Применение PEEK | Анализ применения материала PEEK в CMP-удерживающих кольцах и ключевые технологии

Процесс CMP (Chemical Mechanical Polishing — химико-механическая полировка) играет важнейшую роль в производстве полупроводников.

CMP-удерживающее кольцо является критическим расходным материалом этого процесса, обеспечивая фиксацию и поддержку подложки. С ростом сложности производственных процессов требования к материалам удерживающих колец становятся всё более строгими.

Полиэфирэфиркетон (PEEK) благодаря высокой термостойкости, химической инертности, высокой механической прочности и сверхнизкой загрязняемости становится идеальным выбором для высококлассных CMP-удерживающих колец. В статье проанализированы технические особенности удерживающих колец CMP и передовые применения PEEK в этой области.

Что такое CMP-удерживающее кольцо?

CMP — это ключевой процесс, сочетающий химическую коррозию и механическую полировку, с целью удаления избыточных/неровных слоев диэлектрика с поверхности подложки для достижения высокой степени её выравнивания.

CMP широко применяется в производстве полупроводников для удаления различных материалов, таких как диоксид кремния, вольфрам и медь.

Процесс CMP включает расходные материалы:

• Абразивная суспензия (slurry)

• Полировальные подушки

• Кондиционеры для подушек

• Удерживающие кольца CMP

• Мембраны и др.

Функции CMP-удерживающего кольца

Удерживающие кольца CMP устанавливаются на полировочную головку и выполняют:

• Фиксация подложки:
  Надежно фиксируют подложку внутри головки, предотвращая смещение при высокой скорости вращения и давлении.

• Устранение краевого эффекта и повышение равномерности:
  Специальный дизайн предотвращает переполировку краев, обеспечивая равномерность обработки и повышая выход годных изделий.

• Защита краев подложки:
  Амортизируют удары, защищая края от сколов и трещин.

Точность и характеристики удерживающего кольца напрямую влияют на качество полировки и стабильность процессов.

Вызовы для CMP-удерживающих колец

1. Жесткие механические нагрузки

• Высокое давление и трение:
  Кольцо выдерживает большее давление, чем подложка, и интенсивное трение с полировальной подушкой.

• Динамический износ:
  Постоянный контакт с краем подложки вызывает износ, проверяя прочность материала.

• Стабильность конструкции:
  Необходим баланс жесткости и ударной вязкости для предотвращения деформации и растрескивания.

2. Химическая коррозия

Каждая подложка проходит несколько стадий CMP с разными абразивными суспензиями, создающими агрессивную химическую среду.

Требования к производительности удерживающих колец CMP

• Механическая прочность и износостойкость

• Химическая стойкость

• Размерная стабильность

• Низкое загрязнение

• Высокая точность производства

Преимущества материала PEEK

По мере усложнения производственных процессов традиционные материалы уступают PEEK, который предлагает:

• Высокую термостойкость

• Химическую инертность

• Отличную механическую прочность

• Низкую степень загрязнения

• Продленный срок службы — в несколько раз больше традиционных материалов

Структуры удерживающих колец и рыночные тренды

Существует два основных типа конструкций удерживающих колец:

1. Кольца с наклеенными вставками:
   Пластиковые вставки приклеены к металлическому основанию. Технология отлажена, но возможен контакт металла и загрязнение клеем.

2. Кольца с полным покрытием:
   Пластик методом литья полностью покрывает металлический сердечник. Исключено загрязнение клеем, что идеально для чистых процессов.

Оба типа могут производиться из PEEK. Однако спрос на покрытые кольца растет.

Решения PEEK для CMP-удерживающих колец

Высокое качество CMP-колец требует материалов с высокой чистотой и стабильностью. Смола ARKPEEK-1000 компании доказала свои преимущества.

Преимущества:

• Высокая чистота, минимум включений

• Отличная вязкость и ударопрочность

• Размерная стабильность и легкость формования

• Электрические, химические и огнестойкие качества

• Поддержка индивидуальных рецептур

Компания ARKPEEK предлагает конкурентоспособные решения для китайской полупроводниковой индустрии, помогая снизить затраты и повысить эффективность.

Заключение

По мере прогресса в полупроводниковой отрасли требования к CMP-удерживающим кольцам растут. PEEK благодаря своим свойствам становится предпочтительным материалом для высококлассных расходников CMP.