国产湿法清洗龙头盛美回归：国产半导体设备进口替代突破口之清洗设备.docx

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1、正文目录1.清洗是前道制程中的重要环节31.1.清洗应用在制程多环节31.2.清洗方法：干法与湿法、单片与槽式41.3.清洗步骤需要不断重复去除沾污72.全球清洗设备日系占据主导地位，国产设备奋起直追72.1.2021年全球半导体清洗设备市场规模约为32亿美元82.2.全球市场格局——日系占据主导地位92.3.大基金二期已起航，“卡脖子”设备环节有望获得重点投资93.国内重点公司113.1.盛美股份——国内清洗设备领先企业，子公司将回归科创板113.2.北方华创——综合实力强劲的半导体设备供应商133.3.至纯科技——高纯工艺龙头，半导

2、体清洗设备后起之秀153.4.沈阳芯源微——涂胶显影领先企业向清洗设备进军174.风险提示18图目录图1清洗步骤贯穿3图2槽式清洗设备原理6图3单片清洗设备原理6图4半导体干法针对不同的沾污有不同的清洗方式7图5盛美半导体收入规模12图6盛美半导体净利润规模12图7北方华创清洗设备相关产品系列15图8北方华创收入规模14图9北方华创净利润规模14图10至纯科技收入规模16图11至纯科技归母净利润规模16图12(楷体五号字)18图13芯源微收入规模18图14芯源微净利润规模18表目录表1硅片在加工过程中会产生诸多沾污，如不清洗会影响后续加

3、工工艺4表2不同的药液适用于不同的物质种类4表3主要清洗方法对比，目前仍以湿法为主5表4各种清洗设备清洗方法和适用场合5表5通常半导体制程中的清洗步骤及目的：贯穿多环节、需清洗多种沾污7表62019年全球半导体设备支出略微下降（亿美元）8表7盛美半导体近年部分中标情况13表8至纯科技近年部分湿法清洗设备中标情况171.清洗是前道制程中的重要环节、应用于多环节1.1.清洗应用在制程多环节图1清洗步骤贯穿硅片的加工过程对洁净度要求非常高，所有与硅片接触的媒介都可能对硅片造成污染,硅片清洗的好坏对器件性能有严重的影响，因此几乎每一步加工都需

4、要清除沾污，具体来看包括：1）硅片制造环节的材料清洗、抛光后清洗；2）晶圆制造环节的扩散前清洗、刻蚀后清洗、离子注入后清洗、去胶清洗、成膜前后清洗、机械抛光后清洗等；2）芯片封装TSV清洗、UBM/RDL清洗、键合清洗等。资料来源：盛美，研究所具体的沾污包括颗粒、有机物、金属和自然氧化层等等，这些沾污包括从环境、其他制造工艺、刻蚀副产物、研磨液等等，这些沾污如不及时清理均可能造成后续制造工艺的失败，造成器件的电性失效。表1硅片在加工过程中会产生诸多沾污，如不清洗会影响后续加工工艺物质种类来源主要危害颗粒环境，其他工艺过程中产生影响后续光

5、刻、干法刻蚀工艺，造成器件短路自然氧化层环境影响后续氧化、沉积工艺，造成器件电性失效金属污染环境，其他工艺过程中产生影响后续氧化工艺，造成器件电性失效有机物干法刻蚀副产物，环境影响后续沉积工艺，造成器件电性失效牺牲层氧化/沉积工艺影响后续特定工艺，造成器件电性失效抛光残留物研磨液影响后续特定工艺，造成器件电性失效资料来源：《集成电路产业全书》，研究所现阶段关键技术节点已小于28nm，对于晶圆表面污染物控制的指标越来越高，，因此清洗过程贯穿芯片制造的全程，包括硅片制造、光刻、刻蚀、沉积等各个关键工艺环节中，目前清洗设备在晶圆制造设备中的采

6、购费用占比约4.8。表2不同的药液适用于不同的物质种类清洗作用化学药液物质种类SPMSC1SC2DHFBHFDIO3H3PO4HF+HNO3TMAH溶剂类颗粒适合适合---适合----自然氧化层---适合适合-----金属污染--适合适合适合-----有机物适合适合---适合--适合适合牺牲层---适合适合-适合适合适合-抛光残留物适合适合-适合适合-----资料来源：《集成电路产业全书》，研究所1.1.清洗方法：干法与湿法、单片与槽式从清洗的半导体清洗方式有湿法和干法两种：1）湿法清洗采用特定的化学药液和去离子水对晶圆表面进行无损伤清

7、洗，是目前主流的清洗方式、占整个清洗制程的90以上，主要包括RCA清洗法、超声清洗等，湿法清洗具有效率高、成本较低等优势，但同时由于化学试剂使用多，会造成化学污染、交叉污染、晶片损伤等。2）干法清洗包括气相清洗法、紫外-臭氧清洗法等，优点在于化学用量少、清洗环境友好、低磨损等等，不断受到市场更多关注，但同时缺点同样明显，如部分沾污不易清洗、成本较高、控制要求高等，目前无法大量应用于半导体生产中，但在半导体产线上的少量特定步骤会采用干洗清洗方法，共同构建清洗方案。表3主要清洗方法对比，目前仍以湿法为主清洗方法描述优点缺点湿法清洗RCA清洗

8、法使用双氧水与酸/碱溶液的混合物进行两步氧化。在清除晶片表面的有机物、粒子和金属等污染物时十分有效。去除晶片表面污染物薄膜而不能去除颗粒；需在高温环境下进行；耗用化学品大，会加大硅片的粗糙度；排放量大污染环