鈰基稀土拋光材料是一類以鈰(Ce)為主要成分的高性能拋光材料,區別于氧化鋁、金剛石等依賴自身高硬度磨料的“暴力”,它利用獨特的Ce3?/Ce??氧化還原循環與氧空位活性,進行“化學-機械”協同作業,從而在分子層面實現“精準拆解”,廣泛應用于半導體領域、光學器件與消費電子、顯示面板、新能源與綠色技術、汽車工業等領域,具有高拋光效率、低表面損傷、選擇性拋光、及高穩定性的特點。

應用案例簡析
1、硅晶圓——當前依然占據半導體主流的硅晶圓制造工藝中,全局平坦化、STI(淺溝槽)、ILD(層間介質層)、IMD(金屬間介質層)的CMP拋光液中少不了氧化鈰的身影。CeO?表面氧空位(Vo)吸附H?O生成羥基(-OH),促進局部水解反應,降低機械去除力,不僅能夠降低平整度誤差,還能在選擇性拋光中保護介質層。(介質層保留滿足層間絕緣要求)
2、光學器件——包括相機鏡頭、光學儀器透鏡等,以著名的蔡司鏡頭和EUV光刻機物鏡為例,對粗糙度要求極高,幾乎不能出現任何“硬碰硬”的情況。為避免劃傷,實現“無應力”拋光作業,就需要以化學反應來主導表面處理。氧化鈰的作用即優先溶解玻璃表面Si-O-Si弱鍵而形成選擇性刻蝕。
3、SiC晶圓——作為第三代化合物半導體材料,碳化硅極其堅硬,其拋光困難程度幾乎成為產業最大瓶頸,而氧化鈰被認為是當前產業解題的秘鑰之一。據悉,業內已開發氧化鋁磨粒與鈰基稀土拋光材料復配的拋光液,其在拋光速率、成本、表面質量等方面打破傳統工藝的記錄。
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蕭桐總監曾負責包頭羅地亞(現為包頭昊銳)ATS稀土拋光粉生產線項目整體規劃及生產工藝設計,并主持項目試車;曾在羅地亞(中國)上海研發中心擔任工藝專家,負責G2稀土拋光粉工藝研究及放大;曾領導圣戈班亞太區研發中心,將圣戈班(美國)三家工廠遷址至中國。
定于2025年7月24-25日,在東莞喜來登大酒店舉辦2025年全國精密研磨拋光材料及加工技術發展論壇(第三屆)上,深圳君鋮芯半導體材料有限公司研發總監蕭桐將作題為“氧化鈰拋光機理探討”的報告,深入探討鈰基稀土拋光材料的拋光機理,分別從拋光材料和待拋材料的角度闡述氧空位與Ce3+/Ce4+的關系、化學拋光過程。
筆者注:比利時索爾維(法國羅地亞)是業內公認的全球高端稀土拋光粉的技術定義者與產能領導者,ATS稀土拋光粉以分散性,化學活性和高一致性聞名于世,也是蔡司(ZEISS)、阿斯麥(ASML)、康寧(Corning)等光學巨頭指定供應商;圣戈班研磨材料業務憑借?尖端材料技術?、?全產業鏈解決方案?及?高端市場滲透力?,穩居全球精密拋光領域第一梯隊。
報告人簡介

蕭桐,華東理工大學化學分子工程學院碩士,中國稀土學會會員。本人有著三十年稀土鈰基拋光材料研發及量產經驗,具備多家頂級材料外企(比利時索爾維、法國羅地亞、圣戈班)生產管理經驗。現主要負責深圳君鋮芯半導體材料有限公司研發、工藝放大及生產交付等工作。
東莞拋光論壇會務組
作者:粉體圈
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