低场核磁是如何助力国产CMP抛光液成功打破国外垄断？

大家都知道这几年随着中国科技的发展美国对中国实行了史上最严的科技制裁，最近的俄乌战争又再一次提醒中国人我们只能发展自己的核心科技才能创造更美好的家园。然而在西方列强众多的科技制裁中半导体成为了重中之重，半导体设备与工艺国产化刻不容缓，令人欣喜的是通过众多科研工作者的努力安集微电子已经实现了化学机械抛光（ CMP ）中铜／铜阻挡层抛光液、钨抛光液、氧化物抛光液、硅抛光液的国产化。说到这大家肯定好奇低场核磁在CMP领域还有应用？

我们先来介绍下CMP抛光液

CMP 全称为 Chemical Mechanical Polishing，即化学机械抛光。该技术是半导体晶圆制造的必备流程之一，对高精度、高性能晶圆制造至关重要。抛光液的主要成分是研磨颗粒，PH值调节剂，氧化剂，分散剂；从成分中我们就大概知道了抛光液是一种对分散要求很高的纳米材料悬浮液，所以对颗粒的尺寸及其在溶液中的分散性都有着极其严苛的要求。

低场核磁是如何检测这种悬浮液中颗粒的尺寸和分散性呢？

其实很简单，低场核磁弛豫技术可以区分出纳米颗粒与溶剂的固液界面间那一层薄薄的表面溶剂分子，从而推导出溶剂覆盖在颗粒表面的比表面积，从而评价例如抛光液以及相关悬浮液样品的分散性。

传统的氮气吸附方法测量比表面积难道不行？

其实在核磁技术还没被应用于抛光液领域之前，大家都是用气体吸附这种方法来表征颗粒的比表面积，几乎是行业的金标准，但是在实际的研发与生产过程中发现就算确保了研磨颗粒的比表面积稳定还是会发生抛光液性能不稳定的情况，这种情况很可能是研磨颗粒在溶剂中发生了团聚，从而发生了尺寸上的变化而导致最终研磨性能的问题。低场核磁弛豫技术正是因为解决了溶液体系里颗粒的分散性而被广泛应用于CMP抛光液的研发与生产控制中。

这么好的技术还能用在哪些领域呢？

除了半导体CMP抛光液，还有国家大力扶持的新能源电池浆料，光伏产业的导电银浆，石墨烯浆料，电子浆料等新材料都非常适合采用核磁技术来研究其分散性稳定性。