芯片製造的“隱形功臣”,頗爾如何助力良率提升_風聞
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在芯片邁入亞納米時代之際,半導體制造迎來了新的大考。其中,芯片製造過程中的過濾和純化工藝更成為了重中之重。
因為對於半導體設備而言,潔淨程度很大意義上決定了利用效率、運行性能和生產成本,污染輕則影響生產效率,重則降低芯片良率,也正因此,過濾貫穿了整個芯片製造鏈路。
目前,不論是極紫外光刻機的光學系統,還是光刻膠的納米級塗布,抑或是CMP研磨液的均勻度控制,每個環節都對過濾技術提出了新的要求,可以説高精度過濾技術正成為決定芯片良率的隱形戰場。
而在這一戰場中,過濾、分離和純化解決方案的專家——頗爾公司(Pall corporation)正在服務於更多半導體企業,助力芯片的下一步發展。
近日,半導體行業觀察與頗爾中國總經理陳淮、頗爾中國微電子事業部總負責人陳磊在SEMICON China期間進行了深入交流,圍繞着頗爾所展出的四款重磅新品,探討了頗爾如何依託多點位生產佈局與尖端過濾技術,精準應對芯片製造中的良率挑戰。
打造本土化“鐵三角”
近兩年時間,頗爾在亞太地區出手頻頻。
2022年,頗爾耗資1100萬美元,進一步拓展北京工廠的微電子產品品類與產能;2023年5月,頗爾位於北京亦莊園區內工廠的Gaskleen和Profile II雙過濾器產線正式投產上市;2024年6月,頗爾耗資約1.5億美元在新加坡建成一座佔地7英畝的先進製造工廠,新增Litho光刻和WET濕法化學兩條重要產品線……
對於頗爾在亞太地區的這兩次大規模投資,頗爾中國總經理陳淮表示,這正是頗爾“深耕本地,服務本地(In Region, for Region)”本土化戰略的重要一環。
“包括中國在內的亞太市場不僅規模龐大,還擁有許多獨特的需求,為更好地滿足這些需求,必然少不了本地研發團隊、生產工廠以及完善的供應鏈體系,”他講到,“不論是北京工廠還是新加坡工廠,彼此間都會保持緊密聯繫,共同開發契合本土市場需求的創新產品,更好地服務我們的客户。”
據瞭解,頗爾是最早佈局中國市場的外資企業之一,其位於北京的工廠在上世紀90年代落成,最初主要生產工業領域所需的過濾器濾殼,隨着後續引入日本濾殼製造標準,逐步拓展至CMP(化學機械拋光)和GAS(氣體過濾)等關鍵產品的開發、生產、應用和技術支持能力。
在交流中,陳淮提及了目前國內半導體行業面臨的挑戰,“從短期來看,部分產品和技術受到了限制,”但他依然表現出了相當樂觀的態度,“頗爾依然看到市場保持着高度活躍,無論是政策支持,還是企業的持續投入,都展現出強勁的發展勢頭。”
他同時指出,隨着2023年完成對北京工廠的現代化改造後,頗爾能更高效地響應國內半導體客户的需求,進一步提升全球市場的競爭力,未來頗爾也會進一步拓展北京工廠的產品線,推動更多先進技術的開發與轉移。
不難發現,頗爾圍繞着亞太地區,佈局了一條完善可靠的供應鏈,其依託北京工廠(負責氣體過濾GAS及化學機械研磨CMP產品)、日本和新加坡工廠(分別覆蓋光刻Litho及濕法工藝WET產品),形成了一個穩定且高效的“鐵三角”體系。
而頗爾在本次SEMICON China公佈的四款重磅新品,就是這一體系中最有力的支撐。
四大新品助力良率提升
對於頗爾而言,其能夠在過濾解決方案領域數十年如一日地保持競爭優勢,關鍵在於其卓越的技術實力與持續創新的能力。
尤其是在製程不斷升級的半導體領域,3D堆疊和Chiplet等複雜芯片設計的興起,使得製造工藝面臨前所未有的挑戰。例如,3D NAND等存儲芯片已發展到上百層堆疊,每一層的形成都需要經歷精細的濕法刻蝕工藝,在關鍵製程步驟(如光刻、刻蝕、沉積、摻雜等)之間,濕法清洗成為保障芯片製造質量的核心環節,可確保晶圓表面無污染,防止工藝缺陷的累積。
據頗爾中國微電子事業部負責人陳磊介紹,頗爾Xpress® 1nm過濾器採用1納米PTFE膜技術,不僅能夠高效去除液體中的有機污染物和表面顆粒,其超低析出特性還可顯著縮短沖洗時間,幫助晶圓廠在使用點(POU)和製程點(POP)快速達到監測目標值。這一設計大幅提升了生產節拍,同時確保濕化學品持續滿足高純度標準,為大規模量產中的污染控制提供了靈活且高效的解決方案。
除了濕法化學品的純淨控制,工藝氣體的潔淨度同樣對光刻、沉積等核心工藝至關重要。陳磊介紹,頗爾Gaskleen® TM 1.5nm氣體過濾器採用PTFE與鍍膜材料複合技術,具備1.5納米(0.0015微米)的過濾精度,可有效攔截氣體中的超細微顆粒。其核心優勢在於嚴格的質量控制體系與清潔程序,確保每一片濾芯的完整性與潔淨度,從而提升整體制程的穩定性。
在化學機械研磨(CMP)工藝中,若研磨液混入顆粒雜質,可能導致晶圓表面劃傷或電路短路。為此,頗爾UCA 50nm過濾器專為CMP應用設計,採用熔噴工藝製造的聚苯乙烯濾材,精準去除氧化物(oxide)、銅佈線(WRC copper)等CMP研磨液中的50納米級團聚顆粒與凝膠。這一創新不僅提升了研磨液的純度,更有效降低工藝缺陷率,為先進製程中的晶圓平坦化工藝提供堅實保障。
此外,光刻膠的純淨度直接決定了光刻工藝的成敗。Photokleen® sub 1nm過濾器採用超低析出的HDPE(高密度聚乙烯)膜材,將過濾精度提升至亞1納米級別,可高效攔截光刻膠中的殘留顆粒、金屬離子及有機物。其獨特的超潔淨設計大幅降低了二次污染風險,助力客户在EUV(極紫外)光刻等先進工藝中實現更高的分辨率和良率,為製程突破奠定堅實基礎。
全方位的客户服務
“我們的過濾器從膜製備到最終產品,全程由頗爾公司自主研發和生產,在品質控制上擁有全面的保障,“陳磊強調,“通過在北京工廠實現微電子氣體和CMP過濾產品的本土化生產,我們為客户構建了一條高效、穩定且快速響應的供應鏈。這不僅體現了我們對中國半導體產業的長期承諾,也意味着我們能夠更敏捷地響應本土市場的快速變化。”
值得一提的是,頗爾的半導體團隊還在持續深耕本土市場,近期推出了創新的CIP(客户改進項目)解決方案。陳磊詳細闡述了這一定製化方案的獨特價值:這不僅僅是一個技術支持項目,更是一種深度協作的創新模式。當客户在工藝流程中遭遇顆粒物或離子污染影響生產良率時,頗爾能迅速基於這些具體挑戰,對產品進行專屬的升級和調整。
例如,在某些先進工藝節點,微米甚至納米級別的污染顆粒可能會嚴重影響芯片的良品率。傳統的通用過濾方案往往難以完全滿足這些特定場景的需求。而頗爾的CIP解決方案則通過深入分析客户的具體工藝參數、污染特徵和性能瓶頸,提供真正的"量身定製"方案。這種精準的技術支持,不僅能幫助客户提高生產良率,還能顯著降低生產成本。
除此之外,陳磊還指出,頗爾專業的SLS(銷售、實驗室、服務)團隊可以為客户提供全週期、全方位的技術支持。從產品選型階段的專業諮詢,到生產過程中的快速技術問題解決,再到定期的技術培訓,SLS團隊以其專業性和精準性,在每個環節為客户提供高效支持。
他表示,團隊的技術能力體現在多個維度:首先是深入的半導體工藝理解,其次是對過濾技術的前沿研究,最後是快速迭代和定製的能力。頗爾不僅為客户解決當前的技術挑戰,更致力於幫助客户前瞻性地規劃技術路線。這種全面的客户服務體系,不僅極大地增強了客户對頗爾的信任,更為客户的長期發展提供了堅實的技術保障。
可以看到,頗爾不僅通過持續的技術創新,推動過濾精度從微米級邁向1nm乃至更小的尺度,還在客户服務方面下足了功夫,將先進技術和最佳實踐引入中國市場,與客户一同推動國內半導體行業邁向更高水平。
先進技術推動行業發展
隨着半導體行業朝向更先進的節點發展,對潔淨度的極致追求已成為提升產品競爭力的重要因素,而過濾技術無疑是其中最為關鍵的一環。
從北京工廠到新加坡工廠,再到SEMICON China的四款重磅新品,頗爾正憑藉其全球領先的技術實力以及深度本土化的服務能力,不僅在半導體制造領域扮演着至關重要的角色,同時還為客户提供了一系列創新的解決方案,其正在用實際行動,支持着國內半導體行業發展。
正如頗爾中國總經理陳淮在交流中所説:“頗爾將始終秉持‘The Unsolvable, Solved’的理念,致力於將看似不可能的任務變為可能,用最先進的過濾技術,來推動半導體行業的持續進步!”
2025年3月26至28日,SEMICON China 2025在上海新國際博覽中心盛大開幕,在N3展館3263號的頗爾展位上,在這裏,將有機會搶先預覽四款全新產品,並與行業頂尖專家進行深度交流,現在就可以通過鏈接中的活動頁面,第一時間洞悉半導體領域最前沿的過濾技術創新。