中国粉体网讯  近日，赣州科技局发布关于组织申报2024年度赣州市科技计划项目（第一批）的通知。申报指南涉及芯片抛光用超高纯纳米氧化铈制备关键技术。

项目申报指南中提到，赣州市制造业重点产业链现代化建设“7510”行动计划，通过解决产业技术难题，提升产业技术水平。项目支持强度：50万元/项，拟立项支持10项。其中稀土新材料及应用中涉及芯片抛光技术：

芯片抛光用超高纯纳米氧化铈制备关键技术

研究内容：针对集成电路领域芯片抛光材料对超高纯纳米氧化铈的迫切需求，开展氧化铈中关键敏感稀土和非稀土杂质深度去除过程与机理研究；氧化铈提纯、粉体可控合成技术开发；以批量化、高质化为目标，开展超高纯纳米氧化铈批量制备放大技术研究，并实现超高纯纳米氧化铈百公斤级制备。

考核指标：氧化铈纯度≥99.995%，其中，Al＜3ppm，B＜4ppm，Ca＜1ppm，Co＜0.5ppm，Cr＜1ppm，Cu＜0.25ppm，Fe＜4ppm，Mg＜0.5ppm，Mn＜0.25ppm，Na＜5ppm，Ni＜1ppm，Zn＜0.25ppm，K＜0.8ppm，Cl＜2ppm；D50为60-120nm，粒度分布（D90-D10）/（2D50）＜0.8；三个连续批的D50偏差≤±10%，纯度满足指标要求；建设百公斤级高纯纳米氧化铈粉体示范生产线一条。

芯片抛光，氧化铈更具优势

目前半导体CMP抛光液的磨料主要以纳米SiO2为主，在使用SiO2抛光液抛光硅片时，主要通过机械作用进行抛光，由于二氧化硅与硅片硬度接近，所以在抛光过程中损伤较小，能够快速、有效的磨掉硅片表面不均匀区域。但是使用SiO2抛光硅片时，化学作用没有充分利用，虽然SiO2中硅为四价具有氧化性但是由于SiO2性质比较稳定，其氧化作用较为迟钝，即使是在碱性环境中，也只能通过表面的碱溶和水合过程将硅片表面的硅层转化为氢氧化硅，再通过机械作用除去，但是这个过程速度非常缓慢，限制了CMP的速率。这就导致了在以SiO2作为抛光液抛光过程中未能充分利用到其化学腐蚀作用从而使得抛光效果较差。

而以氧化铈抛光液为基础的CMP工艺具备更加优异的平坦化能力以及同时吸附阴阳离子的特殊性质，因此具有高产出和低缺陷及抛光速率快的特性，可以有效进行粗抛和精抛，能够十分有效地解决以第一代氧化硅抛光液为基础的CMP工艺缺点。此外，氧化铈的晶形和活性较好，粒度小而均匀，用量少且使用寿命长；氧化铈抛光液清洁、无污染，易于处理。稀土抛光粉作为其中一个应用方向，极大程度地推动了化学机械抛光的发展，CeO2基抛光液是CMP技术最重要的主流选择。

制备难点需打破

氧化铈抛光液主要用于集成电路平坦化抛光。

高纯度、高分散的纳米球形氧化铈粉体的可控批量制备是芯片抛光用高纯氧化铈抛光液的难点之一。目前用于集成电路抛光用的氧化饰粉体材料一般都是采用普通的液相沉淀工艺制成的，这种颗粒的缺陷是粒度分布宽，形貌不规则，这些都对抛光质量造成不良的影响，使表面划伤严重，不能满足高端抛光的要求。

另外，常用研磨、抛光材料的硬度材料金刚石在CeO2晶格中通常会出现氧空位使得其理化性能发生变化，并对抛光性能产生一定的影响。常用的氧化铈抛光粉中均含有一定量的其他稀土氧化物，氧化镨也为面心立方晶格结构，可适用于抛光，而其他镧系稀土氧化物没有抛光能力，它们可在不改变CeO2晶体结构的条件下，在一定范围内与之形成固溶体。对高纯纳米氧化铈抛光粉而言，氧化铈的纯度越高，抛光能力越大，使用寿命也增加，特别是硬质玻璃和石英光学镜头等长时间循环抛光时，以使用高纯度的氧化铈抛光粉为宜。

随着集成电路技术的不断发展，对芯片抛光材料的需求也越来越高。而作为稀土应用之一的氧化铈抛光粉，其纯度、粒度分布等性能直接影响到芯片抛光的效果和质量。因此，制备技术的突破能够确保获得高质量的超高纯纳米氧化铈，满足集成电路领域对抛光材料的高标准需求。同时，制备技术的突破能够实现超高纯纳米氧化铈的批量化和高质化生产，提高生产效率，降低生产成本，为集成电路产业提供更加稳定、可靠的抛光材料。

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来源：赣州章贡区人民政府官网、赣州科技

夏超：纳米氧化铈抛光液的制备与性能研究

（中国粉体网编辑整理/空青）

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