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CMP化学机械抛光行业报告:半导体CMP核心材料抛光垫国产化(24页)

行业报告下载 2020-05-15 35 管理员

海外抛光垫龙头企业罗门哈斯(被陶氏收购)拥有较多和 CMP PAD 相关的高 质量及基础专利。截止 2017 年 9 于月,通过代表专利质量指标的引用次数指 标显现,罗门哈斯的专利被引用次数在全球范围内所有申请人中最多,达 451 次,其总计拥有 201 个抛光垫的设计和制造方面的专利族,154 个抛光垫在抛 光方面的应用专利,123 个抛光层方面的专利族,8 个抛光垫表面的专利族。 陶氏 2009 年收购罗门哈斯后,进一步巩固了抛光垫市场份额。预估目前陶氏 20 英寸抛光垫占据国内 85%左右的市场份额,30 英寸抛光垫的市占率则更高。 国内企业在化学机械抛光领域起步较晚,仅有以鼎龙股份为代表的企业少量生 产中低端产品。

 企业研究 CMP 耗材时间成本较高,可能需要较长时间来试错摸索工艺指标、 产品配方等对物理参数及性能的影响结果,形成较深的 Knowhow 壁垒。 以抛光垫为例,由于抛光垫通常物理指标包含硬度、刚性、韧性、弹性模量、 剪切模量、密度、可压缩性等各项机械指标,综合影响抛光效果,而如果结合 考虑材料选择、温度选择、固化时长、搅拌时长等工艺步骤控制,按照三元变 量简单推算其理论方案可能性至少在数万次至数百万次试验级别,因此对于企 业而言需要较长时间来试错摸索工艺指标、产品配方等对物理参数及性能的影 响结果。 衡量抛光垫性能指标有较多,各项物理指标综合影响抛光效果,其中相对关键 的指标在于孔隙率、孔隙均匀性等,其对抛光垫的各项物理性能指标及批次一 致性影响程度较大。衡量抛光垫的技术指标主要包含硬度、刚性、韧性、弹性 模量剪切模量、密度、可压缩性等机械物理性能。而其中由于抛光垫在材料配 方一定的情况下,孔隙生成的密度和均匀性包含物理、化学及热处理等将直接 影响各项抛光垫的物理指标。

 比较显现,抛光垫的孔隙率越高和粗糙度越大,其携带抛光液的能力越强。抛 光垫越粗糙,则材料去除率增大,这是因为表面粗糙度高的抛光垫与工件表面 的接触面积减小, 而且粗糙的抛光垫表面可储存更多的抛光液, 因此作用在单 颗磨粒上的力增大, 单颗磨粒的去除材料体积增大。抛光垫使用后会产生变形, 表面变得光滑,孔隙减少和被堵塞,使抛光速率下降,必须进行修整来恢复其 粗糙度,改善传输抛光液的能力,一般采用钻石修整器修整。 抛光垫的沟槽图形设计,也是影响抛光性能的核心指标。抛光垫沟槽的设计影 响着抛光垫储存、运送抛光液的能力和表面局部应力梯度。抛光垫表面结构有 平整型和带有不同沟槽型的。

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