最後更新:2026年10月8日CMP・平坦化CMP・平坦化中國大陸:抛光垫

研磨墊(CMP 研磨墊)是什麼

Polishing Pad

研磨墊是貼附於 CMP 設備研磨平台上、一面保持研磨液一面研磨晶圓的聚氨酯發泡體耗材。研磨墊的硬度直接支配平坦化能力與面內均勻性之間的權衡,因此以硬質研磨墊與軟質底墊的疊層結構取得平衡。由於隨使用會因釉化而使研磨速率下降,以鑽石碟進行修整不可或缺。

目錄4 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關用語
  4. 比較文章

定義與原理

研磨墊(CMP 研磨墊)是貼附於 CMP 設備研磨平台(platen)上,一面保持研磨液一面研磨晶圓表面的耗材。CMP 的移除是藉由磨粒在研磨墊與晶圓之間滾動而進行,因此研磨墊既是輸送研磨液的媒介,同時也是將壓力傳遞至晶圓的彈性體。

主流是聚氨酯發泡體(以 IC1000 為代表的硬質研磨墊)。內部具有數十μm的獨立氣孔,表面經切削後氣孔開口,成為保持研磨液的微細凹穴。表面刻有同心圓狀或 X-Y 格子狀的溝槽(groove),作為研磨液供應與研磨碎屑排出的路徑。精拋光則使用較柔軟的麂皮型研磨墊。

研磨墊的硬度直接支配平坦性與均勻性之間的權衡。硬研磨墊只削除局部凸起處,因此平坦化能力(planarization)高,但無法順應晶圓的翹曲與厚度不均,面內均勻性會變差。軟研磨墊則相反。因此實際上是以硬質研磨墊與軟質底墊疊合的2層結構來取得兩者的平衡。

研磨墊隨使用會發生釉化(glazing,表面孔隙被壓平堵塞),使研磨液保持能力與研磨速率下降。防止此現象的是以鑽石碟進行的研磨墊修整(conditioning),與研磨同時持續微量削除表面。研磨墊壽命約為數百至千片左右,更換時需要磨合(break-in),因此更換本身就會成為設備的停機時間。

研磨墊的狀態變化會表現為研磨速率的漂移,若置之不理就會成為膜厚變異。一般會與終點偵測或 APC 修正搭配管理。供應方面,杜邦(DuPont,前身為 Rohm and Haas)擁有很高的市占率,在日本則以 Nitta DuPont 與富士紡愛媛(Fujibo Ehime)較具實力。

研磨墊(CMP 研磨墊)的常見問題

研磨墊的硬度會影響什麼?
直接支配平坦化能力與面內均勻性之間的權衡。硬研磨墊只削除局部凸起處,因此平坦化能力高,但無法順應晶圓翹曲,均勻性會變差。軟研磨墊則相反,實際上是以硬質研磨墊與軟質底墊的疊層結構取得平衡。
研磨墊上的溝槽(groove)有什麼作用?
作為將研磨液供應至晶圓下方、並排出研磨碎屑的路徑。研磨墊上刻有同心圓狀或 X-Y 格子狀的溝槽,其形狀與間距會改變研磨液的分布與滯留時間,因此會影響研磨速率與均勻性。
什麼是釉化(glazing)?
是研磨墊表面的微細突起(asperity)因使用而被壓平、變得平滑的現象。由於研磨液保持能力下降、研磨速率會急遽降低,因此需以鑽石碟進行研磨墊修整,持續削除表面以露出新鮮的多孔質面。

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