一、半导体清洗设备行业简介
半导体清洗设备是半导体制造过程中的关键设备,其主要功能是去除硅片制造、晶圆制造和封装测试过程中可能存在的各种杂质,如颗粒、自然氧化层、金属污染、有机物、牺牲层、抛光残留物等,以避免这些杂质影响芯片的良率和产品性能。随着半导体制造工艺技术的不断提升,芯片尺寸不断缩小,对杂质敏感度提升,清洗步骤也在不断增加,90nm的芯片清洗工艺约90道,20nm的清洗工艺则达到了215道,目前清洗步骤占整个半导体工艺所有步骤约1/3,几乎所有制作过程前后都需要清洗,为清洗设备带来了广阔的增长空间。
根据清洗介质的不同,半导体清洗技术可以分为湿法清洗和干法清洗两种。目前湿法清洗为主流的清洗技术,占总清洗步骤的90%以上。湿法清洗是根据不同的工艺需求,主要是通过去离子水、清洗剂等对晶圆表面进行无损伤清洗,以去除晶圆制造过程中的杂质。干法清洗是指不使用化学溶剂,采用气态的氢氟酸刻蚀不规则分布的有结构的晶圆二氧化硅层,虽然具有对不同薄膜有高选择比的优点,但可清洗污染物比较单一,目前主要在28nm及以下技术节点的逻辑产品和存储产品有应用。根据清洗方法的不同,湿法清洗包括溶液浸泡法、机械刷洗法、二流体清洗、超声波清洗、兆声波清洗、批式旋转喷淋法六种方法,干法清洗包括等离子清洗、气相清洗和束流清洗三种方法。
二、半导体清洗设备行业分类
目前主流的湿法清洗设备主要包括单片清洗设备、槽式清洗设备、组合式清洗设备和批式旋转喷淋清洗设备等,其中单片清洗设备市场份额占比最高。湿法清洗工艺路线下主流的清洗设备存在先进程度的区分,主要体现在可清洗颗粒大小、金属污染、腐蚀均一性以及干燥技术等标准。
| 设备种类 | 清洗方式 | 应用特点 | 先进程度 |
| 单片清洗设备 | 高压喷淋、二流体清洗和兆声波清洗 | 微粒去除能力强,能够避免晶圆之间交叉污染;但每个腔体每次仅能清洗单片晶圆,设备产能较低 | 很高 |
| 槽式清洗设备 | 溶液浸泡法、兆声波清洗 | 每个腔体能够清洗多片晶圆,产能较高,适宜大批量生产;但颗粒去除能力控制差,且容易引起交叉污染风险 | 高 |
| 组合式清洗设备 | 溶液浸泡法和旋转喷淋组合清洗 | 产能、清洗精度较高,并可大幅度降低硫酸使用量;但产品造价较高 | 很高 |
| 批式旋转喷淋清洗设备 | 旋转喷淋 | 可实现120℃至200℃的高温硫酸工艺要求;但各项工艺参数较难控制,晶圆破损后整个清洗腔内的所有晶圆均有报废风险 | 高 |
三、中国半导体清洗设备行业发展现状
随着国内企业核心技术和工艺能力的提升,以及在客户认证方面的不断进展,未来刻蚀、清洗设备有望成为显著受益国内市场需求发展的赛道,成为半导体设备行业国产替代的先锋。中国大陆半导体设备销售额前五大厂商为北方华创、中微公司、盛美上海、长川科技、新益昌,清洗设备厂商主要有盛美上海、北方华创、芯源微、至纯科技和提牛科技等,产业集中度较高。数据显示,2023年国内半导体清洗设备行业市场规模约为18亿美元。
图表:2021-2023年中国半导体清洗设备行业市场规模

四、中国半导体清洗设备行业重点厂商
中国大陆从事半导体清洗设备的企业有盛美上海、北方华创、芯源微、至纯科技和提牛科技。
(1)盛美上海
盛美上海是中国大陆半导体湿法设备龙头企业,产品主要分为半导体清洗设备、半导体电镀设备和先进封装湿法设备三大类,其中半导体清洗设备收入占全部主营业务收入的比例最高,其主要产品为集成电路领域的单片清洗设备,其中包括单片SAPS兆声波清洗设备、单片TEBO兆声波清洗设备、单片背面清洗设备、单片前道刷洗设备、槽式清洗设备、单片槽式组合清洗设备等,产品线较为丰富。
(2)北方华创
北方华创是品类最齐全的国产半导体设备龙头,主营业务包括半导体设备、真空设备和电子元器件等,其半导体业务覆盖了刻蚀、沉积、清洗等主要半导体制造设备,产品体系丰富,在半导体清洗设备领域的主要产品包括单片清洗设备及全自动槽式清洗设备,其12英寸单片清洗机采用单片晶圆旋转湿法清洗技术,此设备具有清洗选择性好、清洗效率高等技术,包括化学药液保护系统、管路防静电系统、兆声波系统等,在保证不损伤产品本身结构的前提下,选择性的清洗残留物。
《2024-2029年中国半导体设备行业市场分析及发展前景预测报告》由中研普华产业研究院撰写,本报告对该行业的供需状况、发展现状、行业发展变化等进行了分析,重点分析了行业的发展现状、如何面对行业的发展挑战、行业的发展建议、行业竞争力,以及行业的投资分析和趋势预测等等。报告还综合了行业的整体发展动态,对行业在产品方面提供了参考建议和具体解决办法。






















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