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uGmni-200/300：ULVAC愛發科單晶圓復合模塊式濺射成膜設備技術解析

2026-7-18　　閱讀(143)

一、概述

uGmni系列是日本ULVAC（愛發科）公司推出的一款面向先進電子器件制造的單晶圓復合模塊式成膜與加工系統。該系列包括uGmni-200（最大支持Φ200mm晶圓）和uGmni-300（最大支持Φ300mm晶圓）兩款型號，以“統一傳輸核心"為設計理念，將濺射、刻蝕、灰化、PE-CVD等多種工藝模塊集成于同一平臺之上。這一創新架構使uGmni系列能夠靈活應對功率器件、MEMS傳感器、光電器件及先進封裝等多元化應用場景，成為半導體制造領域競爭力的單晶圓集群式解決方案。

二、平臺架構與模塊化設計

uGmni系列的核心設計思想在于“同一傳送核心、多種工藝模塊"。系統通過在統一的傳輸核心上搭載不同類型的工藝腔室，實現濺射、刻蝕、灰化和PE-CVD等多種工藝的高度集成。

在傳輸核心的構型選擇上，uGmni系列提供了多種靈活的配置方案：

方形傳輸核心（Square Process Module）：最多可搭載2個工藝腔室
六角形傳輸核心（Hexagonal Process Module）：最多可搭載4個工藝腔室
七角形傳輸核心（Heptagon Process Module）：最多可搭載5個工藝腔室（上述選項適用于Φ200mm配置，Φ300mm配置請另行咨詢）

此外，uGmni-300S型號更可根據核心形狀配置最多6個工藝腔室。這種模塊化的腔室配置使用戶能夠根據具體工藝需求靈活組合，實現“一機多能"的生產目標。

所有工藝模塊均由ULVAC自主制造，保證了系統各部件之間的高度兼容性與工藝一致性。

三、技術特性與工藝性能

3.1 統一的部件與操作界面

uGmni系列在不同模塊之間盡可能采用通用部件，從而顯著減少備件庫存種類與數量。同時，不同工藝模塊共享同一操作面板與軟件界面，操作人員無需在不同模塊間切換不同的控制系統，大幅提升了設備的易用性與生產效率。

3.2 單晶圓處理與低顆粒污染

作為單晶圓處理系統，uGmni系列相較于傳統的托盤式（tray-type）設備，在顆粒污染控制方面具有顯著優勢。單晶圓處理模式避免了托盤傳輸過程中可能產生的交叉污染，尤其適用于對潔凈度要求高的先進半導體制造工藝。

3.3 濺射工藝參數

根據公開的技術規格，uGmni系列的濺射模塊可實現以下關鍵工藝指標：

參數	規格
極限壓力	6.7×10?? Pa以下
基板溫度	冷卻（冷卻性能另議）~700℃
面內均勻性	±1%～5%（參考值）
等離子源	DC / 脈沖DC / RF

3.4 兼容多種等離子體源技術

uGmni系列支持多種先進的等離子體源技術，包括ISM（感應超級磁控管，Inductive Super Magnetron）、NLD（中性環路放電，Neutral Loop Discharge）等ULVAC自主研發的等離子體發生技術。這些技術為不同薄膜材料和刻蝕工藝提供了精準的等離子體控制手段。

3.5 高密度等離子體工藝支持

以uGmni-200C（PE-CVD型號）為例，系統支持27.12MHz高密度等離子體工藝，兼容SiH?系薄膜（SiO?、SiNx、SiON、a-Si）和TEOS系薄膜（SiO?），并可通過NF?+Ar等離子體進行腔室原位清洗。

四、應用領域

uGmni-200/300系列憑借其靈活的模塊化配置與優異的工藝性能，廣泛應用于以下半導體制造領域：

1. 功率器件（Power Device）

用于種子層和金屬層的濺射成膜，是功率半導體器件制造中的關鍵工序。

2. MEMS傳感器

支持PZT（鋯鈦酸鉛壓電材料）的濺射成膜與刻蝕加工，廣泛應用于MEMS傳感器的制造。

3. 光電器件（Optical Device）

支持VCSEL（垂直腔面發射激光器）的加工刻蝕，服務于光通信與傳感領域。

4. 先進封裝（Packaging）

在高密度封裝的Descum（去殘渣）灰化工藝中發揮重要作用。ULVAC的濺射技術針對先進封裝的特殊需求進行了深度優化，在TSV硅通孔和RDL（再布線層）等復雜結構上可實現優異的臺階覆蓋性與薄膜均勻性。

5. 通信器件

支持絕緣薄膜的PE-CVD沉積與加工。

五、總結

ULVAC愛發科uGmni-200/300系列單晶圓復合模塊式成膜設備，以統一的傳輸核心架構、靈活的模塊化配置、通用的部件與操作界面為核心競爭力，為先進電子器件制造提供了一個高度集成、高性價比的工藝平臺。無論是200mm還是300mm晶圓產線，uGmni系列都能夠通過靈活組合濺射、刻蝕、灰化、PE-CVD等工藝模塊，幫助制造商在降低綜合運營成本的同時，提升生產效率和工藝靈活性。該系列設備已成為功率器件、MEMS、光電器件及先進封裝等領域中的半導體制造利器。

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