電子デバイス産業新聞 2023年4月6日号に掲載の記事内容はこちら。
タイセー
ＰＥＴ樹脂をＣＭＰへ
新リテーナーリングで貢献
創業五十余年を迎えた株式会社タイセー（千葉県鎌ケ谷市）は、独自のマーケティング活動を通じた価値あるアイデア・商品提案力を活かした「開発商社」として社会に貢献し続けている。半導体量産工程でも「困った時にはタイセーさん」と言われるほど業界からの信頼も厚い。顧客ニーズに対応した自社製品のラインアップも広がってきた。その１つが新製品の半導体ＣＭＰプロセス用リテーナーリング「３ＢＭ」（写真）だ。 ３ＢＭの最大の特徴は、耐摩耗性能がＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）に比べ２倍以上でありながら価格は同レベルであること、再利用でき環境に優しいＰＥＴ樹脂製であること、そして微細化が進む特に14ｎｍ以下のＣＭＰ工程ではスクラッチの低減が見られることにある。リテーナーリングは、ウエハーとともに研磨され、重量比で数％摩耗すると廃棄される消耗品であり、パッド、スラリー、コンデショナーに比べると重視されてこなかった。 しかし、半導体プロセスノードがナノレベルまで進化し、24ｎｍを超えるあたりから、従来は問題にならなかった「マイクロスクラッチ」が歩留まり率を左右するようになる。その原因の一端としてＰＰＳ製リテーナーリングの残渣がスラリー凝集のコアになり得る可能性が指摘されている。 マイクロスクラッチ問題は、半導体製造の歩留まり率を大きく左右する。そのためリテーナーリングの役割・重要度は微細化が進むＣＭＰ工程で高まっている。 また、世界的な環境対策の視点では、同社調べによると、現状の主流であるＰＰＳ製リテーナーリングは、年間約５００ｔも廃棄され、その処理方法はほとんどが再利用できず世界中で埋め立て処理されているという。ＰＰＳなどの超高機能樹脂は、ポリ袋などの汎用プラスチックに比べ地球環境への負荷は数百倍以上だとの指摘もある。 しかし、汎用プラスチック、ＰＥＴベースの３ＢＭであればリサイクル率が88％まで向上。前述のスクラッチ問題でも、３ＢＭの使用で、スラリー凝集が原因で発生するスクラッチの減少効果も得られるという。 そして、同社はリテーナーリングのデザイン関連でも提案中。従来のリテーナーリングは、装置メーカー提供のデザインに限られ、微細化に向けて進化するＣＭＰ条件に必ずしも最適であるとは言えない。そもそも先行する海外半導体工場でのＣＭＰリテーナーリングは各社オリジナルデザインが主流である。日本でもこれに並ぶべくＣＭＰ条件に最適なリテーナーリングを提案している。 国内外の先端半導体生産工場のＣＭＰ工程への３ＢＭ採用は順調に拡大しており、８インチ向けでは２０２３年度内に世界トップの座に躍り出る可能性も見据える。
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Adapting PET material to the current CMP process
Making contribution to the CMP process – The New Retainer Ring
April 6, 2023. @ Electronic Device Industry News.
Celebrating more than 50 years in business, TAISE Company Limited (Kamagaya City, Chiba Prefecture) continues to contribute to society as an " innovative trading company" that leverages its ability to propose valuable ideas and products through unique marketing activities. Our company has earned its trust that even in the semiconductor mass production process, people say, "When in doubt, call TAISE”. The company has expanded its lineup of in-house products to meet customer’s needs, one of which is the new "3BM" retainer ring for semiconductor CMP processes.
The main features of 3BM are that its wear resistance is more than twice that of PPS (polyphenylene sulfide) and at the same price level, is made of reusable and environmentally friendly PET resin.
Our PET CMP retainer ring reduces scratching, especially in CMP processes at 14 nm and below, where miniaturization is progressing. Retainer rings have not been emphasized as much as pads, slurries, and conditioners. They are consumables that are polished alongside with wafers and are discarded after a few percent wear by weight.
However, as semiconductor process nodes evolve to the nano-level and beyond 24 nm, "micro-scratches," which were not an issue in the past, have come to affect yield rates. It has been pointed out that one of the causes of this problem is the possibility that the residue of PPS retainer rings can become the core of slurry particle agglomeration. The micro-scratches problem greatly affects the yield rate of semiconductor manufacturing. Therefore, the role and importance of retainer rings is increasing in the CMP process, where miniaturization is progressing.
In addition, from the perspective of global environmental measures, in our research, approximately 500 tons of PPS retainer rings, the current mainstream, are disposed of annually, and most of them are disposed of in landfills around the world because they cannot be reused. Some say that the environmental impact of PPS and other super high-performance resins is several hundred times greater than that of general-purpose plastics such as plastic bags. However, for general-purpose plastics and PET-based 3BM, the recycling rate has improved to 88%. In terms of the scratch problem, the use of 3BM also has the effect of reducing scratches caused by slurry particle agglomeration.
Current proposals are also underway related to the design of retainer rings. Conventional retainer rings are limited to the designs provided by equipment manufacturers and are not necessarily optimal for CMP conditions that are evolving towards miniaturization. The CMP retainer rings used in leading overseas semiconductor factories are mainly the original designs of each company.
In Japan, we are proposing retainer rings that are optimized for CMP conditions in line with each design.
The adoption of 3BM in CMP processes at leading-edge semiconductor manufacturing plants in Japan and overseas is steadily increasing, and we see the possibility that our company will become the world's leading manufacturer of 8-inch retainers by the end of FY2023.