磨液市场将增长79,达到136亿美元,CMP研磨垫市场将增长65达到73亿美元,CMP研磨材料总体市场规模将增长77达到209亿美元。
图2:CMP研磨材料市场
20102015年CMP研磨材料复合增长率接近6在电子化学品领域增速较快。IHS预测2020年CMP研磨材料市场规模有望达到25亿美元。国内CMP研磨材料的消费量与硅晶圆产量高度相关,根据CSIA统计2014年国内CMP研磨材料市场规模达到24亿元,近三年增速超过20,预计2016年国内CMP研磨材料市场将达到35亿元,其中研磨垫市场达到10亿元,研磨液市场达到25亿元。
11、CMP研磨垫结构复杂,产业集中度高
CMP研磨垫(CMPPad)可按材质和结构分为聚合物研磨垫、无纺布研磨垫和复合型研磨垫三类。聚合物研磨垫主要指聚氨酯研磨垫,聚氨酯具有较高的抗拉强度、延展率和抗撕裂性,同时由于其在CMP过程中具有优异的稳定性和化学反应中的高电阻性被
f2018年CMP研磨材料行业分析报告
用作最常用的研磨材料之一。在研磨过程中,聚氨酯表面微孔可以软化从而使CMP研磨垫表面粗糙化,并且能够将研磨液中的磨料颗粒保持在其研磨液中,从而实现高效平坦化加工,但是由于聚氨酯研磨垫硬度过高,研磨过程形变小,加工过程容易划伤芯片表面。
图3:聚氨酯CMP研磨垫
资料来源:陶氏化学官网,
无纺布研磨垫的原材料聚合物棉絮类纤维渗水性好,容纳研磨液能力强,但是由于硬度较低、对于材料的去除率低,因此会降低研磨垫平坦化效率。由CMP研磨工艺过程分析,软质无纺布研磨垫可实现很小的加工变质层和表面粗糙度,但是难以实现高效平坦化加工;过硬的聚氨酯研磨垫可以实现高效的研磨效率,但是非均匀性差并且容易损伤材料表面。复合研磨垫的产生兼顾平坦度和非均匀性,采用上硬下软的两层复合结构,复合型研磨垫含有双重微孔结构,降低研磨垫回弹率,减少凹陷实现提高均匀性。在CMP研磨垫基体中加入能溶于研磨液的高分子或无机填充物,填充物在研磨过程中溶于研磨液从而形成二级微孔,在研磨过程中二级微孔结构降低研磨垫损耗,使研磨垫使用寿命得以延长,同时实现降低缺陷率并减少研磨液使用量的效果。表1:不同材质抛光垫性能对比
材料性质定位硬度耐磨性形变平坦度抛光效果非均匀性差抛光效率高
材质结构
主要成分发泡体固化聚
聚合物
中高端
高
好
小
好
f2018年CMP研磨材料行业分析报告
氨酯聚合物无纺布棉絮类纤维二复合型层复合结构低端中好大好好中低端低中大差好低
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