中商情報網訊：化學機械拋光（CMP）設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、又無劃痕和雜質玷污的表面而專門設計的。

市場現狀

中國CMP設備市場整體較為平穩，2020年受到半導體行業不景氣的影響，市場規模出現下降，約為4.3億美元，同比下降6.52%。未來隨著工藝技術進步，CMP設備在整體生產鏈條中的使用頻次將進一步增加，預計2022年將增長至5.1億美元。

數據來源：SEMI、中商產業研究院整理

2020年全球CMP設備市場中，中國大陸市場規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。

數據來源：SEMI、中商產業研究院整理

發展趨勢

1.CMP設備拋光頭分區精細化

為了提高集成度，邏輯芯片特征線寬已經降到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，需要將拋光頭設置更加合理、精細的分區，并配合智能算法解決多分區相互耦合的問題，大幅提升拋光頭壓力控制的精準度。

2.CMP設備工藝控制智能化

CMP是一個受多因素影響的工藝過程。拋光盤的轉動、承載頭的轉動、修整器的擺動、承載頭各分區的載荷、保持環壓力、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果的變化。

在人工智能和大數據的助推下，實現多因素智能控制成為一種可能。CMP設備可以充分考慮設備運行的多種過程參數對拋光結果的影響，引入智能算法，構建智能控制模型，提升CMP設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品良率。

3.清洗單元多能量組合化

當特征尺寸降至14nm以下后，線寬不斷接近物理基礎尺寸，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苛。簡單的清洗方式組合難以有效去除納米級的細微污染物。CMP設備中的清洗單元需綜合考慮兆聲振動、機械柔性刷洗、表面張力等多種能量，并采取科學合理組合，同時借助科學的化學清洗劑形成有效的保護和輔助，提高清洗效果。

4.預防性維護精益化

CMP設備配置部件狀態監測裝置，實時監控易損易耗部件如保持環、拋光墊、清洗刷等的使用狀態。根據人工智能和大數據技術，智能預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，控制設備的預防性維護成本。

另一方面，通過結構設計或引入新材料，實現更換后的易損易耗部件快速進入良好的工作狀態，即縮短耗材部件的磨合時間，從而提升CMP設備生產效率，降低生產成本。