在半導體微電子工業領域中，離不開單晶矽、砷化镓晶體、藍寶石、碳化矽等半導體材料。而為了保證在集成電路元器件的制造過程中的産品性能合格，工藝上會要求前道工藝的産品晶圓具有無表面損傷和無亞表層缺陷的高質量超光滑基材表面。無瑕疵、光潔的藍寶石基片由于常用的半導體材料質地硬且脆，加工中極易産生脆裂而導緻裂紋，因此欲将其加工至平整光潔，需尋找合适的方法。而到目前為止，沒有哪一種比化學抛光（CMP）技術更适合用于集成電路芯片的超精密加工的方法了。作為被公認的唯一的全局平面化技術，CMP技術結合了超細粒子的機械研磨作用與氧化劑的化學腐蝕作用，能使人們獲得比以往任何平面加工更加出色的表面形貌變化。其中，抛光液是CMP技術的關鍵之一（組成：磨料粒子、腐蝕介質和助劑），其性能直接影響着被抛光工件的表面質量，目前國内外常用的有SiO2膠體抛光液、CeO2抛光液、Al2O3抛光液、納米金剛石抛光液等。為了對抛光液做進一步的了解及獲得素材，丹陽中研科技擁有包括稀土抛光粉、稀土抛光液、SiO2抛光液、ZrO2抛光液、Al2O3研磨液、金剛石研磨液、碳化硼研磨液等在内的數十種抛光産品，頗受海内外歡迎。下面便以這系列抛光産品為例，細數它們在應用中一些的特點。SiO2膠體抛光液<SiO2膠體抛光液是以高純度的矽粉或者水玻璃為原料，經過特殊工藝生産的一種高純度金屬離子型抛光産品，廣泛用于多種材料的高平坦化抛光，如矽片、化合物晶體、金屬、寶石等的抛光加工。根據下遊應用的不同，SiO2抛光液的磨料粒徑及pH值可進行調整（圖：中研科技）SiO2的硬度和矽片的硬度相近，因此，對半導體矽片進行精抛光時，磨削層的厚度僅為磨料粒子尺寸的四分之一。一般的生産情況下，除了通過提高産物的排除速率和加強化學反應來提高抛光效率外，還會在精抛時采用納米級的SiO2膠體來進一步減小表面粗糙度和損傷層的深度。稀土抛光液氧化铈抛光粉主要成份為二氧化铈（CeO2），其次分别為氧化镧（La2O3）、氧化镨（Pr2O3）、氧氟化镧（LaOF），此外還含有微量的氧化矽、氧化鋁和氧化鈣，是玻璃抛光的通用磨削材料。兩種不同型号的稀土抛光液，區别在于稀土的組成及占比（圖：中研科技）随着工件尺寸的縮小，傳統的矽容易在尺寸較大的集成電路淺溝槽隔離(ShallowTrenchIsolation，STI)處形成蝶形缺陷。而以二氧化铈作為研磨顆粒的第二代抛光液，具有高選擇性和抛光終點自動停止的特性，配合粗抛和精抛，能夠十分有效地解決第一代STI工藝缺點，是目前重點發展的産品類型之一。不過由于铈屬于稀有金屬，并且二氧化铈提純難度大，因此價格較為昂貴。此外，二氧化铈的粒度是影響抛光效果的關鍵參數之一，因此納米級二氧化铈的制備及應用成為了當前研究熱點之一。Al2O3抛光液藍寶石晶片作為＊常用的一種襯底材料之一，它的抛光成為了關注的焦點。由于α-Al2O3的硬度高，穩定性好，因此它在處理藍寶石時，與SiO2等軟質磨料相比在去除速率上有着明顯的優勢。除此之外，Al2O3抛光液還十分适用于光學鏡頭、單芯光纖連接器、微晶玻璃基闆、晶體表面等的精密抛光，應用相當廣泛。優秀的Al2O3抛光液應具有顆粒分散均勻，不團聚，懸浮性好等特點（圖：中研科技）化學機械研磨，晶圓制造中，随着制程技術的升級、導線與栅極尺寸的縮小，光刻(Lithography)技術對晶圓表面的平坦程度(Non-uniformity)的要求越來越高，IBM公司于1985年發展CMOS産品引入，并在1990年成功應用于64MB的DRAM生産中。1995年以後，CMP技術得到了快速發展，大量應用于半導體産業。化學機械研磨亦稱為化學機械抛光，其原理是化學腐蝕作用和機械去除作用相結合的加工技術，是目前機械加工中唯一可以實現表面全局平坦化的技術。由于CMP中的抛光墊采用聚氨酯等材料制成，在抛光過程中抛光墊表面發生形變，抛光墊與基片直接接觸區域01不産生抛光效果。因此非接觸區域02的抛光效率決定了整個抛光片的抛光速率。由圖1所示，如果二氧化铈粒徑分散度較大，非接觸區域02部分則僅有尺寸較大的顆粒參與機械磨削，抛光效率較低。同時，粒徑較大的納米顆粒也會導緻抛光表面受到研磨損傷，不利于無機絕緣薄膜的高精度抛光。二氧化铈作為一種重要的稀土化合物，其納米顆粒由于具有特殊的物理化學性質，已廣泛應用于環境檢測儀敏感材料、汽車尾氣催化劑、儲氧材料、燃料電池等領域。近年來，随着集成電路産業的飛速發展，化學機械抛光(CMP)技術作為僅有的能夠實現全局平坦化的工藝，已成為IC制造領域的關鍵技術。以二氧化铈作為研磨料的抛光液可以與SiO2發生化學反應，通過化學結合Si-O-Ce抛光SiO2，因此對SiO2的去除速率快。且不同于膠體SiO2等抛光漿料需要在堿性溶液中保存，二氧化铈基抛光液可以在pH值中性條件下穩定存在，因此在淺溝道隔離、層間介質(ILD)抛光等平坦化工藝中均有廣泛的應用。<br>另外，由于氧化铈硬度低于氧化矽顆粒以及氧化鋁顆粒，不容易造成表面損傷，因此也可以作為光掩模、光學透鏡、Ⅲ-Ⅳ族砷化镓晶片的鏡面抛光。在氧化铈基CMP抛光液中，為了獲得更快的抛光速率和更高的表面平整度，迫切需要痕量金屬污染物少、球形、粒徑分布均勻的氧化铈納米顆粒

在藍寶石的抛光工藝中, 常用的磨料主要包括金剛石、二氧化矽溶膠、氧化铈和氧化鋁等磨料。 實驗數據表明，a-氧化鋁抛光粉（0.3um,球型）在藍寶石抛光過程中的優勢明顯，****。 其一：抛光粉硬度比較： 1） 金剛石隻用于傳統的機械抛光，其硬度（莫氏10）比藍寶石(莫氏 9)硬度高，容易産生劃傷，藍寶石表面損傷度高，良率低。 2）氧化鋁的硬度與藍寶石相當，顆粒球型，抛光速率高，不易起劃傷，良率高，是比較理想的抛光材料。 3）SiO2硬度（莫氏硬度7.5）比藍寶石低，抛光速率比氧化鋁抛光粉慢很多，抛光比較耗時。 其二：抛光效果比較： 在抛光C-平面藍寶石襯底時，a-氧化鋁抛光粉（0.3um）制成的研磨液的抛光性能（去除速率和表面質量等）優于其他磨料， 具體表現如下： 1）形成的水化層增加，抛光過程中，在藍寶石基底上持續形成水化層，它比基底層軟，該層的形成有利于材料的去除，并産生高質量表面。 2）表面質量改善，a-氧化鋁與基底藍寶石的硬度一樣，因此，磨料劃傷藍寶石的可能性很小。 3）去除速率增加，a-氧化鋁磨料經曆了與基底藍寶石一樣的表面水化，在基底寶石與磨料水化層之間的化學機械作用加速了材料去除，當磨料和基底藍寶石的表面在抛光壓力下靠在一起并剪切時，就相互粘附，進一步的剪切就會使粒子撕開鍵合的水化層，通過粒子的前邊沿促進材料去除。表面粗糙度能小于0.2nm. 4）氧化鋁抛光液在循環過程中穩定性更好，二氧化矽抛光液在使用過程中溫度必須嚴格控制，以防止結塊，但氧化鋁研磨液就比較穩定，也顯示了很好的潔淨度。 實驗1：采用氧化鋁抛光粉對藍寶石襯底進行抛光，抛光液的pH為10時抛光****，表面粗糙度RMS可達0.2nm。抛光壓力在0. 12Mpa 至0. 15Mpa ，抛光液濃度為10%時較佳。濃度越高，抛光速率越快。 目前很多＊＊的藍寶石加工廠正在評估并使用基于氧化鋁研磨液用于更大直徑晶圓抛光。 來源：宣城晶瑞新材料有限公司

五金行業的迅速發展，讓市場上出現很多種類的研磨液，比如抛光的,比如光亮加防鏽，比如去毛刺的等等；這些使大家對選購研磨液造成一定的煩惱。你首先得确認你用它來做什麼，大概可分為研磨、抛光、去毛刺、倒角等幾個目的。當下很多五金加工廠,手機配件加工廠等客戶的産品要求越來越高，因此怎麼選擇研磨液也就至關重要了。 選購研磨液，要考慮下面幾個問題：  1.是要抛光增加光亮度，還是研磨去毛刺，目的要清楚；  2.根據自己公司環境和客戶要求，選擇酸性還是堿性；  3.了解自身産品的材質，和目前所用的研磨抛光機而選擇研磨液；  4.根據你的預算而選擇研磨液，研磨液哪家好？研磨液特點：  1.軟化作用：即對金屬表面氧化膜的化學作用，使其軟化，易于從表面研磨除去，以提高研磨效率。  2.潤滑作用：像研磨潤滑油一樣，在研磨塊和金屬零件之間起潤滑作用，從而得到光潔的表面。  3.洗滌作用：像洗滌劑一樣，能除去金屬零件表面的油污。  4.防鏽作用：研磨加工後的零件，未清洗前在短時間内具有一定的防鏽作用。  5.緩沖作用：在光飾加工運轉中，與水一起攪動，會緩解零件之間的相互撞擊。  什麼研磨液*适合你呢？根據你自已對研磨液的需求，加上這些選購研磨液的依據，我相信你能夠選擇一款适合自已的研磨液，根據自已自身的情況，購買研磨液用來幹什麼，使用需要注意安全，使用研磨液研磨注意事項有那些？  尋找心中**的研磨液也不是很困難，隻要根據你的客戶需求，根據使用環境選擇合适的，總的來說選擇一家質量過硬，資質良好研磨液廠家是至關重要的，該說的都說了，該試的也試了，你就會找到合适你的研磨液。現在的研磨液廠家，一般都會免費寄樣品試樣，你可以多找幾家都試一下，看那一款能達到你的*好要求。不過，研磨液屬于化學産品，環保一定要過關。所以這一點也是要考慮的。

氧化铈是一種重要的稀土氧化物，主要用于冶煉金屬铈和各種材料的添加劑。從1940年開始，高氧化铈含量的稀土抛光粉開始取代氧化鐵（即鐵紅）用于玻璃抛光，成為玻璃抛光加工過程中的關鍵工藝材料之一。與傳統抛光粉—氧化鐵相比，稀土抛光粉具有抛光速度快，光潔度高和使用壽命長的優點，而且能改變抛光質量和操作環境。例如用氧化铈抛光粉抛光透鏡，一分鐘完成工作量，如用氧化鐵抛光粉則需要30~60分鐘。氧化铈在玻璃抛光中的優異性能在于铈元素的多價态及其易轉化特性，Ce(+3)/Ce(+5)的氧化還原反應會破壞矽酸鹽晶格，并通過化學吸附作用，使玻璃表面與抛光劑接觸的物質（包括玻璃及水解化合物）被氧化或形成絡合物而被除去。此外，氧化铈對二氧化矽質玻璃、晶體，氟化鈣等晶體具有同樣的抛光特性。一、 氧化铈抛光粉分類由于氧化铈對二氧化矽質玻璃、晶體等具有優異的性能，氧化铈研磨液的分類主要依據氧化铈含量及微粉粒度進行。1. 低铈抛光粉低铈抛光粉一般含有50%左右的CeO2，其餘50%為La2O3，Nd2O3，Pr6O11等或LaOF、NdOF、PrOF等堿性氟化物。由于含有镨元素（Pr），外觀表現為紅色或棕紅色，镨含量越高顔色越深。随着科技的進步以及對镨元素的開發利用，低铈抛光粉镨元素被提煉出來，因此也出現白色低铈抛光粉産品。此類抛光粉價格低，但初始抛光能力與高铈抛光粉幾乎沒有差别，因而廣泛用于平闆玻璃、顯像管玻璃、眼鏡片等低端産品玻璃的抛光，但使用壽命要比高铈抛光粉低。                                     圖 1低铈抛光粉2.高铈抛光粉氧化铈含量在80%以上稱為高铈抛光粉，此種抛光粉氧化铈的含量越高，抛光能力越大，使用壽命也越長，主要用于硬質玻璃和光學晶體表面抛光。顔色有白色和土紅色。   

抛光粉通常由氧化铈、氧化鋁、氧化矽、氧化锆等組成份組成，不同的材料的硬度不同，在水中的化學性質也不同，因此使用領域也各有不同。這幾種材料氧化鋁和氧化锆的莫氏硬度為9，氧化铈和氧化矽莫氏硬度為7，氧化铈與矽鹽酸玻璃的化學活性較高，硬度相當，因此廣泛用于玻璃抛光。

1.1機械抛光機械抛光是靠切削、材料表面塑性變形去掉被抛光後的凸部而得到平滑面的抛光方法，一般使用油石條、羊毛輪、砂紙等，以手工操作為主，特殊零件如回轉體表面，可使用轉台等輔助工具，表面質量要求高的可采用超精研抛的方法。超精研抛是采用特制的磨具，在含有磨料的研抛液中，緊壓在工件被加工表面上，作高速旋轉運動。利用該技術可以達到Ra0.008μm的表面粗糙度，是各種抛光方法中*高的。光學鏡片模具常采用這種方法。1.2化學抛光化學抛光是讓材料在化學介質中表面微觀凸出的部分較凹部分優先溶解，從而得到平滑面。這種方法的主要優點是不需複雜設備，可以抛光形狀複雜的工件，可以同時抛光很多工件，效率高。化學抛光的核心問題是抛光液的配制。化學抛光得到的表面粗糙度一般為數10μm。1.3電解抛光電解抛光基本原理與化學抛光相同，即靠選擇性的溶解材料表面微小凸出部分，使表面光滑。與化學抛光相比，可以消除陰極反應的影響，效果較好。電化學抛光過程分為兩步：(1)宏觀整平：溶解産物向電解液中擴散，材料表面幾何粗糙下降，Ralμm。 (2)微光平整： 陽極極化，：表面光亮度提高，Ralμm。1.4超聲波抛光将工件放入磨料懸浮液中并一起置于超聲波場中，依靠超聲波的振蕩作用，使磨料在工件表面磨削抛光。超聲波加工宏觀力小，不會引起工件變形，但工裝制作和安裝較困難。超聲波加工可以與化學或電化學方法結合。在溶液腐蝕、電解的基礎上，再施加超聲波振動攪拌溶液，使工件表面溶解産物脫離，表面附近的腐蝕或電解質均勻；超聲波在液體中的空化作用還能夠抑制腐蝕過程，利于表面光亮化。1.5流體抛光流體抛光是依靠高速流動的液體及其攜帶的磨粒；中刷工件表面達到抛光的目的。常用方法有：磨科噴射加工、液體噴射加工、流體動力研磨等。流體動力研磨是由液壓驅動，使攜帶磨粒的液體介質高速往複流過工件表面。介質主要采用在較低壓力下流過性好的特殊化合物(聚合物狀物質)并摻上磨料制鹹，磨料可采用碳化矽粉末。1.6磁研磨抛光磁研磨抛光是利用磁性磨料在磁場作用下形成磨料刷，對工件磨削加工。這種方法加工效率高，質量好，加工條件容易控制，工作條件好。采用合适的磨料，表面粗糙度可以達到Ra0.1μm。