芯片制造，洗洗更健康( 二 ) 本文来自微信公众号：果壳硬

根据清洗介质的不同，半导体清洗分为湿法清洗和干法清洗。
湿法清洗：指采用去离子水和化学溶剂，辅以超声波、加热、真空等物理方法，对晶圆表面进行清洗，随后加以湿润再干燥，以去除晶圆制造过程中的污染物。湿法清洗过程化学药液基本相同，不同工艺主要差别在于辅助方法，也是湿法清洗工艺的主要难点。

文章图片
常见的清洗化学溶剂，资料来源丨《中国高新技术企业》[6]
干法清洗：指不使用化学溶剂的清洗技术，虽然它可清洗污染物比较单一，但在28nm及更先进技术节点的逻辑产品和存储产品中至关重要。
虽然清洗步骤中90%使用的都是湿法清洗技术，但在半导体制造中，干法和湿法在短期无法互相替代，并在各自领域向更先进方向发展。

文章图片
清洗的主要清洗方法及优缺点，资料来源丨盛美招股书
不同清洗方式，需要借助相应的清洗设备。
湿法清洗工艺路线下分为槽式清洗设备、单片清洗设备、组合式清洗设备等。槽式清洗设备门槛低、产能高、控制性好，在制程工艺推进到100nm后，传统槽式清洗设备很难满足高精度制程工艺的工艺需求。单片清洗设备应用更广、清洗能力和效率更高、可改善单晶圆与不同晶圆均匀性、不存在交叉污染风险，但实现技术难度大，国外大厂都要从基础物理研究，如在几十纳米宽度沟槽中，液体分子的运动状态和带走颗粒物的可能性，干燥时液体表面张力对图形的损伤风险。另外，单片和槽式清洗还可组合出现。 [7]
干法清洗工艺路线下主要拥有等离子体清洗设备、蒸汽态清洗设备、低温喷雾清洗设备、超临界清洗设备。干法清洗设备的清洗强度和清洗效率不如湿法清洗设备，但它清洗残留少、不存在液体表面张力、较为安全环保，同时由于气体清洗剂颗粒较小，容易清洗深宽比较大的结构，在先进工艺中能发挥巨大作用。

文章图片
湿法清洗和干法清洗设备种类及特点，制表丨果壳硬科技
参考资料丨《集成电路产业全书》、盛美招股书
国内玩家的窘境
半导体制造设备有十一类，具体包括光刻机、过程检测设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备、离子注入设备、CMP设备、清洗设备、氧化退火设备、其它晶圆制造设备九类前道工艺设备，测试设备和封装设备两类后道工艺设备。这其中，清洗设备必不可缺。
在制造半导体整体设备中，清洗设备的价值比其它制造设备低，约为5%~6% 。但它会参与到芯片制造的各个环节，是其它赛道的敲门砖，也是芯片制造绕不开的环节。
在芯片缺乏和芯片潮双重影响下，清洗设备市场规模将持续增加。据Marketwatch预计， 2022年全球半导体清洗设备规模将达到55.91亿美元，至2028年达77.94亿美元，年复合增长率5.7% 。 [8]
与光刻机类似，清洗设备单台售价高、毛利率较高。以盛美为例，其单片清洗设备单价超过2500万元，毛利率约45% 。 [3]
从国际和国内清洗设备现状来看，马太效应显著。与光刻机类似，国产清洗设备的国产化率也不是非常高，但比其它种类半导体设备情况要乐观许多。数据显示，清洗设备的国产化率从2015年的15%提升到了2020年的20% ，反观光刻机的国产化率一直小于1% ，同时所有种类国产设备的总和仅占全球半导体供应链的5% 。 [9]