2020-02-24小刘科研笔记之几种常见的研磨抛光液的优劣势分析

研磨抛光是半导体加工过程中的一项重要工艺， 主要应用于半导体表面进行加工， 研磨液、抛光液是影响半导体表面质量的重要因素。

研磨是半导体加工过程中的一项重要工艺， 它主要是应用化学研磨液混配磨料的方式对半导体表面进行精密加工， 这种化学研磨工艺几乎涉及到半导体制程中的各个环节， 研磨液是影响半导体表面质量的重要因素。

对于研磨工件产品，品种多；可选择不同程度效果的氧化铝研磨液，研磨速度快可减省研磨时间，提高生产效率，作业后工件表面比较平滑。

加油或者加水稀释使用，有效，方便，无污染，不腐蚀等特点。其中金刚石颗粒硬度好，粒度均匀，磨削效果好。

用于在蓝宝石衬底的研磨和减薄的研磨液，蓝宝石研磨液利用聚晶金刚石的特性，在研磨抛光过程中保持高切削的效率，同时不易对工件产生划伤。

（1）切力较稳定，性价比高；

（2）铝为电和热的良导体，而氧化铝则是电与热的绝缘体；

（3）具有良好的研磨稳定效果；

（4）品种多，可以进行粗磨和细磨，视半导体材质而定；

（5）适用作为Inp、GaAs半导体的研磨液。

  分散稳定性不好、易团聚、易沉淀。

（1）金刚石磨料是研磨硬质合金、陶瓷、宝石、光学玻璃等高硬度材料的理想原料；

（2）蓝宝石研磨液是蓝宝石衬底的研磨和减薄、光学晶体、硬质玻璃和晶体、超硬陶瓷和合金、刺头、硬盘、芯片领域的研磨；

（3）不适用于Inp、GaAs。

CMP抛光液( chemical mechanical polishing化学机械抛光，简称CMP)是平坦化精密加工工艺中超细固体研磨材料和化学添加剂的混合物，CMP抛光液一般由提供研磨作用的超细固体粒子如纳米级SiO2、Al2O3粒子等和提供腐蚀溶解作用的表面活性剂、稳定剂、氧化剂等组成。

广泛用于各类集成电路、半导体、蓝宝石、LED行业及其他领域的抛光过程，用来辅助抛光、保护硅片等材料免受划伤，因此在芯片的制备过程中是离不开它的。

①.氧化铝抛光液：晶向稳定、硬度高、颗粒小且分布均匀；磨削力强、抛光速率快、镜面效果好；抛光液不易沉淀。

②. 氧化硅抛光液：

（1）分散性好。

（2）粒径分布广泛：5-100nm。

（3）适合与各种抛光垫、合成材料配合抛光使用。

（4）适用硅晶圆、蓝宝石等半导体及衬底材料的粗抛和精抛，抛光后易清洗，表面粗糙度低。

③ 白刚玉抛光液：纯度高、耐酸碱腐蚀、耐高温、热态性能稳定它硬度略高于棕刚玉，韧性稍低，自锐性好、磨削能力强、发热量小、效率高、热稳定性好。

优势在于

（1）氧化铝抛光的抛光速率快、二氧化硅抛光液易清洁。

（2）氧化铝抛光液良好的微粒形状，纯度高、磨削力强，表面粗糙度5-15nm。

（3）二氧化硅抛光液表面粗糙度低，而且抛光后易清洗，适用于二次抛光解决脏污。

（4）如图下氧化铝抛光液结合二氧化硅抛光液的效果图。

劣势在于： 氧化铝抛光液异常多，比如橘皮现象、表面出现白点现象；二氧化硅抛光液抛光过程中易产生结晶，对硬底材料抛光速率低。

白刚玉微粉可用做触媒体，绝缘体以及精密铸造砂等。

不积珪步，无以至千里；不积细流，无以成江海。做好每一份工作，都需要坚持不懈的学习。

随着台积电等晶圆厂龙头开启新一轮扩产周期、技术升级、晶圆产能向大陆转移以及国内政策的大力支持，我国半导体设备及材料市场将迎来新一轮上升周期。国内5大半导体龙头，有望充分受益。

总市值：80亿

华特气体成立于1999年，主营气体及气体设备的研发和生产，产品广泛覆盖工业气体、电子工业用气体及医用气体等十几个领域，其中，电子特气已覆盖国内80%的半导体客户。业务覆盖全球50多个国家和地区，是国内最大的特种气体及相关设备供应商之一。

得益于公司近二十年的技术深耕，华特气体目前不仅已获得授权专利87项，参与制定国家标准28项，更凭借过硬的技术实力打入包括中芯、德州仪器、海力士等国内外半导体巨头。率先打破了尖端领域气体材料进口制约，实现了国产替代。

正因此，华特气体得以在2020年取得净利同比提升45.3%，毛利率连续第六年高于行业平均的骄人成绩。而 随着公司持续对欧洲、日本等发达经济体业务的拓展，以及对新型材料的研发投入的加大，华特气体未来发展可期。

总市值：117亿

至纯 科技 成立于2000年，主要业务为高纯工艺系统与高纯工艺设备的设计、加工制造、安装以及配套工程、检测、厂务托管、标定和维护保养等增值服务，是国内清洗设备龙头。

目前，至纯已经实现中高端单片和槽式清洗设备的研发。其中，自主研发的8寸和12寸湿法设备已相继获得中芯、万国、德州仪器、燕东、华润等行业龙头的青睐。而受益于晶圆厂建厂潮以及半导体工艺的更新迭代所带动的新增需求， 相关机构预计，至纯 科技 未来3年业务增速有望达到48%。

总市值：138亿

安集 科技 成立于2007年，主营关键半导体材料的研发和产业化，核心为CMP抛光液和光刻胶去除剂，广泛应用于集成电路制造和先进封装领域，全球市占率约2.4%。是国内CMP抛光液龙头。

那么何为CMP抛光液？CMP抛光液广泛应用于半导体领域。由于其具有很高的技术门槛，曾长期被美国和日本企业垄断。

而为了打破国外垄断，安集 科技 从一开始便投入到抛光液的研发中，截止2018年，公司不仅获得发明专利190项，更成为国内唯一一家能够提供12英寸IC抛光液的供应商，实现了进口替代，使中国在该领域拥有了自主供应能力。

综合来看，公司CMP抛光液技术处于国际领先水平，光刻胶去除技术整体处于国内领先水平。而 随着公司与中芯国际、台积电、华润微等5大巨头客户合作的深化，业绩有望进一步增厚。

总市值：139亿

南大光电成立于2000年12月，是全球主要的MO源生产商。2014年，南大光电MO全球市占率达到28.1%，一举超越陶氏化学和默克集团等化工巨头，成为全球第一MO源生产商。

能取得这个成绩，可谓意义重大。由于MO源在化合物半导体和航天领域具有重要战略意义，因此多年被西方国家实施严厉出口限制。而得益于南大光电在此项研究上取得的突破，不仅相继获得了中芯国际、京东方等龙头企业的青睐，更使得中国成为除美国、欧洲、日本外，全球第四个拥有MO源生产能力的国家。

而随着自主研发的ArF光刻胶产品在2020年底通过市场认证，使得南大光电在半导体前段材料领域的业务拼图得到进一步完善。 而在国产替代大潮来袭的背景下，八哥认为南大光电有望在未来几年实现年产25吨193nm光刻胶产品的生产规模。

总市值：328亿

雅克 科技 成立于1997年，主营电子半导体材料、深冷复合材料以及塑料助剂材料的研发和生产。不仅是为战略新兴产业进行配套、解决国内战略新兴材料卡脖子的平台型公司。更是国内半导体材料巨头。

得益于其在深冷复合材料以及塑料助剂材料两大领域全球领先的技术实力，雅克 科技 不仅先后打入以航空、航天和航海为代表的高端装备制备市场。更在2018年通过外延并购，成功切入半导体封装材料领域。目前在半导体材料业务的盈利能力已明显高于原有主业。最近3年的毛利率始终高于行业平均。

整体来看，八哥认为雅克 科技 的赛道、技术、客户优势尽显、产业护城河持续拓宽，将在国内半导体产业、显示产业持续成长的大背景下，乘国产替代之风崛起。

---