第三代半導體材料碳化硅（SiC）的超高硬度和化學穩定性使其成為最難加工的材料之一，其表面拋光工序也嚴重制約了產業化進程。磁流變彈性體拋光墊技術是一種通過磁場動態調控拋光墊力學性能、并利用固相芬頓反應氧化SiC表面、以實現單晶SiC高效高質量拋光的創新技術，被寄望于能夠突破傳統化學機械拋光（CMP）瓶頸。

原理簡介

1、磁控

MRE拋光墊由高分子基體（如聚氨酯、硅橡膠）和均勻分散其中的磁性顆粒（磨粒）組成，當施加磁場時，磁性顆粒沿磁力線方向形成不同結構，從而使拋光墊宏觀硬度隨之變化——簡單理解，大致是低場強下墊體較軟，適合精拋減少劃痕；高場強下墊體變硬，增強磨粒對SiC的微切削作用，提高去除率。區別于傳統剛性拋光墊，MRE的粘彈性基體還具備“容沒效應”，即磨粒遇到表面微凸起時能適度回撤，避免過度切削產生劃痕，從而有效提高晶圓表面質量。

2、芬頓反應

拋光墊中的磁性顆粒（通常為羰基鐵粉及其改性顆粒）與添加過氧化氫的拋光液反應生成羥基自由基，其具有極強氧化性，因此能夠與SiC反應生成軟質SiO?層，從而提升拋光效率。

綜上，磁流變彈性體拋光墊技術利用磁場調控MRE拋光墊的材料力學性能來控制磨粒對工件表面的作用強度，進而提高拋光效率和質量，利用MRE中的磁性顆粒作為固相催化劑發生芬頓反應氧化SiC表面，在MRE拋光墊的磁控-芬頓反應協同作用下，實現對SiC晶片的可控高效拋光。值得一提的是，相比傳統CMP拋光液，該技術可大幅減少酸堿化學品的使用，更綠色環保。

路家斌教授長期從事硬脆材料、復合材料的研磨拋光加工、金屬薄板精密剪切等相關領域的研究，目前主要研究方向為半導體材料超精密研磨拋光加工理論與技術、固相反應研磨盤和拋光盤的研制、CMP拋光工藝和拋光液研究等。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），他將作題為“單晶SiC磁控-芬頓反應MRE拋光墊拋光性能研究”的報告，詳細介紹兼具綜合力學性能、高磁流變效應和高催化活性的MRE拋光墊,以及MRE拋光墊對單晶SiC的磁控拋光機理、芬頓反應氧化機制, 也包括對MRE拋光墊磁控-芬頓反應可控高效拋光工藝的優化。報告內容無疑是單晶SiC表面拋光技術革新的有力支撐，當然更是新一代材料的產業機遇。

報告人簡介

路家斌，廣東工業大學教授，博士生導師。現為中國機械工程學會生產工程分會委員，中國機械工程學會生產工程分會光整加工專業委員會委員，中國機械工業金屬切削刀具技術協會切削先進技術研究分會理事。主持國家自然科學基金面上項目3項，省市級、企業研究項目10多項。一作或通訊作者在國內外學術刊物上發表學術論文100多篇，其中SCI收錄論文50多篇。授權美國專利2件、PCT專利1件、國家發明專利20多件。獲2020年度廣東省科學技術獎技術發明獎二等獎。

東莞拋光論壇會務組