化學機械拋光（CMP）是半導體制造中實現全局平坦化的關鍵工藝。在淺溝槽隔離（STI）、多晶硅柵極平坦化等核心工序中，拋光液的性能直接決定芯片的良率與可靠性。隨著制程不斷微縮，業界對CMP拋光液的要求已從單純的去除速率和選擇性，延伸至對金屬污染、顆粒吸附和表面缺陷的極1致控制。
在這一背景下，研磨介質的選擇成為決定拋光液品質的關鍵變量。NIKKATO（日陶）推出的高純氮化硅微球SUN-15，憑借超低磨耗、輕量化和高球形度的獨特組合，正成為高1端CMP拋光液制備工藝中值得關注的新選擇。
在CMP制程中，金屬離子污染是良率的“隱形殺手"。現有研究表明，即使在極低濃度下（ppm級），鐵、銅等過渡金屬離子也會對拋光液穩定性產生負面影響，并與過1氧化氫等氧化劑發生非預期反應，導致拋光液“罐壽命"縮短、拋光速率漂移。因此，降低漿料中的金屬離子含量已成為行業共識——從早期約30 ppm的鐵含量降至今日4 ppm以下，是技術迭代的明確方向。
CMP拋光液中的研磨顆粒在拋光過程中不斷摩擦、破碎，其自身磨損產生的碎屑是引入金屬雜質的重要途徑之一。如果研磨介質本身純度不足或耐磨性欠佳，其磨損產物將直接混入拋光液，增加晶圓表面的缺陷密度和顆粒吸附風險。
STI制程中的CMP環節面臨一個獨特問題：不同材料界面的Zeta電位差異會導致拋光液中的微粒被靜電吸附到晶圓表面。例如，在pH=10的堿性拋光液中，氮化硅層表面帶正電，而氧化硅填充層表面帶負電，這種界面特性差異會加劇微顆粒吸附，且后續清洗難以徹1底去除。因此，拋光液的組分純凈度和顆粒一致性，對控制顆粒吸附至關重要。
SUN-15是NIKKATO專為精密微球級應用設計的高純氮化硅研磨介質，其技術指標直擊CMP拋光液制備的核心痛點。
SUN-15最核心的優勢在于其≤0.08 ppm/h的極低磨耗率。這意味著在長時間循環研磨過程中，介質自身的磨損量極小，由此引入拋光液的雜質微乎其微。配合Fe＜10 ppm的超低雜質控制，SUN-15能夠從研磨介質源頭阻斷金屬污染路徑，契合CMP拋光液對“無金屬化"的追求趨勢。
SUN-15的密度為3.22 g/cm3，相比常用的氧化鋯球（約6.0 g/cm3）輕約47%。在CMP拋光液的制備研磨環節，輕量化介質意味著磨機負載降低30%-40%，不僅有效減少電力消耗，也減輕了對研磨設備的磨損。同時，更低的介質密度意味著在相同填充率下，研磨腔內物料受到的沖擊力更加溫和，有利于保護對剪切力敏感的拋光液組分。
SUN-15的球形度達到≥99.5%，圓度偏差＜0.05%。在拋光液制備的納米分散過程中，高球形度介質能夠實現更均勻的運動軌跡和能量傳遞，從而獲得更集中的粒徑分布（D50＜100nm） 和更穩定的漿料性能。這對于CMP拋光液的批次一致性和拋光結果的均勻性至關重要。
SUN-15在空氣中可耐受1200℃高溫，且對大多數酸堿和有機溶劑呈現化學惰性。這一特性使其能夠適應CMP拋光液配方中多種化學成分（如pH調節劑、表面活性劑、氧化劑等）的共存環境，不易發生表面反應或析出雜質，保障拋光液的長期穩定性。
SUN-15作為CMP拋光液中納米級磨料原料的研磨介質，其低磨耗特性能夠顯著減少研磨過程中來自介質的雜質混入。這意味著最終得到的拋光液產品本身具有更低的本底金屬含量，可直接減少后續CMP工藝中晶圓表面的金屬污染風險。
在STI CMP工藝中，氮化硅常作為拋光停止層，其去除速率需要被精確控制。SUN-15作為高純氮化硅材質的研磨介質，與拋光對象（氮化硅層）材質相同，在研磨過程中不存在“異物污染"的顧慮。同時，其自身硬度（HV10 1480-1500）和韌性（斷裂韌性5.2 MPa·m1/?）的優異組合，確保了介質在循環研磨中的形態穩定性，減少因介質破碎引入的異形顆粒，從而降低晶圓表面刮傷和缺陷風險。
使用SUN-15制備的CMP拋光液，其磨料顆粒的粒徑分布更加均勻、形貌更規整。這種微觀一致性直接傳遞至拋光工序，有助于獲得更低的氧化硅凹陷值和更小的氮化硅腐蝕量，從而提升STI結構的全局平坦化效果。同時，純凈的拋光液體系也能有效減少因“外來顆粒"導致的界面Zeta電位紊亂，降低微顆粒靜電吸附傾向。
在NIKKATO氮化硅球產品線中，SUN-15與通用級SUN-11形成清晰分工：
| 維度 | SUN-15（精密微球級） | SUN-11（通用級） |
|---|---|---|
| 尺寸范圍 | φ0.3-3mm（標準），可定制φ0.1-1mm | φ3-25mm（標準） |
| 維氏硬度 | 1480-1500 | 1390 |
| 磨耗率 | ≤0.08 ppm/h | ≤0.10 ppm/h |
| 球形度 | ≥99.5% | ≥99% |
| 核心場景 | 電子材料、半導體CMP、醫藥制劑 | 工業大規模研磨、結構陶瓷粉料 |
SUN-15憑借更精細的尺寸規格、更低的磨耗率和更高的球形度，被明確標注為適配電子/半導體等高精度低雜質場景，與CMP拋光液對介質“超純、超細、超穩"的需求高度吻合。
在半導體CMP工藝不斷向更先進節點演進的過程中，拋光液的純度與一致性已成為決定良率的關鍵變量。NIKKATO SUN-15高純氮化硅微球，以其≤0.08 ppm/h的超低磨耗、≥99.5%的超高球形度和＜10 ppm的極低鐵雜質，為CMP拋光液的制備提供了一種從源頭控制污染、保障漿料品質的新路徑。對于追求極1致純凈度與工藝一致性的CMP拋光液配方而言，SUN-15代表的不僅僅是一款研磨介質，更是一種“從源頭凈化"的解決方案思路。
