片狀氧化鋁在單晶和多晶矽晶片研磨和拋光的應用
片狀氧化鋁（板狀/六角板狀α-Al₂O₃，與日本富士美PWA系列類似）是一種高純度的扁平六角晶體，具有可控的長寬比和鈍化邊緣。它是矽片切割後減薄、研磨和預拋光製程的主流精密磨料。廣泛應用於單晶矽片和光伏級多晶矽片的雙面研磨、邊緣倒角和預CMP拋光工藝，完美解決了普通剛玉磨料易刮傷、亞表面損傷大的缺點。
一、片狀氧化鋁的特性
1.晶相與純度：晶型為α-Al2O3，莫氏硬度為9；純度≥99%，鈉、鐵、磁性雜質含量低，避免金屬離子污染矽片；化學惰性強，在水性拋光漿料中不發生水解。
2.獨特的片狀形貌：顆粒呈扁平的六角形薄片狀，邊緣光滑，無尖角。研磨過程中，顆粒平鋪並黏附在矽片表面，並以平面滑動研磨而非尖角微切割。壓力分佈均勻，顆粒不易破碎，顯著減少了點蝕划痕和深層亞表面損傷。
3.粒徑可控制性：粒徑可精確調整；粒徑分佈範圍窄，研磨一致性高，過磨缺陷發生的可能性較小。
二、多製程技術在單晶矽晶片上的應用
1.切片後，將兩面粗磨。
應用：移除內圓切割和線切割造成的表面不規則性和切割損傷層，並控制矽片的總厚度偏差。
磨料選擇：1.5-5 μm 平面氧化鋁，配製成水性研磨懸浮液，用於雙面研磨機的鑄鐵研磨盤。
製程效果：與普通白剛玉相比，材料去除率更加穩定，亞表面損傷層厚度由 8-12 μm 減小到 3-5 μm；矽片表面無密集微划痕，後續拋光時間縮短 30% 以上；磨料消耗量減少 40%，設備砂輪磨損也更小。
2.單晶矽晶片邊緣倒角與邊緣磨削
矽片邊緣是應力集中區域，傳統的磨料，例如白剛玉或綠碳化矽，容易導致邊緣崩裂和微裂紋。扁平氧化鋁顆粒能夠對矽片邊緣進行輕柔均勻的切削，有效抑制邊緣微裂紋的產生，並提高後續高溫外延及鍵結製程的良率。它是一種專用於半導體晶圓邊緣拋光的磨料。
3.預拋光（CMP預研磨）
選擇：超細平面氧化鋁，搭配聚氨酯研磨墊，作為化學機械拋光前的找平工序。
目標：將表面粗糙度 Ra 降低至 0.8–1.5 nm，顯著縮短最終二氧化矽 CMP 漿料的拋光時間，降低 CMP 耗材成本，減少刮痕缺陷，並將晶圓良率提高到 99% 以上。
三、光電多晶矽晶片的大規模應用
多晶矽錠被切割成方形後，再將矽塊切割成片。光電多晶矽晶片的大量生產研磨主要有兩種方案：
1. 多晶矽片雙面整平研磨：傳統自由研磨劑採用不規則氧化鋁，容易在多晶矽晶界產生晶間刮痕。平面氧化鋁滑動研磨作用溫和，不會在晶界處產生溝槽缺陷，確保多晶矽片整體厚度均勻，減少印刷銀漿時的斷線問題，適用於PERC和TOPCon電池矽片的預處理過程。
2. 超薄多晶矽片研磨減薄：對於超薄矽片，平面磨料的切削力較弱，可有效防止矽片翹曲和開裂，大大提高超薄矽片研磨的合格率。
