化學機械拋光（Chemical Mechanical Polishing，簡稱CMP）技術是目前最好的且唯一實現全局平坦化的工藝技術，是新一代超精密表面制造方法之一，在集成電路（IC）、半導體基片、硬磁盤、計算機磁頭、光學玻璃等超精密表面加工領域有著極其廣泛的應用。

為了獲得超高精度表面，對拋光材料的調配與生產的要求也不斷提高，二氧化鈰(CeO₂)作為高效的拋光材料，在高精度拋光中得到廣泛應用。與二氧化硅和三氧化二鋁不同，二氧化鈰一般不溶于堿，在堿性拋光條件下呈兩性性質，能同時吸附陰、陽離子，能夠與堿很好配合拋光。此外納米二氧化鈰也能單獨形成拋光粉，對光學玻璃進行良好的拋光。相比其他拋光液和拋光粉，二氧化鈰拋光的速度比較快、拋光產品光潔度比較高高，平整度較高。

影響納米氧化鈰性質的關鍵性因素主要是其微觀結構。目前，二氧化鈰及其復合氧化物被制備成納米級，如片狀、納米線、球形、方塊形、花束狀等規則形貌的納米顆粒，其性質得到極大改善，作為磨料，其顆粒大小及形狀影響著拋光過程中的材料去除的作用。目前，制備納米二氧化鈰的方法有固相燒結法、液相法、氣相法、噴霧熱分解法等。氧化鈰拋光粉中的主要有效成分是CeO₂，另外含有少量其他稀土氧化物（如La₂O₃、Pr₆O₁₁、Nd₂O₃等）及添加元素F、S等。

不同成分及規格的氧化鈰拋光粉

不過值得注意的是，當采用氧化鈰拋光粉作為磨料制備拋光液，分散懸浮穩定性是重中之重，否則粒子較易團聚，容易導致工件劃傷；同時由于懸浮清洗性能不好，拋光液磨料損耗快，容易粘附在工件及機臺表面，使磨料沉底結塊，研磨拋光效率降低；另外拋光后工件表面殘留拋光粉多，難以清洗，為后段正常生產帶來困難。

深入了解CMP拋光過程理解，從拋光粉到拋光液的制備及應用效果方面進行深入研究，才能進一步推進鈰基拋光材料的性能提升和推廣應用。在即將于2023年9月18-19日在東莞舉辦的“2023年全國精密研磨拋光材料及加工技術發展論壇”，將由來自北京工業大學的梅燕教授分享報告“稀土鈰基CMP拋光材料的制備與應用”，報告將全面圍繞鈰基拋光材料的制備及應用深入講解，涵蓋以下報告內容：1）化學機械拋光技術（CMP）；2）鈰基拋光粉的制備及CMP原理；3）鈰基拋光液的制備及CMP原理；4）鈰基拋光材料的CMP拋光效果及應用。

報告人簡介

梅燕，北京工業大學材料與制造學部教授/碩士生導師。自2003年開始立足我國稀土鈰基CMP拋光磨料及拋光液的研究，博士論文題目為：CMP稀土拋光液的制備及超光滑硅片的化學機械拋光研究。

20年來一直從事稀土拋光粉的制備及拋光性能的研究工作，積累了豐富的實驗經驗，同時與國內相關CMP拋光加工生產企業、應用單位等建立了緊密的合作關系，并已合作開展過生產及應用方面的研究，在CMP拋光磨料制備、合成工藝、反應機理研究等方面均取得多項研究積累。

作為第一負責人，曾主持國家863重大項目子課題、北京市教委項目、企事業委托項目等多個科研項目，目前為“國家重點研發計劃項目---稀土專項”課題負責人。以第一作者發表發表稀土拋光專業的文章30余篇，以第一發明人獲得國家發明專利8項。

東莞拋光材料及技術論壇會務組

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