半导体先进制程中的关键：CMP抛光材料

一、抛光材料的概述：

CMP，又名化学机械抛光，是半导体硅片表面加工的关键技术之一。

CMP 是半导体先进制程中的关键技术，伴随制程节点的不断突破，CMP 已成为 0.35μm 及以下制程不可或缺的平坦化工艺，关乎着后续工艺良率。

CMP采用机械摩擦和化学腐蚀相结合的工艺，与普通的机械抛光相比，具有加工成本低、方法简单、良率高、可同时兼顾全局和局部平坦化等特点。

其中化学腐蚀的主要耗材为抛光液，机械摩擦的主要耗材为抛光垫，两者共同决定了 CMP 工艺的性能及良率。

CMP的主要工作原理是在一定压力下及抛光液的存在下，被抛光的晶圆对抛光垫做相对运动，借助纳米磨料的机械研磨作用与各类化学试剂的化学作用之间的高度有机结合，使被抛光的晶圆表面达到高度平坦化、低表面粗糙度和低缺陷的要求。

二、抛光材料的市场

伴随半导体材料行业景气度向上，CMP 材料市场有望受下游市场驱动，保持稳健增速。2020 年全球抛光液和抛光垫全球市场规模分别为 13.4 和 8.2 亿美元。

中国 CMP 材料市场涨幅趋势与国际一致，2021 年抛光液和抛光垫市场规模分别为 22 和 13 亿元。

中国正全面发展半导体材料产业，CMP 抛光产业未来增长空间广阔。

随着芯片制程不断微型化，IC 芯片互联结构变得更加复杂，所需抛光次数和抛光材料的种类也逐渐变多。在芯片制造过程中，需要将电路以堆叠的方式组合起来，制程越精细，所堆叠的层数就越多。

在堆叠的过程中，需要使用到氧化层、介质层、阻挡层、互连层等多个薄膜层交错排列，且每个薄膜层所用到的抛光材料也不相同。

此外，随着 NAND 存储芯片结构逐渐由 2D 转向 3D，CMP抛光层数和所用到的抛光材料种类也在不断增加。根据美国陶氏杜邦公司公开数据，5nm制程中抛光次数将达 25-34 次，64层 3D NAND芯片中的抛光次数将达到 17-32 次，抛光次数均较前一代制程大幅增加。伴随制程工艺的发展，CMP材料市场有望不断扩容，成长空间较大。

三、抛光材料的产业链

化学机械研磨/ 化学机械抛光（ CMP ， Chemical MechanicalPlanarization）是集成电路制造过程中实现晶圆表面平坦化的关键工艺。