“抛光”解牛,赢在细微。
何为抛光?
抛光(CMP)即化学机械抛光,是通过化学试剂的化学腐蚀和纳米磨粒的机械研磨技术结合,实现晶圆表面微米/纳米级材料的去除,从而达到晶圆表面高度(纳米级)平坦化的技术。
CMP 抛光的工作原理是在一定压力及抛光液的存在下,被抛光晶圆对抛光垫做相对运动,含有氧化剂、络合剂的抛光液先与样品表面产生化学反应,生成一层较软的钝化层,再通过磨粒与抛光垫对钝化层进行机械去除。
在 CMP 过程中,抛光液的化学作用与磨粒、抛光垫的机械作用交替进行,使被抛光晶圆表面达到高度平坦化、低表面粗糙度和低缺陷的要求。
抛光液和抛光垫是CMP工艺的两 大关键要素,二者皆属于易耗品。
抛光液是CMP工艺的核心材料。CMP耗材中,抛光液占49%,抛光垫占33%,调节剂占9%,清洁剂占5%,钻石碟及其他耗材合计占4%,抛光液是CMP环节用量最大的耗材。
CMP抛光液,是CMP技术中的决定性因素之一,其性能直接影响被加工工件表面的质量以及抛光加工的效率,随着摩尔定律推进,晶圆制程不断升级,CMP工艺次数大幅提高,成熟制程 90nm 工艺CMP步骤为12步,先进制程7nm工艺的CMP步骤提高到30步,抛光次数倍数级增长,先进制程晶圆占比的提高带动了CMP设备及材料需求大幅增长。
在种类繁多的半导体材料子行业中,抛光垫、抛光液是最容易被“卡脖子”的领域之一,究其原因就在于,为了实现纳米级的打磨技术,对抛光垫和抛光液的要求也极为严苛。而且随着制程工艺越来越现金,对这两种材料的技术要求也不断提高,所以有“一代材料,一代产品”之说。
国产替代大趋势叠加半导体晶圆厂的扩产,国内对CMP耗材需求有着巨大的提升,2020年国内国内抛光液市场规模为20亿元,预计2025年达到40亿元,CAGR高达15%,远超全球抛光液市场增速,但国内在抛光液领域布局较晚,国产化率较低,国内企业迎发展机遇
受益于3D Nand以及先进制程工艺的快速发展,CMP材料需求量的大幅提升,全球抛光液/抛光垫市场规模有望于2020年的16.6/10.2亿美元分别增长至2025年22.7/13.5亿美元,2021-2025年CAGR分别达6%/5.1%。
国内来看,安集科技在抛光液产品布局较全,全球市占率4.5%;鼎龙股份抛光液进展也很快。