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) |
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Dimensões (OD / ID) |
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| 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 |
|
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| 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 |
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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 |
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.



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