硅通孔CMP漿料,也稱TSV拋光液,可以對硅通孔(TSV)進行拋光。硅通孔(TSV),一種3D先進封裝技術,穿過硅基板使硅片內部垂直電氣互聯,進而實現晶圓堆疊,能夠在提高芯片性能的同時減少芯片占用空間,是解決摩爾定律失效問題的重要技術手段之一。
化學機械拋光(CMP),是實現晶圓表面納米級平坦化的關鍵技術,進而穩定/提高光刻質量。CMP過程中需要采用多種設備與耗材,其中,CMP漿料(CMP拋光液)是重要組成部分,其性能直接影響晶圓表面質量與芯片良率。在先進封裝領域,CMP工藝不可或缺,硅通孔作為先進封裝技術的一種,CMP工藝被大量使用。
根據新思界產業研究中心發布的
《2025-2029年全球及中國硅通孔CMP漿料(TSV拋光液)行業研究及十五五規劃分析報告》顯示,由于硅通孔技術使用銅、鎢、二氧化硅、氮化硅等導電物質來填充硅通孔實現垂直電氣互聯,CMP漿料需要兼顧多種材料的拋光,因此硅通孔CMP漿料通常為復合拋光液,例如采用Cu/SiO2拋光液來去除銅、二氧化硅,采用SiO2/CeO2拋光液來去除二氧化硅、氮化硅。不同CMP漿料之間物理化學性質存在差異,硅通孔CMP漿料作為復合拋光液,其開發時需要考慮產品的化學兼容性與穩定性。與傳統CMP漿料相比,硅通孔CMP漿料技術含量更高。
為提高芯片計算與存儲能力,芯片工藝制程不斷縮小,同時3D封裝技術應用比例不斷提高。從工藝制程來看,芯片工藝制程越小,CMP工藝步驟越多,同時對CMP漿料的穩定性要求越高;從封裝技術來看,由2D封裝向3D封裝發展,晶圓堆疊層數增加,也增多了CMP工藝步驟。而隨著CMP工藝步驟增長,CMP漿料使用量增大,因此與傳統CMP漿料相比,硅通孔CMP漿料需求量更多。
由于晶圓上下兩面均存在電氣連接需求,在硅通孔技術中,硅通孔CMP漿料不僅應用在正面拋光方面,還存在背面拋光需求,以滿足金屬布線、電氣互聯、減薄等需求,這進一步增大了硅通孔CMP漿料的使用量。同時,硅通孔CMP漿料先使用大顆粒研磨劑粗拋以降低晶圓厚度偏差,再使用小顆粒研磨劑精拋以暴露銅柱,并且,硅通孔還存在孔洞側壁拋光需求,硅通孔CMP漿料還需要能夠均勻滲透并清除孔內殘留。總的來看,與傳統CMP漿料相比,硅通孔CMP漿料發展空間更為廣闊。
新思界
行業分析人士表示,2024年,全球晶圓代工市場規模同比增速超過20%;目前我國已有企業例如大港股份控股孫公司采用TSV技術提供晶圓級封裝服務。在此背景下,我國硅通孔CMP漿料行業前景廣闊。我國代表性硅通孔CMP漿料研制廠商是安集科技,可以提供用于先進封裝的硅通孔(TSV)拋光液。
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