סיליקון קרביד (SiC), אבן יסוד של-הדור השלישי של מוליכים למחצה- רחבי פס, מעצב מחדש את הנוף של מכשירי חשמל בכלי רכב אנרגיה חדשים, תקשורת 5G, מעבר רכבות ומעבר לכך, הודות למאפיינים יוצאי הדופן-הרחבים שלו, שדה התמוטטות קריטי גבוה ויכולת התנהלות גבוהה יותר. עם זאת, קשיות Mohs הקיצונית של 9.2–9.3 והאינרטיות הכימית המובהקת הופכים את עיבוד הפרוסים לצוואר בקבוק קריטי שמשפיע ישירות על ביצועי המכשיר והתפוקה, ומציג "אגוז קשה לפיצוח" הידוע לשמצה. בליטוש עדין קונבנציונלי של פרוסות, חומרים שוחקים סיליקה קולואידים (SiO₂), למרות שמסוגלים לספק חספוס משטח נמוך במיוחד, הם רכים בהרבה מ-SiC ולכן סובלים משיעורי הסרת חומרים נמוכים במיוחד. חומרי שיוף יהלומים, לעומת זאת, הם "אגרסיביים" מדי, ומשאירים לעתים קרובות שריטות עמוקות ונזקים תת-קרקעיים. כתוצאה מכך, אלומינה (Al₂O₃), עם הקשיות המתאימה והתכונות הפיזיקוכימיות היציבות שלה, התגלתה כמועמדת מובילה עבור חומרי ליטוש עדינים של SiC. במיוחד, אלומינה בקנה מידה של מאה-ננומטר-(100-150 ננומטר) הופכת להיות סוס העבודה ב-high-תמיסות SiC CMP (Chemical Mechanical Polishing), שכן היא מייצרת איזון אידיאלי בין יכולת הסרה מכנית ובקרת פגמים פני השטח.
מדוע אלומינה בקנה מידה מאה-ננומטר-?
The choice of abrasive particle size is fundamentally governed by the trade-off between removal efficiency and surface quality. Micron-sized abrasives (>1 מיקרומטר) יכול לספק קצבי הסרה מכאניים גבוהים יותר, אך נוטים לגרום לפגמים קטלניים כגון שריטות עמוקות ובורות על משטח הפרוסות, ולא עומדים בדרישה המחמירה של מישוריות בקנה מידה אטומי-. לעומת זאת, חומרים שוחקים עדינים יותר מועדים להצטברות וחסרים כוח חיתוך מספיק, מה שמוביל לירידה דרסטית ביעילות הליטוש ומתקשה להתגבר על מחסום הקשיות הגבוהה של SiC. לעומת זאת, למאה-ננומטר חומרי שוחקים מאלומינה יש מומנטום נאות לביצוע שחיקה מכנית יעילה. יתר על כן, עם בקרת מורפולוגיה נכונה, הם יכולים להקל על "שחיקה מתגלגלת" תחת האילוץ של כרית הליטוש, ובכך למזער את הסיכון לשריטות לרמה ניתנת לניהול. טווח גודל החלקיקים הזה הפך כעת בהדרגה למסלול הטכני המרכזי של-מתקדמים של-ה-תמיסות ליטוש עדינות SiC.
כמובן, מעבר לגודל החלקיקים, ליטוש עדין SiC מטיל את הדרישות הנוספות הבאות לחומרי שוחק:
(1) התפלגות גודל החלקיקים:עבור מאה-ננומטר אלומינה, מונו-פיזור הוא לא פחות קריטי מהערך המוחלט של גודל החלקיקים הממוצע. גם אם הקוטר הממוצע נשלט בטווח של מאה-ננומטר, התפלגות גדלים רחבה לא רק פוגעת באחידות הליטוש אלא גם מאפשרת לחלקיקים גדולים יותר לגרום לשריטות עמוקות במהלך הליטוש, מה שמוביל ישירות לגרוטאות שבבים.
(2) מוֹרפוֹלוֹגִיָה:חלקיקי אלומינה בעלי צורה לא סדירה (למשל, טסיות דם, מחטים או שברים זוויתיים) נוטים מאוד לנקר את פני הוופל וליצור שריטות במהלך הליטוש. לעומת זאת, חלקיקים כדוריים או קרובים ל-כדוריים נוטים להשתתף בהסרת החומר על ידי גלגול בין כרית הליטוש לפרוסה, למעשה פיזור כוחות גזירה והפחתה ניכרת של צפיפות הפגם.
(3) שלב קריסטל:אלומינה קיימת במספר שלבים גבישיים (, δ, θ, וכו'), ביניהם -Al₂O₃ הוא השלב היציב ביותר מבחינה תרמודינמית וגם הקשה ביותר (Mohs קשיות 9) והאינרטי ביותר מבחינה כימית. במהלך CMP, אלומינה שלב - מספקת פעולת חיתוך מכאנית מתמשכת ויציבה מבלי לעבור תגובות בלתי מבוקרות עם המדיה החומצית או הבסיסית המצוי בדרך כלל בתמיסות ליטוש.
(4) אולטרה-טוהר גבוה:יש לשלוט על זיהומים מתכתיים ברמות נמוכות במיוחד; אחרת, הם מסתכנים בזיהום הפרוסה ובפגיעה בביצועי המכשיר.