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全球半导体CMP耗材供应商汇总(94家)

08/24 09:45
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周一的文章里说过要提高一些材料方面的内容比例,所以今天继续发布一个CMP耗材供应商数据化学机械抛光(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94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

以下为我用AI整理的各个产品的简单介绍:

1. 研磨液(CMP Slurry,抛光液)

CMP 最核心耗材,占耗材成本约 50%由纳米磨粒(二氧化硅、氧化铈、氧化铝)、氧化剂、络合剂、缓蚀剂、pH 缓冲剂、超纯水复配而成。

功能:一方面化学软化晶圆表面薄膜(氧化、络合);另一方面纳米磨粒机械剥离反应层,控制材料去除速率、选择比、表面粗糙度。

分类:氧化物、铜、钨、STI 浅槽隔离等专用研磨液,不同薄膜必须匹配对应配方。

2. 研磨垫(Polishing Pad,抛光垫)

第二大核心耗材,聚氨酯多孔发泡材料为主,占耗材成本约 30%

功能:提供机械摩擦界面;内部孔隙 + 表面沟槽储存、输送研磨液,排出研磨碎屑;硬度、孔隙率、沟槽样式直接决定平坦化能力、片内均匀性。

分类:

硬垫(高平坦化,用于主研磨);

软垫(低缺陷,用于终抛精抛)。特点:持续使用表面会玻璃化( glaze),必须配合修正盘修整;有使用寿命,加工数百片晶圆后需要整体更换。

3. 清洗液(Post‑CMP Cleaning Solution)

CMP 后清洗工序专用化学品,分为碱性、酸性、表面活性剂复配体系。

功能:去除晶圆表面残留研磨颗粒、金属离子、有机残渣、研磨液化学残留物,防止颗粒吸附、金属污染造成器件漏电、良率下降。

类型:碱性清洗侧重颗粒剥离;酸性清洗侧重金属离子螯合去除;配方要兼顾不腐蚀已经暴露的金属、介质薄膜。

4. 修正盘(Conditioner,钻石修整盘 / 金刚石碟)

金属基底烧结金刚石微颗粒,属于半消耗件。

功能:实时 / 离线修整研磨垫表面,刮除垫表面堵塞碎屑,重新打开孔隙,恢复研磨垫粗糙度,避免抛光垫玻璃化导致去除速率衰减、均匀性恶化。

特点:金刚石颗粒粒度、排布、突出高度决定修整效果;随使用金刚石磨损,到达寿命后更换。

没有修正盘,研磨垫很快失效

5. 过滤器(CMP Slurry Filter)

PTFE / 尼龙等耐腐高精度滤芯,安装在研磨液输送管路、点 dispense 前端。

功能:拦截研磨液中团聚大颗粒、外来杂质,防止大颗粒流到晶圆表面产生划痕缺陷。

特点:不同工艺选择不同孔径;研磨液容易堵滤芯,需要定期更换;先进节点需要多级过滤。

6. 保持环(Retaining Ring,压环)

高性能工程塑料(PPS、PEEK 等),抛光头组件消耗件。

    • 功能:CMP 抛光过程箍住晶圆边缘,防止晶圆打滑飞出;同时调控晶圆边缘区域压力,改善晶圆边缘抛光均匀性。特点:持续和研磨垫摩擦磨损,内壁会产生微小碎屑,磨损到阈值必须更换,是边缘良率关键部件。

7. 清洁刷(Post‑CMP Brush,CMP 清洗刷)

多孔 PVA 发泡材质滚刷,用于 CMP 后清洗机台。

功能:物理摩擦晶圆正反面,剥离粘附顽固研磨颗粒;配合清洗液使用,属于物理清洗手段。

特点:孔隙结构会逐渐被颗粒堵塞、老化变形,定期更换;刷丝脱落会引入新污染,对材料纯度要求高。

8. 吸附膜(Backing Film / 背膜 / 承载膜)

高分子多孔弹性薄膜,贴在抛光头载具与晶圆背面之间。

功能:真空吸附固定晶圆背面;均匀传递抛光压力,缓冲压力波动;保护晶圆背面不被划伤。

特点:压缩率、硬度、孔隙;直接影响整片晶圆压力分布,进而影响片内抛光均匀性;每加工一定数量晶圆就要更换。

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