來源：《半導體芯科技》雜志

AP&S INTERNATIONAL首席營銷官兼首席技術官Tobias Bausch與《Silicon Semiconductor》雜志編輯Philip Alsop對話，討論了AP&S公司的批量工藝設備、單晶圓工藝設備和支持設備技術，其中的重點無疑是持續創新，以提供節約成本、優化運營和可持續的客戶解決方案。此外對話還涵蓋了當前行業的一些挑戰，包括持續的供應鏈問題和技能短缺，以及新興市場提供的機會。

PA：如果你能給我一點關于公司的背景、歷史和一些關鍵里程碑的信息，那就好開場了。

TB：關于公司本身，AP&S成立于2003年，但其歷史可追溯到1995年。目前的股東霍斯特·霍爾（Horst Hall）于1995年創辦了這家公司。然后，從2001年到2003年，我們是SEZ集團的一部分，我們被稱為SEZ德國。這段時間的批量工藝設備部分是，奧地利SEZ有一個單晶圓產品組合，2003年，該公司的現任股東Alexandra（Laufer-Müller）和Horst進行了管理層收購，創立了AP&S公司。這意味著今年我們有20周年紀念日。七月份，我們將與公司員工和合作伙伴一起慶祝這一時刻。

在過去的20年里，我們開發了幾個工具平臺，主要是在濕法加工領域。因此，我們所有的機器都用于我們客戶的濕法部門。當然，在這段時間里，我們有幾個里程碑——我們投資了一個內部實驗室，在那里我們可以為客戶進行演示，這個演示實驗室從2012年開始。正如我所說，在這段時間里，我們對機器進行了大量的重新設計或重新開發，對現有機器進行了新開發或者說是新的機器。

PA：那么，接下來談談你們提供的實際技術解決方案。你是否能為我們介紹一下批量工藝解決方案——這是你們的主要優勢之一吧？

TB：我們現有三個平臺，一個是批量，一個是單晶圓，另一個是生產支持設備或我們所說的設施物流。批量設備就是我們賴以成長的方向。自2003年，我們就開始制備批量工藝設備了。我們有幾個平臺，半自動化和全自動化平臺。最小的平臺是雙槽解決方案，客戶可以在一臺設備中進行刻蝕和清洗應用。大多數情況下，這種工具都是由手動操作的客戶使用，即操作人員原來是手動取放晶圓的，但他們也希望能進行一些自動化生產。

接下來一個平臺是一個被稱為multi step或giga step的工具。這是一種橋接工具。它是在2009-2010年開發的，我們可以非常容易地在這些平臺上運行6英寸和8英寸的橋接組合，而無需因為切換晶圓尺寸進行任何修改。因此，目前這將是與碳化硅問題和氮化鎵需求有關的最直接解決方案。并且這個工具平臺本身是模塊化的，非常靈活。因此，客戶也可以在今天決定使用清洗應用的工具配置，而在未來，當他們的需求發生變化、產品發生變化或其他情況時，我們可以通過調整模塊或插入或拆卸模塊或插入新型號來輕松地重新配置工具。這是這個平臺的主要優勢之一。

然后，我們有一個高吞吐量的平臺，是新開發的產品——它被稱為Nexus Step。它每天產能高達12,000晶圓，主要用于清洗應用。我們在這個設備里可以每次批量裝載100片晶圓。我們在今年年底前，將正式推出Nexus Step，這是一個新的發展里程。我們稍后再詳細地討論這個平臺。

最后，但同樣重要的是一個非常特殊的工具。這是一種無堿金屬化（eless metalization）設備，用于凸點下的金屬化，我們稱之為Volcano。我們從2009年開始這個工具的開發。我認為到今天為止，我們在歐洲贏得了的大多數客戶。這種無堿金屬化工藝的紀錄，我們可以在銅或鋁墊上進行鎳、鈀、金的金屬化，是的，這個工具平臺是AP&S歷史上最大的成功案例之一。我們的目標是明顯延長鍍液槽的使用壽命，因為與半導體行業的標準化學品相比，無堿化學品相當昂貴，我們希望確?？蛻裟軌蛟诟玫目倱碛谐杀净A上，擁有更高的運行吞吐量。

PA：接下來，我們也許要繼續討論單晶圓工藝技術了，能概述一下你們在這一領域的工作嗎？

TB：我們在2010-2011年初開發的單晶圓設備。正如我所說，我們當時很快決定在演示應用中使用單個晶圓，并向客戶展示運行演示的可能性。與此同時，我們不僅進行演示，還在實驗室進行了研發活動。

這個工具本身是一個非常小的設備。我們可以從一個腔室開始。它被稱為單腔室。我們可以用機器人模塊對其進行改造，使其能夠自動裝載晶圓或掩模，并升級到雙腔室。因此，最大的工具配置放大是兩個腔室，這是一個雙腔室解決方案。但在腔室本身，我們并沒有受到限制。因此，我們可以在晶圓尺寸上運行12英寸，在掩模尺寸上運行9英寸。而且，在機器的開發過程中，我們決定將機器用工藝來命名。因此，例如，我們有一個spin mask（旋轉掩模），顧名思義，這是用于在旋轉中剝離掩模的清洗設備。它是為金屬剝離應用而設計的，spin RCA（旋轉 RCA）或spin scrubber（旋轉洗滌器）是用于典型清洗應用進行旋轉RCA旋轉洗滌器的，spin metal（旋轉金屬）或spin edge（旋轉邊緣）是用于蝕刻應用旋涂金屬或旋涂邊緣的。

它們每個都有各自的特點和與工藝相關的不同特征。例如，我們為金屬蝕刻應用開發的spin metal，工藝腔室內包含一種端點檢測系統。因此，在這種情況下，我們與一位客戶開發的一個案例實現了三層金屬層，因此他們有一層銀、一層鎳和一層鈦的金屬層。通過這種端點檢測，我們可以實現非?？焖俚牟襟E，非常快速的工藝步驟。我們可以明顯減少底切和過度蝕刻，尤其是我們可以補償任何種類的化學濃度、化學物質的溫度變化、化學物質使用、稀釋或降級的時間。所以，即使我們只要檢測蝕刻端點，所有這些東西就都可以得到了補償。這是舉例說明我們可以在這些單晶圓腔室中加入的優勢之一。正如我所說，每個專用的工藝步驟都有獨特的功能。

PA：聽起來你們與客戶的合作非常密切。所以，我想了解你們在生產一系列標準設備解決方案之外，會與單個客戶合作，根據他們的特定需求進行定制嗎？

TB：我們會按照特定需求提供定制，尤其是單晶圓設備，甚至是批量生產設備。我之前忘了提到，四年前我們還在這個演示中心提供了批量生產演示設備。正如我所說，我們和客戶一起做了很多研發活動。所以他們來找我們。他們有一些特定的問題。有時，他們無法在自己的設施中解決與污染有關的問題，因為他們不允許在生產設備上進行不同的測試；或者目前，為了確保所有設備都滿載，所以他們沒有時間在自己的生產線上進行大量的研發活動。然后他們帶著晶圓和問題來找我們，我們一起在實驗室里進行研發活動，找到最好的裝置，甚至找到一個具有新功能的新裝置，比如臭氧，比如兆聲波，或者其他裝置，支持客戶的需求。然后在下一步，我們嘗試在客戶的現有機器上實現它?；蛘撸绻_實需要，我們將為客戶專門開發一臺新機器并進行制造。在制造階段，我們嘗試并提前在實驗室進行驗證，以使工藝盡可能接近生產運行的參數設置。

PA：你在一開始也提到了你們制造一系列的支持設備（support equipment）。那么，我想了解一下支持設備到底是什么設備？

TB：支持設備，可能我們在不久的將來會將其更改為新的定義。代工廠物流設備是我們產品組合的第三大支柱。在這種情況下，它還包括清洗設備，但這里專門指用于載盒——SMIF（標準機械接口裝置）和FOUP（前開式晶圓盒），或者用于石英制成的零件和化學品輸送系統的零件或管道清洗設備。所以，我認為這是最基本的認知。生產所需的每一項制造，尤其是在承載箱或SMIF或FOUP清洗方面，我們看到在過去幾年中，需求都在不斷增加。當然，每個客戶的需求都在增加。如果你的工廠里有更多的晶圓，或者你正在生產更多晶圓，你需要更多的盒子。這些盒子必須清洗。因此，很明顯，客戶需要更多的清洗設備。此外，如果客戶重新回到在他們設施內部進行清洗，我們可以為他們帶來明顯的好處。在過去的10到15年里，該行業的一些客戶不想或沒有在內部設施里這樣做。因此，他們將盒子、FOUP和SMIF外包給了外部清洗潔中心。

但是，目前，我們看到了將其帶回內部設施的好處。當必須立即清潔盒子或FOUP時，您的反應時間更快，靈活性更高。您可以降低物流成本，不必將其發送給外部供應商，也不需要將其取回等等。您可以減少清潔循環中必須要有的環節，最后當然是清洗成本的降低，這是可以計算和可視的。我認為未來幾年更重要的是，碳足跡可能會更好，因為你不必通過更長的物流方式將零件發送給外部合作伙伴。正如我所說，你可以降低物流成本，但也可以改善你的碳足跡。

PA：在應用方面，你們專注于許多應用領域，清洗和蝕刻應該是主要的應用領域。還有其他的方向嗎？重點到底是什么呢？

TB：是的，我認為這兩個是我們典型的應用，我們就來自于這兩個領域，公司歷史也是基于這兩個領域——通常是前端生產中用于擴散前清洗或CMP后清洗的清洗機，無論如何，在蝕刻設備上，則是用于氧化物邊緣、氮化物邊緣、硅邊緣等典型的前端步驟。所以，這是大家找到我們工具庫，發現我們的工藝訣竅等等的基礎，在過去的幾年里，我們又有所增加。因為，特別是溶劑應用在過去幾年中非常重要，我認為AP&S是世界上少數幾個將溶劑應用于機器的公司之一，在這些機器中，我們有一個與酸步驟或清洗步驟并行的工具配置。我們所增加的是這些工具配置、溶劑等等。與安全問題有關時，你必須知道你必須做些什么等等。但這只是我們所做的額外重點和應用之一。我之前講了在單晶圓上的金屬蝕刻，我們開發了帶有檢測端點的單晶圓金屬蝕刻，與此同時，我們也開始在批量平臺上進行著開發。

它在我們的multistep和gigastep工具平臺上升級或擴大批量工藝工具的吞吐量。每個人都清楚批量工藝工具。與單個晶圓相比，您將有更高的吞吐量應用可能性。這兩種類型的設備都有各自的優點和缺點。但金屬蝕刻尤其在過去一年中不斷增長。是的，正如我之前所說，無堿金屬化，這是我們目前關注的最受歡迎的應用之一。這也肯定來自于我們目前在減碳、綠色能源、電動汽車、裝卸站等方面的巨大趨勢。最終，每個人都需要功率器件。在功率器件中，您需要一個良好的金屬堆疊用于UBM（under bump metalization），也就是用于凸點下金屬化。我們在這里也看到，我們可以通過無堿工藝步驟實現金屬層，對于這些新技術來說，這些金屬層在質量、溫度等方面都非常好。

PA：你提到了很多技術解決方案，當然也提到了一些創新，你能否總結一些最近的創新，或者強調一些最重要的創新，你們最近在開發什么呢？

TB：我想我可以總結一下，比方說，我們目前或過去兩年所做的三項主要創新。我們有一個非常龐大的內部軟件部門。公司有250人，內部軟件團隊人數與這個數字接近，是一個龐大的團隊。我們有一個明確的戰略，讓軟件的開發掌握在自己手里。因為我們看到軟件功能、與客戶接口的接口、處理解決方案等將是未來的關鍵。所以，我們談論人工智能，談論預測性維護等等。所有這些東西最終都與軟件功能有關，這樣工具就可以控制自己，測量自己，自己進行診斷，看看零件，甚至是泵、加熱器或其他什么東西是否會出故障等等。所有這一切都與軟件和軟件代碼有關，因此我們在軟件方面這樣做，可以說有很多研究和創新。

在軟件方面，我們還有一個明確的重點，但這在行業中并不是新鮮事，因為它已經發生了很長一段時間，那就是尋求增加和優化機器的吞吐量，這樣你甚至可以降低生產成本——如果你能優化吞吐量，你就可以減少工藝時間，可以節省化學成本，或者在這種情況下，從公司的綠色足跡來看，這也是節省化學量和成本的一個很好的功能。所以，這是我們在軟件中考慮的內容。

第二項創新是我們目前正處于實際制造新機器的開發階段的后期。這將是專門為高吞吐量 8英寸應用而設計的機器。我們將在機器內部配備一個單元，最多可儲存44個運輸載盤或盒子。它使我們能夠在配方控制和吞吐量控制方面非常靈活地進行處理。它還允許客戶在設備內儲存載盒等，并可以在有時間的時候將其送到設備上，我們使用它，儲存它，并在生產或配方完成時將其退還給晶圓廠。正如我所說，這是一個具有額外工藝功能的工具。我們正在減少一些工藝活動，例如，減少沖洗時間，以節省時間和金錢，并最后節省去離子水，這對客戶的整個環境也有好處。

第三項創新是我們的新型清洗機（cleanser）。這是我們在過去兩年里開發的設備。這是一種用于晶圓廠物流的新型清洗設備，尤其是用于清洗FOUP。該設備每次運行可清洗十二個FOUP。我們看到，對于基準設備，該設備在時間或配方上大約可以減少十分鐘。因此，我們也可以在這里增加工藝程序，并最終增加吞吐量。并且該設備是隨著自動化裝載系統的實現而開發的。因此，特別是在高度自動化的12英寸晶圓制造上，我們看到，在路徑清潔

領域，也出現了不由操作員裝載機器，而是由高架運輸系統裝載機器的需求。這是我們正在關注的事情。這種全自動裝載系統的開發正在進行中。我認為我們將在未來一年半內推出市場。

PA：你們的成功很大程度上顯然是建立在公司人員和技能之上的。我知道你們為自己的招聘和技能發展感到自豪。這對公司來說非常重要。特別是，我想在所有行業都可能有點煎熬的時候，但在科技行業，我們又經常聽到技能短缺的消息。那么，你們有什么樣的舉措來確定合適的人加入你們公司，以及一旦他們加入公司，你們又如何幫助他們發展？

TB：是的，你說的很對。在德國南部，靠近瑞士邊境和康斯坦斯湖的地方，我們就有一個適合員工的好地方。我們有很多強大的公司，并且所有這些公司都在尋找高素質的人才。所以，正如你所說，對于公司本身來說，很難找到合適的人。我們可以說，在過去三年疫情期間，在研發部門，我們還是發現了非常優秀的人才。我認為當時的情況是，很多大學里完成學業的人都在尋找新工作，而當時并不是每個公司都想要雇傭新人。我們很早就決定利用這種情況，讓很多學生加入公司。因此，與制造相比，在研發領域我們的情況更好。在制造領域，很難找到生產機器的人，因此我認為在未來幾年里，找到合適的擁有良好技能和正確技能的人將是最大的挑戰。

我們還試圖雇傭來自接近半導體行業和接近機器制造行業的員工。我們周圍有很多金屬行業的機器制造商。內部學習和培訓是我們做的最重要的事情之一。因此，我們在幾個部門都有受訓人員，他們中的大多數，或者說所有人，都將在培訓結束后和學習結束后成為AP&S團隊的一部分。我們做這件事非常認真，我認為如果我們最終做到了，如果他們完成了學習，我們可以有幾個選擇。他們可以從研發部門或銷售或市場營銷開始，如果他們的技術技能很好，他們也可以從制造部門開始。

PA：你認為這個行業或多或少已經從疫情的影響中恢復了嗎？如果是這樣，或者無論目前的情況如何，我們現在有什么樣的機會，背后還有什么挑戰嗎？大家都想知道我們現在在哪里？

TB：這是一個難回答的問題，因為我認為在過去的三年里，沒有人能夠說出接下來會發生什么。我想在2020年初，每個人都很害怕，沒有人知道很快會發生什么，然后，是半導體行業在2020年年中和年底，在某種程度上恢復非常快，從這個時候開始，每家都在成長并且都在加速。但是它能否恢復正常，我還不知道。

目前，我們看到我們所需的來自自己行業的零部件，plc控制器、電機控制器等，仍然有50周，大約一年的交付周期。在其他部件方面，我們看到交付周期在過去也接近52周，現在又回到了44、42周。因此，雖然我們看到了交付周期在縮短，但是在電子零件上，我們沒有看到明顯的改善。因此，我不知道我們行業是否回到了正常水平。

我們還看到，對半導體的需求也帶動了對于相關制造設備的更高要求，這可以從過去兩三年的訂單情況來衡量的，當然這也與幾個大趨勢有關。我們有減碳趨勢等。如果你看看各種市場研究，減碳似乎正在全面進行，尤其是在電力行業，功率半導體的增長將超過其他行業，但新常態是什么？我不知道。

在半導體行業，尤其是歐洲，像德國和其他歐洲國家，我們看到，在疫情之前的全球化非常好，非常棒，在世界各地建立供應鏈不是問題，供應鏈通常在世界各地，這對每個人來說都應該很明確。但是，我們遇到了這種流行病和危機，然后每個人都看到了供應鏈被切斷了。目前，在歐洲來說，我們看到很多新項目是有趣和宏大的。許多新的、不斷發展的晶圓廠，甚至是內部晶圓廠，都來到了德國。英飛凌決定要擴張，臺積電正在討論在德國或歐洲建

立新的晶圓廠。

我認為這很好，但我不知道這是否是去中心化的第一步——讓每個大陸的外部生產回到內部生產。我們是否回到一個新的常態。我不知道。我認為我們的市場也會有很大的波動，我們要看看未來三年會發生什么。經過了三年的疫情時間，我認為我們至少需要同樣的時間才能看到什么是新常態。

PA：你能分析可持續性對行業，尤其是供應鏈的意義嗎？另外，你對于地緣政治方面的怎樣評論？

TB：我不是政治家，所以評論地緣政治形勢相當困難，兩年前沒有人相信歐洲會發生戰爭，現在我們已經在戰爭中了，那么未來三年會發生什么？我認為我很難評價這個方面。

在半導體工業中，重要的是要有一個強大的供應鏈網絡，還要了解相關背景，了解當情況發生時會發生什么。從可持續發展的角度來看，我們擁有的資源并不是無窮無盡的。因此，如果我們關心材料，如果我們關注原材料，關注員工和技術，我們必須找到改進我們所做工作的方法，從而節約我們所擁有的資源。比如說水，水是世界上最重要的資源之一，我認為未來幾年世界各地都很難擁有合適的水容量和水質量。而我們的行業就是需要很多水的行業之一。我認為節省資源——原材料、水等，應該是我們專注的目標。這也將會決定未來的成功。那些找到了方法——以良好方式處理這些資源，并正在實施可持續發展戰略的公司將取得成功。

PA：你是否注意到你的客戶對可持續發展更感興趣了？當他們與你交談時，他們會詢問你的可持續發展計劃和供應鏈嗎？

TB：是的，我們越來越多地收到這些詢問。我們參與了好幾個可持續發展項目。現在我們有的客戶擁有20-25年歷史的制造廠，而他們肯定還會在未來20或25年內繼續運營這些制造廠。他們有明確的可持續發展戰略。對我們來說，作為這個行業的供應商，很明顯要繼續實施這些戰略，找到想法和方法來接近客戶的目標，并找到我們自己的方式，我們自己的想法來滿足客戶方的可持續發展要求。

審核編輯 黃宇