中国粉体网讯 化学机械抛光技术早期主要用于光学镜片的抛光等。20世纪80年代中期，美国IBM公司利用S trasbaugh公司的抛光机在East Fish Kill工厂进行工艺开发，才使得CMP技术在IC制造用基材硅的粗抛与精抛方面有了用武之地。1988年，IBM公司开始将CMP工艺用于4M DRAM器件的制造。Rowland制品有限公司早在1962年首先制备了掺有氧化锆的聚氨酯泡沫材料，但其并非用于集成电路中半导体的抛光。直到20世纪80年代，美国申请了应用于集成电路中半导体的硅和锗晶片的多孔聚氨酯抛光垫的专利，如US4511605A19850416等。
CMP技术是目前半导体晶片表面加工的关键技术之一，并用于集成电路制造过程的各阶段表面平整化。传统的平面化技术如热流法、旋转式玻璃法等虽然也曾用于IC工艺中，但均不能做到全局平面化，仅仅属于局部平面化技术。在CMP技术中抛光垫是重要原部件，也是一种耗材，其对抛光的质量和效率有着重要的影响。
一、抛光垫选择
在CMP系统中，抛光垫材料的选择对抛光效果至关重要。
聚氨酯垫的孔隙率为40%～50%，肖氏硬度为85HS，适用于大面积金属层的去除，其高机械强度和耐磨性使其在金属抛光中表现优异。
多孔聚酯垫的孔隙率为60%～70%，肖氏硬度为70HS，适合纳米级精度的半导体表面加工，其高孔隙率和适中硬度有助于实现高精度的表面平坦化。
聚四氟乙烯垫的孔隙率为50%～60%，肖氏硬度为75HS，因其低摩擦系数和优异的化学稳定性，更适用于高精度光刻层的抛光，能够有效减少表面损伤。
橡胶垫的孔隙率为30%～40%，肖氏硬度为90HS，适用于高硬度材料（如碳化硅、氮化镓）的去除和精细抛光，其高硬度和弹性的特点能够提供均匀的压力分布和良好的耐磨性。
不同抛光垫材料的孔隙率和硬度决定了它们在特定工艺中的独特优势，从而满足半导体制造中多样化的抛光需求。
二、抛光垫应用
就产品应用而言，目前300毫米晶圆是最主要的应用细分，占据大约77.11%的份额。
据Yole Group发布的《半导体晶圆代工行业现状报告》显示，到2030年中国大陆有望成为全球半导体晶圆代工产能领导者，预计将占据全球总装机产能的30%。2024年中国大陆以21%的全球代工产能份额位居第二，仅次于中国台湾（23%）。韩国以19%的份额排名第三，日本（13%）、美国（10%）和欧洲（8%）紧随其后。国内晶圆制造产能正处于高速扩张期。
三、抛光垫市场规模
据华经产业研究院，2020年我国CMP抛光垫市场规模约10亿元，随着技术进步和产能提升，CMP抛光垫市场预计将持续增长，为相关企业带来新的发展机遇。根据QYResearch，中国CMP抛光垫市场规模预计将在2031年达到4.7亿美元，预测期内复合年增长率为8.3%。
参考来源：
[1]周国营等，芯片超精密抛光用CMP抛光垫研究进展
[2]QYResearch、华经产业研究院、电子技术应用
[3]刘海军，电子产品制造过程中CMP材料的应用研究
（中国粉体网编辑整理/山林）
注：图片非商业用途，存在侵权告知删除！
