在半导体产业，对「高精密度」的追求从未止步。从早期微米级制程走向现在的3nm、2nm先进节点，晶片设计日益复杂，结构日趋微缩，而对制程中每一项环节的要求也随之提高，尤其是晶圆表面的平坦度与缺陷控制，成为决定成品良率与可靠度的关键。
传统上，研磨抛光耗材常被视为配角，辅助完成化学机械平坦化（CMP）与其他相关制程步骤。然而，在今日这个「原子级精度」为目标的时代，这些耗材早已不再只是辅助角色，而是驱动制程品质提升、支撑技术节点向前推进的核心推手。耗材的创新与性能，已深刻影响晶圆制程中每一吋面积的成败。
目录
晶圆表面粗糙度的精密规格
在迈向3nm、2nm制程节点的时代，晶圆表面的粗糙度（Roughness）成为制程能否成功的关键因素之一，其标准早已逼近原子尺度：
| 制程阶段 | 平均表面粗糙度 (Ra) 规格 |
| 晶圆抛光后（裸矽） | ≤ 0.2 ~ 0.5 nm |
| 氧化层/氮化层表面 | ≤ 0.3 ~ 0.8 nm |
| 高介电材料薄膜（如 HfO₂） | ≤ 0.2 ~ 0.4 nm |
| 多层堆叠结构介面（GAA 等） | ≤ 0.1 ~ 0.3 nm |
| 金属层（如铜、钴）表面 | ≤ 0.5 ~ 1.0 nm |
如何提升精密度？半导体制程对耗材的极致要求
半导体制程对「精密度」的定义，已远超传统加工的概念。在先进制程中，所谓的「高精密度」不再只是微米级的误差控制，而是向奈米、甚至皮米等级逼近。这对研磨抛光耗材提出了四大挑战与技术门槛：
1. 超低表面粗糙度（Ultra-Low Surface Roughness）
晶圆表面必须达到原子级平坦，否则后续的光刻、镀膜、蚀刻等制程将无法精准对位或均匀沉积。例如，高阶晶圆抛光后的平均表面粗糙度（Ra）需控制在 0.5 nm 以下，甚至进一步要求 0.2 nm 的界面平滑度。传统机械方式难以达到此标准，因此需仰赖精密的化学机械研磨与先进耗材的结合。
2. 极低缺陷率（Ultra-Low Defectivity）
制程中最常见的缺陷包括划痕、颗粒、残留物、凹陷等，这些微小瑕疵都可能导致电性异常或短路，进而严重影响晶片的良率。根据目前的检测技术（如SEM、AFM、拉曼光谱等），一颗亚微米级颗粒即可对3nm制程造成不可逆损害。耗材的纯净度、分散稳定性与化学性质控制，直接影响其在实际应用中是否会引入新缺陷。
3. 卓越的厚度均匀性（Excellent Thickness Uniformity）
在多层堆叠的晶圆上，抛光每一层都需控制材料去除速率，使整片晶圆上的膜厚保持一致。例如在镀有7 nm氧化铝的晶圆上进行CMP，除了要求去除厚度误差小于1 nm外，介面粗糙度甚至要求低至 0.2 nm。这对耗材的分布均匀性与力学结构设计提出极高要求。
4. 高选择比（High Selectivity）
先进制程往往涉及异质材料的多层结构，如GAA（Gate-All-Around）架构中出现的Inner Spacer、Etch Back等步骤，需精准去除特定材料而不伤及邻近层。这就要求耗材不仅要够「温柔」，也要能「识材」，具备良好的材料选择性去除能力。
在这样的背景下，市面上对研磨抛光耗材的期望，早已从「能用」进阶到「能精确执行指定功能、稳定控制制程变异」的程度。
制程检测技术
为了确保耗材能符合上述极致要求，现代半导体工业搭配先进的检测技术，从多角度检查晶圆品质。包括：
- 无图形缺陷检测（Non-patterned Defect Inspection）：掌握表面粗糙度、颗粒污染、膜层不均、微裂纹等。
- 有图形缺陷检测（Patterned Defect Inspection）：识别图形偏差、蚀刻缺陷、残留物等。
- 拉曼光谱分析：分析材料结构、应力与污染。
- 奈米探针（AFM/STM）技术：提供原子级表面形貌资讯。
- X光反射率（XRR）技术：非破坏性量测超薄膜厚与界面粗糙度。
这些检测手段，进一步提高了耗材研发与品管门槛，促使供应商必须以创新材料与精准制程回应市场需求。
面对这些前所未有的制程挑战，宏崴的研磨抛光耗材产品线，正是为「更高精密度」而量身打造。无论是在晶圆粗磨、精磨、CMP 抛光或修整器应用，宏崴皆投入大量研发资源，优化材料结构与制程配方，帮助客户在高端制程中实现稳定、高良率的成果。
宏崴研磨液系列
宏崴的研磨液采用先进的奈米级微粒技术，提供多种材料专用配方与粒径选择，针对不同表面特性实现极致效果：
| 项目 | STI、低k介电层 | 硅(Si) | 碳化硅(SiC) |
| 研磨耗材 | 氧化铈 | 氧化铝、二氧化硅研磨液/粉 | 金刚石研磨液/膏 |
| 研磨耗时 | 20~30分钟 | 60~120分钟 | |
| 损失率 | <1% | ≧5~10% |
- 宏崴金刚石抛光液：应用高纯度金刚石微粒，粒径可控制在 ≤50 nm，提供从粗磨到镜面级抛光的全面支援，特别适用于 SiC、GaN 等超硬材料的表面处理，实现 Ra ≤ 0.01 μm（10 nm） 的极低表面粗糙度，显著提升功率元件良率与散热效率。
- 宏崴氧化铝抛光液：针对硅、金属层（如铜、钨）与介电层材料设计，兼具材料移除率与表面品质，确保高良率的多层堆叠制程。
- 宏崴氧化铈抛光液：适用于STI（浅沟槽隔离）与低k介电层平坦化，具备高选择比与低缺陷率，能精准移除指定层而不伤害邻近结构。
- 宏崴二氧化硅抛光液：广泛用于矽晶圆与介电层的精抛，具备稳定去除速率与优异平坦度控制，为高阶逻辑晶片与记忆体制程提供理想解决方案。
这些多样化的磨料选择，让宏崴得以依材料性质精准配对，不论是刚性矽晶、复杂金属、或脆性氧化物，都能找到最适合的研磨方案。
宏崴研磨液特色
- 高稳定性：长时间使用不易沉淀、不结晶，减少制程异常风险。
- 低毒性、易处理：环保配方设计，废液易于处理，符合绿色制造趋势。
- 抗污染能力：有效降低残留、气泡与颗粒二次污染的风险，确保缺陷率控制在最小值。
- 易清洁配方：我们深知清洁与工件保护的重要性，特别设计成易清洁配方。
从FinFET制程迈向GAA（Gate-All-Around）架构，对研磨液的要求更加复杂。宏崴团队提供客制化参数调整，针对不同材料（如 Si、SiC、GaN、氧化物等）与制程条件（去除率、选择比、缺陷控制、粗糙度标准），量身打造最佳化方案。
宏崴抛光垫系列
随着先进半导体制程对表面品质的要求越来越严苛，抛光垫作为晶圆化学机械平坦化（CMP）制程中的关键耗材，其性能将直接影响到晶圆表面粗糙度、材料去除速率与整体制程稳定性。宏崴精密开发的高性能晶圆研磨抛光垫，结合创新材料科学与微观结构设计，为业界提供更高效率、更低成本的CMP解决方案。
- 材料科学突破-五层结构实现功能整合:宏崴抛光垫采用独特的五层复合结构设计，相较于传统单层或三层抛光垫，不仅提高了机械强度与形变控制能力，更能针对不同制程阶段提供精准的支撑与介面回应。各层分工明确，从载体基底的刚性控制，到接触层的弹性模量与摩擦系数调节，再到表层的动态调压能力，每一层都经过精密设计与材料优化，确保与不同类型的抛光液（如SiO₂、CeO₂、Al₂O₃、钻石等）高度匹配，提升去除率与表面均匀性。
- 微观结构设计-让浆料流动与气泡排出更流畅:宏崴抛光垫表面经过高度工程化设计，具备高密度微孔结构与最佳化的沟槽纹理，可在抛光过程中均匀分布研磨液，防止局部堆积与干摩擦，并有效引导气泡排出，降低微刮痕与表面缺陷风险。
- 长寿命与制程稳定性：宏崴抛光垫具备优异的抗磨耗性与形状保持性，即使在长时间高负载条件下使用，仍能维持稳定的压力分布与研磨效果，大幅延长垫材使用寿命。更换周期的延长不仅降低材料成本，同时也减少停机频率与制程变动风险，提升整体产线稼动率与良率表现。
宏崴精密砂轮系列
为了因应晶圆加工不同阶段对粗糙度与表面品质的严格要求，宏崴提供一系列对应材料与应用的专业研磨砂轮：
- 硅晶圆用倒角磨削砂轮
用于晶圆边缘倒角处理，可有效去除切割后的毛边与微裂痕，确保边缘光滑无损，降低后段制程中因微裂造成的晶圆崩裂风险，并提升整体良率。 - 晶圆平面磨削用砂轮
应用于硅晶圆表面平整化加工，宏崴砂轮能实现高去除率与低表面粗糙度的理想平衡，协助晶圆达到高平坦性（TTV、WARP控制）与低Ra值，是先进封装与高阶制程不可或缺的基础。 - 化合物半导体专用砂轮
因应SiC、GaN等超硬且脆性的化合物半导体材料日益广泛的应用，宏崴开发专用高硬度、高耐磨砂轮配方，能有效实现快速粗磨同时减少表面微裂与材料损伤，支援功率元件与RF元件的高良率加工需求。
宏崴提供金刚石碟咨询：
- 介绍： 作为研磨垫/抛光垫的「修整师」，钻石碟通过其高硬度，精确修整研磨垫/抛光垫表面，确保其平整度和切削性能，维持最佳切削性能，以维持晶圆抛光过程中的平整度和速率，提高良率。
- 提供服务： 如果想要了解更多细节资讯，欢迎联络宏崴，宏崴提供专业相关服务咨询，为您打造个人化专案。
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- 免费咨询与专案评估： 我们的宏崴金刚石工业耗材专家为您提供产品咨询，并针对您的具体制程需求进行专业评估，一同找出最佳的研磨抛光解决方案。
- 客制化方案设计： 无论您面对的是硅晶圆，还是化合物半导体（SiC, GaN, GaAs）的挑战，我们都能为您量身打造最符合您需求的半导体研磨、抛光方案。
- 先进材料与效能验证： 我们提供业界领先的宏崴金刚石抛光液、金刚石碟、精密砂轮等耗材，并可协助您进行制程实施与效能验证，确保您的产品达到预期的高良率与卓越效能。
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