本期话题：
00:30 气液混合手段，高效且低成本处理氧化硅层
04:57 依靠产品独特性，华瑛微在红海竞争中脱颖而出
12:22 从行业老兵视角，感受国产半导体行业崛起之路
气液混合手段，高效且低成本处理氧化硅层
幻实（主播）：
欢迎大家关注芯片揭秘，我是主播幻实，本期节目我们邀请到了一家专注于绿色环保、拥有原创核心技术和独特性能的半导体湿法工艺设备公司，它就是无锡华瑛微电子技术有限公司（以下简称：华瑛微），先请华瑛微的副总裁杨崴，杨总跟大家介绍一下华瑛微的产品是面向半导体具体的哪些工艺环节？可以解决哪些问题？
华瑛微销售副总裁 杨崴 做客芯片揭秘
杨崴（嘉宾）：
大家好，我是华瑛微的杨崴。华瑛微目前主要有5款产品，其中包括全自动晶圆边缘腐蚀与清洗设备、晶圆表面金属污染提取检测设备、钝化设备、尾气处理设备以及第三方测试服务。第一款产品，全自动晶圆边缘腐蚀与清洗设备，这款设备主要用于wafer（硅片）边缘腐蚀工艺，被广泛应用在生产硅片的工厂，用来处理硅片背面边沿及斜边的氧化硅层，通过华瑛微的设备精准去除边缘氧化硅层。
全自动晶圆边缘腐蚀与清洗设备（图源：华瑛微）
幻实（主播）：
它是一款专门去除氧化硅层的工艺线上的生产型设备。如果晶圆边缘的氧化硅层不去清除会有什么问题？
杨崴（嘉宾）：
我们常规处理的是重掺硅片，为了防止在之后外延工艺的时候，硅片产生自掺杂，所以硅片会在背面长一层氧化硅层，防止出现掺杂物质对硅片正面的外延工艺产生影响。但是硅片在长氧化硅层的时候，它的边缘、斜面也会长氧化硅层，这种情况我们就要在长外延之前把边缘和斜面的氧化硅层去除掉，不然会对之后的外延工艺品质造成影响。
幻实（主播）：
半导体是一个精细行业，边边角角都要精准处理，而且还需要有专门的设备去处理。那华瑛微的全自动晶圆边缘腐蚀与清洗设备的工艺方式跟常规方法相比优势是什么？
杨崴（嘉宾）：
我先给大家讲一下常规的去除方式是怎么做的。首先要将一层防腐的蓝膜贴在硅片上，然后将硅片泡在充满HF酸的槽式设备里，通过HF酸把氧化硅层去掉，然后再拿出来用大量的超纯水清洗并甩干，最后撕掉蓝膜，整个过程需要用多台设备完成。贴蓝膜是为了保护硅片背面的氧化层的方法，这样可以单纯去掉硅片边缘的氧化硅层。
晶圆蓝膜：通常指的是在半导体制造过程中用于保护晶圆表面的一种蓝色薄膜。这种薄膜主要用于防止晶圆在加工和运输过程中受到污染、划伤或其他损伤。蓝膜通常是聚酯类材料，具备一定的耐温性和化学稳定性，能够在后续的工艺步骤中被轻易去除。
幻实（主播）：
感觉这个工艺好复杂，需要贴、泡、洗、撕好多步骤，而且还会产生大量的耗材。
杨崴（嘉宾）：
蓝膜的成本大概在十几块到几十块之间不等，而且还需要从日本进口。整个过程中还需要用到大量的酸和纯水，后期会产生很多废液需要去处理，非常的不环保而且存在生产安全隐患，这些都是传统工艺方式的缺点。通过华瑛微的全自动晶圆边缘腐蚀与清洗设备，则不需要贴蓝膜，也不需要准备泡酸的槽式设备及撕膜和干燥设备，只需要微量的氢氟酸和氮气，就可以把刚才我讲的这一系列步骤都做完，而且单片生产成本不到1元。
幻实（主播）：
你们怎么如何解决硅片该保护的部分不被清除掉？
杨崴（嘉宾）：
这归功于我们的原创核心技术，而且全球独家。我们将硅片放在特殊设计的腔体中，通过对腔体里化学气液流动的精准控制实现腐蚀，而且可以精确控制需要腐蚀边缘的尺寸。在处理完成后，相较于传统方式，客户看到腐蚀断面的工艺，它的形貌更清晰，锐度也更好。不会出现像传统方法中常见的彩虹状或边沿不平整的情况。目前我们的设备在国内硅片衬底工厂使用之后，获得了客户的广泛关注和认可，因为它不仅降低了成本，还提升了工艺性能。
依靠产品独特性，华瑛微在红海竞争中脱颖而出
幻实（主播）：
看来你们比海外传统模式更有优势，因为贴膜的方式会存在残留和碎片等问题，更容易造成不确定性。那华瑛微的第二款产品作用是什么？又有什么新技术？
杨崴（嘉宾）：
华瑛微第二款产品是全自动晶圆污染提取测量设备，它属于检测设备中的化学分析检测一类，它的主要功能是检测硅片上金属原子的数量。目前该设备可以对30余种金属元素做定量分析。
全自动晶圆污染提取测量设备（图源：华瑛微）
幻实（主播）：
半导体生产过程中，为什么要对金属原子进行检测呢？金属含量检测的方式是什么样的？
杨崴（嘉宾）：
在半导体工艺过程中，金属污染会对器件性能产生严重影响。如果污染金属含量超标，会导致漏电、短路等问题，从而使整个器件性能下降，甚至可能部分器件报废。所以从硅片环节开始，就要对金属含量进行严格控制，并且在每一道工艺完成后都要重新进行检测，保证每一道工艺做完之后带来的额外金属的增加是满足要求的。
目前大家基本上都是采用通用的方式，使用提取设备配合质谱仪相结合做金属含量检测。提取设备通过不同的酸液化学品，将硅片上残留的痕量金属提取到试剂里，然后将试剂放在质谱仪里做定量的检测。
华瑛微主要的核心技术在前端的提取，首先我们可以完全兼容传统提取方式所能达到的能力。传统提取方式对于硅片的表面是有特殊要求的，硅片必须是疏水性的表面（疏水性表面：将一滴水滴在表面会形成水滴而不是分散开来），然后才能通过控制液滴在硅片上移动，提取出痕量金属，而华瑛微的提取方式对表面没有要求，不论wafer表面是亲水性还是疏水性，我们都可以提取，这样就可以让用户做更多的测试动作。比如氧化硅层的硅片，因为其本身的性质是亲水性，所以用传统的方式它基本上没办法做金属提取，只能通过一些其他方式或者很复杂的手段来实现提取，但用我们的设备，就可以直接去提取。而且可以选用各种化学配方溶解和收集非硅颗粒中的金属元素，如各种合金颗粒、陶瓷类颗粒及有机颗粒里的金属元素。客户对我们这种方式非常认可，可应用于晶圆正面或反面的污染提取，也不需要考虑产品的亲水性、疏水性。
幻实（主播）：
听完杨总的介绍，感觉华瑛微手里有非常多的独门法宝，不知道第三款产品是否也充满了黑科技？
杨崴（嘉宾）：
华瑛微第三款产品是全自动晶圆清洗和钝化设备，主要用在外延片电阻率MCV测试之前，是一款对晶圆表面状态进行处理的设备，这款设备同样突破了传统技术，也是华瑛微原创的技术。如何处理晶圆表面状态，传统的方法是将晶圆浸泡在酸性溶液的槽式设备里边，先用氢氟酸去除掉氧化层后再清洗，接着再放在双氧水里重新生长出一层氧化层，之后进行清洗、甩干，经历很多步骤才可以做测试。而使用华瑛微的全自动晶圆清洗和钝化设备就只需要将晶圆放进设备，按一下启动键就可以自动完成晶圆清洗、钝化、干燥过程，整个过程晶圆是不动的。
全自动晶圆清洗和钝化设备（图源：华瑛微）
幻实（主播）：
感觉非常便捷，这背后的技术原因是什么呢？
杨崴（嘉宾）：
因为我们是在一个微处理腔内完成晶圆清洗、钝化和干燥过程，通过独有的DTL技术做处理，用来清洗和钝化晶圆表面的化学气体或液体被按顺序送进微处理腔室里，在晶圆表面形成一个1毫米左右厚动态的化学气体或液体薄层，完成晶圆的清洗、钝化和干燥。这样就不需要储备大量的酸液，也可以省掉很多晶圆搬运的步骤。一方面华瑛微的技术不需要很多化学品的消耗，另一方面客户也不需要做很多废液的处理。经过核算成本，我们跟传统的方法相比，成本不到传统方法的1%。
华瑛微世界首创动态薄层技术（DTL）
幻实（主播）：
通过这款产品，能明显感觉到华瑛微在绿色环保方面做了很多工作。你们的设备不仅降低了化学品和纯水的使用量，还减少了废弃物排放。从而降低了客户的成本，还减轻了环境压力。
原本我以为清洗设备市场已经被巨头占据，了解完华瑛微的产品后，我明白还是要依靠产品的独特性来竞争，这个市场还有很大的发展空间。
杨崴（嘉宾）：
华瑛微专注于化学清洗设备的细分领域，拥有原创技术，我们希望能为半导体行业做出贡献。
从行业老兵视角，感受国产半导体行业崛起之路
幻实（主播）：
您之前是在国内大厂担任高级管理人员，现在又加入了华瑛微，一直都致力于中国半导体行业，所以我想问您，经过这么多年的发展，结合您的亲身经历，中国半导体行业给您最直观的感受是什么？您觉得卡脖子的问题我们解决了多少？
杨崴（嘉宾）：
中国半导体行业经历了从学习到创新再到突破的过程。我记得国内企业在做8吋设备的时候，12吋设备美国对中国是禁运的，有一家上海公司，他们想建一条12吋生产线，结果因为买不到对应的设备，后面只能改成8吋生产线。后来经过五六年的努力，我们开发出第一台12吋设备，美国马上就将12吋设备禁令解除了。当时我们第一台国产设备交付客户端的时候，很多工程师像参观一样过来看这台国产设备，当时感觉很震惊也很骄傲，因为在整个大工厂中，上千台设备里只有这一台国产设备。
走到今天，无论是8吋还是12吋设备，大部分国产设备已经可以在工厂中使用，而且同一种设备可能有不同的厂家和供应商提供，这表明市场已经进入充分竞争并逐渐走向成熟的阶段。我们从学习模仿开始，通过与客户的沟通交流，不断进行改进和优化，突破了原有对标设备的能力，提升了自身能力。现在，我们华瑛微更注重原创技术，希望通过我们自己的想法以及对行业的经验和了解，为行业带来质的改变。
幻实（主播）：
和您聊完，我感觉中国虽然在技术路线上受国外引领，但随着中国自己的独特产业转移之后，我们对工艺进行优化，并提供了可能赶超西方国家的手段。最后想问您关于华瑛微未来3-5年的规划是怎样的？
芯片揭秘 主播幻实（左） 对话 无锡华瑛微电子技术有限公司 销售副总裁 杨崴（右）
杨崴（嘉宾）：
未来，华瑛微会聚焦于DTL技术在半导体行业的应用拓展。在设备方面，我们会将新型湿法工艺处理设备的应用从硅片生产过程拓展到芯片制造工艺，以及化合物半导体、碳化硅等方面；在检测方面，除了现有的晶圆检测，我们还希望拓展到化学品实时监控等领域。
幻实（主播）：
非常有想法的布局，通过自身对技术的理解，推出不同的应用，非常有独特性。
清洗是半导体制程的重要环节，也是影响半导体器件良率的最重要的因素之一。目前湿法清洗工艺是主流技术路线，湿法清洗占芯片制造清洗步骤数量的90%以上，但在短期内湿法工艺和干法工艺无相互替代的趋势。
为了满足对清洁度和表面处理的更高要求，除了常见的湿洗干洗技术，行业内出现了多种新的清洗技术，比如：超声波清洗、超临界流体清洗、气泡清洗、化学机械抛光、高温高压水清洗、激光清洗、电化学清洗等等，这些新技术的出现使得半导体清洗过程在效率、环境保护和清洗效果上都有了显著提升。