1、 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野全球视野 本土智慧本土智慧 行业行业研究研究 Page 1 证券研究报告证券研究报告深度报告深度报告 电子元器件电子元器件 半导体半导体专题研究专题研究系列系列十八十八 超配超配 2020 年年 05 月月 10 日日 一年该行业与一年该行业与上证综指上证综指走势比较走势比较 行业专题行业专题 科技科技创新大时代创新大时代，半导体半导体 CMP 核核 心心材料材料迎来迎来国产化国产化加速期加速期 半导体半导体 CMP 材料材料是集成电路制造的关键制程是集成电路制造的关键制程材料材料 集成电路制造踏着摩尔定律的节奏快速发展，逻辑芯片的特征尺寸已发 展至

2、 5nm，存储芯片堆叠层数达到 128 层。在这一进程中，核心材料 CMP(化学机械抛光)对于集成电路制造发展起着至关重要的作用，可以 说没有 CMP，晶圆制程节点可能止步于 0.35um。当前制造每片晶圆片， 都需历经几道至几十道不等的 CMP 工艺步骤，精度要求至纳米级。 抛光垫是抛光垫是 CMP 的核心耗材，的核心耗材，全球市场被海外龙头垄断全球市场被海外龙头垄断 CMP 材料价值量约占芯片制造成本的 7%， 其中抛光垫价值量约占 CMP 耗材的 33%。由于抛光垫孔隙率、沟槽方案、硬度、刚性、可压缩性等 参数对抛光质量、材料去除率和抛光批次一致性等有着显著影响，抛光 垫是影响 CMP

3、效果的核心基础材料。随着集成电路制造精密度持续升 级，抛光垫在 CMP 系统中的重要性显现持续提升。 抛光垫具有技术、专利、客户体系等较高行业壁垒。海外公司在技术积 累、专利储备和产品系列上具有较强的先发优势，并且与全球主要晶圆 制造厂多年合作，拥有已被验证的产品稳定性及可靠性，因此多年以来 全球抛光垫市场被陶氏、Cabot 等少数几家海外公司垄断约 90%市场。 2020 年看中国年看中国晶圆晶圆制造制造厂崛起，厂崛起，核心材料迎来核心材料迎来国产化国产化替代替代良机良机 2020 年将是国产晶圆制造企业崛起元年，随着中游制造技术能力赶超世 界先进，产能有望迅速翻番增长。以中芯国际、长江存储

4、、合肥长鑫等 为代表的国内晶圆制造厂将重塑国产半导体产业链，核心材料国产化配 套势在必行。根据市场预估，全球 CMP 市场复合增长率约 6%。随着未 来国内晶圆厂大幅投产， 测算预计未来 5 年中国 CMP 垫市场规模增速可 超 10%，2023 年可达约 30 亿元，未来可达 50 亿元以上。国内 CMP 抛 光垫技术上已具备替代海外产品的能力，国产供应商即将迎来 1N 的跨 越式发展。 CMP 半导体材料半导体材料国产化相关国产化相关投资标的投资标的 目前国内上市公司中，1、鼎龙股份，突破海外 CMP 抛光垫长期垄断， 其主要产品已通过国内多家核心制造客户认证。 2、 安集科技在国内 CM

5、P 抛光液处于领先地位。3、江丰电子：国内超高纯金属材料及溅射靶材核 心，2016 年起布局 CMP 关键部件。随着国产化领头企业未来的 1-N 加 速成长可期，我们强烈看好 CMP 抛光垫相关龙头公司的发展前景。 重点公司盈利预测及投资评级重点公司盈利预测及投资评级 公司公司 公司公司 投资投资 昨收盘昨收盘 总市值总市值 EPS PE 代码代码 名称名称 评级评级 （元）（元） （百万元）（百万元） 2020E 2021E 2020E 2021E 300054 鼎龙股份 超配 12.89 1 0.04 0.27 324.4 47.6 688019 安集科技 超配 262.86 1 1.68

6、 2.30 156.9 114.4 资料来源：Wind、国信证券经济研究所预测 相关研究报告：相关研究报告： 2020 年 5 月份月报： 新冠疫情危中有机， 目 前时点战略看多电子板块 2020-05-06 电子行业公募基金一季度持仓分析：新冠疫 情低点已过，看好中国科技产业的升级前景 2020-05-06 苹果 2020 年一季度财报点评：苹果第一季 度业绩好于预期， 服务及可穿戴业务增长亮眼 2020-05-06 2020 年 4 月投资策略： 下跌消化大部分负面 预 期 ， 看 好 疫 情 之 后 需 求 反 转 2020-04-07 华为 2019 年财报点评：严峻考验下的逆势 增长

7、，持续布局全场景智慧生活产品 2020-04-01 证券分析师：欧阳仕华证券分析师：欧阳仕华 电话： E-MAIL： 证券投资咨询执业资格证书编码：S0980517080002 证券分析师：唐泓翼证券分析师：唐泓翼 电话： E-MAIL： 证券投资咨询执业资格证书编码：S0980516080001 证券分析师：商艾华证券分析师：商艾华 电话： E-MAIL： 证券投资咨询执业资格证书编码：S0980519090001 证券分析师：何立中证券分析师：何立中 电话： E-MAIL： 证券投资咨询执业资格证书编码：S09

8、80516110003 独立性声明：独立性声明： 作者保证报告所采用的数据均来自合规渠 道，分析逻辑基于本人的职业理解，通过合 理判断并得出结论，力求客观、公正，其结 论不受其它任何第三方的授意、影响，特此 声明 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 M/19J/19S/19N/19J/20M/20 上证综指电子元器件 全球视野全球视野 本土智慧本土智慧 Page 2 投资摘要投资摘要 关键结论与关键结论与核心逻辑核心逻辑 数十年来，集成电路制造踏着摩尔定律的节奏快速发展，逻辑芯片的特征尺寸 已发展至 5nm，存储芯片堆叠层数达到 128 层。CMP 成为集成电路制造全局 平坦化的重

9、要制程，每一片晶圆在制造中都会经历几道甚至几十道的 CMP 抛 光工艺步骤，而抛光对象分门别类，平坦化要求日趋复杂，因此 CMP 对于集 成电路制造良率十分关键。 其中抛光垫是 CMP 的核心基础材料，决定 CMP 核心效果，重要性持续提升。 抛光垫具有技术、专利、客户体系等较高行业壁垒，而全球抛光垫市场目前被 陶氏等海外公司垄断 90%市场，因此国内企业具有广阔替代空间。 2020 年将是国产晶圆制造企业崛起元年， 随着中游制造技术能力赶超世界先进， 产能有望迅速翻番增长。以中芯国际、长江存储、合肥长鑫等为代表的国内晶 圆制造厂将重塑国产半导体产业链，核心材料国产化配套势在必行。根据市场 预

10、估，全球 CMP 市场复合增长率约 6%。随着未来国内晶圆厂大幅投产，测算 预计未来 5 年中国 CMP 垫市场规模增速可超 10%，2023 年可达约 30 亿元， 未来可达 50 亿元以上。国内 CMP 抛光垫技术上已具备替代海外产品的能力， 国产供应商即将迎来 1N 的跨越式发展。我们看好 CMP 抛光垫相关龙头公司 的发展前景。 与市场预期不同之处与市场预期不同之处 市场目前对 CMP 耗材认知和重视程度不足，而我们看到随着中芯国际、武汉 新芯等为代表的国内晶圆制造厂的崛起，CMP 耗材作为核心半导体耗材之一， 也具有较为显著的成长空间，相关龙头公司目前已在产品、技术上具有较好的 储备

11、，随着制造端客户认可，有望迎来加速成长期。 。 股价变化的催化因素股价变化的催化因素 第一，半导体材料国产化进程加速。 第二，产业政策和资金支持。 核心假设或逻辑的主要风险核心假设或逻辑的主要风险 第一，国内外经济形势的波动，导致下游需求不及预期。 第二，全球贸易冲突加剧，导致供应链存在较大风险。 oPoRrQoNmRoPwPpNyQqMwObR9R7NtRoOpNqQfQoOmRjMmNnP7NoOuNxNoMpMNZsPuM 全球视野全球视野 本土智慧本土智慧 Page 3 内容目录内容目录 CMP 是集成电路制造关键制程，抛光垫是核心耗材是集成电路制造关键制程，抛光垫是核心耗材 . 5

12、平坦化要求日趋复杂，平坦化要求日趋复杂，CMP 为集成电路制造关键制程为集成电路制造关键制程. 5 抛光垫决定抛光垫决定 CMP 基础效果，重要性持续提升基础效果，重要性持续提升 . 9 CMP 抛光垫具有技术、专利、客户体系等较高行业壁垒抛光垫具有技术、专利、客户体系等较高行业壁垒 . 10 海外龙头基本垄断全球抛光垫市场海外龙头基本垄断全球抛光垫市场 . 15 抛光垫行业集中较高，被海外龙头高度垄断抛光垫行业集中较高，被海外龙头高度垄断. 15 契机已来，国内晶圆制造崛起，将重塑国产半导体产业链契机已来，国内晶圆制造崛起，将重塑国产半导体产业链 . 15 替代开启，抛光垫国产化开启主成长周

13、期替代开启，抛光垫国产化开启主成长周期 . 17 CMP 半导体材料国产替代半导体材料国产替代公司梳理公司梳理 . 19 鼎龙股份：鼎龙股份：CMP 抛光垫打破国外垄断，迎来抛光垫打破国外垄断，迎来 1-N 跨越式发展跨越式发展 . 19 安集科技：安集科技：CMP 抛光液处于国内领先地位抛光液处于国内领先地位 . 20 江丰电子：积极布局江丰电子：积极布局 CMP 部件领域部件领域 . 20 风险提示风险提示 . 21 国信证券投资评级国信证券投资评级 . 22 分析师承诺分析师承诺 . 22 风险风险提示提示 . 22 证券投资咨询业务的说明证券投资咨询业务的说明 . 22 全球视野全球视

14、野 本土智慧本土智慧 Page 4 图图表表目录目录 图图 1：化学机械抛光实物图：化学机械抛光实物图 . 5 图图 2：化学机械抛光示意图：化学机械抛光示意图 . 5 图图 3：未使用：未使用 CMP 和使用和使用 CMP 效果模拟对比效果模拟对比 . 5 图图 4： 集成电路中集成电路中 CMP 工艺位置工艺位置. 5 图图 5：CMP 发展历程发展历程 . 6 图图 6：不同产品对应的：不同产品对应的 CMP 工艺及步骤需求工艺及步骤需求 . 7 图图 7：SiO2 绝缘膜绝缘膜 CMP（没有停止层）（没有停止层） . 8 图图 8：层间绝缘膜：层间绝缘膜 CMP（有停止层）（有停止层）

15、 . 8 图图 9：浅：浅沟槽隔离沟槽隔离 CMP . 8 图图 10：多晶硅：多晶硅 CMP . 8 图图 11：金属膜：金属膜 CMP 流程流程 . 8 图图 12：晶圆制造材料细分占比：晶圆制造材料细分占比 . 9 图图 13：CMP 材料细分占比材料细分占比 . 9 图图 14：CMP 工艺变化趋势：抛光垫重要性提升工艺变化趋势：抛光垫重要性提升 . 10 图图 15：CMP 中中抛光原理抛光原理 . 10 图图 16：抛光垫工作原理：抛光垫工作原理 . 10 图图 17：全球区域：全球区域 PAD 类相关专利分布类相关专利分布 . 11 图图 18：中国及国际近年来抛光垫专利申请量对

16、比：中国及国际近年来抛光垫专利申请量对比 . 11 图图 19：全球范围内专利权利引用次数：全球范围内专利权利引用次数 . 11 图图 20：鼎龙股份及子公司拥有抛光垫相关专利情况：鼎龙股份及子公司拥有抛光垫相关专利情况 . 12 图图 21：惰性气体成孔示意图：惰性气体成孔示意图 . 13 图图 22：惰性气体成孔主要流程要点：惰性气体成孔主要流程要点 . 13 图图 23：IC1000 的孔隙率的孔隙率 . 13 图图 24：IC1010 的孔隙率的孔隙率 . 13 图图 25：XY 网格状沟槽（网格状沟槽（IC1000） . 14 图图 26：同心圆状沟槽（：同心圆状沟槽（IC1010）

17、 . 14 图图 27：抛光垫产品导入简要流程图：抛光垫产品导入简要流程图 . 14 图图 28：公司：公司 CMP 竞争格局竞争格局 . 15 图图 29：大陆区域晶圆厂运营主体的目标产能：大陆区域晶圆厂运营主体的目标产能(万片万片/月月) . 16 图图 30：大陆区域晶圆厂项目建设梳理一览：大陆区域晶圆厂项目建设梳理一览 . 16 图图 31：主流晶圆产能目标：主流晶圆产能目标 . 16 图图 32：大陆区域主要晶圆厂产能目标汇总：大陆区域主要晶圆厂产能目标汇总(万片万片/月月) . 17 图图 33：国产替代路径：国产替代路径 . 18 图图 34：全球及国内：全球及国内 CMP 市场

18、规模市场规模 . 18 图图 35：鼎龙股份鼎龙股份2015-2019(E)年营收及净利润趋势年营收及净利润趋势(亿元亿元) . 19 图图 36：鼎龙股份鼎龙股份产品营收及占比产品营收及占比(2019E) . 19 图图 37：安集科技安集科技2016-2019(E)年营收及净利润趋势年营收及净利润趋势(亿元亿元) . 20 图图 38：安集科技安集科技2016-2019(E)年毛利率及净利率趋势年毛利率及净利率趋势 . 20 图图 39：江丰电子江丰电子2015-2019(E)年营收及净利润趋势年营收及净利润趋势(亿元亿元) . 20 图图 40：江丰电子江丰电子2015-2019(E)年

19、毛利率及净利率趋势年毛利率及净利率趋势 . 20 表表 1：抛光工艺对比：抛光工艺对比 . 6 表表 2：CMP 抛光效果评判标准显现抛光垫决定基础抛光性能抛光效果评判标准显现抛光垫决定基础抛光性能 . 9 表表 3：不同抛光垫材料参数对比：不同抛光垫材料参数对比 . 13 全球视野全球视野 本土智慧本土智慧 Page 5 CMP 是是集成电路制造集成电路制造关键关键制程制程，抛光垫抛光垫是核心耗材是核心耗材 平坦化平坦化要求要求日趋复杂日趋复杂，CMP 为为集成电路集成电路制造制造关键关键制程制程 CMP 全称为 Chemical Mechanical Polishing，即化学机械抛光，是

20、普通抛光技术 的高端升级版本。 集成电路制造过程好比建房子， 每搭建一层楼层都需要让楼层足 够水平齐整，才能在其上方继续搭建另一层楼，否则楼面就会高低不平，影响整体 可靠性， 而这个使楼层整体平整的技术在集成电路中制造中用的就是化学机械抛光 技术。 CMP 是通过纳米级粒子的物理研磨作用与抛光液的化学腐蚀作用的有机结合，对 集成电路器件表面进行平滑处理， 并使之高度平整的工艺技术。当前集成电路中主 要是通过 CMP 工艺，对晶圆表面进行精度打磨，并可到达全局平整落差 100A 。 1000A 。 （相当于原子级 10100nm）超高平整度。而未经平坦化处理，晶片起伏 随着层数增多变得更为明显，

21、 同层金属薄膜由于厚度不均导致电阻值不同， 引起电 致迁移造成电路短路。 起伏不平的晶片表面还会使得光刻时无法准确对焦， 导致线 宽控制失效，严重限制了布线层数，降低集成电路的使用性能。 图图 1：化学机械抛光实物图化学机械抛光实物图 图图 2：化学机械抛光示意图：化学机械抛光示意图 资料来源: 3M 官网、国信证券经济研究所整理 资料来源: 百度、国信证券经济研究所整理 图图 3：未使用未使用 CMP 和使用和使用 CMP 效果模拟对比效果模拟对比 图图 4： 集成电路中集成电路中 CMP 工艺位置工艺位置 资料来源: 百度文库、国信证券经济研究所整理 资料来源: 百度文库、国信证券经济研究

22、所整理 未使用未使用 CMPCMP 使用使用 CMPCMP 全球视野全球视野 本土智慧本土智慧 Page 6 摩尔定律下，摩尔定律下， 代工制程节点代工制程节点不断缩小， 布线层数不断缩小， 布线层数持续持续增加，增加， CMP 成为成为关键关键制程制程。 1991 年 IBM 公司首次成功地将 CMP 技术应用到动态随机存储器的生产以来，随 着半导体工业踏着摩尔定律的节奏快速发展，芯片的特征尺寸持续缩小，已发 展至 57nm。 CMP 已成功用于集成电路中的半导体晶圆表面的平面化。 根据不同 工艺制程和技术节点的要求， 每一片晶圆在生产过程中都会经历几道甚至几十道的 CMP 抛光工艺步骤。

23、图图 5：CMP 发展历程发展历程 资料来源:SMIC、国信证券经济研究所整理 随着特征尺寸的缩小，以及布线层数增长，对晶圆平坦化精度要求不断增高， 普通的化学抛光和机械抛光难以满足在当前集成电路 nm 级的精度要求，特别 是目前对于 0.35um 制程及以下的器件必须进行全局平坦化， CMP 技术能够全 局平坦化、去除表面缺陷、改善金属台阶覆盖及其相关可靠性，从而成为目前 最有效的抛光工艺。 表表 1：抛光工艺对比抛光工艺对比 抛光工艺抛光工艺 特点特点 化学抛光 表面精度较高，损伤低，完整性好，不容易出现表面/亚表面损伤，但研磨速率较慢，材料去除效率较低，不能修正表面型面精度，研 磨一致性

24、比较差 机械抛光 研磨一致性好，表面平整度高，研磨效率高容易出现表面层/亚表面层损伤，表面粗糙度值比较低 CMP 吸收了化学抛光和机械抛光的优点，目前 CMP 工艺能够在保证材料去除效率，并获得全局平整落差100A 。 （相当于 10nm 原子级别） 超高平整度。 资料来源: 公开资料整理、国信证券经济研究所整理 全球视野全球视野 本土智慧本土智慧 Page 7 CMP 主要运用在在单晶硅片抛光主要运用在在单晶硅片抛光及及多层布线金属互连结构工艺中的层间平坦多层布线金属互连结构工艺中的层间平坦 化化。集成电路制造需要在单晶硅片上执行一系列的物理和化学操作，同时随着 器件特征尺寸的缩小，需要更多

25、的生产工序，其中 90nm 以下的制程生产工艺 均在 400 个工序以上。 就抛光工艺而言， 不同制程的产品需要不同的抛光流程， 28nm制程需要1213次CMP， 进入10nm制程后CMP次数将翻倍， 达到2530 次。 图图 6：不同产品对应的不同产品对应的 CMP 工艺工艺及步骤及步骤需求需求 资料来源:知乎、国信证券经济研究所整理 单晶硅片：单晶硅片：硅片在经历拉晶、切割和研磨之后，需要进行通过化学腐蚀减薄，此 时粗糙度达到 1020um 左右，再进行一系列粗抛光、细抛光、精抛光等步骤， 可将粗糙度控制在几十个 nm 以内，这样表面才可以达到集成电路的要求。 多层金属布线层：多层金属布

26、线层：集成电路元件采用多层立体布线后，光刻工艺中对解析度和 焦点深度（景深）的限制越来越高，因此需要刻蚀的每一层都需要有很高的全 局平整度，即要求保证每层全局平坦化，通常要求每层的全局平整度不大于特 征尺寸的 2/3。12 寸大硅片在加工过程中出现的非均匀效应、翘曲形变效应，使 得 CMP 工艺在解决平坦化问题上尤为重要。多层布线条件下，任何一层导线和绝 缘介质的厚度变化都会影响整颗芯片的电学稳定性，只有在 CMP 工艺下才能将其 厚度变化控制在纳米级别范围。同时，CMP 可以免除由于介质层台阶所需的过曝 光、过显影、过刻蚀，在一定程度上减少了缺陷密度、提高了制程良率。 CMP 平坦化工艺使用

27、的环节平坦化工艺使用的环节包括包括：氧化硅薄膜、层间绝缘膜（：氧化硅薄膜、层间绝缘膜（ILD） 、浅沟槽隔） 、浅沟槽隔 离（离（STI） 、多晶硅和金属膜（如） 、多晶硅和金属膜（如 Al，Cu）等。）等。 CMP 技术最早使用在氧化硅抛光中，是用来进行层间介质（ILD）的全局平坦 的，在半导体进入 0.35m 节点之后，CMP 更广泛地应用在金属钨、铜、多 晶硅等的平坦化工艺中。随着金属布线层数的增多，需要进行 CMP 抛光的步 骤也越多。下文举例说明集中 CMP 工艺的不同特点： 氧化硅薄膜的氧化硅薄膜的 CMP：氧化硅多应用于做绝缘膜或隔离层，因此氧化硅层的平整度 将影响往后数层的制造

28、、导线的连接及定位的工作。通常氧化硅层多以 CVD（化 学汽相沉积）的方法沉积，因此会有过多的堆积层需要以 CMP 的方式去除，此过 程没有明显的停止终点，以去除薄膜的厚度为标准，只需达到平整度要求即可。 层间绝缘膜的层间绝缘膜的 CMP：在层间绝缘膜的平整化方面，抛光对象有电浆辅助化学汽相 沉积膜、硼磷硅玻璃及热氧化膜等。每一种对象的 CMP 抛光条件都随着抛光液种 类、抛光压力与抛光时间而有所不同。在对不同特性的绝缘膜抛光时，大多以监测 全球视野全球视野 本土智慧本土智慧 Page 8 抛光终点来判定完成与否。 图图 7：SiO2 绝缘膜绝缘膜 CMP（没有停止层）（没有停止层） 图图 8

29、：层间绝缘膜：层间绝缘膜 CMP（有停止层）（有停止层） 资料来源: 知网、国信证券经济研究所整理 资料来源: 知网、国信证券经济研究所整理 浅沟槽隔离的浅沟槽隔离的 CMP：在：在硅晶片上经蚀刻形成沟槽后，利用 CVD 方式沉积氧化硅 膜，再用 CMP 去除未埋入沟槽中的氧化硅膜，并以抛光速度相对缓慢的（如氮化 硅膜）作为 CMP 的抛光停止层即终点，此时沟槽内的氧化硅即成为电路中的绝缘 体膜。 多晶硅的多晶硅的 CMP：将 STI 过程的沟槽加深，以 CVD 方式沉积氧化硅或氮化硅后， 再以多晶硅作为堆积材料，用 CMP 去除深沟外多余的多晶硅，并以在硅晶片上及 沟槽内长成的氧化硅或氮化硅

30、膜作为 CMP 的抛光停止层即终点，此方法常见于沟 槽电容的制造过程中。 图图 9：浅沟槽隔离：浅沟槽隔离 CMP 图图 10：多晶硅：多晶硅 CMP 资料来源: 知网、国信证券经济研究所整理 资料来源: 知网、国信证券经济研究所整理 金属膜的金属膜的 CMP：在半导体工艺中常用作导线的金属有铝、钨、铜，CMP 除了能将 金属导线平整化以外，还能制作（两层电路）导线间连接的“接触窗” ，即在两层 电路间的绝缘膜上蚀刻出接触窗的凹槽，再以 CVD 方式将用作导线材料的金属沉 积其中，最后再以 CMP 去除多余的金属层。 图图 11：金属膜金属膜 CMP 流程流程 资料来源: 公司公告、国信证券经

31、济研究所整理 全球视野全球视野 本土智慧本土智慧 Page 9 抛光垫抛光垫决定决定 CMP 基础基础效果效果，重要性重要性持续持续提提升升 CMP 主要由抛光垫、抛光液、调节器等部分组成。主要由抛光垫、抛光液、调节器等部分组成。化学机械抛光技术是化学作用 和机械作用相结合的组合技术， 旋转的晶圆以一定的压力压在旋转的抛光垫上， 抛 光液在晶圆与抛光垫之间流动， 并产生化学反应。 晶圆表面形成的化学反应物由漂 浮在抛光液中的磨粒通过机械作用将这层氧化薄膜去除， 在化学成膜和机械去膜的 交替过程中实现超精密表面加工。 从价值量占比可以看到，从价值量占比可以看到，CMP 材料材料是是芯片制造芯片制

32、造的核心耗材，占芯片制造成本约的核心耗材，占芯片制造成本约 7%， 其中抛光垫价值量占， 其中抛光垫价值量占 CMP 耗材的耗材的 33%左右。左右。 拆解晶圆制造成本进行， CMP 材料占比较大，约为 6.7%。价值量与光刻胶相近。其中抛光液和抛光垫是最核 心的材料，占比分别为 49%和 33%。 图图 12：晶圆制造材料细分占比：晶圆制造材料细分占比 图图 13：CMP 材料细分占比材料细分占比 资料来源: SEMI、国信证券经济研究所整理 资料来源: SEMI、国信证券经济研究所整理 抛光垫决定了抛光垫决定了 CMP 工艺的工艺的基础基础抛光效果抛光效果，并结合，并结合设备操作过程、硅片

33、、抛光液设备操作过程、硅片、抛光液等等 因素， 共同影响因素， 共同影响 CMP 抛光结果和效率抛光结果和效率。 我们一般从平均磨除率、 平整度和均匀性、 选择比和表面缺陷四个维度来评判抛光效果。 为了更好控制抛光过程， 需要详细了 解 CMP 系统中参数所起的作用以及它们之间微妙的交互作用。其中，抛光垫的物 理化学等性能在 CMP 工艺中发挥了重要的作用。 表表 2：CMP 抛光效果评判标准抛光效果评判标准显现抛光垫决定基础抛光性能显现抛光垫决定基础抛光性能 标准标准 解释说明解释说明 平均磨除率 在设定时间内磨除材料的厚度 平整度和均匀性 平整度是硅片某处 CMP 前后台阶高度之差占 CM

34、P 之前台阶高度的百分比 选择比 对不同材料的抛光速率是影响硅片平整性和均匀性的重要因素 表面缺陷 CMP 工艺造成的硅片表面缺陷包括擦伤或沟、凹陷、侵蚀、残留物和颗粒污染 设备过程变量 作用压力 P、硅片和抛光垫之间的相对速度、抛光时间、抛光区域温度及分布 硅片 表面应力分布、图案密度、形状 抛光液 化学性质、成分、ph 值；粘度、温度、供给速度；磨粒尺寸、分布、硬度、形状 抛光垫 材料、密度、物理化学性质；硬度、厚度、粗糙度；结构、表面形态、稳定性 资料来源: 中国知网、国信证券经济研究所整理 抛光垫的抛光垫的自身自身硬度、刚性硬度、刚性、可压缩性等机械物理性能对抛光质量、材料去除率可压缩性等机械物理性能对抛光质量、材料去除率 和抛光垫的寿命有着明显的影响。和抛光垫的寿命有着明显的影响。 抛光垫的硬度决定了其保持形状精度的能力。 采用硬质抛光垫可获得较好工件表面的平面度, 软质抛光垫可获得加工变质层 和表面粗糙度都很小的抛光表面。抛光垫的可压缩性决定抛光过程抛光垫与工 件表面的贴合程度, 从而影响材料去除