中国粉体网讯 7月9日，由中国粉体网主办的“2024高端研磨抛光材料技术大会”在河南郑州成功召开。会议期间，我们邀请到多位专家学者、企业家代表做客“对话”栏目，围绕高端研磨抛光材料的技术与应用现状及发展方向进行了访谈交流。本期，我们分享的是广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院高级研发工程师程帮贵的专访。
中国粉体网：请问程博士，氧化硅为何成为CMP抛光液中的首选磨料？
程博士：这里其实总结下来有两点。第一点就是氧化硅在CMP抛光液中使用，得益于它是无定形结构，硬度适中，在抛光过程中使用它做磨料不容易产生划伤和缺陷；第二，除了氧化硅以外，常用磨料还有氧化铈、氧化铝，和氧化硅相比，这两种磨料比较容易团聚，而氧化硅的分散稳定性比较好，在储存比较好的情况下，氧化硅抛光液储存期可达到几个月、半年甚至一年以上。所以这两点使得它成为芯片化学机械抛光技术中应用最广泛的磨料。
中国粉体网：程博士，目前氧化硅抛光材料的生产制备存在哪些难点？
程博士：难点的话可以概括为两点。第一点就是纯度控制，这也是目前最大的难点。国内外有很多做硅溶胶的，相对来讲，如果只是单纯考虑制备的话，其实它的制备设备并不是很复杂，但是很多厂家在硅溶胶杂质金属离子控制上只能达到几十或者是几百ppm，达到ppm级别的已经非常少。能够达到ppm级别以下的，仅头部的几家国外企业能够做到。所以，目前纯度控制是比较难的一点。
第二点就是批次稳定性的控制。因为做生产，它需要长时间的技术和经验积累，目前在批次稳定方面和国外还存在一定的差距。
中国粉体网：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总结为两点。第一点，我们一般在芯片抛光中用到的硅溶胶，有一个显著的缺点，它在酸性条件下的稳定性较差，而某些情况下氧化硅抛光液需要在酸性条件下才有更高的去除速率，因此限制了氧化硅的应用范围。
第二点，是与氧化铈对比来讲，氧化铈是一个具有化学腐蚀作用的磨料，它既能提供机械研磨作用，也有化学腐蚀作用。但对于氧化硅来讲，它具有化学惰性，那如果我们能够通过改性让它也具有化学腐蚀作用，那就可以提高它对材料的去除速率，并进一步拓展其应用范围。
中国粉体网：目前在氧化硅抛光材料方面，我们是否依赖进口？与国外优势厂商相比存在哪些差距？
程博士：依赖程度还是相当高的。目前在一些非先进制程中，我们是在逐渐实现国产化替代。但是在先进制程中，尤其是10nm以下的先进制程，还有先进封装工艺中，很多fab厂还是会优先用进口的产品，除了出现断供的现象，他们才会考虑我们国内的产品。因为在很多时候我们做了新产品出来，他们要进行调试，而这个调试过程必然会让他们的良率和效率受到影响。
另外，我们和他们存在差距，前面我们也提到我们氧化硅磨料的难点主要是纯度控制。目前很多国内厂商做的不好，其实就是它的纯度控制的不够好，另外一个有显著差异的地方就是批次稳定性。毕竟国外企业已经做了十多年，有大量经验积累，我们用了三、五年的时间奋力追赶，有些方面达到和进口相当的水平，但有些方面还依然存在差距，譬如纯度和批次稳定性。
中国粉体网：请您介绍一下您所在团队在氧化硅抛光材料方面所取得的成果。
程博士：我们团队立足于这种卡脖子的战略课题，经过大量的尝试实验，成功的开发了高纯硅溶胶。这个硅溶胶杂质金属离子含量可以达到1ppm以下，然后我们在实现高纯度的基础上严格控制各项工艺参数，实现了其粒径在25-120纳米范围内可控，并且我们的高纯硅溶胶制备工艺现已通过中试验证。此外，我们也围绕着现在硅溶胶在应用中普遍存在的一些缺点，开发了相应的改性方法，改性后的硅溶胶在酸性条件下的稳定性有了一定的提升，并且也能使其具有化学腐蚀作用，进一步拓宽了硅溶胶的应用范围。
中国粉体网：好的，今天的采访就到这里，感谢程博士接受采访，谢谢。
（中国粉体网编辑整理/空青）
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