在化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing, CMP）工艺中，聚氨酯抛光垫（Polyurethane Polishing Pad）是实现“化学作用与机械研磨协同”的核心耗材之一，直接决定抛光后的表面平整度（Global Planarity）、表面粗糙度（Surface Roughness）及抛光效率，其应用可从功能定位、关键作用、选型逻辑及使用要点四个维度展开：

一、核心功能定位：CMP工艺的 “机械研磨载体”

CMP的本质是通过 “抛光液（Slurry）的化学腐蚀”与“抛光垫的机械摩擦”共同作用，去除晶圆表面多余材料（如金属层、介质层）并实现全局平坦化。

聚氨酯抛光垫的核心角色是：

均匀传递研磨压力：将抛光头施加的压力均匀分布在晶圆表面，避免局部压力过大导致的表面损伤（如划痕、凹陷）或压力不足导致的抛光不均。

承载与输送抛光液：聚氨酯材质的多孔结构（或表面沟槽设计）可储存抛光液，并在抛光过程中持续将其输送至晶圆与抛光垫的接触界面，确保化学腐蚀作用持续、均匀发生。

产生可控机械摩擦：通过自身的硬度、弹性及表面纹理，与晶圆表面形成适度摩擦，将化学腐蚀后松软的材料层 “剥离”，同时避免过度研磨损伤基底。

二、聚氨酯抛光垫半在导体CMP工艺中的应用场景

CMP工艺需针对不同材料层（如硅片基底、氧化硅介质层、铜 / 钨金属布线层）进行多轮抛光，吉致电子根据聚氨酯抛光垫的特性需与工序需求精准匹配，具体应用场景如下：

三、CMP PAD4选型要素

在CMP工艺中选择聚氨酯抛光垫，需重点关注以下4个参数，不同参数对应不同的抛光需求，直接影响最终抛光效果：

硬度（Hardness）

单位：Shore A（ Shore 硬度计 A 型，适用于弹性材料）。

逻辑：硬度越高，机械研磨作用越强，材料去除速率（RR）越快，但易导致表面损伤；硬度越低，化学作用占比越高，表面质量更好但效率较低。

示例：金属层抛光需高硬度（Shore A 85）以快速去金属，而硅片基底抛光需低硬度（Shore A 50）以保护表面。

孔隙率（Porosity）

定义：抛光垫内部孔隙的体积占比，分为“高孔隙率（＞30%）”“中孔隙率（15%-30%）”“低孔隙率（＜15%）”。

逻辑：孔隙率越高，抛光液储存能力越强，化学作用更充分，且能减少抛光屑（Debris）堆积；孔隙率越低，结构更致密，耐磨性更好。

开槽形状（Surface Texture）

常见设计：网格沟槽（Grid Grooves）、螺旋沟槽（Spiral Grooves）、无沟槽（Smooth Surface）。

半导体领域特殊结构：同心圆、放射状、放射同心圆

作用：沟槽可引导抛光液流动、排出抛光屑，避免“抛光液干涸” 或 “碎屑划伤”；无沟槽设计则适用于超精细抛光（如硅片最终抛光）。

耐磨性（Abrasion Resistance）

指标：通常以“抛光一定面积后的厚度损失” 衡量。

需求：金属层抛光因金属硬度高，需高耐磨性抛光垫（厚度损失＜0.1mm/100 片晶圆），避免频繁更换影响效率。

吉致电子可为不同工序场景（如硅片基底抛光、金属布线抛光）提供定制化的聚氨酯抛光垫解决方案，助力客户实现 “高效抛光” 与 “纳米级平坦化” 的双重目标，为电子制造环节的稳定性与精细化赋能。

CMP PAD聚氨酯抛光垫定制及抛光方案设计，请联系吉致电子工程师团队

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