前面几篇文章都是发布半导体设备供应商的数据,这次就换换口味,做一个材料相关的行业数据统计吧
化学机械抛光(CMP:Chemical Mechanical Polishing)的原理其实在半导体制造的各种工序里不算复杂,不过其用到的主要耗材的种类也不少。在我最新的数据库里,目前已经统计到了89家相关耗材的供应商了当然,其中业也包含了晶圆衬底的研磨液和研磨垫。由于技术要求的差异,它和前道使用的研磨液和研磨垫是有所不同的。这个我在后面的表格里也是有所标注的
下面我借用DeepSeek整理了一个相关耗材的知识介绍,供大家参考(以下蓝色字体)
1. 抛光垫(Polishing Pad)
作用:直接接触晶圆表面,通过机械摩擦与化学作用实现材料去除和表面平坦化。
分类与材料:
按材质:聚氨酯(主流)、无纺布复合材料、多孔结构材料。
按硬度:软垫(适用于高选择性抛光)、硬垫(适用于全局平坦化)。
表面结构:开孔式(利于抛光液分布)、闭孔式(提高机械强度)。
关键参数:粗糙度、孔隙率、硬度、耐磨性。
应用场景:
氧化物CMP:常用中等硬度开孔垫(如IC系列)。
金属CMP(如铜):需软垫减少划伤。
2. 抛光液(Slurry)
作用:提供化学腐蚀与机械研磨的协同作用,核心成分包括研磨颗粒、氧化剂、pH调节剂等。
分类与组成:
金属抛光液(如铜、钨):
研磨颗粒:氧化铝(Al₂O₃)或二氧化硅(SiO₂)。
氧化剂:过氧化氢(H₂O₂)、硝酸铁(Fe(NO₃)₃)。
抑制剂:BTA(苯并三氮唑)防止过度腐蚀。
非金属抛光液(如氧化物、氮化硅):
研磨颗粒:胶体二氧化硅(Colloidal Silica)。
pH调节:碱性(如KOH)或酸性(如HNO₃)。
特殊类型:
阻挡层抛光液(如钽/TaN):需高选择性配方。
低缺陷抛光液:用于先进节点(<7nm),控制颗粒粒径均匀性。
3. 钻石修整盘(Diamond Conditioner Disk)
作用:修整抛光垫表面,恢复粗糙度并去除残留物,维持稳定的抛光速率。
结构与材料:
基底:金属(镍)或陶瓷。
表面:嵌入金刚石颗粒(单晶/多晶),分布密度和粒径影响修整效果。
分类:
在线修整器(In-situ):集成在CMP设备中,实时修整。
离线修整器:周期性维护使用。
关键参数:钻石颗粒密度(#/cm²)、修整压力、运动轨迹。
4. 清洗剂(Cleaning Chemicals)
作用:抛光后去除晶圆表面残留的颗粒、有机物及金属离子。
类型:
酸性清洗液(pH<3):如稀释HF(去除氧化物残留)。
碱性清洗液(pH>10):含表面活性剂(如SC-1溶液)。
去离子水(DIW):用于多级冲洗。
新兴趋势:环保型无磷配方、兆声波辅助清洗。
5. 挡圈(Retaining Ring)
作用:固定晶圆位置,防止边缘滑移,确保抛光均匀性。
材料:
工程塑料:PPS(聚苯硫醚)、PEEK(耐高温)。
复合材料:碳纤维增强聚合物(高刚性)。
设计要点:内圈齿形结构优化流体动力学。
6. 薄膜与胶带(Tapes & Films)
作用:临时保护晶圆背面或提供载体支撑。
背面保护膜:聚酯(PET)材质,防止背面污染。
临时键合胶带:用于薄晶圆抛光(如3D IC),需耐化学腐蚀。
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注)Resonac/力森诺科就是原来的Showa Denko/昭和电工
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