中國粉體網訊 近日，贛州科技局發布關于組織申報2024年度贛州市科技計劃項目（第一批）的通知。申報指南涉及芯片拋光用超高純納米氧化鈰制備關鍵技術。
項目申報指南中提到，贛州市制造業重點產業鏈現代化建設“7510”行動計劃，通過解決產業技術難題，提升產業技術水平。項目支持強度：50萬元/項，擬立項支持10項。其中稀土新材料及應用中涉及芯片拋光技術：
芯片拋光用超高純納米氧化鈰制備關鍵技術
研究內容：針對集成電路領域芯片拋光材料對超高純納米氧化鈰的迫切需求，開展氧化鈰中關鍵敏感稀土和非稀土雜質深度去除過程與機理研究；氧化鈰提純、粉體可控合成技術開發；以批量化、高質化為目標，開展超高純納米氧化鈰批量制備放大技術研究，并實現超高純納米氧化鈰百公斤級制備。
考核指標：氧化鈰純度≥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為60-120nm，粒度分布（D90-D10）/（2D50）＜0.8；三個連續批的D50偏差≤±10%，純度滿足指標要求；建設百公斤級高純納米氧化鈰粉體示范生產線一條。
芯片拋光，氧化鈰更具優勢
目前半導體CMP拋光液的磨料主要以納米SiO2為主，在使用SiO2拋光液拋光硅片時，主要通過機械作用進行拋光，由于二氧化硅與硅片硬度接近，所以在拋光過程中損傷較小，能夠快速、有效的磨掉硅片表面不均勻區域。但是使用SiO2拋光硅片時，化學作用沒有充分利用，雖然SiO2中硅為四價具有氧化性但是由于SiO2性質比較穩定，其氧化作用較為遲鈍，即使是在堿性環境中，也只能通過表面的堿溶和水合過程將硅片表面的硅層轉化為氫氧化硅，再通過機械作用除去，但是這個過程速度非常緩慢，限制了CMP的速率。這就導致了在以SiO2作為拋光液拋光過程中未能充分利用到其化學腐蝕作用從而使得拋光效果較差。
而以氧化鈰拋光液為基礎的CMP工藝具備更加優異的平坦化能力以及同時吸附陰陽離子的特殊性質，因此具有高產出和低缺陷及拋光速率快的特性，可以有效進行粗拋和精拋，能夠十分有效地解決以第一代氧化硅拋光液為基礎的CMP工藝缺點。此外，氧化鈰的晶形和活性較好，粒度小而均勻，用量少且使用壽命長；氧化鈰拋光液清潔、無污染，易于處理。稀土拋光粉作為其中一個應用方向，極大程度地推動了化學機械拋光的發展，CeO2基拋光液是CMP技術最重要的主流選擇。
制備難點需打破
氧化鈰拋光液主要用于集成電路平坦化拋光。
高純度、高分散的納米球形氧化鈰粉體的可控批量制備是芯片拋光用高純氧化鈰拋光液的難點之一。目前用于集成電路拋光用的氧化飾粉體材料一般都是采用普通的液相沉淀工藝制成的，這種顆粒的缺陷是粒度分布寬，形貌不規則，這些都對拋光質量造成不良的影響，使表面劃傷嚴重，不能滿足高端拋光的要求。
另外，常用研磨、拋光材料的硬度材料金剛石在CeO2晶格中通常會出現氧空位使得其理化性能發生變化，并對拋光性能產生一定的影響。常用的氧化鈰拋光粉中均含有一定量的其他稀土氧化物，氧化鐠也為面心立方晶格結構，可適用于拋光，而其他鑭系稀土氧化物沒有拋光能力，它們可在不改變CeO2晶體結構的條件下，在一定范圍內與之形成固溶體。對高純納米氧化鈰拋光粉而言，氧化鈰的純度越高，拋光能力越大，使用壽命也增加，特別是硬質玻璃和石英光學鏡頭等長時間循環拋光時，以使用高純度的氧化鈰拋光粉為宜。
隨著集成電路技術的不斷發展，對芯片拋光材料的需求也越來越高。而作為稀土應用之一的氧化鈰拋光粉，其純度、粒度分布等性能直接影響到芯片拋光的效果和質量。因此，制備技術的突破能夠確保獲得高質量的超高純納米氧化鈰，滿足集成電路領域對拋光材料的高標準需求。同時，制備技術的突破能夠實現超高純納米氧化鈰的批量化和高質化生產，提高生產效率，降低生產成本，為集成電路產業提供更加穩定、可靠的拋光材料。
贛州這50萬的福利，看誰能接住！
來源：贛州章貢區人民政府官網、贛州科技
夏超：納米氧化鈰拋光液的制備與性能研究
（中國粉體網編輯整理/空青）
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