Ein besonders wichtiger Schritt bei der Bearbeitung von Siliziumwafern für die Herstellung integrierter Schaltkreise ist das chemisch-mechanische Planarisierungsverfahren (CMP). Der Haltering ist ein integraler Bestandteil des CMP-Prozesses und hat die Aufgabe, den Wafer während des Polierens unter dem Träger zu halten, ihn vor dem Herausrutschen aus dem Trägerkopf zu schützen und einen gleichmäßigen Materialabtrag zu gewährleisten. Die für CMP Halteringe verwendeten Materialien müssen über einen weiten Temperatur- und Druckbereich hinweg formstabil bleiben und den aggressiven Chemikalien in CMP Schlämmen standhalten. Die Herausforderung besteht darin, ein Halteringmaterial mit einer Kombination von Materialeigenschaften zu finden, die die Effizienz des CMP Prozesses verbessern und Defekte auf Wafer Ebene auf ein Minimum reduzieren.
In enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden haben wir uns auf die Entwicklung von Materialien spezialisiert, die häufig für Zwischenschichtdielektrikum, flache Grabenisolierung, Kupferverbindungen, Wolframstopfen und andere CMP Anwendungen verwendet werden. Mit jahrzehntelanger Erfahrung in der Entwicklung von Werkstoffen für CMP Halteringe kann Ensinger Lösungen für die folgenden Anforderungen anbieten:
Wafer Größe |
06" (150 mm) |
08" (200 mm) |
12" (300 mm) |
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Dimensions (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 |
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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 |
Geringfügige Unterschiede in den Materialeigenschaften des CMP-Halterings können die Mikrotextur des Pads verändern, unterschiedliche Mengen an Pad Fragmenten und Spänen verursachen und zu unterschiedlichen Formen der Pad Aspersität führen. Im Vergleich zur Verwendung von PPS eines Mitbewerbers verschleißt die TECATRON CMP von Ensinger die Pads so, dass die Pad Aspersität für einen verbesserten Materialabtrag und weniger Defekte optimiert ist. Die Verringerung der Anzahl fehlerhafter Werkzeuge und die Verbesserung der Ausbeute haben erhebliche Auswirkungen auf die Betriebskosten.
Weitere Informationen: Fallstudie CMP Halteringe
Eine weitere Quelle für Mikrokratzer ist der Verschleiß der inneren Ringnut (auch als Side Attack bezeichnet), der zu unebenen inneren Ringwänden führt und Schlamm und andere Partikel dazu veranlasst, an der Wand zu haften, zu agglomerieren, sich später zu lösen und den Wafer zu verkratzen. Bei PPS oder PC ist die Abnutzung der Innenrille kein großes Problem, da sich das Material an der Oberfläche des Rings in einem bestimmten Rhythmus abnutzt, so dass die Innenrille ständig neues Material sieht. Hochleistungswerkstoffe wie PEEK bieten jedoch eine hohe Verschleißfestigkeit auf der Ringoberfläche, so dass ein Verschleiß der Innennut auftreten und übermäßige Defekte verursachen kann. Das Eigenschaftsprofil des Ringmaterials, insbesondere das Gleichgewicht zwischen Duktilität und Härte, wirkt sich auf das Verschleißverhalten der Innenrille aus. Ensinger hat TECAPEEK CMP mit einem optimierten Eigenschaftsprofil entwickelt, das im Vergleich zu Standard PEEK einen geringeren Innennutverschleiß ermöglicht.
Ein weiterer Einflussfaktor für die Entstehung von Innennutenverschleiß ist die Verformung der Ringrundung. Die Verformung beim Verschleiß kann durch die Freisetzung von Eigenspannungen im Material entstehen, die durch den Formgebungsprozess induziert werden. Alle CMP Werkstoffe von Ensinger werden im Extrusionsverfahren hergestellt, wodurch die Eigenspannungen minimiert und die Kristallinität verbessert werden, was eine höhere Dimensionsstabilität als bei anderen Verarbeitungsverfahren wie dem Spritzguss ermöglicht.
TECATRON CMP |
TECAPEEK CMP |
TECAPEEK SX |
TECADUR PET CMP |
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Aluminium (Ai) | < 1 | < 1 | < 1 | < 1 |
Calcium (Ca) | < 4 | < 10 | < 10 | n.t. |
Copper (Cu) | < 1 | < 1 | < 1 | n.t. |
Iron (Fe) | < 2 | < 4 | < 3 | < 1 |
Magnesium (Mg) | < 1 | < 6 | < 1 | < 1 |
Potassium (K) | < 1 | < 1 | < 1 | < 1 |
Zinc (Zn) | < 1 | < 1 | < 1 | n.t |