綠碳化矽 (SiC) 是一種高純度研磨材料，因其卓越的硬度（9.2-9.5 莫氏硬度）、熱穩定性和化學惰性，廣泛用於半導體基板拋光。以下是其在半導體基板拋光中作用的詳細分析：
1. 拋光用綠色碳化矽的關鍵性能
高硬度：適用於矽（Si）、砷化鎵（GaAs）、藍寶石等硬質材料的精密研磨/拋光。
尖銳的磨料顆粒：提供有效的材料去除，同時最大限度地減少表面下的損壞。
熱穩定性：在拋光過程中產生的高溫下保持性能。
化學惰性：抵抗與冷卻劑或基材的反應，確保清潔加工。
2. 在半導體基板拋光的應用
研磨和粗拋光：用於早期階段以達到平整度並消除表面缺陷。
精細拋光：與鑽石漿料或膠體二氧化矽結合，可獲得超光滑的表面（Ra < 1 nm）。
邊緣研磨：塑造晶圓邊緣以防止處理過程中出現碎裂。
3. 優於其他磨料
經濟高效：比鑽石便宜，但比氧化鋁或碳化硼堅硬。
可控侵蝕性：與鑽石相比，不太可能造成深度刮痕，因此適合中間拋光步驟。
4. 拋光工藝考量
粒度：
粗砂（#600–#1200）用於初始材料去除。
使用細砂（#2000–#4000）進行最後的打磨。
泥漿配方：通常懸浮在水或乙二醇基液體中，並加入 pH 穩定劑。
設備：用於旋轉拋光機、CMP（化學機械平坦化）或雙面拋光機。
5. 挑戰與緩解措施
表面刮痕：如果砂粒尺寸不匹配，可能會出現刮痕；使用逐漸變細的磨料進行多步驟拋光來緩解。
污染：高純度（99.9％以上）綠色碳化矽對於避免引入雜質至關重要。
6. 與替代方案的比較
鑽石：更硬但更昂貴；用於最終拋光。
氧化鋁（Al₂O₃）：較軟、較便宜，但對於硬質基材來說效率較低。
碳化硼（B₄C）：比SiC更硬，但更昂貴且更脆。
7.行業趨勢
對更大晶圓的需求：SiC 的一致性對於 300 毫米以上的晶圓加工至關重要。
綠色製造：回收碳化矽漿料以減少浪費。
結論
綠碳化矽是一種多功能的半導體基板拋光磨料，兼具成本、硬度和可控性。雖然鑽石在最終拋光中占主導地位，但碳化矽在中間步驟中仍然不可或缺，尤其是在化合物半導體（例如SiC、GaN）和傳統矽晶片的拋光中。