리테이닝 링(Retaining ring)

화학기계적 연마(CMP)는 실리콘 웨이퍼 공정에서 매우 중요한 단계이며, 최근에는 더 큰 웨이퍼에서 더 좁은 선폭 및 피처 사이즈의 작은 칩을 선호하는 경향을 보이고 있습니다. CMP 공정에는 높은 품질 수준의 소재로 만들어진 부품이 필요하므로, 원하는 특성을 가진 소재를 찾는 것이 핵심입니다. 당사는 고객과 긴밀히 협업하여 해당 요구사항을 충족하는 소재를 개발하데 주력하고 있습니다.

리테이닝 링 소재 특성

화학기계적 연마 공정 과정 중 리테이닝 링은 연마되는 웨이퍼를 고정해야 하므로, 화학물질인 다양한 슬러리 (slurries)와 - 취급 부품에 나쁜 영향을 줌 - 접촉하게 되고, 또한 기계적 하중을 견뎌야 하기 때문에 우수한 탄성, 인성 또는 강도의 특성을 가져야 합니다.
리테이닝 링 제조 시, 웨이퍼의 미세한 긁힘 (microscratches)을 줄이는 동시에 사용가능한 IC 칩의 생산량을 높이기 위해서는 매우 뛰어난 공정 정밀도와 치수 안정성을 가진 소재가 필요합니다. 그리고 기계적 하중이나 온도, 수분 함량이 높으면 리테이너링의 치수 안정성이 저하될 수 있습니다.

고순도는 전체 CMP 공정에서 매우 중요합니다. 따라서 리테이닝 링 역시 높은 순도를 가져야 합니다. 이는 리테이닝 링 재료가 웨이퍼 표면의 긁힘을 방지를 위해 알루미늄이나 구리 같은 금속에 오염되지 않아야 하는 것을 의미합니다. 또한 웨이퍼의 다른 손상을 방지하기 위해 리테이닝 링의 소재는 낮은 가스 배출 특성을 가져야 합니다.

리테이닝 링을 위한 특수 소재

보통 리테이닝 링에는 일반 PPS 소재가 사용됩니다. PPS는 그 자체로도 우수한 소재지만, 그보다 더나은 소재로의 개선 역시 가능합니다. TECATRON CMP는 아래 설명된 바와 같이, CMP 공정의 요구사항을 충족시키기 위해 특수하게 개질된 소재입니다.

PPS 소재인 TECATRON CMP는 일반 PPS 소재보다 두 배 이상의 높은 우수한 내마모성 및 내마찰성을 특징으로 합니다. (표 1 참조) 또한 높은 인장강도와 굴곡강도와 같은 매우 우수한 열적 및 기계적 특성을 가지고 있어 (표 2 참조), 웨이퍼 세척하거나 시험 시 유리합니다. 이러한 TECATRON CMP의 내마모성과 내화학성으로 인해 리테이닝 링 부품의 수명을 연장할 수 있습니다.

마모율 :

표 1

강도 :

표 2

TECAPEEK CMP (PEEK)도 리테이닝 링의 필수 요구사항을 충족합니다. 이 PEEK 제품은 인성 및 높은 연성을 가질 뿐 아니라, 우수한 치수안정성으로 제품의 형태가 안정적으로 유지됩니다.

이 소재의 뛰어난 내마모성 및 내마찰성은 CMP 공정, 증착 공정 및 시험 공정에 있어서 장점이 됩니다. 높은 내화학성과 내열성 및 우수한 탄성(표 3 참조)과 같은 기계적 및 마찰 특성 때문에 훨씬 더 긴 수명을 보장합니다.

탄성률 :

표 3

당사의 고성능 플라스틱은 필요한 순도를 충족하거나 그보다 높은 순도를 가집니다. 또한 업계에서 인정한 연구소에서 금속 오염의 위험을 줄이기 위해 금속 소재에 일반적으로 수행되는 시험을 완료했습니다. 표 4에서 보시는것 같이 당사의 소재는 낮은 수준의 오염도를 보입니다.

TECAPEEK CMP (PEEK) 또는 TECATRON CMP (PPS)로 제조된 리테이닝 링은 기체방출이 적어, 공정 중 발생하는 기체에 의해 웨이퍼가 손상되지 않습니다. 또한 가공성이 우수하여 불량률이 적습니다.

오염 시험 (고순도) :

표 4

엔싱거 소재 사용 이점

엔싱거 리테이닝 링용 소재를 이용하면 리테이닝 링의 수명을 연장하고 불량율을 감소시킬 수 있습니다. 그러면 CMP 생산설비 소모품을 교체하기 위해 생산 공정을 중단하기 전보다 많은 웨이퍼를 연마할 수 있습니다. 결과적으로 설치 및 다운 타임이 단축되어 웨이퍼 당 소요 비용이 줄어듭니다. 그리고 이 소재들은 가공성이 우수하여 가공시간이 단축되고 버(burr)가 잘생기지 않아 생산성이 향상됩니다.

TECATRON SX (PPS): 높은 치수 안정성 및 낮은 크리프성

TECAPEEK SX (PEEK): 매우 우수한 내화학성

TECADUR PET CMP (PET): 우수한 슬라이딩 특성 및 내마모성