En la actualidad, la industria mundial de fabricación de semiconductores y productos ópticos-de alta gama ha entrado en una era de iteración rápida y avances en precisión. El avance continuo de los nodos de proceso avanzados y la actualización constante de los equipos de alta-extremidad están impulsando los componentes centrales hacia direcciones extremas de miniaturización, ultra-alta precisión, ultra-integración alta y alta estabilidad. Ya sean obleas de circuitos integrados avanzados, -componentes ópticos de máquinas de litografía de alta gama o rejillas-de gran escala, sílice fundida de precisión, sustratos de máscara y otros dispositivos ópticos centrales, se imponen requisitos estrictos sin precedentes en cuanto a la planitud, suavidad y calidad sin defectos-de la superficie. La precisión del mecanizado ya ha alcanzado el nivel nanométrico o incluso sub-nanómetro.
En este contexto, el pulido mecánico químico (CMP), como única tecnología de procesamiento central capaz de lograr una planarización global de ultra-precisión, impregna todo el proceso de fabricación de circuitos integrados y dispositivos ópticos de precisión, lo que lo convierte en un proceso clave insustituible en las cadenas de fabricación avanzadas. El límite de rendimiento del proceso CMP depende fundamentalmente de las propiedades integrales de los materiales de pulido. Los abrasivos y sistemas de pulido de alta-calidad son los elementos fundamentales para lograr un mecanizado de ultra-precisión, bajo daño y alta eficiencia.
Entre varios sistemas abrasivos de pulido, los sitios tensioactivos de los abrasivos de ceria pueden reaccionar químicamente con materiales a base de silicio-, formando una capa de reacción química más suave que posteriormente se elimina mediante fricción mecánica. Este mecanismo produce una superficie más suave manteniendo una alta tasa de eliminación. Las investigaciones han demostrado que la modificación dopante de la ceria puede ajustar aún más su actividad de pulido, adaptando mejor las características de la pieza de trabajo y mejorando la precisión del pulido, lo que la hace muy adecuada para las demandas de procesamiento de ultra-precisión de los semiconductores. Por lo tanto, el desarrollo de sistemas de materiales de pulido compuestos a base de ceria-se ha convertido en un foco de investigación principal y una dirección industrial clave en el campo actual de CMP.
Sin embargo, la aplicación práctica de los sistemas abrasivos compuestos de ceria producidos en el país todavía está limitada por muchos problemas de ingeniería, como un control de ajuste fino-insuficiente, una fácil aglomeración de nano-abrasivos, una estabilidad de dispersión deficiente y una estabilidad insatisfactoria entre lotes-a-. Además, el diseño de fórmulas personalizadas para diferentes materiales de piezas de trabajo (p. ej., obleas de silicio, componentes de litografía, sílice fundida, máscaras de cuarzo, etc.) también presenta ciertos desafíos. Cómo controlar con precisión la morfología y la dispersabilidad de la nano-ceria, optimizar el rendimiento del pulido mediante técnicas de modificación y compuestos, y construir sistemas de pulido eficientes adecuados para aplicaciones de alto nivel-se ha convertido en una dificultad técnica central en la que toda la industria se está centrando y que necesita resolver con urgencia.