我國(guó)CMP拋光墊生產(chǎn)現(xiàn)狀

1、精品文檔1歡迎下載CMPCMP 拋光墊化學(xué)機(jī)械拋光（CMPCMP,目前已成為公認(rèn)的納米級(jí)全局平坦化精 密超精密加工技術(shù)。CMPCMP 技術(shù)將磨粒的機(jī)械研磨作用與氧化劑的化學(xué)作用有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，可實(shí)現(xiàn)超精密無(wú)損傷表面加工，滿足集成電路 特征尺寸在 0.350.35 呵以下的全局平坦化要求。圖 1 1 晶圓制造過(guò)程CMPCMP 技術(shù)所米用的設(shè)備及消耗品包括：拋光機(jī)、拋光漿料、拋光 墊、后 CMPCMP 清洗設(shè)備、拋光終點(diǎn)檢測(cè)及工藝控制設(shè)備、廢物處理和檢 測(cè)設(shè)備等。拋光機(jī)、拋光漿料和拋光墊是 CMPCMP 工藝的 3 3 大關(guān)鍵要素, 其性能和相互匹配決定 CMPCMP 能達(dá)到的表面平整水平。其中拋

2、光漿料和 拋光墊為消耗品。通常一個(gè)拋光墊使用壽命約僅為 4545 至 7575 小時(shí)。精品文檔2歡迎下載圖 2 2 CMPCMP 工作系統(tǒng)CMPCMP 拋光墊，又稱 CMPCMP 研磨墊，英文名為 CMPCMP PadPad 主要用于半 導(dǎo)體和藍(lán)寶石等方面。CMCM 拋光墊由含有填充材料的聚氨酯材料組成， 用來(lái)控制毛墊的硬度。拋光墊的表面微凸起直接與晶片接觸產(chǎn)生摩擦， 以機(jī)械方式去除拋光層在離心力的作用下， 將拋光液均勻地拋灑到拋 光墊的表面，以化學(xué)方式去除拋光層，并將反應(yīng)產(chǎn)物帶出拋光墊。拋 光墊的性質(zhì)直接影響晶片的表面質(zhì)量，是關(guān)系到平坦化效果的直接因 素之一。CMP是提供超大規(guī)模集成電路制造

3、過(guò)程中表面平坦化的一種新技 術(shù)，于 19651965 年首次由美國(guó)的 MonsantoMonsanto 提出，最初是用于獲取高質(zhì)量 的玻璃表面。自從 19911991 年 IBMIBM 將 CMPCMP 成功應(yīng)用到 64MDRAM64MDRAM 勺生產(chǎn)中 以后，CMCM 我術(shù)在世界各地迅速發(fā)展起來(lái)。 區(qū)別于傳統(tǒng)的純機(jī)械或純 化學(xué)的拋光方法， CMPCMP1過(guò)化學(xué)的和機(jī)械的綜合作用，從而避免了由 單純機(jī)械拋光造成的表面損傷和由單純化學(xué)拋光易造成的拋光速度 慢、表面平整度和拋光一致性差等缺點(diǎn)。它利用了磨損中的“軟磨硬” 原理，即用較軟的材料來(lái)進(jìn)行拋光以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的表面拋光。在一定壓力及拋光漿料存在

4、下，被拋光工件相對(duì)于拋光墊作相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 借助 于納米粒子的研磨作用與氧化劑的腐蝕作用之間的有機(jī)結(jié)合， 在被研 磨的工件表面形成光潔表面。CMPCMP 技術(shù)最廣泛的應(yīng)用是在集成電路（ICIC） 和超大規(guī)粘石礁池光液晶圓舶光墊平臺(tái)精品文檔3歡迎下載模集成電路中（ULSIULSI）對(duì)基體材料硅晶片的拋光。而國(guó)際上 普遍認(rèn)為，器件特征尺寸在 0.350.35 卩 m m 以下時(shí)， 必須進(jìn)行全局平面化以 保證光刻影像傳遞的精確度和分辨率， 而 CMFCMF 是目前幾乎唯一的可以 提供全局平面化的技術(shù)，其應(yīng)用范圍正日益擴(kuò)大。目前全球生產(chǎn)半導(dǎo)體拋光墊的企業(yè)主要是陶氏（羅門哈斯），其 壟斷了集成電路芯片所需拋

5、光墊約 79%79%的市場(chǎng)份額。國(guó)外其他生產(chǎn)商 有美國(guó)卡博特、日本東麗、臺(tái)灣智勝科技有限公司、日本 FujiboFujibo Holdings,Holdings, IncInc 、韓國(guó) KPXKPX ChemicalChemical Co.,Co., Ltd.Ltd. 、日本 Nitta-HaasNitta-Haas IncorporatedIncorporated 等。國(guó)內(nèi)企業(yè)在化學(xué)機(jī)械拋光領(lǐng)域起步較晚， 目前與國(guó)際先進(jìn)水平仍 有較大差距，國(guó)內(nèi)有少數(shù)企業(yè)采用國(guó)外公司主要是 3M3M 技術(shù)少量生產(chǎn) 中低端產(chǎn)品， 但缺乏獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和品牌， 龐大的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)完全 被外資產(chǎn)品所壟斷。美國(guó)、日本、

6、德國(guó)和韓國(guó)的拋光墊相關(guān)專利申請(qǐng)量在 2003200620032006 年達(dá)到高峰，我國(guó)相關(guān)專利申請(qǐng)項(xiàng)自 20002000 年起步， 20032003 年開始呈現(xiàn) 穩(wěn)步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)， 表明我國(guó)在化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)力度逐漸增 強(qiáng)，在半導(dǎo)體特征尺寸逐漸向小型化方向發(fā)展的態(tài)勢(shì)下， 在加工過(guò)程 中需要對(duì)化學(xué)機(jī)械平坦化過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控， 我國(guó)中芯國(guó)際率先取得突破， 提出了涉及化學(xué)機(jī)械拋光終點(diǎn)偵測(cè)裝置和方法。 20162016 年 8 8 月湖北鼎 龍控股股份有限公司采用自主技術(shù)建設(shè)的一期 1010 萬(wàn)片 / /年項(xiàng)目投產(chǎn)， 20172017 年底進(jìn)入芯片客戶系統(tǒng)，標(biāo)志著我國(guó)自主技術(shù)CMPCMP 墊真正進(jìn)入

7、芯片市場(chǎng)。到目前為止，我國(guó)已經(jīng)有近 1010 家生產(chǎn)商。我國(guó)半導(dǎo)體用 CMFCMF 墊片主要生產(chǎn)企業(yè)情況 單位：萬(wàn)片/ /年陰號(hào)生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能裝置地點(diǎn)1安集微電子科技（上海）有限公司10上海浦東精品文檔4歡迎下載Z湖偏姑控股股份寫限公司一期10湖北武漢3蘇州觀勝半導(dǎo)依科技有限公司5江蘇張家著4成都時(shí)代立夫科技肓限公司5四川成都左陽(yáng)方圓硏磨材料 勻購(gòu)任公司2河南安陽(yáng)6鄭IN站達(dá)瞬斗磨具有限公司2河南鄭州7東莞市欣帕得光電科技有限公司1廣完此外，湖北鼎龍控股股份有限公司計(jì)劃建設(shè)二期 4040 萬(wàn)片/ /年項(xiàng)目 2012016 6年 1111 月， 寧波江豐電子材料股份有限公司和美國(guó)嘉柏微電子材 料股

8、份有限公司正式宣布就半導(dǎo)體集成電路化學(xué)機(jī)械研磨用（CMPCMP拋光墊項(xiàng)目進(jìn)行合作；20172017 年 1212 月投產(chǎn)的蘇州觀勝半導(dǎo)體科技有限 公司也有進(jìn)一步擴(kuò)能的計(jì)劃。以中美貿(mào)易爭(zhēng)端為契機(jī)，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將飛速發(fā) 展，處于短板的相關(guān)材料產(chǎn)業(yè)也將迎來(lái)國(guó)產(chǎn)化機(jī)遇。根據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體協(xié)會(huì)（SEMSEMD發(fā)布的報(bào)告預(yù)計(jì)，20202020 年之前全 球?qū)⑿陆?6262 座晶圓廠，而中國(guó)大陸地區(qū)將占 2626 座。晶圓建廠浪潮將 拉動(dòng) CMPCMPM光墊需求激增。合格的國(guó)產(chǎn)材料將具有明顯的價(jià)格和服務(wù) 等優(yōu)勢(shì)，由中國(guó)大陸地區(qū)引領(lǐng)的建廠熱潮有望驅(qū)動(dòng)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體材料廠 商加速發(fā)展，CMFCMF 拋光墊作為半導(dǎo)體核心材料之一，國(guó)產(chǎn)化進(jìn)度有望 提速。目前 CMFCMF 墊基材為聚氨酯，生產(chǎn)工藝主要為聚醚多元醇（或聚酯 型多元醇、聚丙烯醚二醇等）真空脫水后，加入異氰酸酯，制備預(yù)聚體。部分多元醇加入擴(kuò)鏈劑、發(fā)泡劑、各種助劑、拋光粉，混合攪拌 發(fā)泡后加入預(yù)聚體重，注入模具，然后冷卻、切片。精品文檔5歡迎下載我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)值約占世界總產(chǎn)值的五分之一， 而且保持繼續(xù)增長(zhǎng) 的態(tài)勢(shì)。但是我國(guó)在許多關(guān)鍵材料方面近乎空白，存在巨大風(fēng)險(xiǎn)。我 國(guó) CMCMP P拋光墊對(duì)外依賴率為 94.5%,