普发半导体产品线:A4/UltiDry 多级罗茨干泵、COBRA 螺杆干泵、HiLobe 罗茨泵、HiPace/ATH 磁悬浮涡轮分子泵、ASM 氦质谱检漏仪、真空计、真空阀、残余气体分析仪 RGA、FOUP 晶圆盒污染监测系统Pfeiffer V...。覆盖晶圆前道制造、量检测、封装、设备整机配套,分为粗抽干泵(Sub‑fab 底层)、高真空分子泵(设备端腔体)、检漏与分析仪器三大类Pfeiffer V...。
一、晶圆前道核心工艺设备应用(8/12 英寸)
1、刻蚀设备 Etch(介质刻蚀、硅刻蚀、金属刻蚀、ALE 原子层刻蚀)
Load‑lock 负载锁腔(粗抽):A4/UltiDry 干式罗茨泵组,晶圆大气转真空快速抽气,短周期,无油,防止碳氢污染晶圆Pfeiffer V...。
工艺反应腔高真空主抽:ATH‑M 磁悬浮涡轮分子泵,耐腐蚀涂层 XN,应对氟基、氯基强腐蚀等离子气体;振动极低,保障纳米级图形刻蚀精度;ALE 先进刻蚀工艺标配 ATH‑M 系列分子泵。
副产品:刻蚀产生粉尘、腐蚀性气体,干泵带加热防沉积物附着;分子泵耐等离子反向轰击。
2、薄膜沉积设备 PVD / CVD / ALD
PVD 磁控溅射(金属钛 / 铜 / 钽、阻挡层)工艺腔主抽:HiPace 磁悬浮分子泵;Load‑Lock:A4 干泵机组;需要高洁净、低振动,保证薄膜均匀度、颗粒缺陷最小化。
PECVD 等离子增强化学气相沉积(SiO₂、SiN 钝化层)反应腔前级:A4X 耐腐蚀干泵 / COBRA 螺杆干泵;处理硅烷、氨气等前驱体,泵体加热,防止粉末沉积泵腔。
LPCVD 低压化学气相沉积炉管炉管粗抽:COBRA 螺杆干泵 + HiLobe 罗茨增压泵;大腔体快速抽到中高真空。
ALD 原子层沉积(先进存储、逻辑芯片)ATH‑M 磁悬浮分子泵,快速抽除脉冲前驱体,维持动态超高真空;极低本底,保障原子层级薄膜生长质量。
3、离子注入机 Implanter
离子源腔体、束线管、终端处理腔:HiPace 大抽速磁悬浮分子泵;束线必须超高真空,避免离子被残余气体散射;
Load‑lock 与粗抽:A4 干泵;
重点:磁悬浮分子泵几乎无振动,任意角度安装,适配离子束光路稳定性要求。
4、光刻相关设备(含 EUV)
普通 DUV 光刻:晶圆传输 Load‑Lock,干泵抽气;CD‑SEM 量测机台内置 HiPace 分子泵。
EUV 极紫外光刻:光路必须超高真空,普发分子泵、真空计、残余气体分析仪 RGA 用于监测光路内部残余气体,防止 EUV 光子被气体分子吸收;EUV 腔体严禁任何油返流污染。
5、去胶 / 灰化(Ashing)
等离子灰化去除光刻胶;A4 耐腐蚀干泵,处理含碳、氧自由基,处理聚合物粉尘。
二、量检测设备(Fab 内测试分析机台)
CD‑SEM、FIB 聚焦离子束、表面 XPS 能谱机台机台腔体标配 HiPace 磁悬浮涡轮分子泵 + 小型干泵前级;振动必须极低,否则纳米图像解析失真;普发分子泵在半导体量测设备市场占有率很高。
残余气体分析仪 RGA(普发 Prisma)集成到刻蚀、CVD 腔体内部,实时分析腔体内残余气体成分;检测漏气、前驱体残留、预判腔体污染,用于工艺故障诊断。
真空计全系列:皮拉尼、热阴极、冷阴极真空计,各腔体真空压力监测,闭环控制泵组。
三、氦质谱检漏 ASM 系列
工艺腔体整机检漏:刻蚀机、PVD、离子注入腔体出厂前、产线 PM 维护后,氦检测微漏;漏率 10⁻⁹~10⁻¹¹ mbar・l/s,微小泄漏会直接造成晶圆报废。
真空管路、法兰、波纹管检漏;洁净室移动型 ASM‑HVM 检漏仪,无油涡旋前级,适合洁净车间使用。
封装环节检漏:芯片陶瓷封装、金属管壳气密性检测,防止水汽进入器件内部。
四、晶圆盒污染监测(普发 Fab‑Solution 方案)
APA 晶圆盒分析仪、AMPC 多点空气分子污染监测系统: 检测 FOUP 晶圆传送盒内部 AMC 气态分子污染物;提前发现污染源,降低晶圆雾状缺陷,提升良率,先进 12 英寸工厂大量部署。
五、后道封装测试设备应用
真空键合机(共晶键合、阳极键合):HiPace 磁悬浮分子泵,高真空键合,防止界面氧化。
塑封脱泡、真空灌封:涡旋干泵、隔膜泵。
MEMS 芯片、射频器件封装检漏:ASM 氦检。
六、普发芯片制造主力产品对应工艺简表
表格
| 设备 / 工艺 | 核心普发产品 | 关键要求 |
|---|---|---|
| 刻蚀设备 Load‑lock | A4 / UltiDry 多级罗茨干泵 | 无油、耐腐蚀、抗粉尘,短循环抽气 |
| 刻蚀 / ALE 工艺腔主抽 | ATH‑M 磁悬浮分子泵 XN 涂层 | 耐氟氯腐蚀、低振动、超高真空 |
| PVD、ALD 腔体 | HiPace 磁悬浮分子泵 | 高洁净,薄膜均匀性 |
| LPCVD 炉管 | COBRA 螺杆干泵 + HiLobe 罗茨泵 | 大腔体大抽速 |
| 离子注入束线管 | HiPace 大抽速磁悬浮分子泵 | 无振动,保障离子束传输 |
| CD‑SEM/FIB 量测机台 | HiPace 系列分子泵 | 极低振动,保证成像精度 |
| 腔体气密性检测 | ASM 氦质谱检漏仪 | 高灵敏度,洁净室无油 |
| 腔体气体成分监控 | Prisma RGA 残余气体分析仪 | 实时检测微量杂质 |
| FOUP 晶圆盒污染监控 | APA、AMPC 系统 | 监测 AMC 气态污染物 |
七、芯片制造对普发产品关键工况要点
绝对无油:全部采用干式前级泵;分子泵优先磁悬浮轴承,不能用机械轴承,避免润滑油挥发污染晶圆,造成良率损失。
腐蚀工况:刻蚀、CVD 接触氟、氯气体,泵需要 XN 防腐涂层,泵体加热,防止反应副产物粉末沉积卡死泵。
振动控制:离子注入、PVD、CD‑SEM,振动会直接造成工艺失效;磁悬浮分子泵转子无接触,振动远低于机械轴承分子泵。
Sub‑fab 地下层部署:A4、COBRA 大干泵组集中布置在晶圆厂地下底层,通过管路连接洁净室上面的工艺设备,设备端只布置分子泵与阀门,减少洁净室噪声与热量。
八、和工业领域差异
芯片设备严禁返油污染;普通工业用 HiScroll 涡旋、DuoVane 旋片泵基本不用在前道工艺腔体,只用于检漏仪内部、封装后道。

