ST、海力士大火，三星强酸泄露，半导体生产商如何确保安全与良率？

频繁安全事故为半导体生产敲响警钟

半导体生产、制造对于安全性的要求非常高。然而近年来，一些国际半导体巨头工厂纷纷出现安全事故，不但造成了人身伤亡，也对整个产业链下游造成了巨大的影响。

2013年9月4日，SK海力士无锡工厂发生大火，造成DRAM生产线全面中断，导致手机和计算机的存储芯片价格在火灾之后猛涨。火灾发生20天后，DRAM存储芯片的价格已大幅上涨42%。根据亚洲最大DRAM存储芯片市场DRAM exchange的数据，2GB DDR3 DRAM芯片的价格上涨至2.27美元，而2013年9月4日为1.60美元。这一价格也创造了两年来芯片价格上涨的新高。

同样在2013年，三星位于韩国水原的芯片工厂发生了一起重大氢氟酸泄漏事故，三名员工在事故中受伤。而在2017年初，三星位于天津的工厂也发生大火，该公司隶属于三星SDI，为小型锂电池、汽车电池、储能技术、电子材料等产品的研发与生产商，也是Galaxy Note 7占比较高的电池供应商。根据野村证券估计，Note 7有65%的电池由三星SDI提供；且传出起火意外的电池也多由SDI所供应。

最后是最近刚发生失火的意法半导体法国 Crolles 厂，被迫关闭，可能要好几周才能重启生产。这是意法半导体唯一的 3D 传感器生产设施，3D 传感器生产周期长、良率又低，厂房多停止运作一天，意法半导体越难赶上生产日程。

频繁的安全事故发生为半导体制造厂商敲响了警钟，在半导体制造生产中，经常需要使用到强酸强碱等有毒液体或气体，如何避免安全事故的发生，成为半导体制造业共同的挑战，特别是对正在蓬勃发展的中国半导体产业。除了避免安全事故，在生产制造之后造成的环保问题，如何解决污染问题也成为重点。

如何处理剧毒气体、液体运输以及微污染问题？

2017年3月15日，在半导体及其他高科技行业的污染控制、关键材料处理与先进制程材料方面处于市场领先位置的美国Entegris公司在上海举行媒体沟通会，并对《电子工程专辑》记者介绍了Entegris的发展背景以及对于半导体制造业做出的贡献。

针对IC晶圆制造，差不多每一个工艺环节，Entegris都有解决方案。比如安全气体输送，主要是解决有毒气体的传输，还有有毒液体的处理和输送。“每一个环节都提供微污染的控制处理。客户用很多化学品，从研发到生产，我们有过滤器和其它的纯化器，用以解决污染的问题。”

Entegris亚太区全球销售总裁李迈北表示，晶圆制造的材料从生产到消费者手里要经过很久。比如在海上运输可能需要很多天，有污染发生的危险。Entegris的产品可以解决从生产到消费环节，所有液体的污染问题。

Entegris的技术还可以去除金属污染，配合首创研发产品，能够去除一些铜类污染物。还有一个应用在太阳能领域的高纯气源输送系统。这里面的输送毒气包括砷化氢、磷化氢等。所以必须低压输送。

2017年2月，Entegris推出了气体纯化平台，主要包含一些特殊的气体，可以起到纯化作用。新系列 GateKeeper® 气体纯化系统 (GPS) 采用新的纯化介质，可在各种流量下提供一流的气体纯度，且设备占用空间更少。随着产能扩充到了韩国，现在Entegris 可同时在北美和亚洲生产 GateKeeper GPS 系统。

这个不仅是新的工艺也可以降低成本，能够为客户节约一个安装空间。目前Entegris在跟国内一家做OLED的厂商合作，整个厂区需要放空气纯化器，要解决一些污染，这个成本投入很高。不单单是气体纯化，大部分是气体过滤器。先进节点半导体工艺和 LED 生产要求需要更高纯度以清除工艺气体所夹带的污染物，这些污染物会导致产品瑕疵。GateKeeper GPS系统系列可清除气流中的各种污染物，使其降至万亿分之一级别，并可通过配置来适应各种流量。经纯化的气体包括 CDA、N2、H2、用于 EUV 的 H2、Ar、NH3。

针对剧毒气体的输送，Entegris也有解决方案，比如通过加压存储和低于大气压输送。Entegris表示，采用PDS高纯气源输送系统，可以应用与半导体、平板显示屏和太阳能制造等各种领域。20多年来，该系统保持了0事故的记录。随着中国对于危险气体的管控越来越严格，Entegris可以提供有效的解决方案。

从2016年开始，Entegris的质量水平已接近一流的六西格玛标准。

此次沟通会上，Entegris也宣布了一个消息，那就是与中国博纯材料的合作，主要是满足半导体和平板显示屏的增长需求。为了缩短中国客户的供货周期，产品制造将在福建泉州的工厂进行。Entegris 目前在美国和韩国制造特殊化学品，并在中国的北京、上海和西安有相关业务。此次与博纯材料的合作将在中国扩展产能，并缩短对中国客户的供货周期。该合作关系是 Entegris 更广泛的战略承诺的一部分，以支持中国不断发展的半导体和相关微电子产品行业。

Entegris透露，日前举办了一个研讨会，把Entegris技术和生产过程跟国内企业进行沟通。其中集成电路设备材料联盟大概有40家公司参加，包括中芯和华立。

已经与Entegris合作的IDM公司

如何提升半导体生产的良率？

除了安全问题，做一个晶圆制造厂，良率对成本的影响很大，1%的良率下降大概会造成1亿美金的损失，如果要良率好，对于微污染的处理非常重要。

Entegris推出的Purasol™，这是一款首创的溶剂纯化器，可去除超净化学品制造工艺所用有机溶剂中发现的各种金属微污染物。这款新型多功能纯化器采用独特的定制薄膜技术，可以有效地去除各种超纯、极性和非极性溶剂中的溶解性和胶状金属污染物。

Entegris 微污染控制部门高级副总裁 Clint Haris 表示：“随着对金属污染物的敏感度不断增加，光化学品制造商正在寻找新的技术解决方案来处理各种各样会导致产品瑕疵的污染物，这些污染物更难控制，且控制成本更高。在我们持续努力开发针对这些挑战的超净解决方案的过程中，我们研发了一种新型薄膜技术，能有效去除这些关键污染物。”

Purasol 纯化器与大部分溶剂兼容，包括环己酮等难以去除的酮类，并且提供出色的洁净度，具备极为关键的金属去除能力，对污染物的去除性能达到万亿分之一或更优的等级。现有两种产品选择，针对不同的溶剂极性（极性和非极性），去除已知会在光刻应用中导致缺陷的金属。

随着半导体工艺的越来越先进以及越来越复杂，步骤越来越多，概率上说出问题的概率很大。“所以我们在过滤和净化方便，技术上的要求会越来越高。今后10年可能是客户追着我们走。”李迈北同时举例表示，有一家客户附近有一家化工厂，换了Entegris的无尘室设备后，收到大批的订单。Entegris认为至少有2~3%的良率提升。

Entegris同时表示，与国际厂商比较，中国厂商主要集中的工艺还是在40nm左右，同时亚洲的工厂更注重成本，采用的一般是比较成熟的材料。国外厂商如果采用比较新的材料，会与Entegris合作来进行产品订制。Entegris认为，Entegris会和国内的客户以及做材料的竞争对手一起来探讨生产环节，以及质量管理体系。除了先进工艺，Entegris认为应该将更多的目光聚焦在8寸线，因为在IOT、汽车电子、LED等领域，并不需要太多现金制程，而这个成本是最优的。

据介绍，Entegris公司成立于1966年，去年总销售额为12亿美元，其中针对半导体领域的收入占到总收入的77%。成立50年来，Entegris的主要任务是提供安全生产的关键任务解决方案，同时帮助客户提高良率、改善性能、降低使用成本。目前Entegris的提供的服务包括四大方面：材料科学与分析，微污染控制，先进材料，卓越制造。

1992年，Entegris就已经在中国销售产品了。据介绍，目前国内大型的半导体公司几乎都是Entegris的客户，包括中芯国际、京东方、华星光电等。在中国市场，Entegris已经占到了80%的份额，在有毒气体输送领域，Entegris占到了90~100%。目前中国市场的收入占到Entegris全球收入的10%，预计未来几年还会有大幅的增长。“过去两三年，以内销需求的增长。中国本土半导体的增长加速，我们相信中国将来的半导体会占到全球的50%以上。所以我们也不断的研发、生产、销售这一块增加投资。”李迈北表示。

图中间为Entegris亚太区全球销售总裁李迈北

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