通过CEF看国产半导体设备新进展：挑战国际大厂，给制造厂商更多选择

电子发烧友网报道（文/吴子鹏）半导体设备是集成电路产业的基石，为万亿数字经济产业保驾护航。从沙子到芯片，需要经过三大流程——硅片/晶圆制造、芯片制造和封装测试，这些流程都离不开半导体设备。

在第102届中国电子展（China Electronics Fair，CEF）上，记者看到了国产半导体设备一些新进展。作为一家具备世界先进技术的半导体设备制造商，盛美半导体设备（上海）股份有限公司(以下简称：盛美上海)也参加了此次CEF，并展示了该公司近一年来发布的新产品。
 

2024年前道涂胶显影Track设备勾画新的成长曲线

自2005年成立发展至今，盛美上海已经拥有丰富的产品阵容，包括单晶圆及槽式湿法清洗设备、电镀设备、无应力抛光设备、立式炉管设备、前道涂胶显影设备及PECVD设备等。
 
相信关注盛美上海的业者都清楚，在近一年的时间里，该公司在前道涂胶显影设备及PECVD设备领域都有新动作。
 
2022年11月份，盛美上海成功推出涂胶显影Track设备。作为一款前道涂胶显影设备，Ultra LITH的发布对于盛美上海来说意义非凡，标志着该公司已正式进军涂胶显影Track市场，也标志着盛美上海正式跨进半导体前道光刻领域，迈入新的竞赛场。
 
盛美上海工作人员向记者表示，从光刻产业来看，涂胶显影在前道晶圆制造的光刻环节中发挥着重要作用，是***的输入和输出端，与***配合工作，在曝光前进行光刻涂胶覆盖，在曝光后进行图形的显影。
 
同时，他通过引用行业数据也阐述了盛美上海进军涂胶显影Track市场的必要性。根据Gartner 2023Q3的最新预测数据，2023年全球涂胶显影设备市场规模有望达到37亿美元，据此推算，中国市场规模已达40亿人民币。其中，仅东京电子一家便占据了全球88%和中国91%的涂胶显影设备市场份额，下游制造商迫切希望能有更多的选择。特别是在国内市场，半导体设备国产替代已是大势所趋，但国内涂胶显影设备市场制造商稀少，国产化率不足5%，涂胶显影设备的国产替代情势严峻。而盛美上海最新推出的Ultra LITH设备可谓是恰逢其时。
 
从产品性能来看，Ultra LITH专为300毫米晶圆而设计，共有4个适用于12英寸晶圆的装载口，8个涂胶腔体、8个显影腔体，腔体温度可精准控制在23°C ±0.1°C ，烘烤范围为50°C至250°C，晶圆破损率低于1/50000，支持包括i-line、KrF和ArF系统在内的各种光刻工艺。
 
在解读这些性能参数时，盛美上海工作人员总结称，Ultra LITH共有三方面的领先优势：
 
其一，Ultra LITH采用与竞品不同的全新设计架构——垂直交叉架构，形成了自己的差异化竞争优势。基于该公司全球专利申请保护的全新架构，Ultra LITH可支持拓展至12个涂胶腔体及12个显影腔体，每小时晶圆产能可达300片，将来在配备更多的涂胶和显影腔体的条件下还能达到每小时400片以上的产能。
 
其二，盛美上海在后道封装多年积累的涂胶显影技术的基础上，为该设备配备了稳定的电控架构及强大的软件系统，这在高精度要求的光刻环节尤为重要。
 
其三，Ultra LITH搭载了高速稳定的机械手系统，多机械手协同配合，可实现晶圆传输路径的优化，提高传输效率。设备内部的气流分布进行了优化处理，可减少颗粒污染，强大的清洗技术亦可支持未来浸没式***对硅片背面的颗粒清洗需求。且分区控制的高精度热板由公司自主研发，已达到业界先进水平。
 
目前，盛美上海已经向中国国内的逻辑客户交付首台ArF工艺的前道涂胶显影Track设备。此外，该公司已开始着手研发KrF型号的设备。在客户验证时间方面，基于设备的成熟度，通常是在一年至一年半左右，验证成功后，便可接获重复订单。
 
“鉴于全球市场对涂胶显影设备的强劲需求，盛美上海将在多客户之间进行平行验证，这有望显著提高Ultra LITH设备的放量速度。可以预见，自2024年开始，涂胶显影设备将成为盛美上海未来业绩成长的新增长曲线之一，这在公司对涂胶显影设备的长期发展规划中亦有体现。”盛美上海工作人员在介绍时提到。
 

拥有自主知识产权的Ultra PmaxTM PECVD设备

PECVD市场同样是盛美上海近一年来迈进的新领域，2022年12月该公司宣布推出拥有自主知识产权的Ultra Pmax等离子体增强化学气相沉积（PECVD）设备。
 
通过官网可以看到，该公司PECVD设备具有以下主要优势
·配置了具有自主知识产权的腔体设计和单腔体多加热盘布局
·配置了特殊的气体分配装置和卡盘设计
·针对薄膜叠层的变换可以提供更好的薄膜均匀性，更优的薄膜应力和更少的颗粒特性
·兼顾高产能要求每个腔体都安装有多个加热盘
·灵活配置腔体数量兼顾不同产能要求
·自主开发的控制软件能够灵活配置满足相应需求
·独特设计的真空机械手臂匹配腔体多加热盘晶圆存取规则
·工艺温度兼容200C到650C的各种PECVD沉积薄膜要求
 
盛美上海工作人员对此解读称，Ultra PmaxTM PECVD设备配置了自主知识产权的腔体、气体分配装置和卡盘设计，能够提供更好的薄膜均匀性，更小的薄膜应力和更少的颗粒特性。该设备采用单腔体模块化设计，有两种配置：一种是可以配置一至三腔体模块，适合极薄膜层或快速工艺步骤；另一种是可以配置四至五腔体模块，在优化产能的同时，支持厚膜沉积以及更长的工艺时间。以上两种配置中，每个腔体都安装有多个加热卡盘，以优化工艺控制并提高产能。
 
在卡盘温度控制方面，其一加热器有多区控制，使加热器温度更均匀；其二采用了分区等离子体在加热器上的分布控制体系，使等离子体也能够在加热器表面的分布更均匀。
 

结语

很明显，盛美上海进入新领域的方式是主打差异化竞争优势。如盛美上海工作人员所说，这是该公司自成立之初就设立下的发展战略。
 
“公司自设立以来，始终坚持‘技术差异化’发展战略，随着清洗设备的可覆盖工艺不断扩
大，公司开始向‘产品平台化、客户全球化’的战略目标发展，专注于半导体专用设备领域，旨在以持续的研发团队建设，吸引高端专业人才，通过自主研发提升科技创新能力；通过有力的全球市场开拓，提升市场占有率；通过不断的推出差异化的新产品、新技术，提升公司的核心竞争力，扩大公司的收入和利润规模，为股东创造价值，为半导体制造商提供定制化、高性能、低消耗的工艺解决方案，来提升生产效率和产品良率。”盛美上海工作人员在采访中说到。