CMP技术：半导体产业的关键推动者与国产化浪潮

CMP技术：半导体产业的关键推动者与国产化浪潮

化学机械抛光（CMP）技术是半导体制造过程中的关键环节，其主要作用是提升晶圆表面平坦化，确保后续工艺的顺利进行。随着芯片制程技术向5纳米及更先进工艺迈进，CMP技术的重要性日益凸显。本文将为您详细介绍CMP技术在半导体产业中的应用现状及其国产化进展。

在全球半导体产业的快速发展中，化学机械抛光（CMP）技术已成为提升晶圆表面平坦化、实现更先进芯片制造的关键技术。CMP技术在不同的半导体制程中扮演着至关重要的角色，其主要应用包括全局平坦化工艺，确保晶圆表面达到原子级别的平整度，这对于后续的光刻和蚀刻等工艺至关重要。随着芯片制程技术向5纳米及更先进工艺的迈进，CMP的使用频率和工艺要求都在显著增加，其在半导体制造总成本中的占比也逐步提升。

在半导体制造过程中，CMP技术发挥着多种重要作用：

• 浅槽隔离(STI)-CMP：在硅晶片上形成沟槽后，通过化学气相沉积的方式沉积二氧化硅膜，再利用CMP去除未被埋入凹沟内的二氧化硅膜，实现元器件间的隔离 。

• 层间介质(ILD)-CMP：在导线或组件上的层间绝缘膜进行平坦化，为接下来的多层互连线工艺打下基础 。

• 先进制程中的CMP应用：随着芯片制造技术的发展，CMP工艺在集成电路生产流程中的应用次数逐步增加。例如，65nm制程芯片需要经历约12道CMP步骤，而7nm制程所需要的CMP处理增加至30多道 。

• 金属内介电层(IMD)-CMP：形成平坦的氧化硅膜，作为组件与组件间的绝缘隔离层。

• 铜(Cu)-CMP：随着集成电路层数的增加，铜布线工艺中的新连接方式“接触窗”广泛应用，CMP在双大马士革工艺中用于抛光通孔和细铜线。

图：CMP工作原理（图源：HORIBA）

市场现状与竞争格局

目前，全球CMP设备市场呈现高度集中的态势，主要由美国应用材料和日本荏原两家公司主导。然而，随着全球地缘政治的变动和供应链的重新布局，CMP技术的国产化替代成为了行业关注的焦点。

国产化浪潮的兴起

中国作为全球最大的半导体市场之一，正积极推动CMP技术的国产化进程。在国家政策的支持和市场需求的驱动下，国内企业如华海清科、鼎龙股份、三超新材等正在CMP设备、抛光垫、CMP-DISK耗材等领域取得突破，有望减少对外部供应商的依赖。

技术挑战与机遇

CMP技术的国产化不仅面临技术挑战，也是国内企业实现技术自立的重要机遇。随着智能驾驶、AI、5G等技术的快速发展，对半导体器件的性能要求不断提升，CMP技术的应用前景广阔。同时，随着芯片制造工艺的不断进步，CMP技术也在不断创新，为供应商带来了新的市场机遇。

CMP技术作为半导体制造的关键环节，其市场需求随着半导体行业的快速发展而持续增长。在全球半导体产业转移和国产化替代的双重趋势下，CMP技术的国产化进程不仅能够提升国内半导体产业的竞争力，也为国内CMP技术供应商带来了宝贵的发展机会。随着技术的不断进步和应用的深入拓展，CMP技术有望在未来的半导体产业中发挥更加重要的作用。