稀土掺杂CeO2的合成及其CMP性能研究
袁 帅1,2, 方杨飞1,2, 杨向光1,2, 张一波1,2
（1.中国科学技术大学，安徽 合肥 230026；2.中国科学院赣江创新研究院，江西 赣州 341100）
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Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0164
本文引用格式：袁帅, 方杨飞, 杨向光,等. 稀土掺杂CeO2的合成及其CMP性能研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(12): 35-41.
图文摘要
采用溶剂热法合成形貌规整、粒径较为均一、分散性良好的球形CeO2，并对其进行Pr、Y等稀土元素的掺杂，研究稀土元素掺杂对氧空位形成的改变，以及引起的Ce3+比例的变化对抛光性能的影响。
创新性发展
1）溶剂热法合成氧化铈粒径均匀，形貌良好。2）稀土元素掺杂不影响CeO2的形貌，同时改变了Ce表面化学状态。3）通过Raman光谱、XPS对Ce3+比例进行定量分析，结合白光干涉仪的结果，说明了Ce3+对抛光效果的影响作用。
全文导读
随着电子信息的发展，半导体行业发展的步伐也越来越快，各种电子器件的精密度已经达到了纳米级别，作为集成电路主要原料的硅晶片表面质量的要求也越来越高。化学机械抛光（CMP）是一种在工业上实现超精密加工的技术，由于其完美地兼顾了全局平面化、材料表面质量和可靠性的能力，而被广泛应用于光学器件和集成电路等精密制造领域。二氧化铈（CeO2）是当前最有前景的稀土抛光材料，相比于其他抛光材料（Al2O3、Fe2O3等）具有更好的物理和化学性质。使用溶剂热法合成了不同的CeO2磨料，根据材料表面Ce3+的含量，与CMP抛光实验结合，结果显示Ce3+含量较高的抛光磨料对硅片的抛光效果更好，其中Pr掺杂的CeO2磨料，MRR高达445.71 nm/min，抛光后硅片的平均粗糙度（Ra）为1.23 nm，Pr元素的掺杂能够改变Ce基抛光粉表面的化学状态，进而影响抛光过程。Pr元素掺杂后的CeO2抛光粉具有较快的材料去除速率和较好的表面粗糙度，该研究可为开发高性能氧化铈基抛光粉提供一定的理论及技术指导。
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责任编辑│冯 晴
微信编辑│项 莉
监 制│邢淑建
资讯来源：无机盐工业
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