化学机械抛光（CMP）是半导体制造中实现全局平坦化的关键工艺。在浅沟槽隔离（STI）、多晶硅栅极平坦化等核心工序中，抛光液的性能直接决定芯片的良率与可靠性。随着制程不断微缩，业界对CMP抛光液的要求已从单纯的去除速率和选择性，延伸至对金属污染、颗粒吸附和表面缺陷的极1致控制。
在这一背景下，研磨介质的选择成为决定抛光液品质的关键变量。NIKKATO（日陶）推出的高纯氮化硅微球SUN-15，凭借超低磨耗、轻量化和高球形度的独特组合，正成为高1端CMP抛光液制备工艺中值得关注的新选择。
在CMP制程中，金属离子污染是良率的“隐形杀手"。现有研究表明，即使在极低浓度下（ppm级），铁、铜等过渡金属离子也会对抛光液稳定性产生负面影响，并与过1氧化氢等氧化剂发生非预期反应，导致抛光液“罐寿命"缩短、抛光速率漂移。因此，降低浆料中的金属离子含量已成为行业共识——从早期约30 ppm的铁含量降至今日4 ppm以下，是技术迭代的明确方向。
CMP抛光液中的研磨颗粒在抛光过程中不断摩擦、破碎，其自身磨损产生的碎屑是引入金属杂质的重要途径之一。如果研磨介质本身纯度不足或耐磨性欠佳，其磨损产物将直接混入抛光液，增加晶圆表面的缺陷密度和颗粒吸附风险。
STI制程中的CMP环节面临一个独特问题：不同材料界面的Zeta电位差异会导致抛光液中的微粒被静电吸附到晶圆表面。例如，在pH=10的碱性抛光液中，氮化硅层表面带正电，而氧化硅填充层表面带负电，这种界面特性差异会加剧微颗粒吸附，且后续清洗难以彻1底去除。因此，抛光液的组分纯净度和颗粒一致性，对控制颗粒吸附至关重要。
SUN-15是NIKKATO专为精密微球级应用设计的高纯氮化硅研磨介质，其技术指标直击CMP抛光液制备的核心痛点。
SUN-15最核心的优势在于其≤0.08 ppm/h的极低磨耗率。这意味着在长时间循环研磨过程中，介质自身的磨损量极小，由此引入抛光液的杂质微乎其微。配合Fe＜10 ppm的超低杂质控制，SUN-15能够从研磨介质源头阻断金属污染路径，契合CMP抛光液对“无金属化"的追求趋势。
SUN-15的密度为3.22 g/cm³，相比常用的氧化锆球（约6.0 g/cm³）轻约47%。在CMP抛光液的制备研磨环节，轻量化介质意味着磨机负载降低30%-40%，不仅有效减少电力消耗，也减轻了对研磨设备的磨损。同时，更低的介质密度意味着在相同填充率下，研磨腔内物料受到的冲击力更加温和，有利于保护对剪切力敏感的抛光液组分。
SUN-15的球形度达到≥99.5%，圆度偏差＜0.05%。在抛光液制备的纳米分散过程中，高球形度介质能够实现更均匀的运动轨迹和能量传递，从而获得更集中的粒径分布（D50＜100nm） 和更稳定的浆料性能。这对于CMP抛光液的批次一致性和抛光结果的均匀性至关重要。
SUN-15在空气中可耐受1200℃高温，且对大多数酸碱和有机溶剂呈现化学惰性。这一特性使其能够适应CMP抛光液配方中多种化学成分（如pH调节剂、表面活性剂、氧化剂等）的共存环境，不易发生表面反应或析出杂质，保障抛光液的长期稳定性。
SUN-15作为CMP抛光液中纳米级磨料原料的研磨介质，其低磨耗特性能够显著减少研磨过程中来自介质的杂质混入。这意味着最终得到的抛光液产品本身具有更低的本底金属含量，可直接减少后续CMP工艺中晶圆表面的金属污染风险。
在STI CMP工艺中，氮化硅常作为抛光停止层，其去除速率需要被精确控制。SUN-15作为高纯氮化硅材质的研磨介质，与抛光对象（氮化硅层）材质相同，在研磨过程中不存在“异物污染"的顾虑。同时，其自身硬度（HV10 1480-1500）和韧性（断裂韧性5.2 MPa·m¹/₂）的优异组合，确保了介质在循环研磨中的形态稳定性，减少因介质破碎引入的异形颗粒，从而降低晶圆表面刮伤和缺陷风险。
使用SUN-15制备的CMP抛光液，其磨料颗粒的粒径分布更加均匀、形貌更规整。这种微观一致性直接传递至抛光工序，有助于获得更低的氧化硅凹陷值和更小的氮化硅腐蚀量，从而提升STI结构的全局平坦化效果。同时，纯净的抛光液体系也能有效减少因“外来颗粒"导致的界面Zeta电位紊乱，降低微颗粒静电吸附倾向。
在NIKKATO氮化硅球产品线中，SUN-15与通用级SUN-11形成清晰分工：
| 维度 | SUN-15（精密微球级） | SUN-11（通用级） |
|---|---|---|
| 尺寸范围 | φ0.3-3mm（标准），可定制φ0.1-1mm | φ3-25mm（标准） |
| 维氏硬度 | 1480-1500 | 1390 |
| 磨耗率 | ≤0.08 ppm/h | ≤0.10 ppm/h |
| 球形度 | ≥99.5% | ≥99% |
| 核心场景 | 电子材料、半导体CMP、医药制剂 | 工业大规模研磨、结构陶瓷粉料 |
SUN-15凭借更精细的尺寸规格、更低的磨耗率和更高的球形度，被明确标注为适配电子/半导体等高精度低杂质场景，与CMP抛光液对介质“超纯、超细、超稳"的需求高度吻合。
在半导体CMP工艺不断向更先进节点演进的过程中，抛光液的纯度与一致性已成为决定良率的关键变量。NIKKATO SUN-15高纯氮化硅微球，以其≤0.08 ppm/h的超低磨耗、≥99.5%的超高球形度和＜10 ppm的极低铁杂质，为CMP抛光液的制备提供了一种从源头控制污染、保障浆料品质的新路径。对于追求极1致纯净度与工艺一致性的CMP抛光液配方而言，SUN-15代表的不仅仅是一款研磨介质，更是一种“从源头净化"的解决方案思路。
