前言:
CMP抛光垫是半导体化学机械抛光工艺中的核心耗材,承担着存储输送抛光液、去除磨削副产物、维持抛光环境稳定等多重功能,其材质结构与表面特性直接决定晶圆平坦化的效率和表面质量。近年来,随着中芯国际、华虹半导体、晶合集成等本土晶圆厂产能持续扩张,以及长江存储、长鑫存储等存储厂商的产线爬坡,国内CMP抛光垫市场需求基石不断夯实;与此同时,先进制程向7nm及以下节点演进带来CMP步骤成倍增加,先进封装技术的兴起也为行业创造了额外的增量空间。
在市场需求与技术演进的双轮驱动下,中国CMP抛光垫市场规模已从2020年的约10亿元增长至2024年的23亿元,并预计2025年将进一步扩容至29亿元左右。从竞争格局来看,当前市场仍由美国杜邦等海外巨头高度垄断,全球前四大供应商合计市场份额超过90%;但以鼎龙股份为代表的本土企业正加速突围,通过全品类产品布局和规模化产能扩张,逐步切入主流晶圆厂供应链,国产化替代进程有望迎来历史性窗口期。
1、CMP抛光垫是实现平坦化抛光的核心要件之一
在晶圆进行化学机械抛光过程中,CMP抛光垫的作用主要有:存储CMP抛光液及输送 CMP 抛光液至抛光区域,使抛光持续均匀的进行,之后去除所需的机械负荷,并将抛光过程中产生的副产品(氧化产物、抛光碎屑等)带出抛光区域,形成一定厚度的CMP抛光液层,为抛光过程中化学反应和机械去除提供场所。CMP抛光垫通过影响抛光液的流动和分布,决定抛光效率和表面平坦性,对实现晶圆平坦化至关重要。
抛光垫按照材质结构分类
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分类标准 |
分类名称 |
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按是否含有磨料 |
磨料抛光垫 |
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无磨料抛光垫 |
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按基材 |
聚氨酯抛光垫 |
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无纺布抛光垫 |
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复合型抛光垫 |
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按表面结构 |
平面型抛光垫 |
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网格型抛光垫 |
资料来源:观研天下整理
抛光材料考量标准
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标准 |
解释说明 |
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平均磨除率 |
在标准时间内磨除材料的厚度 |
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平整度和均匀性 |
平整度是硅片某处CMP前后台阶高度之差占CMP前台阶高度的百分比 |
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选择比 |
对不同材料的抛光速率是影响硅片平整度和均匀性的重要因素 |
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表面缺陷 |
CMP工艺造成的硅片表面缺陷包括擦伤或沟、凹陷、侵蚀、残留物和颗粒污染 |
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设备过程变量 |
作用压力、硅片和CMP抛光垫之间的相对速度、抛光时间、抛光区域温度及分布 |
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硅片 |
表面应力分布、图案密度、形状 |
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CMP抛光液 |
化学性质、成分、PH值、粘度、温度、供给速度、磨粒尺寸、分布、硬度、形状 |
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CMP抛光垫 |
材料、密度、物理化学性质、硬度、厚度、粗糙度、结构、表面形态、稳定性 |
资料来源:观研天下整理
2、晶圆产能扩张,奠定CMP抛光垫市场需求基石
晶圆产能扩张是驱动CMP抛光垫市场增长的最根本、最直接的动力。CMP抛光垫作为消耗品,其需求量与晶圆的加工面积(产量×层数)直接正相关。随着中芯国际、长江存储、长鑫存储等本土晶圆厂的产能持续爬坡和新厂建设,国内晶圆产能进入高速扩张期。直接体现在市场规模上,中国CMP抛光垫市场规模已从2020年的约10亿元增长至2024年的约23亿元,并预计在2025年扩容至29亿元左右。这一增长的根本来源,就是日益增多的晶圆加工对抛光垫产生的巨大消耗需求。


