中商情報網(wǎng)訊：化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）設(shè)備是集成電路制造中獲得全局平坦化的一種手段，這種工藝就是為了能夠獲得既平坦、又無劃痕和雜質(zhì)玷污的表面而專門設(shè)計的。

市場現(xiàn)狀

中國CMP設(shè)備市場整體較為平穩(wěn)，2020年受到半導(dǎo)體行業(yè)不景氣的影響，市場規(guī)模出現(xiàn)下降，約為4.3億美元，同比下降6.52%。未來隨著工藝技術(shù)進(jìn)步，CMP設(shè)備在整體生產(chǎn)鏈條中的使用頻次將進(jìn)一步增加，預(yù)計2022年將增長至5.1億美元。

數(shù)據(jù)來源：SEMI、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

2020年全球CMP設(shè)備市場中，中國大陸市場規(guī)模已躍升至全球第一，約為4.3億美元，市場份額27%，中國臺灣市場規(guī)模僅次于中國大陸，約為3.88億美元，市場份額25%，韓國擁有23%的市場份額，居于第三。

數(shù)據(jù)來源：SEMI、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

發(fā)展趨勢

1.CMP設(shè)備拋光頭分區(qū)精細(xì)化

為了提高集成度，邏輯芯片特征線寬已經(jīng)降到10 nm以下。芯片集成度的提升對拋光的均勻性提出了更高的要求，全局均勻性的控制要求從幾十納米提高到幾納米。為了滿足拋光均勻性的要求，需要將拋光頭設(shè)置更加合理、精細(xì)的分區(qū)，并配合智能算法解決多分區(qū)相互耦合的問題，大幅提升拋光頭壓力控制的精準(zhǔn)度。

2.CMP設(shè)備工藝控制智能化

CMP是一個受多因素影響的工藝過程。拋光盤的轉(zhuǎn)動、承載頭的轉(zhuǎn)動、修整器的擺動、承載頭各分區(qū)的載荷、保持環(huán)壓力、拋光墊磨損、拋光液供給、拋光液溫度等因素的微小變化都會影響拋光結(jié)果的變化。

在人工智能和大數(shù)據(jù)的助推下，實(shí)現(xiàn)多因素智能控制成為一種可能。CMP設(shè)備可以充分考慮設(shè)備運(yùn)行的多種過程參數(shù)對拋光結(jié)果的影響，引入智能算法，構(gòu)建智能控制模型，提升CMP設(shè)備的智能化工藝控制水平，減少耗材等因素的影響，提高工藝一致性與產(chǎn)品良率。

3.清洗單元多能量組合化

當(dāng)特征尺寸降至14nm以下后，線寬不斷接近物理基礎(chǔ)尺寸，納米級的顆粒污染都有可能會對芯片的性能和可靠性產(chǎn)生重要影響。因此，隨著互連線寬特征尺寸的不斷減小，對表面污染物殘留的控制更加嚴(yán)苛。簡單的清洗方式組合難以有效去除納米級的細(xì)微污染物。CMP設(shè)備中的清洗單元需綜合考慮兆聲振動、機(jī)械柔性刷洗、表面張力等多種能量，并采取科學(xué)合理組合，同時借助科學(xué)的化學(xué)清洗劑形成有效的保護(hù)和輔助，提高清洗效果。

4.預(yù)防性維護(hù)精益化

CMP設(shè)備配置部件狀態(tài)監(jiān)測裝置，實(shí)時監(jiān)控易損易耗部件如保持環(huán)、拋光墊、清洗刷等的使用狀態(tài)。根據(jù)人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)，智能預(yù)測易損易耗部件的更換周期。在保證部件使用性能的前提下，盡可能延長其使用壽命，控制設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)成本。

另一方面，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計或引入新材料，實(shí)現(xiàn)更換后的易損易耗部件快速進(jìn)入良好的工作狀態(tài)，即縮短耗材部件的磨合時間，從而提升CMP設(shè)備生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。