抛光垫要打通软垫到全制程,技术壁垒主要集中在三处:聚氨酯微孔结构的规整程度、配方与工艺的长期积累、以及晶圆厂严苛的验证周期。抛光垫是 CMP(化学机械抛光)的两大核心材料之一,价值量占比约 33%,仅次于抛光液的 49%。其中聚氨酯硬垫应用最广,无纺布类软垫多用于先进制程;国内只有鼎龙股份实现了抛光垫量产,其硬垫已覆盖 28nm 及以上全部制程,潜江工厂软垫产线投产后,鼎龙股份达成全系列和全制程抛光垫生产能力,被视为具备与海外厂商正面竞争的门槛。
配方与微孔结构:核心难点
抛光垫是一种具有一定弹性、疏松多孔的材料,在 CMP 过程中直接与晶圆接触,通过摩擦去除抛光层。聚氨酯孔洞结构的规整程度,是制约国内抛光垫发展的核心难题——孔洞是否微细而均匀,直接决定抛光效率,也是衡量抛光垫质量的核心指标之一。这部分生产专利长期掌握在海外巨头手中,海外厂商通过合作避免重复开发与同质竞争,形成了较强的利益关系网。因此,突破技术壁垒、做出孔洞结构规整的抛光垫,是国产化的关键。
软垫与全制程:为何是竞争门槛
软垫与硬垫的应用场景不同:硬垫抗撕裂强度高、耐磨性强、抛光效率高,典型应用于铜 bulk、钨、STI/二氧化铈、氧化物等;软垫硬度低、压缩比大、弹性好,可获得表面粗糙度小、片内均匀性好的效果,典型应用于铜 barrier 等。全球范围内软垫与硬垫的价值量比例约为 1:8,国内因软垫主要用于先进制程,使用相对更少,软硬比例约为 1:10。全制程能力意味着要同时覆盖多类垫材的配方与工艺,这正是与海外厂商正面竞争的门槛所在。
批次一致性与验证周期
抛光垫的定制化程度高,不同客户需求不同,生产企业必须持续找到合适配方与稳定工艺,这考验的是 Know-how 经验,只能靠长时间的技术积累与不断研发尝试。晶圆厂对材料批次一致性要求严格,验证周期长,新供应商进入难度大。鼎龙股份自打印耗材起家,在高分子合成技术上有积累,进入半导体材料领域后,其抛光垫相关专利填补了国内在原材料和制作方面的空白,并已实现核心原材料自产化。
常见问题
抛光垫的孔洞结构为什么关键?
孔洞结构的规整程度决定了抛光效率,是衡量抛光垫质量的核心指标之一。孔洞微细而均匀,才能保证抛光效果稳定;这部分生产专利长期由海外巨头掌握,是国产化的主要卡点。
全系列和全制程抛光垫生产能力意味着什么?
意味着企业能同时供应硬垫与软垫、覆盖多类制程应用。鼎龙股份硬垫已覆盖 28nm 及以上全部制程,潜江工厂软垫产线投产后达成全系列和全制程能力,被视为具备与海外厂商正面竞争的实力。
国产抛光垫的验证难点在哪里?
晶圆厂对抛光垫的批次一致性和稳定性要求高,验证周期长。企业需要长期积累配方与工艺经验,并通过下游主流晶圆厂的认证,才能进入供应体系。