CMP装置と消耗品：市場分析と予測

CMP Equipment and Consumables: Market Analysis and Forecasts

この技術マーケティングレポートでは、半導体層の平坦化に関わる技術、CMPに重点を置き調査・予測しています。スラリーおよびパッド材料、CMP装置の技術動向、製品、用途、サプライヤーについて論じています。CMP... もっと見る

出版社	出版年月	電子版価格	言語
The Information Network インフォメーションネットワーク	2024年6月10日	US$4,995 企業ライセンスライセンス・価格情報注文方法はこちら	英語

目次
図表リスト

サマリー

この技術マーケティングレポートでは、半導体層の平坦化に関わる技術、CMPに重点を置き調査・予測しています。スラリーおよびパッド材料、CMP装置の技術動向、製品、用途、サプライヤーについて論じています。CMP装置と材料の市場予測も掲載しています。

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3.1 平坦化の必要性 3-1
3.1.1 リソグラフィー 3-4
3.1.2 蒸着 3-6
3.1.3 エッチング 3-10
3.2 応用 3-13
3.2.1 誘電体 3-13
3.2.2 金属 3-15
3.3 平坦化技術 3-17
3.3.1 局所平坦化 3-17
3.3.1.1 デポジション・エッチバック 3-17
3.3.1.2 ECR 3-19
3.3.1.3 酸化物リフロー 3-19
3.3.1.4 スピンオングラス 3-20
3.3.1.5 TEOS-オゾン 3-20
3.3.1.6 レーザー 3-21
3.3.2 グローバル平坦化 3-22
3.3.2.1 スピンオンポリマー 3-22
3.3.2.2 ポリイミドコーティング 3-24
3.3.2.3 等方性エッチング 3-24
3.3.2.4 スピンエッチ平坦化 3-25
3.3.2.5 電解研磨 3-26
3.4 CMP 3-28
3.4.1 背景 3-33
3.4.2 研究努力 3-34
3.4.3 利点と欠点 3-35
3.4.4 プロセスパラメーター 3-37
3.4.4.1 STIの平坦化 3-39
3.4.4.2 銅CMP 3-43
3.4.4.3 低K集積化 3-57
3.4.4.4 欠陥密度 3-65
3.4.4.5 メトロロジー 3-67
3.4.5 デバイス加工パラメーター 3-80
3.4.5.1 メモリー・デバイス 3-80
3.4.5.2 ロジック・デバイス 3-81

第 4 章 CMP 消耗品 4-1

4.1 スラリー 4-1
4.1.1 種類 4-1
4.1.2 pHの影響 4-7
4.1.3 酸化剤 4-10
4.1.4 粒子形態の影響 4-11
4.1.5 薬品の流通管理 4-13
4.1.6 スラリー供給業者のプロファイル 4-18
4.1.7 研磨剤サプライヤー 4-32
4.2 CMP後の洗浄 4-36
4.3 研磨パッド 4-42
4.3.1 種類 4-42
4.3.2 性能 4-43
4.3.3 スラリーレスパッド 4-49

第5章 CMP装置 5-1

5.1 シングルヘッド方式 5-1
5.1.1 利点 5-1
5.1.2 デメリット 5-3
5.2 マルチヘッドアプローチ 5-4
5.2.1 利点 5-4
5.2.2 デメリット 5-5
5.3 機器のプロフィール 5-6
5.3.1 アプライドマテリアル 5-7
5.3.2 荏原製作所 5-8
5.3.3 ストラスボー 5-9
5.3.4 ノベルス 5-9
5.3.5 ニコン 5-10
5.3.6 ドゥサン・メカテック 5-11
5.3.7 その他の参入企業 5-11
5.4 クラスターツール 5-12
5.5 競争力のある非CMPツール 5-15

第6章ユーザーの問題 6-1

6.1 所有コスト 6-1
6.2 ユーザー要件 6-7
6.3 ベンダーのベンチマーク 6-10
6.3.1 価格設定 6-10
6.3.2 ベンダーのコミットメントと姿勢 6-12
6.3.3 ベンダーの能力 6-13
6.3.4 システム能力 6-15
6.4 ユーザーとサプライヤーの相乗効果 6-16
6.4.1 機器評価時のフィードバック 6-16
6.4.2 機器製造時のフィードバック 6-17
6.5 信頼性 6-18
6.6 装置の保守性 6-19

第7章市場予測 7-1

7.1 はじめに 7-1
7.2 市場予測の前提 7-4
7.3 機器市場 7-5
7.3.1 はじめに 7-5
7.3.2 CMPポリッシャー市場 7-6
7.4 消耗品市場 7-11
7.4.1 スラリー 7-11
7.4.2 パッド 7-21

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図表リスト

図表一覧

1.1 CMPのプロセス統合 1-2
3.1 ダイナミックラムの統合レベル 3-2
3.2 各種方法の平坦化長さ 3-18
3.3 正規化除去率 3-29
3.4 銅による複雑性の低減 3-45
3.5 CMPによる銅の損失 3-50
3.6 CMP銅プロセス技術 3-52
3.7 CMP性能の改善 3-54
3.8 ポーランド終点制御 3-78
4.1 銅の除去率に対する硝酸イオンの影響 4-8
4.2 Taの除去率 4-9
4.3 薬剤一括供給システム 4-15
4.4 ブラシを通しての薬液供給 4-37
4.5 メガソニックスのポストCMPクリーン 4-39
4.6 3Mスラリーレスパッドの顕微鏡写真 4-50
6.1 工具のMTBFがCMPコストに及ぼす影響 6-5
6.2 スループットとCMPコストに対する除去率 6-6
7.1 世界のCMPポリッシャー市場 7-8
7.2 世界のCMPスラリー市場予測 7-13
7.3 CMPスラリーの用途別市場 7-15
7.4 ILDスラリーの市場シェア 7-16
7.5 STIスラリーの市場シェア 7-17
7.6 銅バリアスラリーの市場シェア 7-18
7.7 銅ステップ1スラリーの市場シェア 7-19
7.8 世界のCMPパッド市場予測 7-23
7.9 CMPパッド市場シェア 7-24

テーブル一覧

3.1 論理デバイスの相互接続レベル 3-3
3.2 代表的なプロセス仕様 3-12
3.3 IMD用有機ポリマー 3-23
3.4 CMPプロセス変数 3-31
3.5 最適化されたCMPおよびポストCMPクリーンパラメーター 3-39
3.6 セグメント別相互接続材料 3-48
4.1 CMPスラリーサプライヤー 4-19
4.2 研磨剤サプライヤーと製品 4-35
4.2 酸化物CMPパッドの特性と性能 4-44
6.1 研磨装置の目標 6-8
6.2 ポストCMPクリーン装置のターゲット 6-9
7.1 世界のCMPポリッシャー市場予測 7-7
7.2 世界のCMPポリッシャー市場シェア 7-10
7.3 CMPスラリーの世界市場予測 7-12
7.4 世界のスラリー市場シェア 7-14
7.5 世界のCMPパッド市場予測 7-22

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Table of Contents
List of Tables/Graphs

Summary

This technology-marketing report examines and projects the technologies involved in the planarization of semiconductor layers. The emphasis is on Chemical Mechanical Polishing (CMP). This report discusses the technology trends, products, applications, and suppliers of slurry and pad materials and CMP equipment. A market forecast for CMP equipment and materials is presented.

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Chapter 1 Introduction 1-1

Chapter 2 Executive Summary 2-1

2.1 Introduction 2-1
2.2 Market Opportunities 2-9

Chapter 3 Planarization Methods 3-1

3.1 Need for Planarity 3-1
3.1.1 Lithography 3-4
3.1.2 Deposition 3-6
3.1.3 Etching 3-10
3.2 Applications 3-13
3.2.1 Dielectrics 3-13
3.2.2 Metals 3-15
3.3 Planarization Techniques 3-17
3.3.1 Local Planarization 3-17
3.3.1.1 Deposition-Etchback 3-17
3.3.1.2 ECR 3-19
3.3.1.3 Oxide Reflow 3-19
3.3.1.4 Spin-on-Glass 3-20
3.3.1.5 TEOS-Ozone 3-20
3.3.1.6 Laser 3-21
3.3.2 Global Planarization 3-22
3.3.2.1 Spin-On Polymer 3-22
3.3.2.2 Polyimide Coating 3-24
3.3.2.3 Isotropic Etch 3-24
3.3.2.4 Spin Etch Planarization 3-25
3.3.2.5 Electropolishing 3-26
3.4 CMP 3-28
3.4.1 Background 3-33
3.4.2 Research Efforts 3-34
3.4.3 Advantages and Disadvantages 3-35
3.4.4 Process Parameters 3-37
3.4.4.1 STI Planarization 3-39
3.4.4.2 Copper CMP 3-43
3.4.4.3 Low-K Integration 3-57
3.4.4.4 Defect Density 3-65
3.4.4.5 Metrology 3-67
3.4.5 Device Processing Parameters 3-80
3.4.5.1 Memory Devices 3-80
3.4.5.2 Logic Devices 3-81

Chapter 4 CMP Consumables 4-1

4.1 Slurries 4-1
4.1.1 Types 4-1
4.1.2 pH Effects 4-7
4.1.3 Oxidizers 4-10
4.1.4 Particle Morphology Effects 4-11
4.1.5 Chemical Distribution Management 4-13
4.1.6 Slurry Supplier Profiles 4-18
4.1.7 Abrasive Suppliers 4-32
4.2 Post-CMP Clean 4-36
4.3 Polishing Pads 4-42
4.3.1 Types 4-42
4.3.2 Performance 4-43
4.3.3 Slurryless Pads 4-49

Chapter 5 CMP Equipment 5-1

5.1 Single-Head Approach 5-1
5.1.1 Advantages 5-1
5.1.2 Disadvantages 5-3
5.2 Multi-Head Approach 5-4
5.2.1 Advantages 5-4
5.2.2 Disadvantages 5-5
5.3 Equipment Profiles 5-6
5.3.1 Applied Materials 5-7
5.3.2 Ebara 5-8
5.3.3 Strasbaugh 5-9
5.3.4 Novellus 5-9
5.3.5 Nikon 5-10
5.3.6 Doosan Mecatec 5-11
5.3.7 Other Entrants 5-11
5.4 Clustered Tools 5-12
5.5 Competitive Non-CMP Tools 5-15

Chapter 6 User Issues 6-1

6.1 Cost of Ownership 6-1
6.2 User Requirements 6-7
6.3 Benchmarking a Vendor 6-10
6.3.1 Pricing 6-10
6.3.2 Vendor Commitment and Attitudes 6-12
6.3.3 Vendor Capabilities 6-13
6.3.4 System Capabilities 6-15
6.4 User-Supplier Synergy 6-16
6.4.1 Feedback During Equipment Evaluation 6-16
6.4.2 Feedback During Device Production 6-17
6.5 Reliability 6-18
6.6 Equipment Maintainability 6-19

Chapter 7 Market Forecast 7-1

7.1 Introduction 7-1
7.2 Market Forecast Assumptions 7-4
7.3 Equipment Market 7-5
7.3.1 Introduction 7-5
7.3.2 CMP Polisher Market 7-6
7.4 Consumable Market 7-11
7.4.1 Slurry 7-11
7.4.2 Pads 7-21

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List of Tables/Graphs

List of Figures

1.1 Process Integration for CMP 1-2
3.1 Levels of Integration of Dynamic Rams 3-2
3.2 Planarization Lengths of Various Methods 3-18
3.3 Normalized Removal Rates 3-29
3.4 Reduced Complexity With Copper 3-45
3.5 Copper Loss From CMP 3-50
3.6 CMP Copper Process Technologies 3-52
3.7 CMP Performance Improvements 3-54
3.8 Polish Endpoint Control 3-78
4.1 Effect of Nitrate Ions on the Cu Removal Rate 4-8
4.2 Removal Rate of Ta 4-9
4.3 Bulk Chemical Distribution System 4-15
4.4 Through The Brush Chemical Delivery 4-37
4.5 Megasonics Post-CMP Clean 4-39
4.6 Micrograph Of 3M Slurryless Pad 4-50
6.1 Effect of Tool MTBF on CMP Cost 6-5
6.2 Removal Rate Vs Throughput and CMP Cost 6-6
7.1 Worldwide CMP Polisher Market 7-8
7.2 Worldwide CMP Slurry Market Forecast 7-13
7.3 CMP Slurry Market by Application 7-15
7.4 ILD Slurry Market Share 7-16
7.5 STI Slurry Market Share 7-17
7.6 Copper Barrier Slurry Market Share 7-18
7.7 Copper Step 1 Slurry Market Share 7-19
7.8 Worldwide CMP Pad Market Forecast 7-23
7.9 CMP PAD Market Shares 7-24

List of Tables

3.1 Interconnect Levels of Logic Device 3-3
3.2 Typical Process Specifications 3-12
3.3 Organic Polymers for IMD Applications 3-23
3.4 CMP Process Variables 3-31
3.5 Optimized CMP and Post-CMP Clean Parameters 3-39
3.6 Interconnect Materials by Segment 3-48
4.1 CMP Slurry Suppliers 4-19
4.2 Abrasive Suppliers and Products 4-35
4.2 Oxide CMP Pad Properties and Performance 4-44
6.1 Polisher Equipment Targets 6-8
6.2 Post-CMP Clean Equipment Targets 6-9
7.1 Worldwide CMP Polisher Market Forecast 7-7
7.2 Worldwide CMP Polisher Market Shares 7-10
7.3 Worldwide CMP Slurry Market Forecast 7-12
7.4 Worldwide Slurry Market Shares 7-14
7.5 Worldwide CMP Pad Market Forecast 7-22

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