在半導體制造領域，化學機械拋光（CMP）是實現晶圓表面全局平坦化的關鍵技術，而CMP保持環（固定環）則是這一工藝中不可或缺的核心組件。CMP保持環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"過磨"現象，同時引導拋光液均勻流向晶圓表面，確保拋光均勻性和良品率。隨著半導體技術向更小制程節點發展，對CMP保持環的性能要求日益嚴苛，而注塑成型的特種工程塑料保持環憑借其優異的綜合性能，正逐步成為保持環的新選擇。

CMP保持環在拋光過程中與晶圓、拋光液和拋光墊直接接觸，因此其材質需滿足以下關鍵要求：

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

良好的機械性能：在拋光過程中，保持環需要承受一定的機械負載，因此必須具有良好的彈性、韌性和強度，防止變形或斷裂。

高加工精度及尺寸穩定性：尺寸的微小變化都可能導致發塵量增加，進而影響晶圓表面的精度，所以保持環的加工精度和尺寸穩定性至關重要。

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

一、注塑加工半導體CMP保持環的材質選擇：PPS與PEEK

PPS：PPS具有耐高溫、高機械強度、耐磨性、抗蠕變性能、尺寸穩定以及優越的耐化學性和抗水解性等優點。經過改性處理后，其性能能夠更好地滿足CMP工藝的要求。注塑PPS材質的保持環在成本控制方面具有一定優勢，適合一些對成本較為敏感的應用場景。

PEEK：PEEK具有優異的耐擦耐磨損性、耐化學性、機械強度和耐高溫等特性，能夠滿足保持環的各項性能要求。在氧化物和鎢拋光液中，注塑PEEK保持環的使用壽命更長，且比常用的PPS保持環耐磨損壽命提高2倍以上。此外，PEEK還具有較高的尺寸穩定性，能夠在極端工作條件下保持穩定的性能水平，從而提高生產效率和產品質量。

二、通過注塑加工CMP保持環的關鍵制造優勢

1.高精度復雜結構一體化成型

注塑工藝能夠一次性成型具有復雜溝槽、流道和精密配合面的保持環結構，通過優化模具設計，注塑成型的PEEK或PPS保持環可實現±0.01mm的高精度，完全滿足半導體制造對尺寸穩定性的嚴苛要求。

2.生產效率高，成本優勢顯著

精密注塑工藝通過自動化系統和優化工藝參數，可大幅縮短生產周期，提高生產效率。與傳統的加工方式相比，注塑加工表面質量高，減少后續加工步驟降低人工成本和材料浪費。

3.良好的表面質量

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

總結：

未來，隨著材料科學的持續進步和注塑技術的優化，PPS與PEEK注塑成型的CMP保持環將在半導體制造中發揮更重要的作用，為晶圓全局平坦化工藝提供更高效、更穩定的解決方案，助力半導體產業突破制程極限，邁向更高精度與可靠性的新時代。

審核編輯 黃宇