特思迪:金剛石加工的革新者,精密磨拋技術深度探索

獲悉，近日，北京特思迪半導體設備有限公司銷售總監(jiān)梁浩先生出席了由DT新材料主辦的“第八屆國際碳材料大會暨產(chǎn)業(yè)展覽會”，并分享了《精密磨拋技術在金剛石材料加工中的應用》的報告主題演講。

梁浩總監(jiān)圍繞提升金剛石磨拋精度及效率展開，介紹了金剛石整體磨拋工藝方案，并介紹相關設備與工藝的進展狀況。與此同時，該團隊也在深入探究輔助拋光應用于金剛石磨拋的可行性，正在對多種輔助拋光方法進行分析與實驗，深度挖掘其解決金剛石難拋光問題的潛力。

金剛石材料因其超高的硬度與優(yōu)異的熱導率，在功率器件、光學窗口等領域展現(xiàn)出巨大潛力。然而其加工難度極高，表面平整度（TTV）與粗糙度（Ra）的控制成為行業(yè)核心挑戰(zhàn)。

特思迪的研發(fā)實力與產(chǎn)業(yè)化支撐

北京特思迪半導體設備有限公司成立于2020年，作為國內(nèi)超精密平面加工技術的領軍企業(yè)，依托自主研發(fā)的工藝與設備集群，成為國內(nèi)為數(shù)不多規(guī)?；慨a(chǎn)化合物半導體專用減薄、拋光及CMP裝備的企業(yè)。

特思迪主力機型TAP-400F單面研磨機采用模塊化設計，支持干濕兩用工藝，單片加工效率達15μm/小時；TGP-1060多軸拋光機則通過多拋光頭協(xié)同作業(yè)，將多晶金剛石拋光效率提升至300nm/小時，良率穩(wěn)定在95%以上。2023年，特思迪發(fā)布TFG系列全自動減薄機、TPC系列全自動化學機械拋光機，TSC系列晶圓刷洗機及TGP系列金剛石拋光機。2024年，特思迪發(fā)布8英寸碳化硅襯底研磨拋光整線設備、8寸碳化硅晶圓減薄機。

技術突破：從實驗室到生產(chǎn)線的關鍵一躍

金剛石材料的加工堪稱“硬科技”領域的珠峰，其超硬特性雖賦予其無可替代的性能優(yōu)勢，卻也成為規(guī)?；瘧玫摹皵r路虎”。特思迪憑借十年深耕超精密平面加工的技術積淀，從設備研發(fā)、工藝優(yōu)化到客戶協(xié)作，構建了一條覆蓋金剛石材料全加工鏈條的解決方案，助力這一“終極材料”從實驗室走向生產(chǎn)線。

研磨拋光原理示意圖。圖源：《精密磨拋技術在金剛石材料加工中的應用》

金剛石加工的核心挑戰(zhàn)在于平衡“效率”與“精度”。以多晶金剛石為例，其生長后的表面起伏可達TTV≥100μm，Ra≥5000nm，需通過多步驟精密磨拋實現(xiàn)TTV≤5μm、Ra≤1nm的目標。特思迪開發(fā)的“找平-粗磨-精磨-拋光”四步法，成為解決這一難題的關鍵：

· 激光找平：采用高能激光快速去除表面凸起，將初始TTV從100μm降至50μm以內(nèi)，為后續(xù)加工奠定基礎；· 梯度研磨：通過TAP-400F單面研磨機搭配定制磨盤，分階段使用粗磨液與精磨液，逐步將TTV優(yōu)化至5μm，Ra降至150nm；

· 機械拋光：TGP-1060多軸拋光機憑借4-6個獨立拋光頭協(xié)同作業(yè)，最終將Ra壓至1nm以下，良率穩(wěn)定在95%以上。

金剛石磨拋技術的發(fā)展趨勢表現(xiàn)為尺寸日益增大，這導致傳統(tǒng)磨拋工藝所需時間不斷延長，同時對表面粗糙度的要求也愈發(fā)嚴格。然而，當前機械拋光技術已逐漸達到瓶頸，其高昂的成本難以進一步降低，因此迫切需要通過大幅改進磨拋工藝來突破現(xiàn)有局限。

在此背景下，特思迪在輔助拋光領域開展了多項前沿性探索，包括等離子體拋光（全局濺射）、芬頓試劑氧化劑體系以及紫外輔助催化氧化等創(chuàng)新技術，力求為金剛石磨拋技術的進一步發(fā)展提供全新解決方案。

圖源：《精密磨拋技術在金剛石材料加工中的應用》

協(xié)同創(chuàng)新：特思迪設備與工藝雙引擎

特思迪的核心競爭力在于其“設備-工藝-耗材”三位一體的研發(fā)模式。針對金剛石材料的特性，公司開發(fā)了多款專用設備：

· TAP-400F單面研磨機：支持干濕兩用工藝，通過拋光頭自轉(zhuǎn)與往復運動，實現(xiàn)多晶金剛石片從粗磨到精磨的高效過渡，單片加工效率達15μm/小時，TTV控制精度≤5μm。· TGP-1060多軸拋光機：配備4-6個獨立拋光頭，可兼容2-6英寸晶圓，通過機械拋光將多晶金剛石表面粗糙度從150nm降至1nm以下，良率穩(wěn)定在95%以上。

· CMP拋光系統(tǒng)：針對單晶金剛石，結合定制化拋光液（如芬頓試劑氧化體系）與高精度壓力控制，實現(xiàn)亞納米級表面質(zhì)量（Ra≤0.5nm），滿足高頻器件襯底需求。 此外，特思迪的貼蠟機、減薄機及清洗設備形成完整后道工藝鏈，確保金剛石片在加工過程中的平整度與潔凈度。

在實驗室成果轉(zhuǎn)化方面，特思迪設有“朗途實驗室”和“礪晶實驗室”，前者深耕表面界面控制技術，構建超精密平面加工的基礎理論研究與關鍵技術突破的科研體系，實現(xiàn)核心部件的自主研發(fā)與突破；后者拓展平面加工工藝技術，建立全面的工藝數(shù)據(jù)庫，解決各類半導體材料的不同工藝問題，實現(xiàn)設備+工藝的整體解決方案。

在輔助拋光技術中，實驗室開發(fā)的“紫外催化氧化工藝”已進入中試驗證階段。通過1-萘甲酸修飾的二氧化鈦催化劑，金剛石表面氧化速率提升40%，為低成本CMP工藝提供了新路徑。等離子體全局濺射技術初步實現(xiàn)了Ra≤0.5nm的非接觸式拋光，有望解決大尺寸晶圓加工的效率瓶頸。

賦能客戶，助力金剛石產(chǎn)業(yè)化浪潮

特思迪與中國科學院、三安光電等300余家客戶的深度合作，推動了金剛石在功率電子、射頻器件、光學窗口等多個高技術領域的應用落地。

通過與頭部廠商的合作，特思迪助力客戶在4-6英寸多晶金剛石散熱基板的加工周期上縮短了30%，同時降低25%的單片成本。在未來的戰(zhàn)略布局上，特思迪不僅會繼續(xù)推動大尺寸設備的突破，計劃研發(fā)8英寸專用拋光機，以進一步提升加工效率，還將在智能化和綠色制造方面不斷發(fā)力，進一步降低生產(chǎn)成本并提升產(chǎn)品質(zhì)量。

北京特思迪半導體的技術路徑始終圍繞“解決真問題”展開——從降低TTV到優(yōu)化Ra，從單點設備到全鏈條服務，其創(chuàng)新始終與產(chǎn)業(yè)需求同頻。在金剛石邁向產(chǎn)業(yè)化的浪潮中，特思迪不僅是一家設備商，更是中國超精密制造能力的縮影。