半导体材料中的抛光液按应用领域分为硅抛光液、铜及铜阻挡层抛光液、钨抛光液、钴抛光液、层间介质层(ILD)抛光液、浅槽隔离层(STI)抛光液、3D封装硅通孔(TSV)抛光液七大类,分别对应晶圆加工、逻辑/存储芯片金属布线、先进制程介质层平坦化及先进封装等不同工艺环节。其上下游产业链中,上游以磨粒为核心原料(约占原材料成本50%-70%),下游则面向各类晶圆制造厂的采购需求。

抛光液七大类与对应工艺

抛光液的分类体系与晶圆表面的材料相匹配,不同产品服务于芯片制造的不同工序:

产品类别主要应用领域
硅抛光液单晶硅/多晶硅抛光,用于硅晶圆初步加工
铜及铜阻挡层抛光液铜及阻挡层的去除和平坦化,逻辑、存储芯片需大量使用
钨抛光液钨塞和钨通孔的平坦化,存储芯片大量使用
钴抛光液10nm节点以下芯片中钴的去除和平坦化
层间介质层(ILD)抛光液层间/金属间电介质的去除和平坦化
浅槽隔离层(STI)抛光液浅槽隔离工艺的抛光
3D封装硅通孔(TSV)抛光液硅通孔的抛光

上下游产业链环节

上游原料方面,抛光液成分复杂,包括氧化剂、磨粒、络合剂、表面活性剂、缓蚀剂、pH调节剂等。其中磨粒是最核心组分,约占原材料成本的50%-70%,目前核心技术仍由海外巨头垄断,国内新安纳虽有生产能力但产品线较少,以安集科技为代表的国内厂商磨粒主要采购自日本供应商。

中游制造方面,抛光液定制化程度高,配方与稳定工艺依赖长期技术积累。国内以安集科技为代表,其定位为全产品解决方案(total solution),七大类抛光液产品覆盖量产、上线及研发论证各阶段,主力产品已获得大陆晶圆厂认可并进入台积电供应链。

下游需求方面,覆盖逻辑芯片、存储芯片及3D封装等不同客户,晶圆厂对CMP材料的国产化诉求较高。

常见问题

为什么磨粒是抛光液最核心的原料?

磨粒通过机械方法去除抛光工件表面多余材料,其硬度和形状的一致性直接决定最终产品的一致性和可靠性,因此生产壁垒高,价值量也最大。

国内抛光液厂商处于什么水平?

安集科技是国内抛光液领域的代表性厂商,已实现七大类产品线全面布局,不仅获得大陆晶圆厂高度认可,还成为台积电供应商,同时正推进磨粒等关键原材料的自主可控。

CMP材料在半导体制造中地位如何?

CMP(化学机械抛光)是仅次于光刻、刻蚀和薄膜沉积的第四大半导体制造工艺,对晶圆进行全局平坦化处理。抛光液和抛光垫是两大核心材料,价值量占比分别为49%和33%。