半导体材料CMP抛光垫有软硬之分,产业链上下游如何协同配比?

全球范围内,软垫与硬垫的价值量比例约为1:8,而由于软垫更多应用于先进制程,国内使用软垫相对更少,软硬比例约为1:10。 硬垫(聚氨酯)和软垫(无纺布、带绒毛无纺布)在材质特性与典型应用上差异显著,其配比直接受下游晶圆厂工艺节点需求驱动,并反向影响上游抛光液、钻石盘等材料的选型与供应。

软硬垫的材质特性与关键作用

硬垫(聚氨酯抛光垫)具有抗撕裂强度高、耐磨性强、抛光效率高的特点,但容易划伤芯片表面、均匀性相对差,典型产品如IC1000™,广泛用于铜、钨、氧化物等抛光环节。软垫(无纺布及带绒毛结构的无纺布抛光垫)则渗水性能好、容纳抛光液能力强,硬度低、弹性好,可获得表面粗糙度小、片内均匀性好的硅片,典型产品如SUBA™和Politex™,主要用于硅片抛光及铜阻挡层等工艺。

产业链上下游的协同配比

下游晶圆厂主导配比:全球软硬垫价值量1:8的比例,反映了成熟制程中硬垫的广泛应用。国内软硬比例约1:10,说明国内晶圆厂在成熟制程和存储芯片领域对硬垫依赖度更高。硬垫在28nm及以上制程中占据主导,而软垫在先进制程(如铜阻挡层等)中发挥关键作用。晶圆厂根据工艺节点的平坦度与均匀性要求,选择不同软硬垫组合。

上游材料需求联动:硬垫对抛光液的容纳能力低,要求抛光液具有更高的磨粒浓度和更精准的组分配比;软垫容纳抛光液能力强,可适配更宽范围的抛光液配方。同时,硬垫的高硬度对钻石盘(调节器)的磨损更大,需配合更耐磨的调节器设计。软硬垫的配比变化,会直接带动上游抛光液、调节器等材料的供应结构与性能要求调整。

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