注塑加工半导体CMP保持环：高性能材料与精密工艺的结合

在半导体制造领域，化学机械抛光（CMP）是实现晶圆表面全局平坦化的关键技术，而CMP保持环（固定环）则是这一工艺中不可或缺的核心组件。CMP保持环的主要作用是固定晶圆位置，均匀分布抛光压力，防止晶圆边缘出现"过磨"现象，同时引导抛光液均匀流向晶圆表面，确保抛光均匀性和良品率。随着半导体技术向更小制程节点发展，对CMP保持环的性能要求日益严苛，而注塑成型的特种工程塑料保持环凭借其优异的综合性能，正逐步成为保持环的新选择。

CMP保持环在抛光过程中与晶圆、抛光液和抛光垫直接接触，因此其材质需满足以下关键要求：

高耐磨耐蚀性：抵抗抛光液中的微小颗粒和化学添加剂对保持环造成磨损、刮擦和腐蚀，减少因摩擦导致的尺寸变化，延长使用寿命。

良好的机械性能：在抛光过程中，保持环需要承受一定的机械负载，因此必须具有良好的弹性、韧性和强度，防止变形或断裂。

高加工精度及尺寸稳定性：尺寸的微小变化都可能导致发尘量增加，进而影响晶圆表面的精度，所以保持环的加工精度和尺寸稳定性至关重要。

高纯净度：保持环的材料应具有低渗气性能和低颗粒释放性，以避免对晶圆造成污染。

一、注塑加工半导体CMP保持环的材质选择：PPS与PEEK

PPS：PPS具有耐高温、高机械强度、耐磨性、抗蠕变性能、尺寸稳定以及优越的耐化学性和抗水解性等优点。经过改性处理后，其性能能够更好地满足CMP工艺的要求。注塑PPS材质的保持环在成本控制方面具有一定优势，适合一些对成本较为敏感的应用场景。

PEEK：PEEK具有优异的耐擦耐磨损性、耐化学性、机械强度和耐高温等特性，能够满足保持环的各项性能要求。在氧化物和钨抛光液中，注塑PEEK保持环的使用寿命更长，且比常用的PPS保持环耐磨损寿命提高2倍以上。此外，PEEK还具有较高的尺寸稳定性，能够在极端工作条件下保持稳定的性能水平，从而提高生产效率和产品质量。

二、通过注塑加工CMP保持环的关键制造优势

1. 高精度复杂结构一体化成型

注塑工艺能够一次性成型具有复杂沟槽、流道和精密配合面的保持环结构，通过优化模具设计，注塑成型的PEEK或PPS保持环可实现±0.01mm的高精度，完全满足半导体制造对尺寸稳定性的严苛要求。

2. 生产效率高，成本优势显著

精密注塑工艺通过自动化系统和优化工艺参数，可大幅缩短生产周期，提高生产效率。与传统的加工方式相比，注塑加工表面质量高，减少后续加工步骤降低人工成本和材料浪费。

3. 良好的表面质量

注塑成型的保持环表面光滑，能够减少颗粒的附着和释放。有助于提高半导体制造过程中的良品率。

总结：

未来，随着材料科学的持续进步和注塑技术的优化，PPS与PEEK注塑成型的CMP保持环将在半导体制造中发挥更重要的作用，为晶圆全局平坦化工艺提供更高效、更稳定的解决方案，助力半导体产业突破制程极限，迈向更高精度与可靠性的新时代。

审核编辑 黄宇