掌握先進製程清洗技術專利 盛美上海擴大台灣服務能量

盛美上海SAPS單片清洗設備產品。盛美上海

半導體尺寸快速微縮，晶片構造越來越精細，產線上設備也須同步進化，在製程中扮演重要地位的清洗設備，向來是日、美品牌大廠天下，不過近期中國的盛美上海(中國科創板上市公司，股票代碼：688082)快速崛起。

該廠手握SAPS、TEBO兩項兆聲波清洗技術與Tahoe單片槽式組合清洗設備等三大優勢，佔中國大陸清洗設備市場的30%，成為此一領域的重要廠商，目前已有中、韓、美半導體業者採用盛美設備，接下來將繼續擴大台灣布局，以高品質先進清洗設備與強大服務能量，協助台灣客戶強化市場競爭力。

盛美上海是由ACM Research(納斯達克上市公司，股票代碼為ACMR)於2005年投資成立，是註冊於上海的半導體設備製造商，該公司集研發、設計、製造、銷售於一身，主力產品為半導體清洗設備、半導體電鍍設備、立式爐管設備和先進封裝濕製程設備，尤其在SAPS/TEBO單片兆赫波清洗技術、Tahoe單片槽式組合清洗技術、電鍍技術、無應力拋光技術和立式爐管等部分的技術掌握度相當高。

清洗是半導體的必要程序，製程越精細所需的清洗程序就越多，20奈米之後的製程有1/3環節圍繞於清洗設備週邊。進入14奈米後，清洗技術的難度大幅提升，業者必須導入更有效清洗微小顆粒及沾汙的的設備，不過既有的清洗技術已難因應如此漸趨複雜的晶片結構、逐漸細小的線路與3D立體化晶片，各大半導體設備廠紛紛著手研發新技術，兆聲波清洗則是其一。

盛美上海在2008年獨創的SAPS技術可解決兆聲波均勻度問題 ，可去除平坦晶圓表面和深孔內的微小顆粒，因此在2011年獲得海力士青睞，將之應用於45奈米DRAM製程產線，直到現在17奈米與15奈米DRAM製程都仍使用此設備。以DRAM為例，每10萬片產能的產線使用兩台盛美上海的單片清洗設備，設備成本約700萬美元，導入後的製程良率可提升1.5%，換算後利潤近7,000萬美元。

隨著晶片技術節點進一步縮小，以及深寬比進一步增大，圖形晶圓清洗的難度變大。當晶片技術節點進一步延伸至50nm以下，以及圖形結構向多層3D發展後，傳統兆聲波清洗難以控制氣泡進行穩態空化效應，造成氣泡破裂，從而產生高能微射流對晶圓表面圖形結構造成損傷。

對此盛美上海於2015年研發出全球首創的TEBO兆聲波無損傷清洗技術，該技術可通過控制氣穴的溫度進而避免氣穴內爆，實現3D結構內顆粒的無損傷清洗，有望解決14nm及以下FinFET細微結構清洗的難題。

TEBO兆聲波無損傷清洗技術與盛美上海正在研發的超臨界二氧化碳乾燥技術結合，將成為未來DRAM先進技術節點高深寬比電容結構的最佳清洗解決方案，同時，與在研的先進高溫IPA乾燥技術結合，將為未來奈米級邏輯晶片的3D結構清洗提供有效的解決方案。

另外在半導體量產製程中的光阻劑去除、蝕刻與晶圓平坦化的清洗環節，以往都須使用大量硫酸，而廢硫酸處理向來是棘手難題，過去半導體業者多採用槽式或單片式清洗設備，不過前者難以滿足28奈米製程以下的晶圓性能要求，後者的清洗效率雖佳，但需使用大量硫酸，盛美上海將兩者整合為Tahoe單片槽式組合清洗設備，半導體業者可依照將槽式或單片清洗兩種方式結合使用，不僅清洗效果顯著，與單片高溫硫酸清洗設備相比，還可節省80%以上的硫酸用量。

在晶片製程快速微縮、架構漸趨複雜後，清洗設備對產線良率將越來越重要，盛美上海則能成為半導體業者的堅實後盾，無須費心調整製程、維持良率。

清洗設備之外，盛美上海在前道銅互連電鍍設備、後道先進封裝電鍍設備與立式爐管LPCVD設備也有布局，另外該公司正著手研發ALD立式爐管設備，預計於2022年上半年問世。

目前盛美上海的企業總部設置於美國，主要客戶則為中、韓兩國的半導體業者，近年來全球半導體供應鏈出現變化，盛美上海選擇在全球客戶生產基地附近設廠並建立研發團隊，以在地化服務協助客戶解決產線問題。

除此之外盛美上海也著手擴廠，2021年已將上海川沙生產基地擴大至2萬平方公尺，擴充後的年產量將達6.25億美元。另外2022年底另一結合研發與生產的10萬平方公尺的上海臨港基地也將完工，屆時此基地可以提供最先進的研發及示範實驗室，加快公司內部的產品研發及驗證速度，同時年產能也將達15億美元，可滿足未來幾年盛美上海全球半導體客戶的設備需求。

至於在台灣的半導體市場布局策略，現在已有台灣半導體業矽片材料廠的中國廠房，採用盛美上海的清洗設備，運作成效十分良好，該公司計畫將此成功合作經驗輻射回台灣本地市場。盛美上海在台灣已有業務團隊提供相關服務，未來將視狀況設立研發中心，提供台灣半導體廠商即時服務。

面對市場龐大需求，各大半導體業者近兩年都大幅增加製程設備的資本支出，先進清洗技術是下一世代半導體製程提升良率的必要環節，盛美上海所掌握的專利技術，將可協助台灣半導體業者順利發展先進製程，強化後疫情時代競爭力。