waver 这块做提取就非常困难

用我们这种方式就非常容易我们跟几个做碳化硅称你还有外延的客户在交流的时候客户对我们这种方式非常非常认可

这是一种技术的独家特色对对对那我们看下一个产品下一个产品我们叫晶圆的自动顿化设备这款设备呢也是我们原创的一个技术它主要是用在我们做 MCV 测试之前做晶圆表面状态处理的一款设备也是一个突破传统技术的设备就传统的方法呢是把晶圆泡在酸槽里边包括氢氟酸双氧水这种槽子里边去做处理

先用轻浮酸去掉氧化层再清洗再到双氧水里边做氧化然后再清洗再甩干也是很多步走下来然后才可以去做测试那我们这个设备呢就是 viva 放进去这几个步骤全都做完了一两次

对一件到底全都做完然后可以直接拿去处理为什么你们能做到这个结果呢因为其实像我们用气象的方法去实现叶象的腐蚀的替代然后我们用独有的 DTL 的技术就不需要这种酸草储备大量的酸液去做处理这样的话我们也省掉很多纯水的清洗还有甩干的动作

体现了一方面我们不需要那么多化学品的消耗,另一方面客户也不用去做那么多废液的处理,所以这样的话我们核算过成本,跟传统的方法相比的话,我们处理一片的成本是传统方法的 1%不到,这个区别还是非常大的,所以给客户就是带来实实在在成本上的降低,现在通过你四款产品,我就觉得你们确实在绿色上面做了很多工作,要不就少用,要不就尽量就,

就是说我们对化学品的使用量降到非常非常的低纯水的使用量也降得非常非常低这样的话我们的排废排污这种就非常非常少一方面降低客户的成本另一方面对环境减轻压力本来今天跟你聊之前呢我还在想清洗设备感觉上市公司已经好多家了然后巨头也不局了留给什么给这些中型的公司

所以刚刚跟你聊完四款产品我这个答案已经知道了要靠产品力的独特性是是而且还真的很有很多空间可以去调整的对其实我们做的是一个化学清洗设备里边一个非常细分的领域但是我们是实实在在的做了原创技术

通过原创技术能给中国的半导体行业带来一些贡献带来一些改变对我看您之前的背景也是在国内大厂当非常高级的管理人才然后在中国半导体行业工作有 20 多年然后现在又加入了这样的公司我很想问您一个问题就是这么多年你亲身的参与中国半导体行业发展

你有什么最直观的一个感受你觉得我们每天聊的那种追赶卡脖子问题解决了多少还有就是您站在一个资深的从业者就是可以分享一下您的感受给我中国做半导体这么多年吧从最开始我觉得我们从学习到创新到突破这么一个过程我们从最开始我记得我们那时候在做八寸设备的时候 12 寸设备美国对中国是禁运的

所有的 12 寸设备中国是买不到当时我记得上海有一家公司他们想建一条 12 寸的线但是因为买不到设备这个项目就终止后来改成了 8 寸线我们基本上当时我们差不多用了五六年的时间开发出第一台 12 寸设备交付到客户端的时候当时中美关系没有那么

严苛那马上封锁就解除掉了 12 寸设备就可以就买得到了就可以随便卖我记得当时我们第一台 8 寸设备进到客户端的时候客户很多工程师都过来像参观一样说快看这就是那台国产设备当时

感觉也挺震惊也挺骄傲的吧就是说整个那么大的一个工厂有上千台设备唯一的一台国产设备大家觉得很新奇那走到今天不管 8 寸 12 寸我们看到其实大部分国产设备已经可以包括我们这个展会都能这么多家企业来参加对对对

对大部分国产设备都已经在工厂里边在用这时候可能大家看到大多数都是国产设备而且现在我们看到同一种设备可能有不同的厂家不同的供应商可以提供我感觉这个市场已经到充分竞争逐步走向成熟这么一个状况

其实我刚才讲从创新到突破我们也一直在走包括我们从开始学习我们知道这个设备是怎么做的照猫画虎做出这个设备然后我们通过跟客户的沟通交流去做了很多的改进和优化突破了原有对标设备的能力提升了我们自己的能力我觉得之前是这么一个过程我们现在华英威呢更多的做原创的技术我们经过了那么多年以后

更希望通过我们自己的想法包括我们对这个行业的一些经验还有了解我们能做出一些完全独立自主的我们自己技术的产品给这个行业带来一些质的改变所以其实我跟您聊完我也有一种感觉虽然说半导体的这个技术工艺和技术路线是由美国或者是日本韩国在前面引领的

但是中国随着自己的独特的产业转移之后我们也会对这个工艺的优化提供可能更赶超他们的一些手段而且我们可能会因为国家的原因我们会更早先用上反而他们看起来有点落后了这个也是让我觉得挺感慨的那最后能不能请您给我们透露一下华英威未来三到五年的规划是什么

你们可能会选择什么赛道进一步发力呢因为应该未来几年我们还是会聚焦在围绕 DTL 技术在半导体行业去拓展相关的应用一方面就是说我们在新型施法工艺处理设备上现在我们是应用在硅片生产过程中

我们在积极的拓展应用在芯片制造工艺上或者在拓展到化合物半导体碳化硅这几方面的应用检测这一块除了就是说我们在晶圆的检测我们希望拓展到像一些化学品的实时监控等这方面的一些领域都是我们在计划在想做的一些事情

非常有意思的一个方向因为我们大部分一般是说要不做设备的就做潜到设备要么就做服务就做服务你们这一大公司是不同的板块有清洗有检测然后还有制造端的量测对然后还有后端的服务就是我觉得是挺有意思的但是听下来又有同中同源的技术逻辑

我们核心还是聚焦在化学品处理这一块所以有你们的技术底层的逻辑对对对支持不同的应用所以我觉得这样的公司还是非常有独特性的就不跟巨头去抢标准品玩意儿不一样的好我们感谢杨总今天跟我们分享了这么多期待你下次再来我们芯片揭秘做客好的好的好谢谢我是华英微电子技术线公司的杨薇我在芯片揭秘等你

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