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(qū)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(huán)與氧空位活性，進行“化學(xué)-機械”協(xié)同作業(yè)，從而在分子層面實現(xiàn)“精準(zhǔn)拆解”，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體領(lǐng)域、光學(xué)器件與消費電子、顯示面板、新能源與綠色技術(shù)、汽車工業(yè)等領(lǐng)域，具有高拋光效率、低表面損傷、選擇性拋光、及高穩(wěn)定性的特點。

應(yīng)用案例簡析

1、硅晶圓——當(dāng)前依然占據(jù)半導(dǎo)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(zhì)層）、IMD（金屬間介質(zhì)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(yīng)，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(zhì)層。（介質(zhì)層保留滿足層間絕緣要求）

2、光學(xué)器件——包括相機鏡頭、光學(xué)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(xiàn)任何“硬碰硬”的情況。為避免劃傷，實現(xiàn)“無應(yīng)力”拋光作業(yè)，就需要以化學(xué)反應(yīng)來主導(dǎo)表面處理。氧化鈰的作用即優(yōu)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(dǎo)體材料，碳化硅極其堅硬，其拋光困難程度幾乎成為產(chǎn)業(yè)最大瓶頸，而氧化鈰被認為是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)解題的秘鑰之一。據(jù)悉，業(yè)內(nèi)已開發(fā)氧化鋁磨粒與鈰基稀土拋光材料復(fù)配的拋光液，其在拋光速率、成本、表面質(zhì)量等方面打破傳統(tǒng)工藝的記錄。

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蕭桐總監(jiān)曾負責(zé)包頭羅地亞（現(xiàn)為包頭昊銳）ATS稀土拋光粉生產(chǎn)線項目整體規(guī)劃及生產(chǎn)工藝設(shè)計，并主持項目試車；曾在羅地亞（中國）上海研發(fā)中心擔(dān)任工藝專家，負責(zé)G2稀土拋光粉工藝研究及放大；曾領(lǐng)導(dǎo)圣戈班亞太區(qū)研發(fā)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(shù)發(fā)展論壇（第三屆）上，深圳君鋮芯半導(dǎo)體材料有限公司研發(fā)總監(jiān)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(guān)系、化學(xué)拋光過程。

筆者注：比利時索爾維（法國羅地亞）是業(yè)內(nèi)公認的全球高端稀土拋光粉的技術(shù)定義者與產(chǎn)能領(lǐng)導(dǎo)者，ATS稀土拋光粉以分散性，化學(xué)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(xué)巨頭指定供應(yīng)商；圣戈班研磨材料業(yè)務(wù)憑借?尖端材料技術(shù)?、?全產(chǎn)業(yè)鏈解決方案?及?高端市場滲透力?，穩(wěn)居全球精密拋光領(lǐng)域第一梯隊。

報告人簡介

蕭桐，華東理工大學(xué)化學(xué)分子工程學(xué)院碩士，中國稀土學(xué)會會員。本人有著三十年稀土鈰基拋光材料研發(fā)及量產(chǎn)經(jīng)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(chǎn)管理經(jīng)驗。現(xiàn)主要負責(zé)深圳君鋮芯半導(dǎo)體材料有限公司研發(fā)、工藝放大及生產(chǎn)交付等工作。

東莞拋光論壇會務(wù)組