CMP化學(xué)機(jī)械拋光是目前對(duì)集成電路器件表面進(jìn)行平滑處理，并使之高度平整的唯一技術(shù)。為使半導(dǎo)體晶圓和器件達(dá)到全局平整落差達(dá)到100A-1000A（相當(dāng)于10-100nm）的水平，CMP工藝步驟，拋光液種類以及用量也隨之大幅增加，由此也成就了一個(gè)新興的超巨市場(chǎng)。日本Fujimi是全球拋光液領(lǐng)域公認(rèn)的領(lǐng)導(dǎo)者，開發(fā)出一系列用于硅和碳化硅晶圓拋光的氧化鋁、二氧化硅基拋光液，尤其納米級(jí)高精度加工領(lǐng)域在全球擁有超過八成市場(chǎng)占有率，可謂一騎絕塵。

一、從晶圓生產(chǎn)流程逐步了解CMP產(chǎn)品

晶圓生產(chǎn)從拉晶開始，要經(jīng)過切片、斜邊加工、研磨、毛坯雙面拋光、邊緣拋光、最終精拋等步驟，直至最后的清洗、檢驗(yàn)才算完成。不同步驟對(duì)應(yīng)不同級(jí)別的拋光材料，對(duì)Fujimi的了解也就按此進(jìn)行。

1、硅晶圓

GC和C系列（切片）

GC即green silicon carbide（綠碳化硅），C即black silicon carbide（黑碳化硅）。綠碳化硅的純度和硬度高，黑碳化硅韌性強(qiáng)，二者結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)切片環(huán)節(jié)的優(yōu)質(zhì)研磨。

FO系列（研磨）

PWA系列（研磨）

FO是一種氧化鋁研磨劑，圖示可以清楚看到這是一種經(jīng)過特殊工藝制備的具有特定粒徑分布和顆粒形貌的粉體。這種研磨劑還廣泛用于光學(xué)玻璃拋光。PWA的縮寫是Platelet Calcined Alumina（片狀煅燒氧化鋁），如圖所示，這是一種純度超過99%的片狀氧化鋁晶體，除了用于研磨劑，還可作為涂料的填料以及用于制備砂紙和紗布。

GLANZOX及GLANZOX E-Series系列（毛坯、邊緣、精拋）

GLANZO系列由二氧化硅膠體分散于特殊組分分散液中而組成。E-Series中的E是Edge（邊緣）的意思，即用于邊緣拋光的細(xì)分產(chǎn)品。為保證高平坦、無損、無重金屬污染等需求，該系列膠體及分散液都要求極高純度。

2、半導(dǎo)體器件

PLANERLITE系列漿料

超大規(guī)模集成電路（ULSI）的高密度薄膜制造，基于對(duì)高純度、高去除率、高分散性和無劃痕的需求下開發(fā)的，包括高純度膠體二氧化硅或氣相二氧化硅。其按拋光標(biāo)的（硅、二氧化硅、銅）的不同，以及拋光目的（去除、阻隔、平整）而分為不同型號(hào)。

3、化合物半導(dǎo)體晶圓

INSEC系列

該系列用于砷化鎵、磷化鎵、磷化銦等化合物半導(dǎo)體晶圓拋光。

二、核心技術(shù)簡(jiǎn)介

Fujimi將自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)總結(jié)為三點(diǎn)：“分類、過濾和提純”，“粉體”，“化學(xué)”。

分類、過濾和提純即利用液體沉積速度的差異（分類），可以將顆粒分離成不同的尺寸；將其與過濾器相結(jié)合以捕獲大于一定尺寸的顆粒（過濾）；并使用離子交換生產(chǎn)高純度產(chǎn)品（純化）。粉體即用于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、選擇和評(píng)估具有適合特定用途的特定功能的粒子的技術(shù)，這是決定拋光效率的基礎(chǔ)。化學(xué)即設(shè)計(jì)和選擇具有某些功能的化學(xué)品的技術(shù)，例如分散和溶解以及表面保護(hù)。

三、其他拋光產(chǎn)品

Fujimi當(dāng)然不止有CMP拋光產(chǎn)品，其產(chǎn)品組合在其他中高端拋光研磨應(yīng)用中同樣占據(jù)領(lǐng)先地位。

FDC鉆石膏和DIATEC鉆石液

POLIPLA系列

該系列是將高純氧化鋁分散于特殊溶劑的，用于塑料鏡片的復(fù)合型拋光液。

COMPOL系列

用于金屬、陶瓷和電子基板（如LiTaO₃、鈮酸鋰和藍(lán)寶石）拋光的膠體二氧化硅拋光液。

FZ系列

該系列由超細(xì)氧化鋯組成的用于拋光鉬、鎢、鉻、鈦和鎳及其合金拋光，與聚氨酯墊片配合使用效果更好。

CLEALITE系列

該系列用于包括鋁、不銹鋼和鈦等金屬鏡面拋光，藍(lán)寶石和玻璃拋光，特殊添加劑型號(hào)可獲得最高表面粗糙度為10nm的加工程度。不同型號(hào)產(chǎn)品添加氧化鋁、二氧化硅膠體。

FAL系列和FS系列

由3N級(jí)以上的氧化鋁粉體組成，用于隱形眼鏡和精密機(jī)械零件生產(chǎn)的最終拋光過程。

FM系列

該系列是從高速鋼到軟金屬多種金屬的最終拋光解決方案。例如，對(duì)于維氏硬度在200-250范圍內(nèi)的材料，即使在使用涂層磨料進(jìn)行中等拋光后立即進(jìn)行最終拋光，也可以獲得精細(xì)、精確的拋光表面。其不需要使用專用拋光布，拋光只需使用羊毛或氈布即可完成。

小結(jié)

2018年初，F(xiàn)ujimi與美國(guó)Cabot（卡博特）合作開發(fā)先進(jìn)的CMP拋光液，不到一年時(shí)間即成功開發(fā)了一系列用于第三代碳化硅半導(dǎo)體晶圓拋光的CMP先進(jìn)產(chǎn)品。因5G、居家辦公、新能源汽車的普及，半導(dǎo)體需求在智能手機(jī)、基站、汽車等廣范領(lǐng)域呈現(xiàn)增長(zhǎng)，F(xiàn)ujimi也一直在全球各地工廠擴(kuò)張產(chǎn)能，預(yù)計(jì)2024年以后將比2021年的產(chǎn)能提高三成。

除了拋光產(chǎn)品，F(xiàn)ujimi還相繼開發(fā)了金屬陶瓷、熱噴涂材料（如堇青石、莫來石、尖晶石、復(fù)合氧化鋁、碳化鉻/鎳鉻化合物、鉬-硼、鈷-鉻等）進(jìn)行業(yè)務(wù)拓展。自1950年Fujimi成立并以生產(chǎn)精密磨具起家，緊隨日本半導(dǎo)體、光學(xué)玻璃產(chǎn)業(yè)的迅速崛起，其開發(fā)相應(yīng)的研磨材料一路發(fā)展，機(jī)遇和專注成就了拋光研磨細(xì)分領(lǐng)域全球龍頭企業(yè)的成長(zhǎng)壯大。

粉體圈 啟東

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