在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）是實(shí)現(xiàn)晶圓表面全局平坦化的關(guān)鍵技術(shù)，而CMP保持環(huán)（固定環(huán)）則是這一工藝中不可或缺的核心組件。CMP保持環(huán)的主要作用是固定晶圓位置，均勻分布拋光壓力，防止晶圓邊緣出現(xiàn)"過(guò)磨"現(xiàn)象，同時(shí)引導(dǎo)拋光液均勻流向晶圓表面，確保拋光均勻性和良品率。隨著半導(dǎo)體技術(shù)向更小制程節(jié)點(diǎn)發(fā)展，對(duì)CMP保持環(huán)的性能要求日益嚴(yán)苛，而注塑成型的特種工程塑料保持環(huán)憑借其優(yōu)異的綜合性能，正逐步成為保持環(huán)的新選擇。

CMP保持環(huán)在拋光過(guò)程中與晶圓、拋光液和拋光墊直接接觸，因此其材質(zhì)需滿足以下關(guān)鍵要求：

高耐磨耐蝕性：抵抗拋光液中的微小顆粒和化學(xué)添加劑對(duì)保持環(huán)造成磨損、刮擦和腐蝕，減少因摩擦導(dǎo)致的尺寸變化，延長(zhǎng)使用壽命。

良好的機(jī)械性能：在拋光過(guò)程中，保持環(huán)需要承受一定的機(jī)械負(fù)載，因此必須具有良好的彈性、韌性和強(qiáng)度，防止變形或斷裂。

高加工精度及尺寸穩(wěn)定性：尺寸的微小變化都可能導(dǎo)致發(fā)塵量增加，進(jìn)而影響晶圓表面的精度，所以保持環(huán)的加工精度和尺寸穩(wěn)定性至關(guān)重要。

高純凈度：保持環(huán)的材料應(yīng)具有低滲氣性能和低顆粒釋放性，以避免對(duì)晶圓造成污染。

一、注塑加工半導(dǎo)體CMP保持環(huán)的材質(zhì)選擇：PPS與PEEK

PPS：PPS具有耐高溫、高機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、抗蠕變性能、尺寸穩(wěn)定以及優(yōu)越的耐化學(xué)性和抗水解性等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)改性處理后，其性能能夠更好地滿足CMP工藝的要求。注塑PPS材質(zhì)的保持環(huán)在成本控制方面具有一定優(yōu)勢(shì)，適合一些對(duì)成本較為敏感的應(yīng)用場(chǎng)景。

PEEK：PEEK具有優(yōu)異的耐擦耐磨損性、耐化學(xué)性、機(jī)械強(qiáng)度和耐高溫等特性，能夠滿足保持環(huán)的各項(xiàng)性能要求。在氧化物和鎢拋光液中，注塑PEEK保持環(huán)的使用壽命更長(zhǎng)，且比常用的PPS保持環(huán)耐磨損壽命提高2倍以上。此外，PEEK還具有較高的尺寸穩(wěn)定性，能夠在極端工作條件下保持穩(wěn)定的性能水平，從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

二、通過(guò)注塑加工CMP保持環(huán)的關(guān)鍵制造優(yōu)勢(shì)

1.高精度復(fù)雜結(jié)構(gòu)一體化成型

注塑工藝能夠一次性成型具有復(fù)雜溝槽、流道和精密配合面的保持環(huán)結(jié)構(gòu)，通過(guò)優(yōu)化模具設(shè)計(jì)，注塑成型的PEEK或PPS保持環(huán)可實(shí)現(xiàn)±0.01mm的高精度，完全滿足半導(dǎo)體制造對(duì)尺寸穩(wěn)定性的嚴(yán)苛要求。

2.生產(chǎn)效率高，成本優(yōu)勢(shì)顯著

精密注塑工藝通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)和優(yōu)化工藝參數(shù)，可大幅縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率。與傳統(tǒng)的加工方式相比，注塑加工表面質(zhì)量高，減少后續(xù)加工步驟降低人工成本和材料浪費(fèi)。

3.良好的表面質(zhì)量

注塑成型的保持環(huán)表面光滑，能夠減少顆粒的附著和釋放。有助于提高半導(dǎo)體制造過(guò)程中的良品率。

總結(jié)：

未來(lái)，隨著材料科學(xué)的持續(xù)進(jìn)步和注塑技術(shù)的優(yōu)化，PPS與PEEK注塑成型的CMP保持環(huán)將在半導(dǎo)體制造中發(fā)揮更重要的作用，為晶圓全局平坦化工藝提供更高效、更穩(wěn)定的解決方案，助力半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)突破制程極限，邁向更高精度與可靠性的新時(shí)代。

審核編輯 黃宇