隨著5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展，許多高精度制造領(lǐng)域?qū)苎心伖獾男枨箫@著增加，包括高端芯片制造、光學(xué)器件、先進(jìn)陶瓷等行業(yè)。但面對激烈的國際競爭，我國企業(yè)在高端材料研發(fā)和加工技術(shù)創(chuàng)新方面仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。

在此背景下，“2024年全國精密研磨拋光材料及加工技術(shù)發(fā)展論壇（第二屆）”于2024年8月25日至26日在江蘇省無錫市順利舉辦。論壇匯聚了來自全國的專家、學(xué)者和企業(yè)代表，共同探討行業(yè)前沿技術(shù)，剖析熱點(diǎn)難點(diǎn)問題，分享創(chuàng)新成果，并展望未來發(fā)展方向，為推動我國精密研磨拋光行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供了寶貴思路。

精彩回顧

8月25日晚，作為論壇的序幕，以“第三代半導(dǎo)體拋光材料與工藝”探討為主題的圓桌論壇順利開展。圓桌論壇圍繞SiC、GaN等第三代半導(dǎo)體材料的拋光挑戰(zhàn)與機(jī)遇展開深入討論，探討了這些材料的硬度、脆性以及加工成本等問題。同時，專家們交流了功能納米磨粒的創(chuàng)新應(yīng)用及拋光液市場的國際趨勢，為與會者提供了前瞻性的洞見。

8月26日，論壇正式進(jìn)入技術(shù)交流環(huán)節(jié)。會議現(xiàn)場氣氛熱烈，吸引了近300位參會人員參與深入討論。同時，展示區(qū)內(nèi)26家企業(yè)展示了最新的拋光技術(shù)和產(chǎn)品，涵蓋了材料、設(shè)備等多個領(lǐng)域。

以下是本次論壇報告的要點(diǎn)總結(jié)：

報告1：淺談CMP拋光液中磨料粒徑控制和磨料復(fù)配技術(shù)

報告人：張保國 教授、博士生導(dǎo)師

河北工業(yè)大學(xué)微電子技術(shù)與材料研究所

張教授講解了CMP拋光液重用的背景，并強(qiáng)調(diào)在先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)制程中，CMP工藝對磨料粒徑分布提出了極高要求。他提出了控制磨料顆粒粒徑的幾點(diǎn)建議：通過自動控制系統(tǒng)引入最新的AI技術(shù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化反應(yīng)過程中的顆粒粒徑分級，消除細(xì)顆粒夾雜，并依據(jù)復(fù)合力學(xué)理論提高均勻性。張教授還指出，要在先進(jìn)拋光液領(lǐng)域取得突破，必須依靠產(chǎn)學(xué)研深度融合，特別是在膠體體系的研究上。此外，他討論了磨料復(fù)配技術(shù)，認(rèn)為無論是混合磨料還是復(fù)合磨料，都是提高材料去除速率的有效途徑，是值得注意的研究方向。

報告2：集成電路拋光中的納米磨粒與應(yīng)用

報告人：孫韜 博士、教授、董事長

上海工程技術(shù)大學(xué)、寧波贏晟新材料有限公司

CMP（化學(xué)機(jī)械拋光）工藝是最先進(jìn)晶圓與芯片微結(jié)構(gòu)的核心技術(shù)，可確保晶圓上每個芯片單元都處于同一精確的納米平臺，保障了后續(xù)工序的精準(zhǔn)銜接，而CMP納米材料作為關(guān)鍵支撐，被稱為“無名英雄”。孫教授報告中指出，CMP拋光液與材料市場將隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展繼續(xù)前進(jìn)，并介紹了常見CMP磨粒及其應(yīng)用，包括氣相二氧化硅、硅溶膠、氧化鈰、氧化鋁，并探討了CMP納米磨粒和拋光液的戰(zhàn)略重要性及國際市場風(fēng)險。最后，報告總結(jié)了贏晟新材在高純CMP納米氧化鈰制備上的技術(shù)突破。

報告3：納米氧化鈰磨粒的制備及其在碳化硅襯底拋光中的應(yīng)用

報告人：倪自豐 博士、副教授

江南大學(xué)

報告首先介紹了碳化硅器件的市場前景及國內(nèi)碳化硅襯底的產(chǎn)能狀況。隨后，倪博士詳細(xì)講解了碳化硅襯底的主要加工流程，尤其是拋光工藝中的技術(shù)瓶頸，如材料硬度高、脆性大。討論了氧化鈰作為常用耗材的優(yōu)勢、制備及表征分析，并提出了CeO2/SiO2復(fù)合磨粒作為降低成本的解決方案。報告還深入分析了氧化鈰的摩擦學(xué)行為及材料去除機(jī)理，并詳細(xì)探討了碳化硅襯底CMP中的材料去除機(jī)理及磨粒與襯底表面作用，從理論層面上為碳化硅襯底的高效拋光提供了重要的技術(shù)指導(dǎo)。

報告4：高端顯示玻璃基板用CMP稀土鈰基拋光漿料的研制及機(jī)理

報告人：梅燕 博士、教授級實驗師

北京工業(yè)大學(xué)

報告中，梅教授首先簡要介紹了CMP技術(shù)和稀土鈰基拋光漿料，并探討了拋光性能的評價指標(biāo)，如潤濕性、懸浮性和Zeta電位，強(qiáng)調(diào)了分散劑在拋光漿料中的重要性。接著，梅教授詳細(xì)討論了拋光漿料的組成，并結(jié)合實際生產(chǎn)，提出了科學(xué)配方的研究思路，目的是研究分散劑對鈰基拋光漿料性能的影響及其作用機(jī)理。最后總結(jié)MAS分散劑在提高CeO2拋光液懸浮穩(wěn)定性方面的顯著效果。

報告5：CMP研磨液和半導(dǎo)體晶圓之間的相互靜電作用評價

報告人：橋田 紳乃介  技術(shù)副總經(jīng)理

大塚電子（蘇州）有限公司

在CMP工藝中，對研磨液與半導(dǎo)體晶圓之間的相互靜電作用進(jìn)行評價至關(guān)重要，因為它直接影響拋光效率、均勻性和表面質(zhì)量。這種靜電作用的評價被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體制造工藝中的洗凈和圖案化步驟。橋田先生在今天的報告中介紹了如何通過Zeta電位來評價相互靜電作用。首先，他總結(jié)了Zeta電位的測量原理和方法，并講解了影響Zeta電位的關(guān)鍵因素。隨后，他展示了不同磨料漿料的Zeta電位、等電點(diǎn)評價案例，以及晶圓與漿料的靜電相互作用評價案例。最終他認(rèn)為，采用光散射法評估漿料的分散穩(wěn)定性及其與晶圓的相互作用，將有助于CMP研磨工藝的進(jìn)一步優(yōu)化和發(fā)展。

報告6：陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪的制備及其應(yīng)用

報告人：侯永改 博士、教授、總工程師

河南工業(yè)大學(xué)、鄭州力弘超硬材料有限公司

陶瓷磨具是利用陶瓷結(jié)合劑將不同粒度和形狀的磨粒粘結(jié)并經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成，用于磨削、研磨和拋光的工具。在報告中，侯教授首先介紹了陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具的優(yōu)勢，如高硬度和良好的耐磨性。隨后，她詳細(xì)講解了陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪的制備工藝，分析了砂輪結(jié)構(gòu)設(shè)計和組分配方對其性能的影響。最后，侯教授深入介紹了陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪的關(guān)鍵應(yīng)用，突出其在精密加工中的重要性。

報告7：顆粒檢測在精密研磨拋光領(lǐng)域的解決方案以及應(yīng)用

報告人：郭志斌 高級應(yīng)用工程師

丹東百特儀器有限公司

拋光液中的磨粒是實現(xiàn)高質(zhì)量拋光的關(guān)鍵，它的粒徑對拋光效果有著至關(guān)重要的影響。報告中，郭工介紹了如何高效準(zhǔn)確地分析拋光液中的磨粒粒徑。他詳細(xì)講解了以下測量方法：納米粒度儀中的動態(tài)光散射法和電泳光散射法，激光粒度儀中的激光衍射法，以及圖像法。這些方法為拋光液的粒徑控制提供了科學(xué)依據(jù)，有助于提升拋光工藝的質(zhì)量和效率。

報告8：碳化硅襯底加工切、磨、拋耗材整體解決方案

報告人：張澤芳 博士、總經(jīng)理

上海映智研磨材料有限公司

碳化硅襯底的加工精度直接影響器件功能，但由于碳化硅單晶具有高化學(xué)穩(wěn)定性和高硬度，加工過程充滿挑戰(zhàn)。碳化硅襯底的加工工藝主要包括切片、研磨和拋光三個環(huán)節(jié)，其中耗材的選擇與襯底表面的質(zhì)量、均勻性和一致性密切相關(guān)。在報告中，張博士介紹了幾種切磨拋耗材的最新進(jìn)展，包括研磨液、拋光液和拋光墊，并詳細(xì)分析了不同類型耗材之間的性能差異。這些信息為實際生產(chǎn)中的耗材選擇和工藝優(yōu)化提供了重要指導(dǎo)。

報告9：拋光液的快速穩(wěn)定性表征

報告人：繆云新 產(chǎn)品經(jīng)理

羅姆（江蘇）儀器有限公司/LUM China

為了獲得優(yōu)良的拋光效果，CMP漿料必須具備良好的穩(wěn)定性，但這對技術(shù)要求極高。要實現(xiàn)這一點(diǎn)，首先需要了解影響分散體穩(wěn)定性的因素及其失穩(wěn)類型。在報告中，繆經(jīng)理詳細(xì)介紹了一種用于分析分散體穩(wěn)定性的STEP技術(shù)——分離行為的原位可視化分析，并展示了多個STEP技術(shù)在拋光液穩(wěn)定性表征中的應(yīng)用案例，為提高拋光液的儲存穩(wěn)定性提供了具有可行性的建議。

報告10：微射流技術(shù)在CMP拋光液制備中的應(yīng)用優(yōu)勢

報告人：李磊 博士、研發(fā)總監(jiān)

上海邁克孚生物科技有限公司

實現(xiàn)CMP漿料的高效分散，粉體制備、工藝配方、分散需求和裝備支持缺一不可。李博士在報告中介紹了如何創(chuàng)新性地將醫(yī)藥裝備領(lǐng)域的微射流技術(shù)應(yīng)用于CMP漿料，以有效減小粒徑、提高分散均勻性。他還展示了該技術(shù)在納米氧化硅、氧化鋁和氧化鈰CMP中的應(yīng)用案例，并介紹了邁克孚微射流均質(zhì)機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢，為CMP工藝帶來了新的突破。

報告11：CMP拋光用高純氧化鋁的制備及應(yīng)用

報告人：楊叢林 經(jīng)理  

中鋁山東有限公司高純氧化鋁事業(yè)部

氧化鋁是CMP漿料中常用的磨料材料，如何獲得有利于拋光的氧化鋁磨料微觀形貌是實際生產(chǎn)中的關(guān)鍵。報告中，楊經(jīng)理介紹了通過改良拜耳法和化學(xué)沉淀工藝來控制氧化鋁粉體的純度和微觀形貌的技術(shù)細(xì)節(jié)和產(chǎn)品案例。他還結(jié)合實際生產(chǎn)，詳細(xì)說明了以純度控制為核心生產(chǎn)磨料原材料的原因，強(qiáng)調(diào)了其對拋光效果的重要性。

報告12：進(jìn)口研磨墊和立體拋光砂紙的國產(chǎn)化替代研究

報告人：高德耀 總經(jīng)理

湖南麥克斯菲爾新材料有限公司

在當(dāng)前研磨拋光行業(yè)中，國產(chǎn)化替代是備受關(guān)注的熱點(diǎn)，但實際操作中仍面臨諸多困難。報告中，高總介紹了研磨墊和立體拋光砂紙的應(yīng)用行業(yè)及市場狀況，并講解了公司為提升競爭力，在性能先進(jìn)的立體結(jié)構(gòu)研磨墊方面的開發(fā)過程。此外，他還詳細(xì)介紹了研磨墊的核心工藝以及團(tuán)聚金剛石微粉的產(chǎn)品應(yīng)用。

報告13：超精密CMP納米氧化鈰拋光材料及其性能研究

報告人：趙朗 副研究員

中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所

氧化鈰因其優(yōu)越性能成為CMP漿料的主要磨料之一，也是近年來市場研究的熱點(diǎn)。報告中，趙朗副研究員首先介紹了氧化鈰的拋光原理，接著討論了基于氧化鈰的復(fù)合磨料種類及優(yōu)勢，尤其是核殼磨料，它通過內(nèi)核的支撐和緩沖，有效避免劃痕并提升拋光質(zhì)量。此外，她還詳細(xì)講解了氧化鈰基拋光材料的合成方法及重要領(lǐng)域應(yīng)用效果，并表達(dá)了對未來芯片用稀土拋光液可實現(xiàn)國產(chǎn)化替代的期望。

報告14：精密拋光用氧化鋁拋光液的制備和應(yīng)用

報告人：紀(jì)發(fā)明 研發(fā)總監(jiān)

鎮(zhèn)江瑞斯普新材料科技有限公司

精密拋光用氧化鋁的制備要求嚴(yán)格控制其化學(xué)純度、晶向、顆粒形貌、比表面積、孔容和粒度分布。目前，精密拋光氧化鋁的生產(chǎn)主要由國外企業(yè)掌握，國內(nèi)產(chǎn)品的細(xì)分度和品質(zhì)有待提升，但高端粉體的國產(chǎn)化勢在必行。報告中，紀(jì)總詳細(xì)講解了氧化鋁拋光液的制備過程，強(qiáng)調(diào)了原材料生產(chǎn)的精確控制至關(guān)重要，并介紹了氧化鋁拋光液在氮化鋁陶瓷和精密光學(xué)拋光中的應(yīng)用及市場需求指標(biāo)。

報告15：納米鈰基稀土拋光材料及其在半導(dǎo)體領(lǐng)域應(yīng)用進(jìn)展

報告人：王寧 博士、研究主管

有研稀土新材料股份有限公司

氧化鈰因其高拋光速度和低缺陷率被廣泛用于集成電路氧化硅基底的CMP，用量逐年增加，但同時行業(yè)也對氧化鈰磨粒的形貌、一致性以及拋光液的穩(wěn)定性等指標(biāo)提出了高要求。但目前國內(nèi)生產(chǎn)水平較低，為應(yīng)對這一問題，王寧博士開展了納米氧化鈰拋光液的開發(fā)研究。報告中，他介紹了所做的相關(guān)工作，包括第一性原理模擬、氧化鈰顆粒設(shè)計、特殊形貌氧化鈰在硅晶圓拋光中的應(yīng)用、氧化鈰顆粒表面和分散介質(zhì)設(shè)計，以及針對SiC拋光的組分設(shè)計等。

結(jié)語

在論壇圓滿結(jié)束之際，粉體圈衷心感謝所有參會者的熱情支持和積極參與。盡管全球市場競爭日益激烈，但精密研磨拋光行業(yè)的發(fā)展?jié)摿σ廊粡?qiáng)勁，值得深入挖掘。也希望通過此次深入交流與討論，大家能夠獲得有意義的收獲，在行業(yè)中取得更大的突破。我們期待在下屆論壇中與你們再次相聚！

粉體圈