中國粉體網(wǎng)訊 7月9日，由中國粉體網(wǎng)主辦的“2024高端研磨拋光材料技術(shù)大會”在河南鄭州成功召開。會議期間，我們邀請到多位專家學(xué)者、企業(yè)家代表做客“對話”欄目，圍繞高端研磨拋光材料的技術(shù)與應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展方向進行了訪談交流。本期，我們分享的是廣東粵港澳大灣區(qū)黃埔材料研究院高級研發(fā)工程師程幫貴的專訪。
中國粉體網(wǎng)：請問程博士，氧化硅為何成為CMP拋光液中的首選磨料？
程博士：這里其實總結(jié)下來有兩點。第一點就是氧化硅在CMP拋光液中使用，得益于它是無定形結(jié)構(gòu)，硬度適中，在拋光過程中使用它做磨料不容易產(chǎn)生劃傷和缺陷；第二，除了氧化硅以外，常用磨料還有氧化鈰、氧化鋁，和氧化硅相比，這兩種磨料比較容易團聚，而氧化硅的分散穩(wěn)定性比較好，在儲存比較好的情況下，氧化硅拋光液儲存期可達到幾個月、半年甚至一年以上。所以這兩點使得它成為芯片化學(xué)機械拋光技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的磨料。
中國粉體網(wǎng)：程博士，目前氧化硅拋光材料的生產(chǎn)制備存在哪些難點？
程博士：難點的話可以概括為兩點。第一點就是純度控制，這也是目前最大的難點。國內(nèi)外有很多做硅溶膠的，相對來講，如果只是單純考慮制備的話，其實它的制備設(shè)備并不是很復(fù)雜，但是很多廠家在硅溶膠雜質(zhì)金屬離子控制上只能達到幾十或者是幾百ppm，達到ppm級別的已經(jīng)非常少。能夠達到ppm級別以下的，僅頭部的幾家國外企業(yè)能夠做到。所以，目前純度控制是比較難的一點。
第二點就是批次穩(wěn)定性的控制。因為做生產(chǎn)，它需要長時間的技術(shù)和經(jīng)驗積累，目前在批次穩(wěn)定方面和國外還存在一定的差距。
中國粉體網(wǎng)：程博士，氧化硅表面改性的目的是什么，方法有哪些？
程博士：氧化硅改性的目的一般總結(jié)為兩點。第一點，我們一般在芯片拋光中用到的硅溶膠，有一個顯著的缺點，它在酸性條件下的穩(wěn)定性較差，而某些情況下氧化硅拋光液需要在酸性條件下才有更高的去除速率，因此限制了氧化硅的應(yīng)用范圍。
第二點，是與氧化鈰對比來講，氧化鈰是一個具有化學(xué)腐蝕作用的磨料，它既能提供機械研磨作用，也有化學(xué)腐蝕作用。但對于氧化硅來講，它具有化學(xué)惰性，那如果我們能夠通過改性讓它也具有化學(xué)腐蝕作用，那就可以提高它對材料的去除速率，并進一步拓展其應(yīng)用范圍。
中國粉體網(wǎng)：目前在氧化硅拋光材料方面，我們是否依賴進口？與國外優(yōu)勢廠商相比存在哪些差距？
程博士：依賴程度還是相當(dāng)高的。目前在一些非先進制程中，我們是在逐漸實現(xiàn)國產(chǎn)化替代。但是在先進制程中，尤其是10nm以下的先進制程，還有先進封裝工藝中，很多fab廠還是會優(yōu)先用進口的產(chǎn)品，除了出現(xiàn)斷供的現(xiàn)象，他們才會考慮我們國內(nèi)的產(chǎn)品。因為在很多時候我們做了新產(chǎn)品出來，他們要進行調(diào)試，而這個調(diào)試過程必然會讓他們的良率和效率受到影響。
另外，我們和他們存在差距，前面我們也提到我們氧化硅磨料的難點主要是純度控制。目前很多國內(nèi)廠商做的不好，其實就是它的純度控制的不夠好，另外一個有顯著差異的地方就是批次穩(wěn)定性。畢竟國外企業(yè)已經(jīng)做了十多年，有大量經(jīng)驗積累，我們用了三、五年的時間奮力追趕，有些方面達到和進口相當(dāng)?shù)乃剑行┓矫孢�依然存在差距，譬如純度和批次穩(wěn)定性。
中國粉體網(wǎng)：請您介紹一下您所在團隊在氧化硅拋光材料方面所取得的成果。
程博士：我們團隊立足于這種卡脖子的戰(zhàn)略課題，經(jīng)過大量的嘗試實驗，成功的開發(fā)了高純硅溶膠。這個硅溶膠雜質(zhì)金屬離子含量可以達到1ppm以下，然后我們在實現(xiàn)高純度的基礎(chǔ)上嚴(yán)格控制各項工藝參數(shù)，實現(xiàn)了其粒徑在25-120納米范圍內(nèi)可控，并且我們的高純硅溶膠制備工藝現(xiàn)已通過中試驗證。此外，我們也圍繞著現(xiàn)在硅溶膠在應(yīng)用中普遍存在的一些缺點，開發(fā)了相應(yīng)的改性方法，改性后的硅溶膠在酸性條件下的穩(wěn)定性有了一定的提升，并且也能使其具有化學(xué)腐蝕作用，進一步拓寬了硅溶膠的應(yīng)用范圍。
中國粉體網(wǎng)：好的，今天的采訪就到這里，感謝程博士接受采訪，謝謝。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/空青）
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