恩欣格CMP研磨环材料介绍

化学机械抛光（CMP）工艺是硅晶圆生产中非常重要的一个步骤。晶圆尺寸越大，芯片就越小，芯片上的线宽和纹路尺寸也就越小。找到满足性能需求的理想材料是一大挑战，因为CMP工艺需要由高性能材料制成的组件。通过与客户紧密合作，恩欣格专门开发了满足这些要求的材料。

由于稳定性更高，加工误差更少

在化学机械抛光过程中，由于研磨环必须在抛光过程中夹住晶圆，所以材料会与不同的浆料接触。浆料会对处理组件产生负面影响。此外，材料还需要承受机械负载，因此应具有良好的弹性、韧性或强度。

要制造研磨环，需要材料具有极高的加工精度和尺寸稳定性，以减少晶圆中微刮伤的发生几率，确保提高可用IC的产量。尺寸稳定性可能会受高机械负载、高温或潮湿环境的影响。

整个CMP过程中，高纯度至关重要。因此，研磨环还必须具有很高的纯度。这意味着材料不应被铝或铜等金属污染，以避免划伤晶圆表面。同时，研磨环的材料应具有低渗气性能。

特殊应用需要使用特殊的材料

通常，研磨环采用普通PPS材料。虽然，PPS材料常是一种不错的材料选择，但仍有改进空间。TECATRON CMP是一款经过特别改性的材料，材料性能有所改进，以满足CMP工艺的要求，下文进行了详细说明。

PPS材料TECATRON CMP的特点是具有较高的耐磨性，是PPS行业标准的两倍以上（见图1）。它具有非常好的热性能和机械性能，例如高拉伸强度和弯曲强度（见图2），因此在清洁晶圆或测试过程中使用非常方便。结合良好的耐化学性和耐溶剂性，以及良好的摩擦性能，提高了塑料组件的使用寿命。

图1 磨损率

图2 强度

TECAPEEK CMP材料也可以满足必要的要求。这款PEEK产品的特性包括良好的韧性和高延展性。此外，它具有良好的尺寸稳定性，使最终部件的形状可保持稳定。

其优异的耐磨性在CMP过程、沉积过程和测试过程中是一种优势。结合优异的耐化学性、耐高温性以及良好的机械性能和摩擦性能，如高弹性（见图3），确保它的使用寿命更长。

图3 弹性模量

恩欣格的高性能塑料能够不断满足，甚至超过纯度要求，并已通过行业认可的普通金属材料实验室测试，可降低金属污染的风险。在图4中，显示了我们材料的低污染水平，衡量单位为ppm。

由TECAPEEK CMP或TECATRON CMP制成的研磨环具有低渗气性，因此晶圆不会被排出的气体破坏。此外，由于其提高了可加工性，在半成品的机加工阶段非常方便。

图4污染检测

结果/优势

使用恩欣格推荐的材料可减小研磨环的误差，延长材料的使用寿命。因此，在中断生产更改CMP生产设备中的耗材套件，可以抛光更多的晶圆。此外，由于放置和停机时间缩短，每个晶圆的成本有所降低。由于机械加工性得到提高，这些材料的优点在半成品的机加工阶段十分突出，可以帮助缩短加工时间，减少去毛刺程度，提高生产率。

针对每个应用都有单独的要求。恩欣格可以提供以下材料：

TECATRON SE (PPS)：具有良好的尺寸稳定性和低蠕变

TECAPEEK SE (PEEK)：具有卓越的耐化学性

TECADUR PET CMP (PET)：具有良好的滑动和摩擦性能

文章来源：恩欣格官网，原文链接：https://www.ensingerplastics.com/zh-cn/semiconductor/case-study-cmp-retaining-rings