在半导体芯片制造过程中，半导体晶圆经过刻蚀、离子注入等工艺，其晶圆表面会变得凹凸不平，并产生多余的表面物等，为降低晶圆表面的粗糙度和起伏不平度，去除晶圆表面多余物，有效地进行下一道加工程序，则需使用抛光垫及及抛光液，在专用设备（CMP设备）上对晶圆进行多次抛光处理，即化学机械抛光(CMP)。作为实现晶圆表面平坦化的关键工艺技术，CMP是当今芯片制造中不可或缺的工艺。

随着芯片制程越来越小，内部结构也越来越复杂，CMP工艺也变得越发重要，经过CMP处理的晶圆表面平坦度可小于1nm，为保证每个制造步骤达到对应的平坦程度，则必须增加CMP的抛光次数和抛光液种类，提升CMP的工艺技术创新水平。

据悉，14nm的逻辑芯片要求的CMP工艺步骤由180nm的10次增长到20次以上，而7nm及以下则需要超30次及以上的抛光工艺步骤。此外，更先进的逻辑芯片工艺可能会要求抛光新的材料，同样地，对于存储芯片，随着由2D NAND向3D NAND演进的技术变革，也会使CMP工艺步骤数近乎翻倍，推动抛光工艺和抛光材料不断升级。

芯片制程发展

CMP 抛光液决定晶圆抛光质量和抛光效率，在半导体芯片制造抛光过程中，晶圆厂会根据每一步晶圆芯片平坦度的加工要求，选择符合去除率（MRR）和表面粗糙度（Ra）等指标要求的CMP抛光液，使抛光工艺中的化学反应作用和机械反应作用相互促进，来提高抛光效率和产品良率。

此外，CMP抛光垫是实现平坦化抛光的核心要件之一，通过影响抛光液的流动和分布，决定抛光效率和表面平坦性，对实现晶圆平坦化至关重要。CMP钻石碟（CMP Disk）为CMP技术重要耗材，用于维持抛光垫表面粗糙状态及研磨性能。这两者受技术壁垒高、生产成本高等因素限制，目前进口依赖度也较高。

CMP设备包括抛光、清洗、传送三大模块，其作业过程中，抛光头将晶圆待抛光面压抵在粗糙的抛光垫上，借助抛光液腐蚀、微粒摩擦、抛光垫摩擦等耦合实现全局平坦化。在未来CMP工艺由14nm 持续向更先进制程推进过程中，CMP技术将不断趋于抛光头分区精细化、工艺控制智能化、清洗单元多能量组合化方向发展，关键模块技术在其技术发展中将起到相当重要的作用。

CMP抛光过程

目前，CMP抛光行业主要有两大壁垒，分别是技术壁垒以及客户壁垒，核心体现在产品性能、认证周期以及扩产能力等方面。无论是CMP抛光液、工艺、设备，以及配套耗材等均存在“卡脖子”难点，在不久将来到的2023年9月18-19日在东莞举办的“2023年全国精密研磨抛光材料产业发展论坛”，主办方邀请各精密研磨抛光领域技术专家大咖坐镇，开展以“半导体CMP抛光‘卡脖子’难点探讨”为主题的圆桌论坛，直击实际产业痛点，热门话题掀起讨论热潮，各方观点碰撞，众多精彩千万不要错过！

嘉宾介绍

梅燕 博士、教授级实验师 北京化工大学

张保国 教授、博士生导师

河北工业大学微电子技术与材料研究所

徐明艳 抛光事业部部长、高工

郑州磨料磨具磨削研究所有限公司

还有众多其他重磅嘉宾参与，机会难得，欢迎前来一观！

东莞抛光材料及技术论坛会务组

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