Document: Tehnologia de lustruire chimică mecanică (CMP) pentru filmele de diamant nanocristaline
Cuprins
Introducere
Cerințe de aplicare
Specificații de sistem
Fluxul de procesare
Rezultate
Cazul clientului
Introducere
Filmele de diamant nanocristalin (NCD) rețin modulul Young ridicat (1.100 GPa) al diamantului monocristalin, oferind în același timp avantajul temperaturii scăzute (-) (<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.
Cerințe de aplicare
Prelucrarea plachetelor NCD trebuie să atingă următoarele obiective:
Rugozitatea suprafeței: post-lustruire Ra Mai mică sau egală cu 2 nm
Variația grosimii totale (TTV): Placa finală TTV Mai mică sau egală cu 2 µm
Controlul grosimii: Sub rezerva cerințelor clientului
Fără deteriorare a suprafeței: evitați defecte precum micro-fisurile și grafitizarea
Randament ridicat: Potrivit pentru napolitane arcuite, evitând ruperea
Specificații de sistem
Sistemul de șlefuire și lustruire de precizie HSM oferă o soluție completă de proces-.
Fluxul de procesare
Pregătirea probei
Pregătiți filme NCD crescute cu CVD-cu o grosime de 1,5 µm.
Curățați substratul de silicon folosind o soluție de curățare.
Pregătirea lustruirii
Înlocuiți placa de șlefuire cu un tampon de lustruit. Pre-condiționați tamponul timp de 30 de minute și comutați abrazivul la pastă de lustruire specializată HSM.
Controlați parametrii cheie prin interfața grafică:
Viteza plăcii de lustruire: mai mică sau egală cu 100 rpm
Debitul de șlam: monitorizat de un sistem de control-în timp real al alimentării prin picurare (reduce deșeurile)
Sarcina de presiune: 3-4 psi
Țintă: Îndepărtați deteriorarea sub-suprafeței și obțineți o suprafață netedă din punct de vedere atomic (Ra Mai mică sau egală cu 2 nm).
Rezultate
Filmele NCD procesate de sistemul HSM-CMP au obținut următoarele performanțe:
Cazul clientului
Un client a folosit sistemul HSM-CMP pentru procesarea CMP a unui film NCD de 2 inchi, după cum urmează:
Stare inițială: RMS=18.3 nm, care prezintă fațete distincte ale granulelor.
După 4 ore de lustruire: RMS=1.7 nm, cu zonele localizate atingând 0,42 nm.
Compoziția suprafeței: XPS nu a prezentat grafitizare, cu o creștere moderată a conținutului de oxigen.
Adecvare: Eficient pentru napolitane arcuite, fără risc de fractură.
Efect de curățare: curățarea SC-1 a îndepărtat majoritatea contaminanților de suprafață.
Validare tehnică
Schemă: morfologia suprafeței filmului NCD după procesarea de către sistemul HSM-CMP.
Note:
Echipament de măsurare: interferometru cu lumină albă ER230
