PPS Retaining ring TECATRON CMP natural

Anéis de retenção CMP

Uma etapa especialmente crucial no processamento de wafers de silício para a fabricação de circuitos integrados é o processo de Chemical Mechanical Planarization (CMP). O anel de retenção é uma parte integral do processo CMP e tem a função de segurar o wafer no transportador durante o polimento, evitando que ele deslize fora do cabeçote do transportador e garantindo a remoção uniforme do material. Os materiais usados para anéis de retenção CMP precisam manter estabilidade dimensional em uma ampla faixa de temperaturas e pressões, além de resistir a produtos químicos agressivos presentes nas slurries de CMP. O desafio é encontrar um material para o anel de retenção com uma combinação de propriedades que melhore a eficiência do processo CMP e minimize os defeitos no nível do wafer.

Em estreita cooperação com os clientes, especializamo-nos no desenvolvimento de materiais frequentemente usados em dielétricos intercamadas, isolamento de trincheiras rasas, interconexões de cobre, plugs de tungstênio e outras aplicações CMP. Com várias décadas de experiência no fornecimento de materiais para anéis de retenção CMP, a Ensinger pode oferecer soluções para enfrentar os seguintes desafios:

  • Como em todos os graus semicondutores da Ensinger, os materiais para anéis de retenção CMP são fabricados em conformidade com os requisitos Copy Exact de semicondutores e com controles de qualidade mais rigorosos em comparação com os graus industriais. O gerenciamento Copy Exact da Ensinger inclui o bloqueio do fornecedor de matéria-prima, do tipo de matéria-prima e da instalação de produção. Como até pequenas diferenças nas propriedades do material impactam o desempenho geral do processo CMP, a conformidade Copy Exact até a matéria-prima é fundamental para manter alta consistência de desempenho.

  • Uma proporção significativa do custo total do anel de retenção consiste no custo do material do anel. Escolher o tamanho de tubo plástico mais adequado para o anel de retenção usinado permite menor desperdício e esforço de usinagem, impactando significativamente o custo do material. Por exemplo, mudar do tamanho padrão da indústria OD360/ID290 mm com 58,3 kg/m para o tamanho menor OD350/ID300 mm do TECAPEEK CMP com 42,2 kg/m resulta em até 27% de economia em desperdício de material e custo. Com quase 4000 combinações diferentes de polímeros e dimensões de tubos, a Ensinger oferece o melhor portfólio de tamanhos de tubos da indústria.

    Com nosso material PPS TECATRON SX natural e o material PEEK TECAPEEK SX natural, a Ensinger oferece uma ampla gama de dimensões de tubos para atender às demandas da indústria de semicondutores. Além de uma ampla variedade de tamanhos de tubos em estoque, dimensões sob encomenda estão disponíveis mediante solicitação.

    Tamanho do wafer

    06" (150 mm)

    08" (200 mm)

     

    12" (300 mm)

    Dimensões (OD / ID)


       
       180 / 125  230 / 150  280 / 210  340 / 260

     180 / 130  230 / 180  285 / 180  
     340 / 310
       180 / 140  230 / 190  285 / 190    350 / 300
       180 / 150  230 / 195  285 / 195    360 / 290
       180 / 160  230 / 200  285 / 200    360 / 295
       185 / 125  238 / 210  285 / 210 
     364 / 260
       185 / 130  250 / 180  285 / 220 
     

     185 / 140  250 / 190  300 / 180   
       185 / 150  250 / 195
     300 / 190  
     

     185 / 160
     250 / 200  300 / 195    

     190 / 125  250 / 210  300 / 200    
       190 / 130  250 / 220  300 / 210  
       190 / 140  255 / 180  300 / 220  
       190 / 150  255 / 190  305 / 180  
       190 / 160  255 / 195  305 / 190  
       200 / 125  255 / 210  305 / 195  
       200 / 130  255 / 220  305 / 200  

     200 / 140
     277 / 180  305 / 210  
     200 / 150  277 / 190  305 / 220  
       200 / 160  277 / 195    
       200 / 175  277 / 200    
       210 / 125  277 / 210    
       210 / 130  277 / 220    
       210 / 140  280 / 180    
       210 / 150  280 / 200    

    Entre em contato conosco para tamanhos não mencionados na visão geral acima. Verificaremos configurações específicas do cliente para chegar o mais próximo possível do tamanho final da peça.

  • O material do anel de retenção é o principal fator que influencia a taxa de desgaste do anel. Menor resistência ao desgaste leva à troca frequente dos anéis, contribuindo para menor utilização da ferramenta e aumento do custo de propriedade. Geralmente, o PEEK oferece até três vezes melhor resistência ao desgaste que o PPS, prolongando significativamente a vida útil do anel. Além disso, o PEEK CMP oferece até 20% de resistência ao desgaste superior em comparação ao PEEK padrão da indústria.

  • Pequenas diferenças nas propriedades do material do anel de retenção CMP podem alterar a microtextura do disco abrasivo, gerar diferentes quantidades de fragmentos e aparas do disco, e resultar em formas variadas das asperezas do disco. Por exemplo, em comparação com o uso de PPS de concorrentes, o semiacabado TECATRON CMP da Ensinger desgasta os discos de forma que as asperezas sejam otimizadas para maior remoção de material e redução de defeitos. Reduzir o número de unidades defeituosas e melhorar o rendimento impacta significativamente no custo de propriedade.
    Mais informações: Estudo de Caso Anel de Retenção CMP

  • Outras fontes de micro-riscos são o desgaste do sulco interno do anel (também conhecido como ataques laterais), que provoca paredes internas irregulares e faz com que a pasta abrasiva e outras partículas adiram à parede, se aglomerem, depois se desprendam e risquem o wafer. O desgaste do sulco interno não é um grande problema com PPS ou PC, pois o material se desgasta na face do anel de forma que o sulco interno está sempre exposto a material novo. No entanto, materiais de alta performance como o PEEK oferecem forte resistência ao desgaste na face do anel, permitindo que o sulco interno se desgaste e cause defeitos excessivos. O perfil de propriedades do material do anel, em particular o equilíbrio entre ductilidade e dureza, impacta o comportamento do desgaste do sulco interno. A Ensinger desenvolveu o semiacabado TECAPEEK CMP com um perfil de propriedades otimizado, permitindo reduzir o desgaste do sulco interno em comparação ao PEEK padrão.
    Outro fator que influencia o desgaste do sulco interno é a distorção da circularidade do anel. A deformação durante o desgaste pode ocorrer pela liberação de tensões residuais no material, induzidas pelo processo de moldagem. Todos os materiais CMP da Ensinger são produzidos via extrusão, minimizando os níveis de tensão residual e aumentando a cristalinidade, proporcionando maior estabilidade dimensional em comparação a outros métodos de processamento, como moldagem por injeção.

  • A planicidade consistente e menores variações na espessura do anel são essenciais para minimizar a deformação e o rebote do disco de polimento, que causam remoção irregular de material e sobrepolimento nas bordas do wafer. Melhor uniformidade na taxa de remoção de material (MRR) possibilita menor não uniformidade dentro do wafer (WIWNU) e tem impacto significativo no rendimento. De modo geral, níveis mais baixos de tensão residual no material do anel de retenção permitem melhor planicidade e ângulo de contato do anel. Os materiais em tubo da Ensinger para anéis CMP são fabricados por tecnologia de extrusão, um processo lento e contínuo que proporciona níveis de tensão residual mais baixos em comparação a outros métodos de fabricação, como a moldagem por injeção. Anéis extrudados oferecem um perfil de propriedades mais consistente do que anéis moldados por injeção, pois não apresentam linha de solda, o que também contribui para maior estabilidade dimensional.

  • Impurezas iônicas do polímero ou dos aditivos podem se desprender e causar contaminações. Todos os graus de material CMP da Ensinger utilizam polímeros puros, evitando o risco de contaminação. Além da pureza do material base, impurezas também podem ser incorporadas durante a fabricação do material. De modo geral, o processo de extrusão permite um melhor controle da consistência do produto e da qualidade em comparação à moldagem por injeção, reduzindo os riscos de contaminação. Além disso, todos os graus de material CMP da Ensinger passam por controles de qualidade mais rigorosos do que os graus de uso geral, resultando em maior segurança contra partículas estranhas.

    TECATRON CMP
    TECAPEEK CMP
    TECAPEEK SX
    TECADUR PET CMP

    Alumínio (Ai)

    < 1 < 1 < 1 < 1

    Cálcio (Ca)

    < 4 < 10 < 10 n.t.

    Cobre (Cu)

    < 1 < 1 < 1 n.t.

    Ferro (Fe)

    < 2 < 4 < 3 < 1

    Magnésio (Mg)

    < 1 < 6 < 1 < 1

    Potássio (K)

    < 1 < 1 < 1 < 1
     

    Zinco (Zn)

    < 1 < 1 < 1 n.t

     

    Teste de acordo com ICP-MS, níveis de concentração informados em ppm; (n.t.= não testado)
  • A Ensinger opera sistemas eficientes de gestão de estoque e planejamento global de demanda para garantir a melhor disponibilidade e desempenho de entrega dos materiais de tubo CMP da indústria. Armazéns em todo o mundo mantêm estoques extensivos de nossos materiais CMP. Além disso, parcerias próximas e garantias de fornecimento com fornecedores de matéria-prima de primeira linha permitem que a Ensinger minimize os riscos de gargalos na entrega.


Portfólio de Produtos

TECAPEEK CMP natural
TECATRON CMP natural
TECADUR PET CMP natural
TECANAT CMP natural

Estudos de caso aplicação

Anel de retenção CMP

fabricado em TECATRON CMP

Como atender aos inúmeros requisitos do processo de CMP

O anel de retenção é um componente crucial do processo de CMP, pois mantém o wafer sob o suporte durante o polimento e facilita a remoção uniforme do material. A seleção do material correto do anel é fundamental, pois afeta a eficiência do processo CMP e o nível de defeitos no nível do wafer. Esse estudo experimental demonstra como o TECATRON CMP natural pode reduzir o número de matrizes defeituosas e melhorar o rendimento.

Anel de retenção CMP usinado a partir de tubo TECAPEEK CMP natural

  • Excelente resistência ao desgaste e resistência mecânica
  • Perfil de propriedades especiais que permite menor ataque lateral
  • Alta pureza iônica
  • Boa estabilidade dimensional
  • Em conformidade com Copy Exact

Anel de retenção CMP usinado a partir de tubo TECADUR PET CMP natural

 

  • Boa resistência ao desgaste em temperaturas moderadas
  • Baixo coeficiente de atrito
  • Resistente à hidrólise até +70 °C
  • Boa estabilidade dimensional
  • Em conformidade com Copy Exact

Anel de retenção para lapidação de wafer usinado a partir de tubo TECANAT CMP natural

  • Custo eficiente
  • Boa usinabilidade
  • Boa estabilidade dimensional
  • Boa resistência ao impacto
  • Em conformidade com Copy Exact

Contato

Para solicitar amostras de material ou pedir uma cotação, acesse as páginas de detalhes dos produtos. Se você não tiver certeza de quais materiais utilizar em sua aplicação, ou se tiver dúvidas sobre detalhes técnicos, sinta-se à vontade para entrar em contato com nosso suporte técnico para orientação.