Document : Technologie de polissage chimico-mécanique (CMP) pour les films de diamant nanocristallin
Table des matières
Introduction
Exigences de candidature
Spécifications du système
Flux de traitement
Résultats
Cas client
Introduction
Les films de diamant nanocristallin (NCD) conservent le module d'Young élevé (1 100 GPa) du diamant monocristallin tout en offrant l'avantage d'une température basse- (<450 °C) growth. This makes them highly promising for applications in Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS), Surface Acoustic Wave (SAW) devices, thermal management, and tribological coatings. However, due to competitive grain growth, the surface roughness of NCD films increases with thickness, limiting their use in devices requiring ultra-smooth surfaces. Chemical Mechanical Polishing (CMP), as a low-temperature, low-pressure, high-precision surface planarization technique, can effectively reduce NCD film roughness and enhance their suitability for such devices.
Exigences de candidature
Le traitement des plaquettes NCD doit atteindre les objectifs suivants :
Rugosité de surface : après-polissage Ra inférieur ou égal à 2 nm
Variation d'épaisseur totale (TTV) : TTV de la tranche finale inférieur ou égal à 2 µm
Contrôle de l'épaisseur : soumis aux exigences du client
Aucun dommage de surface : évitez les défauts tels que les micro-fissures et la graphitisation.
Rendement élevé : convient aux plaquettes courbées, évitant ainsi la casse
Spécifications du système
Le système de meulage et de polissage de précision HSM fournit une solution de processus-complète.
Flux de traitement
Préparation des échantillons
Préparez des films NCD cultivés par CVD-avec une épaisseur de 1,5 µm.
Nettoyez le substrat en silicium à l'aide d'une solution de nettoyage.
Préparation au polissage
Remplacez le plateau de meulage par un tampon de polissage. Pré-conditionnez le tampon pendant 30 minutes et remplacez l'abrasif par une pâte de polissage spécialisée HSM.
Contrôlez les paramètres clés via l'interface graphique :
Vitesse du plateau de polissage : Inférieure ou égale à 100 tr/min
Débit de lisier : surveillé par un -système de contrôle de l'alimentation goutte à goutte en temps réel (réduit les déchets)
Charge de pression : 3-4 psi
Cible : Supprimez les dommages souterrains-et obtenez une surface atomiquement lisse (Ra inférieur ou égal à 2 nm).
Résultats
Les films NCD traités par le système HSM-CMP ont atteint les performances suivantes :
Cas client
Un client a utilisé le système HSM-CMP pour le traitement CMP d'un film NCD de 2 pouces comme suit :
État initial : RMS=18.3 nm, montrant des facettes de grain distinctes.
Après 4 heures de polissage : RMS=1.7 nm, avec des zones localisées atteignant 0,42 nm.
Composition de la surface : XPS n'a montré aucune graphitisation, avec une augmentation modérée de la teneur en oxygène.
Adéquation : Efficace pour les plaquettes courbées sans risque de fracture.
Effet nettoyant : le nettoyage SC-1 élimine la plupart des contaminants de surface.
Validation technique
Schéma : Morphologie de surface du film NCD après traitement par le système HSM-CMP.
Remarques :
Équipement de mesure : Interféromètre à lumière blanche ER230
