▼  行业背景与工况挑战
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CMP(Chemical Mechanical Planarization)是半导体制造中最核心的全局平坦化工艺，直接决定晶圆多层布线的成像质量与良率。抛光液( slurry )的精密输送是 CMP 工艺的关键环节——抛光液含有 20–200 nm SiO₂/CeO₂/Al₂O₃ 磨料颗粒，配合 H₂O₂、KOH、BTA 等化学添加剂，在 pH 2–12 宽范围内对泵体同时产生化学腐蚀和磨粒磨损。任何流量脉动、颗粒沉降或金属离子污染都将直接导致晶圆划伤、抛光速率失控或整批报废。

▼  典型工艺痛点与 JONSN 解决方案
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▎磨料颗粒沉降与聚团，导致管路堵塞和抛光均匀性恶化
CMP 抛光液中 SiO₂/CeO₂ 纳米级磨料颗粒易因静电作用发生团聚沉降，传统隔膜泵、螺杆泵的剪切力会破坏颗粒的分布均匀性，导致抛光速率不稳定、晶圆表面划伤（scratch）和局部过抛。颗粒在泵腔内沉降还会引起管路堵塞，造成设备非计划停机。

解决方案: 低剪切稳定输送，保持磨料分散稳定

· JONSN MPG/MRA 系列磁力驱动微型齿轮泵，齿轮剪切速度低（典型 <1000 s⁻¹），有效避免磨料颗粒的机械破碎和分散结构破坏
· 无脉动输送特性确保抛光液在管路中保持稳定流速，避免低流速区段的颗粒沉降
· 可配套循环回路设计，抛光液始终处于循环流动状态，从源头消除沉降风险
· 流道光洁度 Ra ≤ 0.2 μm，无死角设计，减少颗粒附着核心点

推荐配置: JONSN MRA 系列，100–2000 ml/min，低剪切无脉动，磨料分散保持率 >95%

▎流量脉动导致抛光均匀性失控，晶圆内非均匀度超标
抛光液流量的瞬时波动直接影响材料去除率(MRR)和晶圆内非均匀度(WIWNU)。传统隔膜泵、波纹管泵的脉动幅度可达 ±5%–10%，导致晶圆边缘与中心区域的抛光速率差异显著，严重时造成局部过抛(dishing)或膛层残留，直接报废一整片晶圆。

解决方案: 无脉动精密计量供液

· JONSN MPG 系列微型齿轮泵采用渐开线齿形设计，输出脉动幅度 ≤ ±1%，远优于隔膜泵和波纹管泵
· 每转排量仅 40 μl/r，配合伺服电机闭环控制，实现 1–280 ml/min 范围内精确可调，流量重复精度 ≤ ±0.5%
· 输出流量与转速呈线性关系(R²>0.999)，可通过 PLC/FMCS 工厂控制系统实时调节抛光液供给量
· 支持多通道并联输出，同一台 CMP 设备的多个抛光头独立供液，各通道流量独立可调、互不干扰

推荐配置: JONSN MPG 系列，40 μl/r，无脉动计量，流量精度 ≤ ±0.5%，多通道可并联

▎化学腐蚀与磨粒磨损叠加，泵体寿命短、更换频繁
CMP 抛光液的 pH 范围从强酸性(pH 2–4，氧化硅抽光)到强碱性(pH 10–12，铜抽光)，同时含有硬度较高的纳米磨料颗粒。传统泵体材料在这种化学腐蚀 + 磨粒磨损的叠加作用下，寿命通常不足 6 个月，频繁更换不仅增加运营成本，还带来停机损失和磨损碎屑污染抛光液的风险。

解决方案: 全流道耐腐蚀/耐磨损材料体系

· 泵体材料提供多种选择：316L不锈钢（通用型）、哈氏合金 C-276（强酸性抽光液）、PTFE/PEEK（极端腐蚀环境）
· 齿轮副可选用碳化钨(WC)、碳化硅(SiC)或氧化锆(ZrO₂)，硬度远高于磨料颗粒，有效抵抗磨粒磨损
· 流道光洁度 Ra ≤ 0.2 μm，减少颗粒附着和局部腐蚀核心点
· 磁力耦合密封设计，无动态密封件接触抛光液，从根本上消除密封失效导致的泄漏和污染

推荐配置: JONSN MRA-C 耐腐蚀型，316L/哈氏合金/WC 材料体系，适用 pH 2–12，设计寿命 >24 个月

▎微量添加剂配比失准，抛光速率和选择性不稳定
CMP 抛光液通常在使用现场实时混合（POU blending），需将浓缩液、去离子水(DIW)、H₂O₂氧化剂、BTA 抑制剂等按精确比例在线混合。其中 H₂O₂ 的添加量仅为总流量的 0.5%–3%，配比偏差超过 ±5% 即可导致抛光速率显著漂移或 Cu/Ta/TEOS 选择比失控。

解决方案: 多通道在线精确配比系统

· JONSN MPG 多泵头并联方案，每个泵头独立控制一路流体（浓缩液 / DIW / H₂O₂ / BTA 溶液），通过转速比精确设定配比
· 单通道最低流量 1 ml/min，对应 H₂O₂ 等微量组分的精确添加
· 伺服电机响应时间 <50 ms，可实现动态配比调整，满足不同工艺步骤的切换需求
· 可集成在线浓度传感器反馈，实现 H₂O₂ 浓度闭环控制，配比精度 ≤ ±2%

推荐配置: JONSN MPG 多泵头在线配比组件，4–6 通道，每通道 1–280 ml/min，配比精度 ≤ ±2%

▎金属离子污染，威胁晶圆良率与器件可靠性
半导体制程对金属污染极其敏感——Cu/Fe/Ni 等金属离子浓度超过 ppb 级别即可导致器件性能降级、漏电流增大。传统泵体的金属运动部件在磨粒磨损和化学腐蚀下会产生金属磨损碎屑，直接污染抛光液，轻则影响晶圆表面质量，重则导致整批次报废。

解决方案: 超纯材料体系与无金属接触设计

· JONSN 可提供全 PTFE/PEEK 流道方案，所有接液部件均为高纯度非金属材料，金属离子溶出量 ≤ 1 ppb
· 磁力耦合驱动实现完全静态密封，无摩擦副产生颗粒污染，无润滑油泄漏风险
· 所有材料符合 SEMI F57/F104 超纯流体接触材料标准，提供完整材料证书和可追溯报告
· 可配套 PFA/PTFE 接头和管路组件，实现从泵入口到晶圆表面的全超纯流体链路

推荐配置: JONSN MPG/MRA-UP 超纯型，全 PTFE/PEEK 流道，金属离子溶出 ≤ 1 ppb，SEMI F57 兼容

▼  JONSN CMP 抛光液输送推荐产品矩阵
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▼  JONSN CMP 抛光液方案核心价值
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▸ 无脉动精密计量:MPG 系列渐开线齿形设计，输出脉动幅度 ≤ ±1%，流量精度 ≤ ±0.5%，从根本上保障 CMP 抛光均匀性和 WIWNU 表现。

▸ 低剪切保护磨料颗粒:低转速齿轮剪切速度 <1000 s⁻¹，不破坏纳米磨料颗粒的分散状态，避免团聚沉降导致的抛光速率波动和晶圆划伤。

▸ 全流道耐腐蚀/耐磨损:316L/哈氏合金/PTFE/PEEK 多种材料体系，WC/SiC/ZrO₂ 齿轮副选项，满足 pH 2–12 全范围耐受和 >24 个月设计寿命。

▸ 多通道在线精确配比:MPG 多泵头并联方案实现浓缩液/DIW/H₂O₂/BTA 的在线精确配比，配比精度 ≤ ±2%，支持浓度传感器闭环反馈。

▸ 超纯级金属离子控制:全 PTFE/PEEK 超纯方案金属离子溶出 ≤ 1 ppb，SEMI F57/F104 兼容，满足 14 nm 及以下先进制程的严格要求。

▸ 磁力密封零泄漏、零污染:全系列标配磁力耦合驱动，无动态密封件接触抛光液，彻底消除泄漏、磨损碎屑和润滑油污染的三重风险。

▼  结语
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CMP 抛光液输送是半导体制造中少数同时涉及精密计量、磨料悬浮、化学腐蚀、磨粒磨损和超纯要求的极端工况。JONSN 凭借 MPG 无脉动精密计量、MRA 低剪切稳定输送、全系列多材料体系与磁力密封零泄漏技术，为 CMP 工艺提供了从抛光液主供给、多通道配比到大循环的完整微型齿轮泵方案。无论是成熟制程的稳定运行，还是 14 nm 以下先进制程的极致要求，JONSN 均能提供可靠的流体输送保障，助力半导体制造良率和性能的持续提升。