亟待攻克的核心技术

在茫茫宇宙中，一个类金属合金宇宙探测器以超光速掠过，它由被强互作用力锁死的质子与中子构成，因表面绝对光滑而可以反射一切电磁波，并且无坚不摧……这是刘慈欣在科幻小说《三体》中提到的一种名叫“水滴”的宇宙飞行器。

事实上，人类对“绝对光滑”的追求也已经从科学幻想转变为实践，比如推动“集成电路变身革命”的超精密抛光技术。像《三体》中描述的一样，当前最为先进的化学机械抛光（chemical mechanical polishing，CMP）技术也已进入原子尺寸级。而当电子工业强国争相攀登或到达这一工艺巅峰之时，我们却还只能仰望。

现代电子工业，超精密抛光是灵魂

物理抛光是上世纪80年代之前最为常用的抛光技术，但是电子工业的高速发展对材料器件的尺寸、平整度提出越来越严苛的要求。当一块毫米厚度的基片需要被制成几十万层的集成电路时，传统老旧的抛光工艺已经远远不能达到要求。

“以晶片制造为例，抛光是整个工艺的最后一环，目的是改善晶片加工前一道工艺所留下的微小缺陷以获得最佳的平行度。”中科院国家纳米科学中心研究院王奇博士向科技日报记者介绍。

今天的光电子信息产业水平，对作为光电子基片材料的蓝宝石、单晶硅等材料的平行度要求越来越精密，已经达到了纳米级。这就意味着，抛光工艺也已随之进入纳米级的超精密程度。

超精密抛光工艺在现代制造业中有多重要，其应用的领域能够直接说明问题：集成电路制造、医疗器械、汽车配件、数码配件、精密模具、航空航天。

王奇说：“超精密抛光技术在现代电子工业中所要完成的使命，不仅仅是平坦化不同的材料，而且要平坦化多层材料，使得几毫米见方的硅片通过这种‘全局平坦化’形成上万至百万晶体管组成的超大规模集成电路。例如人类发明的计算机从几十吨变身为现在的几百克，没有超精密抛光不行，它是技术灵魂。”