第三代半导体材料碳化硅（SiC）的超高硬度和化学稳定性使其成为最难加工的材料之一，其表面抛光工序也严重制约了产业化进程。磁流变弹性体抛光垫技术是一种通过磁场动态调控抛光垫力学性能、并利用固相芬顿反应氧化SiC表面、以实现单晶SiC高效高质量抛光的创新技术，被寄望于能够突破传统化学机械抛光（CMP）瓶颈。

原理简介

1、磁控

MRE抛光垫由高分子基体（如聚氨酯、硅橡胶）和均匀分散其中的磁性颗粒（磨粒）组成，当施加磁场时，磁性颗粒沿磁力线方向形成不同结构，从而使抛光垫宏观硬度随之变化——简单理解，大致是低场强下垫体较软，适合精抛减少划痕；高场强下垫体变硬，增强磨粒对SiC的微切削作用，提高去除率。区别于传统刚性抛光垫，MRE的粘弹性基体还具备“容没效应”，即磨粒遇到表面微凸起时能适度回撤，避免过度切削产生划痕，从而有效提高晶圆表面质量。

2、芬顿反应

抛光垫中的磁性颗粒（通常为羰基铁粉及其改性颗粒）与添加过氧化氢的抛光液反应生成羟基自由基，其具有极强氧化性，因此能够与SiC反应生成软质SiO₂层，从而提升抛光效率。

综上，磁流变弹性体抛光垫技术利用磁场调控MRE抛光垫的材料力学性能来控制磨粒对工件表面的作用强度，进而提高抛光效率和质量，利用MRE中的磁性颗粒作为固相催化剂发生芬顿反应氧化SiC表面，在MRE抛光垫的磁控-芬顿反应协同作用下，实现对SiC晶片的可控高效抛光。值得一提的是，相比传统CMP抛光液，该技术可大幅减少酸碱化学品的使用，更绿色环保。

路家斌教授长期从事硬脆材料、复合材料的研磨抛光加工、金属薄板精密剪切等相关领域的研究，目前主要研究方向为半导体材料超精密研磨抛光加工理论与技术、固相反应研磨盘和抛光盘的研制、CMP抛光工艺和抛光液研究等。定于2025年7月24-25日在东莞喜来登大酒店举办2025年全国精密研磨抛光材料及加工技术发展论坛（第三届），他将作题为“单晶SiC磁控-芬顿反应MRE抛光垫抛光性能研究”的报告，详细介绍兼具综合力学性能、高磁流变效应和高催化活性的MRE抛光垫,以及MRE抛光垫对单晶SiC的磁控抛光机理、芬顿反应氧化机制, 也包括对MRE抛光垫磁控-芬顿反应可控高效抛光工艺的优化。报告内容无疑是单晶SiC表面抛光技术革新的有力支撑，当然更是新一代材料的产业机遇。

报告人简介

路家斌，广东工业大学教授，博士生导师。现为中国机械工程学会生产工程分会委员，中国机械工程学会生产工程分会光整加工专业委员会委员，中国机械工业金属切削刀具技术协会切削先进技术研究分会理事。主持国家自然科学基金面上项目3项，省市级、企业研究项目10多项。一作或通讯作者在国内外学术刊物上发表学术论文100多篇，其中SCI收录论文50多篇。授权美国专利2件、PCT专利1件、国家发明专利20多件。获2020年度广东省科学技术奖技术发明奖二等奖。

东莞抛光论坛会务组