中國粉體網訊 7月9日，由中國粉體網主辦的“2024高端研磨拋光材料技術大會”在河南鄭州成功召開。會議期間，我們邀請到多位專家學者、企業家代表做客“對話”欄目，圍繞高端研磨拋光材料的技術與應用現狀及發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黃埔材料研究院高級研發工程師程幫貴的專訪。
中國粉體網：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構，硬度適中，在拋光過程中使用它做磨料不容易產生劃傷和缺陷；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機械拋光技術中應用最廣泛的磨料。
中國粉體網：程博士，目前氧化硅拋光材料的生產制備存在哪些難點？
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，其實它的制備設備并不是很復雜，但是很多廠家在硅溶膠雜質金屬離子控制上只能達到幾十或者是幾百ppm，達到ppm級別的已經非常少。能夠達到ppm級別以下的，僅頭部的幾家國外企業能夠做到。所以，目前純度控制是比較難的一點。
第二點就是批次穩定性的控制。因為做生產，它需要長時間的技術和經驗積累，目前在批次穩定方面和國外還存在一定的差距。
中國粉體網：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腐蝕作用的磨料，它既能提供機械研磨作用，也有化學腐蝕作用。但對于氧化硅來講，它具有化學惰性，那如果我們能夠通過改性讓它也具有化學腐蝕作用，那就可以提高它對材料的去除速率，并進一步拓展其應用范圍。
中國粉體網：目前在氧化硅拋光材料方面，我們是否依賴進口？與國外優勢廠商相比存在哪些差距？
程博士：依賴程度還是相當高的。目前在一些非先進制程中，我們是在逐漸實現國產化替代。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廠還是會優先用進口的產品，除了出現斷供的現象，他們才會考慮我們國內的產品。因為在很多時候我們做了新產品出來，他們要進行調試，而這個調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定性。畢竟國外企業已經做了十多年，有大量經驗積累，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的水平，但有些方面還依然存在差距，譬如純度和批次穩定性。
中國粉體網：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略課題，經過大量的嘗試實驗，成功的開發了高純硅溶膠。這個硅溶膠雜質金屬離子含量可以達到1ppm以下，然后我們在實現高純度的基礎上嚴格控制各項工藝參數，實現了其粒徑在25-120納米范圍內可控，并且我們的高純硅溶膠制備工藝現已通過中試驗證。此外，我們也圍繞著現在硅溶膠在應用中普遍存在的一些缺點，開發了相應的改性方法，改性后的硅溶膠在酸性條件下的穩定性有了一定的提升，并且也能使其具有化學腐蝕作用，進一步拓寬了硅溶膠的應用范圍。
中國粉體網：好的，今天的采訪就到這里，感謝程博士接受采訪，謝謝。
（中國粉體網編輯整理/空青）
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