来源：无机材料学报
随着集成电路制程节点不断微缩，光刻系统对氟化钙（CaF₂）光学材料的表面质量提出了原子级光滑度的苛刻要求。针对传统碱性二氧化硅抛光液去除速率低、易腐蚀等问题，本研究开发了一种用于 CaF₂ 化学机械抛光的高效、稳定且环境友好的近中性二氧化铈（CeO₂）抛光液。采用尿素沉淀法合成了三种不同粒径的单分散球形 CeO₂ 磨料，以聚丙烯酸钠（PAAS）为分散剂、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）为表面活性剂配制抛光液，系统研究了煅烧温度、磨料粒径及添加剂含量对抛光性能的影响。结果表明，以 500 ℃ 煅烧的 CeO₂ 为磨料、添加 0.2% PAAS 和 0.2% AEO-9（质量分数）时对 CaF₂ 的抛光性能最佳：粒径 140 nm 的磨料可实现 109 nm/min 的材料去除速率，抛光后表面粗糙度 Ra 为 0.12 nm；粒径 110 nm 的磨料可获得 Ra 低至 0.09 nm 的超光滑表面，两者均优于传统碱性二氧化硅抛光液。激光损伤阈值测试表明，经优化 CeO₂ 抛光液处理的 CaF₂ 损伤阈值达 6.4 J/cm²，较二氧化硅抛光液（4.9 J/cm²）提升约 31%。电子顺磁共振（EPR）与傅里叶变换红外（FT-IR）光谱分析证实，CeO₂ 表面的 Ce3+ 是提升化学活性的关键；接触角测试表明 PAAS 和 AEO-9 可显著降低接触角，明显改善抛光液在 CaF₂ 表面的润湿性。本研究为 CaF₂ 的超精密加工提供了一种高效、环境友好的新策略。