CMP抛光垫的聚氨酯孔洞结构直接影响抛光效果,而先进逻辑芯片(如7nm及以下节点)和3D NAND存储芯片是最依赖高精度CMP工艺的下游应用。

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,用于对晶圆进行纳米级全局平坦化。在该过程中,抛光垫直接与晶圆接触,通过摩擦去除材料。聚氨酯抛光垫的孔洞结构规整程度,是衡量其质量的核心指标之一,决定了最终的抛光效率。

聚氨酯孔洞结构如何影响抛光

聚氨酯抛光垫是一种微孔结构材料。孔洞的规整性直接决定了其容纳抛光液和均匀去除材料的能力。如果孔洞结构不达标,在先进制程中会导致晶圆表面平坦度不足,进而造成严重的良率损失。目前,生产具备微细而均匀孔洞结构的抛光垫的技术专利,主要掌握在海外巨头手中,是国内厂商突破的关键。

最依赖CMP的下游应用

不同制程节点对CMP抛光垫的要求差异显著,先进制程对孔洞规整性要求更高。

  • 先进逻辑芯片(7nm、5nm及以下):需要多次使用CMP来实现铜互连、浅槽隔离(STI)等结构。这类制程对抛光垫的均匀性和缺陷率容忍度极低,通常需要使用软垫与硬垫的组合,其中软垫价值量占比在全球范围内约为1:8,国内因先进制程应用较少,软硬比例约为1:10。
  • 存储芯片(3D NAND):在制造过程中需大量使用钨抛光液和铜抛光液进行平坦化。国产抛光垫在存储芯片领域表现突出,部分产品效率较高,可有效降低用户成本。
  • 成熟制程:28nm及以上制程主要使用硬垫,对孔洞规整性的要求相对宽松,国产厂商已实现全覆盖。

常见问题

哪种抛光垫应用最广泛?

聚氨酯抛光垫(硬垫)是应用最广泛的类型,其抗撕裂强度高、耐磨性强、抛光效率高,典型产品如IC1000,常用于铜、钨、STI等材料的抛光。

国内哪家公司在抛光垫领域实现量产?

目前,国内只有鼎龙股份实现了抛光垫产品的量产。其硬垫产品已覆盖28nm及以上全部制程,并计划在软垫产线投产后,达成全系列和全制程的抛光垫生产能力。

CMP工艺中,抛光液和抛光垫哪个成本更高?

抛光液是CMP材料中价值量最高的部分,占比达到49%,而抛光垫占比为33%,两者是CMP的两大核心材料。

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