CMP抛光液磨粒用于先进制程,晶圆平坦化的核心材料,其下游应用与需求结构主要围绕逻辑芯片、存储芯片和先进封装三大领域展开。 随着制程向7nm及以下微缩,以及3D NAND层数增加,CMP步骤数量显著提升,对抛光液和磨粒的需求结构持续升级。
CMP抛光液与磨粒的核心作用
CMP(化学机械抛光)是半导体制造中仅次于光刻、刻蚀和薄膜沉积的第四大工艺,用于对晶圆进行全局平坦化处理。抛光液是CMP过程的关键材料,价值量占CMP材料总成本的49%。磨粒是抛光液最核心的组分,大约占原材料成本的50%至70%。磨粒通过机械作用去除晶圆表面多余材料,其硬度和形状的均匀性是保障抛光一致性和可靠性的关键。
下游应用场景与需求结构
CMP抛光液根据应用领域可分为七大类产品,不同下游场景的需求结构差异明显:
| 应用场景 | 主要使用的抛光液类型 | 需求特点 |
|---|---|---|
| 逻辑芯片(先进制程) | 铜及铜阻挡层抛光液、钴抛光液、层间介质层抛光液、浅槽隔离层抛光液 | 制程越先进(如7nm以下),CMP步骤越多,对钴抛光液等高端产品的需求增加 |
| 存储芯片(3D NAND) | 钨抛光液、铜及铜阻挡层抛光液、层间介质层抛光液 | 3D NAND层数增加,CMP材料用量提升,钨抛光液大量使用 |
| 先进封装 | 3D封装硅通孔(TSV)抛光液 | 随先进封装技术发展,对TSV抛光液的需求增长 |
对于10nm节点以下的芯片,还需要使用钴抛光液用于钴的去除和平坦化。在存储芯片制造中,钨抛光液被大量使用,而逻辑芯片只在部分工艺段使用钨抛光液。
常见问题
为什么先进制程对CMP材料需求更大?
先进制程(如7nm以下)的芯片制造中,晶圆表面的平坦度要求更高,CMP步骤数量显著增加。同时,新材料的引入(如钴)需要专门的抛光液,进一步推动了对高端CMP材料的需求。
3D NAND层数增加如何影响需求?
随着3D NAND层数增加,芯片结构更复杂,CMP工艺步骤和材料用量均相应提升。存储芯片制造中需要大量使用铜及铜阻挡层抛光液和钨抛光液,层数增加直接带动这些抛光液的用量增长。
磨粒在抛光液中的重要性如何?
磨粒是抛光液最核心的组分,占原材料成本的50%至70%。其硬度和形状的均匀性直接影响抛光效果。目前最常用的磨粒是二氧化硅,核心技术仍由海外巨头主导,国内厂商如安集科技的磨粒主要采购自日本厂商。