当下,全球半导体与高端光学制造产业已进入高速迭代、精度突围的时代,先进制程持续突破、高端装备不断升级,带动核心元器件向着微型化、超高精度、超高集成度、高稳定性的极致方向快速演进。无论是先进制程集成电路晶圆、高端光刻机光学组件,还是超大光栅、精密熔石英、掩膜基板等核心光学器件,都对表面的平整度、光洁度、无缺陷性提出了前所未有的严苛要求,加工精度已经迈入纳米甚至亚纳米级别。

在此背景下,化学机械抛光(CMP)作为目前业内唯一可实现全局超精密平坦化的核心加工技术,贯穿了芯片制造加工、精密光学器件加工全流程,是先进制造产业链中不可替代的关键工艺。而CMP工艺的性能上限,核心取决于抛光材料的综合性能,优质的抛光磨料与抛光体系,是实现高精度、低损伤、高效率超精密加工的核心基石。
在各类抛光磨料体系中,氧化铈磨粒的表面活性位点可与硅基材料发生化学反应,形成较软的化学反应层,再通过机械摩擦去除,从而在较高去除率的同时获得更光滑的表面。而研究表明,通过对氧化铈进行掺杂改性,还可进一步调控其抛光活性,更好地适配被抛光工件的特性,提升抛光精度,非常契合半导体的超精密加工需求,因此氧化铈基复合抛光材料体系的开发已成为当前CMP领域的主流研究热点与产业化重点方向。

二氧化铈磨料抛光机理
然而,当前国产氧化铈复合磨料体系的实际应用仍受到精细化调控不足、纳米磨粒易团聚、分散稳定性不足、批次稳定性不佳等诸多工程化问题的限制,同时针对不同被加工材料(如硅片、光刻元件、熔石英、石英掩模等)的定制化配方设计也存在一定的挑战。如何精准调控纳米氧化铈形貌与分散性、通过改性复合技术优化抛光性能、搭建适配高端场景的高效抛光体系,已然成为全行业共同关注、亟待破解的核心技术难题。
中国科学院长春应用化学研究所赵朗副研究员长期从事精密抛光材料的研发工作。7月15-16日,于江苏无锡举办的2026年全国精密研磨抛光材料及加工技术发展论坛(第四届)上,赵朗副研究员将现场分享报告《超精密纳米氧化铈抛光材料及在集成电路和光学方面的应用》。届时,她将介绍形貌可控、分散性优异的纳米氧化铈材料调控思路,详解核壳结构、掺杂改性、物理混合等新型氧化铈复合磨料的研发方向,并解锁其在芯片、光刻机曝光光学系统关键易损件、熔石英、掩膜石英基板、超大光栅等等领域的落地应用潜力。
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报告人介绍

赵朗, 1999年-2003年毕业于延边大学获得学士学位,2003年-2008年毕业于吉林大学无机合成与制备国家重点实验室,师从于吉红院士,获得博士学位,现任职中国科学院长春应用化学研究所副研究员,稀土抛光材料与界面调控加工技术专业委员会委员,主要研究方向无机纳米材料的可控合成及应用研究,先后在国际核心期刊J. Am. Chem. Soc., Chem. Mater., Chem. Commun., Chem. Eur. J.等上发表SCI论文70余篇,主持、参与国家和省级科研项目10余项, 荣获吉林省科技进步一等奖1项。目前主要从事芯片化学品超精密稀土抛光材料的设计与开发,产品用于集成电路、电子信息产业用光学玻璃的精密抛光。
无锡精密研磨抛光论坛会务组