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安集微成功过会,资本关注下的中国CMP市场竞争前景如何?

2019-06-10

安集微成功过会,即将登陆科创板

全球及中国CMP设备、材料供应情况

资本关注下的未来CMP市场竞争前景如何?

 

—   安集微成功过会,即将登陆科创板

 

201965,科创板上市委召开第1次审议会议,审议深圳微芯生物科技股份有限公司、安集微电子科技(上海)股份有限公司、苏州天准科技股份有限公司等3家企业发行上市申请。最终三家全部过会!

 

安集微电子主营业务为关键半导体材料的研发和产业化,目前产品包括不同系列的化学机械抛光液和光刻胶去除剂,主要应用于集成电路制造和先进封装领域。

 

项目

2016

2017

2018

CMP抛光液

铜及铜阻挡层系列

产能(吨)

4532.35

4905.40

9435.29

产量(吨)

4250.70

4944.68

4717.01

销量(吨)

4008.12

4560.47

4515.12

产能利用率

93.79%

100.80%

49.99%

产销率

94.29%

92.23%

95.72%

其他系列

产能(吨)

3783.12

4262.76%

4262.76

产量(吨)

989.83

1218.29

1477.20

销量(吨)

934.59

1137.74

1253.02

产能利用率

26.16%

28.58%

34.65%

产销率

94.42%

93.39%

84.82%

光刻胶

去除剂

集成电路

制造用

产能(吨)

319.76

319.76

319.76

产量(吨)

118.87

146.37

223.58

销量(吨)

114.04

147.25

208.29

产能利用率

37.17%

45.77%

69.92%

产销率

95.94%

100.60%

93.16%

晶圆级封装用

产能(吨)

319.76

319.76

319.76

产量(吨)

44.87

46.14

247.19

销量(吨)

37.47

46.56

251.33

产能利用率

14.03%

14.43%

77.30%

产销率

83.51%

100.91%

101.67%

 

安集微电子拟公开发行不低于1327.71万股人民币普通股,拟募资净额3.03亿元。其中,1.2亿元用于“CMP抛光液生产线扩建项目”、9410万元用于“集成电路材料基地项目”、6900万元用于“集成电路材料研发中心建设项目”、2000万元用于“信息系统升级项目”。

 

—   硅片表面抛光与主流的CMP工艺

 

硅片生产过程中,切片、研磨等加工过程会使得硅片表面形成损伤层,从而形成一定的粗糙度。硅片抛光是硅片生产过程中最终的加工工序,通常利用机械或化学方法提高硅片表面的平整度。硅片在抛光前(研磨片)的粗糙度约为10-20微米,而在抛光后(抛光片)的粗糙度仅为几十纳米。

硅抛光片部分几何尺寸参数

硅片尺寸

2英寸

3英寸

4英寸

5英寸

6英寸

8英寸

12英寸

硅片直径

50.8mm

76.2mm

100mm

125mm

150mm

200mm

300mm

硅片厚度

280um

381um

525um

625um

675um

725um

775um

厚度允许偏差

±20um

±20um

±20um

±15um

±15um

±15um

±20um

总厚度变化

8um

10um

10um

8um

6um

5um

2um

弯曲度

25um

30um

40um

40um

60um

65um

50um

翘曲度

25um

30um

40um

40um

50um

(70um)

50um

(70um)

50um

总平整度

5um

6um

6um

5um

5um

3um

1um

*括号内为背面为多晶且背封时的数值

 

目前抛光方法主要分为机械抛光、化学抛光和化学机械抛光(CMP)。CMP因为包含了机械与化学方法的双重优点,成为了目前主流的抛光工艺,也是目前唯一的大面积表面平整化工艺。

 

CMP利用碱与表面的硅(或是SiO2)发生化学反应,生成可溶性的比较疏松的硅酸盐(生成在表面,阻碍深层反应),再通过SiO2胶粒和抛光垫的机械摩擦进行去除,此过程重复多次以实现对硅片的高度抛光。在硅片生产过程中,进行CMP前还需进行化学减薄,在CMP后还须进行后清洗。

 

CMP工艺所需要的设备和材料主要由:抛光机、抛光液、抛光垫、后清洗设备、其余一些检测设备及废物处理设备。抛光机、抛光液、抛光垫为CMP工艺的三大核心要素,其中抛光液和抛光垫均为消耗品,抛光垫的使用寿命通常为45-75小时。

抛光液分为酸性抛光液和碱性抛光液,是均匀分散胶粒的乳白色胶体,主要起到抛光、润滑、冷却的作用。以碱性SiO2抛光液为例,其成分主要包含研磨剂(SiO2胶粒)、碱、去离子水、表面活性剂、氧化剂、稳定剂等。

1SiO2胶粒主要作用是进行机械摩擦并吸附腐蚀产物,要求硬度适当,尺寸在1-100nm

2)碱性溶液在抛光过程中主要起到腐蚀作用,因避免引入Na+K+等金属离子,其组成通常是有机胺,其PH值一般为9.4-11.1之间。

3)氧化剂用于加速腐蚀反应速率,由于Si本身与碱反应速率较慢,而SiO2与碱反应速率较快,氧化剂可以将表层Si进行氧化,从而获得比较快的腐蚀速度。

4)表面活性剂用于不溶性颗粒,防止胶粒凝聚沉淀。

 

抛光垫是一种具有一定弹性,疏松多孔的材料,一般是聚亚氨酯类,主要作用是存储和传输抛光液,对硅片提供一定的压力并对其表面进行机械摩擦。利用这种多孔性材料类似海绵的机械特性和多孔特性,表面有特殊的沟槽,提高抛光的均匀性,垫上有可视窗便于检测。通常抛光垫需要定时整修与更换,一个抛光垫虽不与硅片直接接触,但其寿命往往仅为45-75小时。

 

抛光机按照抛光方式可以分为有蜡单面抛光机、无蜡单面抛光机和无蜡双面抛光机三种。在实际应用中单面抛光效果往往优于双面抛光。

 

抛光方式

有蜡单面抛光

无蜡单面抛光

无蜡双面抛光

简述

利用蜡将硅片的一面固定粘在陶瓷板上,对另一面进行抛光

利用表面张力将硅片和载体板媳妇在一起,再进行抛光

上下磨盘,中间载体,载体中间的空隙用于放置硅片

优点

抛光效果较好

避免了蜡的污染

避免了蜡的污染

缺点