晶圆清洗机是半导体集成电路制造的四大设备之一，中国早已攻克了除光刻机以外的其他三种设备。随着年下半年开始的芯片短缺，对半导体的需求越来越强劲，包括中芯国际、台积电、三星、Intel等各大上游晶圆厂商在全球正紧锣密鼓的建厂扩产。对晶圆清洗设备的需求也快速增长。昨日(年5月17日)，据韩国媒体koreaherald报道，三星电子子公司和主要半导体芯片相关设备供应商Semes的两名前雇员因涉嫌参与“晶圆清洗”技术盗窃而被起诉。

SUPERCRYSTAL晶圆清洗机，来源：Semes

据韩国水原地区检察官办公室周二称，这两名Semes前员工涉嫌向一家未公开的中国实体出售关键的晶圆清洗机——据信与Semes的机器相同。这对夫妇和Semes供应商的另外两名员工被检察官以违反《防止不公平竞争和商业秘密保护法》的罪名起诉。

据报道，被指控技术盗窃者获得了大约亿韩元(万美元)的回报。

水原地方检察厅发言人拒绝就此事发表进一步评论，并补充说：“完成调查还需要几周时间。”这些机器被认为是三星尖端半导体芯片技术的关键。在芯片制造过程的最初阶段，使用清洁设备保持芯片晶圆的清洁至关重要。随着晶圆变得更薄，该工艺需要更复杂的方法。克服技术障碍的方法之一是让设备使用超临界流体状态的二氧化碳来清洁晶片，与使用其他流体(如超纯水)进行清洁相比，这可以减少对晶片的损坏。

Semes是世界上第一家开发该技术的公司，机器已独家供应给三星电子，专门用于存储芯片、处理器芯片和合同制芯片制造业务。

三星在Semes拥有90%以上的股份，Semes是一家设备供应商，负责监督从清洁到蚀刻、摄影、测试和封装等一系列芯片制造过程。

什么是晶圆清洗?

集成电路制造设备按类型分为氧化/扩散炉、光刻机、刻蚀机、离子注入机、薄膜沉积设备、清洗设备与检测设备等;按工艺分为成熟工艺设备和先进工艺设备两种，成熟工艺设备包含8英寸、6英寸等90nm以上技术节点，先进工艺设备以12英寸90nm以下技术节点为主。

晶圆厂(例如台积电、中芯国际的Fab厂)80%以上的投资用于购买集成电路设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备(包含CVD设备与PVD设备)，清洗设备和光刻设备是四大主要设备。

而中国在半导体制造设备中已经突破了前三种，仅光刻机还未攻克。

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。清洗是晶圆加工制造过程中的重要一环，为了最大限度降低杂质对芯片良率的影响，在实际生产过程中不仅需要确保高效的单次清洗，还需要在几乎所有的制程前后都进行频繁的清洗，在单晶硅片制造、光刻、刻蚀、沉积等关键制程工艺中均为必要环节。

1)硅片制造过程中，经过抛光处理后的硅片，需要通过清洗过程来确保其表面的平整度和性能，进而提升在后续工艺中的良率。

2)晶圆制造过程中，晶圆经过光刻、刻蚀、离子注入、去胶、成膜以及机械抛光等关键工序前后都需要进行清洗，以去除晶圆沾染的化学杂质，减少缺陷率，提高良率。

3)芯片封装过程中，芯片需要根据封装工艺进行TSV(硅穿孔)清洗、UBM/RDL(凸点底层金属/薄膜再分布技术)清洗以及健合清洗等。

清洗步骤数量是芯片制造工艺步骤占比最大的工序，约占所有芯片制造工序步骤的30%以上。伴随半导体制造技术节点的进步，清洗工序的数量和重要性将继续提高。在半导体芯片工艺技术节点进入28nm、14nm以及更先进等级后，工艺流程的延长且越趋复杂，产线成品率也会随之下降。造成这种现象的一个原因就是先进制程对杂质的敏感度更高，小尺寸污染物的高效清洗更困难。解决的方法主要是增加清洗步骤。每个晶片在整个制造过程中需要甚至超过道清洗步骤，晶圆清洗变得更加复杂、重要及富有挑战性。

Semes及半导体设备产品

Semes是三星电子旗下的一家半导体设备供应商(三星拥90%以上的Semes的股份)，同时也是韩国最大的半导体设备制造商。其目标是到年销售额达到5万亿韩元，进入全球TOP5。三星希望通过Semes实现自身在半导体/显示核心设备领域的自主。三星目前也是Semes的主要客户。

Semes的设备研发主要以半导体制程中使用的清洗、蚀刻、涂胶显影等设备为中心，同时覆盖测试封装、半导体物流自动化设备、OLED显示等领域。

目前，Semes的产品主要包括半导体前道工序领域的清洗、Phototrack(OMEGA-S、OMEGA-K)、蚀刻(MichelanO3、MichelanC4)设备，还有后道工序的Bonder、Probe、TestHandler等设备。

其中半导体清洗设备有：

SUPERCRYSTA：

LOTUS：

BLUEICEPRIME：

IRISPRIME：

BLUEICESPM：：

IRIS：

数据显示，Semes在年全年的收入为3.12万亿韩元(约人民币亿元)，营业利润为亿韩元。这是该公司迄今为止最好的年度业绩。与年相比，收入和营业利润也分别增长了41%和24%。其中，晶圆厂设备占Semes的年收入的75%，而平板显示设备占比1.7%。年，晶圆厂设备占其年收入的61.24%，而平板显示设备占比9.9%。

半导体清洗设备市场，中国已攻克技术

上面说过，晶圆厂80%以上的投资用于购买集成电路设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备(包含CVD设备与PVD设备)，清洗设备和光刻设备是四大主要设备，年四大主要设备投资规模占晶圆制造设备总投资的比例分别为30%、25%、5%、23%。

全球半导体清洗设备主要由日本、美国等国外企业供应，合计占比超过80%。其中，日本厂商迪恩士处于绝对领先地位，市场份额超过50%。其次是东京电子、泛林等，市场份额30%-40%。其余的为韩国厂商SEMES和Mujin。

据Gartner的数据显示，在年的全球半导体清洗设备市场，日本迪恩士(DNS)、日本东京电子(TEL)、韩国SEMES和美国泛林集团(Lamresearch)分别占据了45.10%、25.30%、14.80%和12.50%的市场。国内市场方面，按年中国半导体清洗设备招标采购份额计算，DNS、Lamresearch、TEL占比分别为48%，20%，6%。

国内半导体清洗领域的重要参与者包括至纯科技、盛美半导体、北方华创、芯源微等，国内半导体清洗厂商起步比海外虽然较晚，追赶势头强劲，目前市场合计占比22%。

1、清洗设备展露头角

其中盛美为国内半导体清洗设备的行业龙头企业，主要产品为集成电路领域的单片清洗设备，其中包括单片清洗设备、单片背面清洗设备、单片刷洗设备、槽式清洗设备和单片槽式组合清洗设备等，产品线较为丰富;北方华创可提供多种类型的单片清洗和槽式清洗设备，已广泛应用于集成电路、半导体照明、先进封装等领域;至纯科技具备生产8-12英寸高阶单片湿法清洗设备和槽式湿法清洗设备的相关技术;芯源微目前产品用于集成电路制造领域的单片式刷洗领域。

以盛美为例，研发出SAPS、TEBO等清洗技术，成功解决兆声波清洗不均匀和易损伤两大难题。相比传统的兆声波清洗方法，盛美首创的SAPS技术将兆声波能量发生器和晶圆之间的间隙做周期性变化，达到了对晶圆表面兆声波能量分布的精确控制，有效解决了兆声波能量在晶圆表面分布不均匀的难题。同时TEBO清洗技术使得兆声波清洗产生的气泡不会爆炸，实现了硅片均匀和无损的兆声波清洗重要突破。目前盛美已成为国产清洗设备领域头部企业，且已通过韩国海力士验收。

注：

兆声波清洗是由超声波清洗发展而来的，是利用换能器发出兆赫级高能声波(振动产生0.8MHz),溶液分子在这种声波的推动下作加速运动(最大瞬时速度达到30cm/s)，以强声压梯度及声流作用产生的高速流体力学层连续冲击，使吸附的微细颗粒解吸的清洗技术。作为一种纳米级精密清洗技术，兆声波清洗不但继承了超声波清洗的优点，而且克服了它的缺陷。在粘滞层厚度、功率密度、共振效应、衍射效应方面比超声波清洗技术更有优势。

兆声波清洗技术作为超精密清洗代表的纳米级清洗技术，在半导体清洗领域占据举足轻重的作用，成为前沿精密清洗领域一匹少壮有为的黑马：既可以完成Si圆片、GaAs、液晶玻璃及其他玻璃面罩的清洗，也可以完成硬盘及其读写头、半导体组件、光掩模、薄膜磁头等脆性材料的超精密清洗。同时，可处理TSV刻蚀后清洗、UBM/RDL清洗、键合清洗等先进封装领域的精密清洗。随着研究的进一步深入，兆声波清洗技术除了在半导体和电子器件的生产过程中获得越来越多的应用外，在光学器件和医疗仪器的精密清洗上也备受

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