1. 衬底研磨与抛光
(1) 硅(Si)衬底加工
粗研磨:使用1-5 μm片状氧化铝快速去除切割损伤层,提高表面平整度。
边缘抛光:片状颗粒减少硅片边缘微裂纹,降低后续破裂风险。
优势:相比球形氧化铝,片状结构可降低表面划伤深度(减少亚表面损伤层)。
(2) 碳化硅(SiC)衬底加工
硬质材料适配:SiC硬度极高(莫氏9.5),α-Al₂O₃(莫氏9)是少数能高效研磨的材料之一。
工艺优化:与金刚石磨料复配(如氧化铝:金刚石=7:3),平衡成本与效率。
(3) 蓝宝石(Al₂O₃单晶)衬底
同质材料匹配:氧化铝磨料避免异质污染,尤其适用于LED外延衬底。
透明衬底抛光:亚微米级片状氧化铝(0.1-0.5 μm)实现Ra <0.5 nm的超光滑表面。
2. 器件制造中的关键应用
(1) 晶圆背面减薄
超薄芯片工艺:在3D封装中,使用片状氧化铝研磨液将晶圆减薄至50-100 μm,同时控制应力(减少翘曲)。
TSV(硅通孔)加工:研磨时避免铜互连层污染,高纯度氧化铝(Na<1 ppm)是关键。
(2) 化学机械抛光(CMP)
阻挡层抛光:用于铜互连工艺中Ta/TaN阻挡层的CMP,氧化铝与过氧化氢(H₂O₂)组成抛光液,选择性去除金属。
浅沟槽隔离(STI):与胶体SiO₂复配,优化SiO₂与SiN的抛光选择比。
