特思迪:金刚石加工的革新者,精密磨抛技术深度探索

获悉，近日，北京特思迪半导体设备有限公司销售总监梁浩先生出席了由DT新材料主办的“第八届国际碳材料大会暨产业展览会”，并分享了《精密磨抛技术在金刚石材料加工中的应用》的报告主题演讲。

梁浩总监围绕提升金刚石磨抛精度及效率展开，介绍了金刚石整体磨抛工艺方案，并介绍相关设备与工艺的进展状况。与此同时，该团队也在深入探究辅助抛光应用于金刚石磨抛的可行性，正在对多种辅助抛光方法进行分析与实验，深度挖掘其解决金刚石难抛光问题的潜力。

金刚石材料因其超高的硬度与优异的热导率，在功率器件、光学窗口等领域展现出巨大潜力。然而其加工难度极高，表面平整度（TTV）与粗糙度（Ra）的控制成为行业核心挑战。

特思迪的研发实力与产业化支撑

北京特思迪半导体设备有限公司成立于2020年，作为国内超精密平面加工技术的领军企业，依托自主研发的工艺与设备集群，成为国内为数不多规模化量产化合物半导体专用减薄、抛光及CMP装备的企业。

特思迪主力机型TAP-400F单面研磨机采用模块化设计，支持干湿两用工艺，单片加工效率达15μm/小时；TGP-1060多轴抛光机则通过多抛光头协同作业，将多晶金刚石抛光效率提升至300nm/小时，良率稳定在95%以上。2023年，特思迪发布TFG系列全自动减薄机、TPC系列全自动化学机械抛光机，TSC系列晶圆刷洗机及TGP系列金刚石抛光机。2024年，特思迪发布8英寸碳化硅衬底研磨抛光整线设备、8寸碳化硅晶圆减薄机。

技术突破：从实验室到生产线的关键一跃

金刚石材料的加工堪称“硬科技”领域的珠峰，其超硬特性虽赋予其无可替代的性能优势，却也成为规模化应用的“拦路虎”。特思迪凭借十年深耕超精密平面加工的技术积淀，从设备研发、工艺优化到客户协作，构建了一条覆盖金刚石材料全加工链条的解决方案，助力这一“终极材料”从实验室走向生产线。

研磨抛光原理示意图。图源：《精密磨抛技术在金刚石材料加工中的应用》

金刚石加工的核心挑战在于平衡“效率”与“精度”。以多晶金刚石为例，其生长后的表面起伏可达TTV≥100μm，Ra≥5000nm，需通过多步骤精密磨抛实现TTV≤5μm、Ra≤1nm的目标。特思迪开发的“找平-粗磨-精磨-抛光”四步法，成为解决这一难题的关键：

· 激光找平：采用高能激光快速去除表面凸起，将初始TTV从100μm降至50μm以内，为后续加工奠定基础；· 梯度研磨：通过TAP-400F单面研磨机搭配定制磨盘，分阶段使用粗磨液与精磨液，逐步将TTV优化至5μm，Ra降至150nm；

· 机械抛光：TGP-1060多轴抛光机凭借4-6个独立抛光头协同作业，最终将Ra压至1nm以下，良率稳定在95%以上。

金刚石磨抛技术的发展趋势表现为尺寸日益增大，这导致传统磨抛工艺所需时间不断延长，同时对表面粗糙度的要求也愈发严格。然而，当前机械抛光技术已逐渐达到瓶颈，其高昂的成本难以进一步降低，因此迫切需要通过大幅改进磨抛工艺来突破现有局限。

在此背景下，特思迪在辅助抛光领域开展了多项前沿性探索，包括等离子体抛光（全局溅射）、芬顿试剂氧化剂体系以及紫外辅助催化氧化等创新技术，力求为金刚石磨抛技术的进一步发展提供全新解决方案。

图源：《精密磨抛技术在金刚石材料加工中的应用》

协同创新：特思迪设备与工艺双引擎

特思迪的核心竞争力在于其“设备-工艺-耗材”三位一体的研发模式。针对金刚石材料的特性，公司开发了多款专用设备：

· TAP-400F单面研磨机：支持干湿两用工艺，通过抛光头自转与往复运动，实现多晶金刚石片从粗磨到精磨的高效过渡，单片加工效率达15μm/小时，TTV控制精度≤5μm。· TGP-1060多轴抛光机：配备4-6个独立抛光头，可兼容2-6英寸晶圆，通过机械抛光将多晶金刚石表面粗糙度从150nm降至1nm以下，良率稳定在95%以上。

· CMP抛光系统：针对单晶金刚石，结合定制化抛光液（如芬顿试剂氧化体系）与高精度压力控制，实现亚纳米级表面质量（Ra≤0.5nm），满足高频器件衬底需求。 此外，特思迪的贴蜡机、减薄机及清洗设备形成完整后道工艺链，确保金刚石片在加工过程中的平整度与洁净度。

在实验室成果转化方面，特思迪设有“朗途实验室”和“砺晶实验室”，前者深耕表面界面控制技术，构建超精密平面加工的基础理论研究与关键技术突破的科研体系，实现核心部件的自主研发与突破；后者拓展平面加工工艺技术，建立全面的工艺数据库，解决各类半导体材料的不同工艺问题，实现设备+工艺的整体解决方案。

在辅助抛光技术中，实验室开发的“紫外催化氧化工艺”已进入中试验证阶段。通过1-萘甲酸修饰的二氧化钛催化剂，金刚石表面氧化速率提升40%，为低成本CMP工艺提供了新路径。等离子体全局溅射技术初步实现了Ra≤0.5nm的非接触式抛光，有望解决大尺寸晶圆加工的效率瓶颈。

赋能客户，助力金刚石产业化浪潮

特思迪与中国科学院、三安光电等300余家客户的深度合作，推动了金刚石在功率电子、射频器件、光学窗口等多个高技术领域的应用落地。

通过与头部厂商的合作，特思迪助力客户在4-6英寸多晶金刚石散热基板的加工周期上缩短了30%，同时降低25%的单片成本。在未来的战略布局上，特思迪不仅会继续推动大尺寸设备的突破，计划研发8英寸专用抛光机，以进一步提升加工效率，还将在智能化和绿色制造方面不断发力，进一步降低生产成本并提升产品质量。

北京特思迪半导体的技术路径始终围绕“解决真问题”展开——从降低TTV到优化Ra，从单点设备到全链条服务，其创新始终与产业需求同频。在金刚石迈向产业化的浪潮中，特思迪不仅是一家设备商，更是中国超精密制造能力的缩影。