文 | 張卓倩
編輯 | 張子怡
半導體襯底材料生產過程中會產生位錯、切割損傷、研磨厚度平面度尺寸不良等工藝缺陷,每一道工序都對最終成品的良品率有重要影響。因此,相關生產和檢測裝置作為能夠最佳化製程控制良率、提高效率與降低成本的關鍵,貫穿於半導體制造的全流程當中,是半導體產業中的關鍵環節。
36氪近期接觸的珠海可歷科技有限公司(以下簡稱「可歷科技」),就是一家研發生產半導體檢測裝置的公司。「可歷科技」主要研發襯底材料生產和檢測裝置,幫助客戶監控和改善生產工藝,業務覆蓋第一、第二代和第三代襯底材料等應用領域。
磷化銦
目前「可歷科技」已上線了多線切割機、晶圓位錯檢測機、平面度檢測機、晶圓AOI檢測裝置四款產品,另有晶圓厚度度檢測機/分選機、自動晶圓磨邊倒角機、鐳射切割機等裝置處於在籌劃研發階段。其中平面度檢測機與多線切割機是「可歷科技」的核心產品,目標成為中國首個具備襯底材料生產檢測完整生產線公司。
在半導體行業,當前半導體檢測裝置的市場規模僅次於刻蝕機、光刻機、薄膜沉積裝置。但我國檢測裝置的國產化率仍然較低,市場尚處於高度壟斷的格局,主要被美國KLA、Camtek和康寧等幾家國外企業佔據主導地位。在美國對中國半導體產業持續打壓的背景下,國內的市場需求無法得到滿足。以平面度檢測裝置為例,一些廠商無法購買到該裝置,這也加速了關鍵裝置的國產替代。
為了解決關鍵裝置的“卡脖子”問題,「可歷科技」從2021年開始半導體前道製程生產中檢測裝置的研發,開發微米級精度氣浮運控平臺、晶圓取放機械手、精密光學系統、研發先進影象處理和圖形演算法技術。創始團隊的郝俊偉介紹,由於核心零部件完成自主研發,不僅在精度上可以達到國外頭部廠商的水平,價格和交付週期也更有優勢。
多線切割機
晶圓位錯檢測機是「可歷科技」研發出的第一款裝置,它可以自動檢測晶圓位錯缺陷數量統計,是工藝監測和產品晶向分析的必備裝置。“它採用自研SOTA神經網路演算法,代替了人工檢測,速度達到人工檢測的60倍”,郝俊偉介紹,“這裡面使用的核心光學器件採用的都是國產或者自研的零件,價格可以控制的很好,同時交期也很短。”
研發一年以後,「可歷科技」的核心產品晶圓平面度檢測儀上線,這款產品也是解決“卡脖子”問題的關鍵。平面度檢測儀主要完成晶圓研磨拋光後平面度工藝檢測,採用非接觸式旋轉360度運動檢測方式,可測量Warp/Bow/TTV/THK/SFQR/TIR 及電阻率等引數。該產品使用非接觸式光學高精度測距感測器,感測器每圈可採樣2000個點,資料更準確。“運動機構採用高精度氣浮導軌,重複精度達到幾十奈米”,郝俊偉告訴36氪,“這款核心器件全部採用國產,完全不怕卡脖子。”
多線切割機是「可歷科技」另一個核心產品,主要用於切割藍寶石、水晶、陶瓷、化合物、氧化物、人造寶石、單晶矽等各種硬脆性材料切割分解成片狀,採用三個伺服電機直驅主軸,傳動效率高,穩定且故障率低,採用高精度感測器實現閉環控制,可實現張力調節精度達 ± 0.5N,可使用金鋼線或砂線切割。
「可歷科技」匯聚了在半導體行業有多年經驗的研發人員。創始人是英國帝國理工大學博士,在美國矽谷工作多年,原華為高管,曾任職軸芯自動化研發總監,後在珠海博傑電子任研發總監,研發過光刻機、無圖缺陷檢測等裝置。負責機械設計的郝俊偉,曾任職於多家上市和世界500強公司,研製了晶圓位錯檢測機、晶圓三維形貌檢測機、晶圓AOI檢測裝置。
「可歷科技」計劃今年聯合國內高校,加大氣浮導軌等核心部件的研發力度,進一步降低產品成本,並在2024年完成平面度檢測裝置的量產。為了完成在研產品的樣機開發以及廠房裝修,「可歷科技」已啟動融資計劃。