日前，以擁抱技術(shù)革命為理念的英國《衛(wèi)報》（The Guardian）發(fā)表一則產(chǎn)業(yè)動向評論，其觀點認(rèn)為超聲冷卻結(jié)晶技術(shù)將會為半導(dǎo)體晶圓CMP漿料工藝注入新動力。如此高的評價于保守的英國人來說并不多見，尤其這項技術(shù)并非全新，而是已經(jīng)提出并存在數(shù)年之久，或許只有業(yè)內(nèi)專家才能做出準(zhǔn)確判斷。

超聲冷卻結(jié)晶過程示意圖

作用機(jī)理

根據(jù)專利查詢，2017年已有使用超聲輔助冷卻結(jié)晶制備D90＜10μm超細(xì)分散顆粒的美國專利出現(xiàn)，首先應(yīng)用在制藥領(lǐng)域。據(jù)其內(nèi)容介紹——選取常見拋光金屬氧化物前驅(qū)體（如氧化鋁、氧化鈰、氧化硅等）溶液作為基材，并冷卻至過飽和狀態(tài)以形成成核驅(qū)動力；利用超聲（通常為20-40kHz）在該階段形成微氣泡；溶液中微氣泡的快速形成和崩潰產(chǎn)生微流體與攪拌效果，防止局部濃度梯度并保持成核分散；由于成核過程受到持續(xù)影響，就能形成小顆粒結(jié)晶而非大顆粒。

半導(dǎo)體CMP

晶圓平坦化機(jī)制不再贅述，超聲冷卻結(jié)晶在制藥方面的案例恰好適用于拋光液中分散、均質(zhì)化磨粒的制備。只是，當(dāng)今半導(dǎo)體CMP在全球范圍備受重視并快速發(fā)展，對漿料中磨粒的要求也不斷提高，目前主流產(chǎn)品粒徑已達(dá)到30-300nm，而超聲冷卻結(jié)晶也相應(yīng)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)。

2024年披露的相關(guān)研究報告顯示，結(jié)合連續(xù)微通道反應(yīng)器，該技術(shù)正在從批次生產(chǎn)轉(zhuǎn)向連續(xù)生產(chǎn)；更大的超聲頻率（100 kHz）的成核/破碎平衡研究也正在進(jìn)行；分散劑與PH值調(diào)整等輔助研究……總之，不單獨(dú)依賴于超聲冷卻結(jié)晶技術(shù)的研究聯(lián)動下，工藝流程和裝備也日臻成熟。

最后，如果您有對相關(guān)技術(shù)的見解，不妨評論區(qū)留言討論。

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