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        氧化鋁拋光粉(VK-L30F)在藍寶石襯底拋光中的應用

        目前, 在藍寶石的CMP 工藝中, 常用的磨料主要包括金剛石、二氧化硅溶膠、氧化鈰和氧化鋁等磨料。
          實驗數據表明,a-氧化鋁拋光粉(VK-L30F,0.3um,球型)在藍寶石拋光過程中的優勢逐漸明顯。
          金剛石只用于傳統的機械拋光,其硬度(莫氏10)比藍寶石(莫氏9)硬度高,容易產生劃傷,藍寶石表面損傷度高,良率低。氧化鋁(VK-L30F)的硬度與藍寶石相當,顆粒球型,拋光速率高,良率高,是比較理想的拋光材料。而SiO2硬度(莫氏硬度7.5)比藍寶石低,拋光速率比氧化鋁拋光粉慢很多,拋光比較耗時。
          在拋光C-平面藍寶石襯底時,a-氧化鋁拋光粉(VK-L30F,0.3um)制成的研磨液的拋光性能(去除速率和表面質量等)優于其他磨料,具體表現如下:
          1,形成的水化層增加,拋光過程中,在藍寶石基底上持續形成水化層,它比基底層軟,該層的形成有利于材料的去除,并產生高質量表面。
          2,表面質量改善,a-氧化鋁與基底藍寶石的硬度一樣,因此,磨料劃傷藍寶石的可能性很小。
          3,去除速率增加,a-氧化鋁磨料經歷了與基底藍寶石一樣的表面水化,在基底寶石與磨料水化層之間的化學機械作用加速了材料去除,當磨料和基底藍寶石的表面在拋光壓力下靠在一起并剪切時,就相互粘附,進一步的剪切就會使粒子撕開鍵合的水化層,通過粒子的前邊沿促進材料去除。表面粗糙度能小于0.2nm.
          4,氧化鋁拋光液在循環過程中穩定性更好,二氧化硅拋光液在使用過程中溫度嚴格控制,以防止結塊,但氧化鋁研磨液就比較穩定,也顯示了很好的潔凈度。
          實驗1:采用氧化鋁拋光粉對藍寶石襯底進行拋光,拋光液的pH為10時拋光效果好,表面粗糙度RMS可達0.2nm。拋光壓力在0. 12Mpa 至0. 15Mpa,拋光液濃度為10%時較佳。濃度越高,拋光速率越快。
          目前很多藍寶石加工廠正在評估并使用基于氧化鋁研磨液用于更大直徑晶圓拋光。

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