Asiakirja: kemiallinen mekaaninen kiillotustekniikka (CMP) nanokiteisille timanttikalvoille
Sisällysluettelo
Johdanto
Sovellusvaatimukset
Järjestelmän tekniset tiedot
Processing Flow
Tulokset
Asiakkaan tapaus
Johdanto
Nanocrystalline Diamond (NCD) -kalvot säilyttävät yksittäisen-kiteisen timantin korkean Youngin moduulin (1 100 GPa) samalla kun ne tarjoavat alhaisen-lämpötilan (<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.
Sovellusvaatimukset
NCD-kiekkojen käsittelyn on saavutettava seuraavat tavoitteet:
Pinnan karheus: jälkikiillotus-Ra enintään 2 nm
Kokonaispaksuuden vaihtelu (TTV): Lopullinen kiekon TTV pienempi tai yhtä suuri kuin 2 µm
Paksuuden säätö: Asiakkaan vaatimusten mukaan
Ei pintavaurioita: Vältä vikoja, kuten mikro{0}}halkeamia ja grafitoitumista
High Yield: Soveltuu taivutetuille kiekkoille, välttäen rikkoutumisen
Järjestelmän tekniset tiedot
HSM Precision Grinding and Polishing System tarjoaa täydellisen-prosessiratkaisun.
Processing Flow
Näytteen valmistus
Valmistele CVD{0}}kasvatetut NCD-kalvot, joiden paksuus on 1,5 µm.
Puhdista silikonisubstraatti puhdistusliuoksella.
Kiillotuksen valmistelu
Vaihda hiomalevy kiillotustyynyyn. Esikäsittele tyynyä 30 minuuttia ja vaihda hioma-aine HSM-kiillotuslietteeseen.
Ohjaa avainparametreja graafisen käyttöliittymän kautta:
Kiillotuslevyn nopeus: pienempi tai yhtä suuri kuin 100 rpm
Lietteen virtausnopeus: Valvotaan reaaliaikaisella-tippusyötön ohjausjärjestelmällä (vähentää jätettä)
Painekuorma: 3-4 psi
Kohde: Poista sub{0}}pinnan vauriot ja saavuta atomisesti sileä pinta (Ra pienempi tai yhtä suuri kuin 2 nm).
Tulokset
HSM{0}}CMP-järjestelmän käsittelemät NCD-filmit saavuttivat seuraavan suorituskyvyn:
Asiakkaan tapaus
Asiakas käytti HSM{0}}CMP-järjestelmää 2 tuuman NCD-filmin CMP-käsittelyyn seuraavasti:
Alkutila: RMS=18.3 nm, jossa näkyy selkeä rakeisuus.
4 tunnin kiillotuksen jälkeen: RMS=1.7 nm, paikallisten alueiden ollessa 0,42 nm.
Pinnan koostumus: XPS ei osoittanut grafitoitumista, ja happipitoisuus kasvoi kohtalaisesti.
Soveltuvuus: Tehokas taivutettuihin kiekoihin ilman murtumisvaaraa.
Puhdistusvaikutus: SC-1-puhdistus poisti useimmat pinnan epäpuhtaudet.
Tekninen validointi
Kaavio: NCD-kalvon pintamorfologia HSM{0}}CMP-järjestelmän käsittelyn jälkeen.
Huomautuksia:
Mittauslaitteet: ER230 valkoisen valon interferometri
