大家都知道這幾年隨著中國(guó)科技的發(fā)展美國(guó)對(duì)中國(guó)實(shí)行了史上最嚴(yán)的科技制裁，最近的俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)又再一次提醒中國(guó)人我們只能發(fā)展自己的核心科技才能創(chuàng)造更美好的家園。然而在西方列強(qiáng)眾多的科技制裁中半導(dǎo)體成為了重中之重，半導(dǎo)體設(shè)備與工藝國(guó)產(chǎn)化刻不容緩，令人欣喜的是通過(guò)眾多科研工作者的努力安集微電子已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了化學(xué)機(jī)械拋光（ CMP ）中銅／銅阻擋層拋光液、鎢拋光液、氧化物拋光液、硅拋光液的國(guó)產(chǎn)化。說(shuō)到這大家肯定好奇低場(chǎng)核磁在CMP領(lǐng)域還有應(yīng)用？

我們先來(lái)介紹下CMP拋光液

CMP 全稱(chēng)為 Chemical Mechanical Polishing，即化學(xué)機(jī)械拋光。該技術(shù)是半導(dǎo)體晶圓制造的必備流程之一，對(duì)高精度、高性能晶圓制造至關(guān)重要。拋光液的主要成分是研磨顆粒，PH值調(diào)節(jié)劑，氧化劑，分散劑；從成分中我們就大概知道了拋光液是一種對(duì)分散要求很高的納米材料懸浮液，所以對(duì)顆粒的尺寸及其在溶液中的分散性都有著極其嚴(yán)苛的要求。

低場(chǎng)核磁是如何檢測(cè)這種懸浮液中顆粒的尺寸和分散性呢？

其實(shí)很簡(jiǎn)單，低場(chǎng)核磁弛豫技術(shù)可以區(qū)分出納米顆粒與溶劑的固液界面間那一層薄薄的表面溶劑分子，從而推導(dǎo)出溶劑覆蓋在顆粒表面的比表面積，從而評(píng)價(jià)例如拋光液以及相關(guān)懸浮液樣品的分散性。

傳統(tǒng)的氮?dú)馕椒椒y(cè)量比表面積難道不行？

其實(shí)在核磁技術(shù)還沒(méi)被應(yīng)用于拋光液領(lǐng)域之前，大家都是用氣體吸附這種方法來(lái)表征顆粒的比表面積，幾乎是行業(yè)的金標(biāo)準(zhǔn)，但是在實(shí)際的研發(fā)與生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)就算確保了研磨顆粒的比表面積穩(wěn)定還是會(huì)發(fā)生拋光液性能不穩(wěn)定的情況，這種情況很可能是研磨顆粒在溶劑中發(fā)生了團(tuán)聚，從而發(fā)生了尺寸上的變化而導(dǎo)致最終研磨性能的問(wèn)題。低場(chǎng)核磁弛豫技術(shù)正是因?yàn)榻鉀Q了溶液體系里顆粒的分散性而被廣泛應(yīng)用于CMP拋光液的研發(fā)與生產(chǎn)控制中。

這么好的技術(shù)還能用在哪些領(lǐng)域呢？

除了半導(dǎo)體CMP拋光液，還有國(guó)家大力扶持的新能源電池漿料，光伏產(chǎn)業(yè)的導(dǎo)電銀漿，石墨烯漿料，電子漿料等新材料都非常適合采用核磁技術(shù)來(lái)研究其分散性穩(wěn)定性。