润滑与密封

作者：王东伟，王胜利，杨云点，罗翀，栾晓东，邵祥清，李瑾

单位：河北工业大学电子信息工程学院,,河北工业大学电子信息工程学院,,北方集成电路技术创新中心 （北京） 有限公司,,河北工业大学电子信息工程学院；河北工业大学创新研究院,,江苏海洋大学电子工程学院,,北方集成电路技术创新中心 （北京） 有限公司,,北方集成电路技术创新中心 （北京） 有限公司,

关键词：C-mSiO2/CeO2 复合磨料;化学机械拋光;二氧化硅;高比表面积;核壳结构

基金：河北工业大学创新研究院 （石家庄） 石家庄市科技合作专项基金项目 （SJZZXB23003）；国家自然科学基金项目 （62074049）；中国博士后基金项目 （2024M751207）

为探究二氧化硅层间介质 （ILD） 化学机械抛光 （CMP） 过程中抛光速率与表面缺陷的控制机制，研究皱 纹状介孔碳修饰二氧化硅/氧化铈 （C-mSiO₂/CeO₂） 复合磨料对氧化硅的抛光行为。通过微乳液法制备具有核壳结构的 复合磨料，经扫描电子显微镜 （SEM） 和透射电子显微镜 （TEM） 表征，证实其具备完整的包覆形貌。抛光实验结果 表明：相较于普通氧化硅及氧化铈磨料，C-mSiO₂/CeO₂复合磨料对氧化硅的去除速率最高可达 112. 1 nm/min，同时获 得优异表面质量 （表面粗糙度 Sq=0. 051 4 nm）。能量色散 X 射线光谱 （EDX） 元素分析显示，Si、O、Ce 元素质量分数 分别为 18. 65%、38. 78% 和 42. 57%。氮气吸附-脱附测试结合 Brunauer-Emmett-Teller 和 Barrett-Joyner-Halenda 模型计 算表明，该磨料具有 221. 716 m²/g 的高比表面积、5. 44 nm 孔径及 0. 318 7 cm³/g 孔体积，其有序孔隙结构和高比表面积 为 CMP 过程提供了优异的机械支撑。X 射线光电子能谱 （XPS） 化学键分析表明，CeO₂颗粒主要通过 Si-O-Ce 键与 SiO₂ 内核结合。这种化学键合作用及体系中 Ce³⁺离子含量的提升，协同促进了氧化硅去除速率的显著提高。

来源：2026年第3期

《润滑与密封》期刊编辑部

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