芯片可以说是我国战略发展行业“卡脖子”的重灾区，由于外部限制和技术封锁，加上国家在这个领域耕耘的时间尚短，如何在核心制程取得关键突破（如国产替代），成为当下相关产业界最炙手可热的话题。今天我们非常荣幸的邀请到了珠海立之亿新材料有限公司的韦家谋博士，来为我们讲讲有关芯片抛光的那些事儿。
Q：韦博士，可以给我们介绍一下芯片抛光氧化铝、硅溶胶和氧化铈的优势及使用范围吗？
A：其实这三种材料基本上可以把抛光领域覆盖完毕了。这三种材料有各自的一些优点和缺点，基本上每一个都有自己擅长的应用方向。
首先谈谈氧化铝。它本身是阿尔法相的氧化铝，质地偏硬，那么它就非常适合作为磨料在一些硬质的材料上面进行使用，例如陶瓷抛光、金属抛光、碳化硅衬底抛光。与此同时，它也存在一些问题，它的问题就是它太硬了，很容易在抛光时产生划痕。那这个因素就导致它不太能够保证产品的表面质量，因为它连普通的粗糙度低于2nm可能都挺难达到的。
再来说一下硅溶胶。硅溶胶可以把分散性做的很好，颗粒做的非常的规则。球形的、其他形状的硅溶胶基本上都可以做出来。这是它的一个好处。其次，它可以把纯度做很高。那这一点对纯度要求非常严格的行业就非常的友好。比如半导体，半导体就对纯度的要求非常高，那么硅溶胶在实际应用中，就可以用在硅片衬底的抛光、碳化硅衬底的精抛还有半导体制程里面导电层的抛光。
最后，我们说一下氧化铈。氧化铈这个材料非常非常特别，因为它是一个稀土材料，它有着独特的外电子层结构，它的外电子层的电子可以在能量比较低的情况下，实现电子层结构的一个跃迁，就是从一个价态到另一个价态。它是可以自己自发的去形成这样的一个现象的，这是它非常好的一个优点。我们在CMP抛光里面之所以用氧化铈，是因为它有着非常好的氧化性、腐蚀性。它在与硅片类型、硅基类型相关的一些领域里面，应用是比较广泛的。例如硅片、玻璃晶圆、石英玻璃，都是可以用氧化铈来进行抛光的，它们都是跟硅或者是跟二氧化硅相关的领域。氧化铈这个材料有一个特点，它非常容易跟硅或者氧化硅表面层形成硅氧铈这样的一个结构，这个结构就很容易在抛光过程中实现去除。所以它在硅相关的一些领域，它切削的速率就会非常高。它的腐蚀层非常的小，在被切削去除的时候就能够达到非常好的、原子级别的这样的一个表面精度。在石英类型或硅片类型的场景里面氧化铈是能够兼顾切削速率和表面质量的。除此之外，氧化铈是可以应用于半导体制程里面STI层的，就是浅沟道这层。那这一层它对整个芯片的后续的堆积是非常关键的。就目前来说，我认为氧化铈可能算是国内半导体CMP里面最难做的一个材料了。
Q：如果氧化铈在硅片衬底技术上有所突破，您认为氧化铈相较硅溶胶有什么优势或创新点吗？
A：如果折换成一定浓度的情况下来讲，那么氧化铈的成本和售价肯定是比硅溶胶高的。但是，现在市场上面或者说在技术上面，听到的一些讨论就是说，氧化铈可以通过把浓度做到更低来均衡。一般来说，硅溶胶在硅片衬底上抛光的最低的浓度是在2%到5%这个范围，不能再往下降低了，因为再低的话就没有切削效果了。那么氧化铈有可能做到浓度在1%以下，虽然说氧化铈的单价会比较高，但是它配成液的量更大，有可能能把整个这种单价给它压下来，这是有希望的。但是前提是要解决抛光速率和纯度的问题。
Q：可以谈谈纳米氧化铈在半导体抛光领域的一些应用吗？
A：就刚刚我们也简单的去说了几个方向，我们现在着重的说一下这个。我刚开始做纳米氧化铈的时候是想往硅片衬底抛光这个领域发展的。但是后来发现这个领域不管是工艺路径、客户使用和客户体验都已经很完善了。总体看下来，硅溶胶在硅片衬底抛光上是占主流的，基本上是可以拿到100%的份额的，其他的材料在基本上是没有办法进入的了。虽然氧化铈从目前来看很难在这样的一个领域跟硅溶胶进行比拟，但是如果大家对这块的研究不断的加深，在达到跟硅溶胶同样的抛光效果的情况下，有可能能将氧化铈的浓度降到1%以下，那么成本这块就可能可以降下来。但这个需要进一步的研究与开发。这是硅片衬底比较大的一个方向。那在碳化硅衬底抛光用氧化铈来替代硅溶胶作为一个精抛液，我认为这个领域是可行的。因为氧化铈比硅溶胶的抛光速率更高，而表面质量可以做到相当的程度，（粗糙度）Ra值等于0.1nm，我认为它是可行的，可以做得到的。这是氧化铈的另外一个应用方向。第三个就是半导体制程里面STI层的抛光。这个基本上是氧化铈独家，其他材料都不能做。这是它的一个特殊的行业。但是不是所有的氧化铈，它都可以用到这个行业里头。因为STI层的抛光是有一些特殊的要求，它对抛光速率、表面质量这些都是非常非常严格的。其实我认为氧化铈还有一些新的应用方向，例如跟半导体相关的一些玻璃晶圆、玻璃衬底、玻璃基板、硅基板和器械材料。我认为这也是它后续的一个发展方向。
Q：能和我们谈谈国内外在抛光液磨料方面的差距吗？
A：其实国内的磨料相对于日本或是美国生产出来的磨料，主要是在产品性能和批次稳定性上会有一些差别，我们的批次稳定性、磨料的均一性不如他们。在这方面我觉得不是说我们立之亿一家企业做好了就可以了，我们需要国内其他的一些同行一起在这样的领域里面做好。我们通过相互的竞争、交流，让大家螺旋式的往上走。通过这样的方式，我们才能够把磨料或者说高端粉体这样的一个行业做得更好。
