Các quy định về môi trường của ngành công nghiệp bán dẫn toàn cầu đang liên tục được thắt chặt vào năm 2026 và các hạn chế đối với các chất thuộc nhóm PFAS đang dần áp dụng cho các vật liệu tiêu hao được sử dụng bên trong tấm wafer, bao gồm cả miếng đánh bóng CMP. Miếng đệm CMP cao cấp truyền thống một phần sử dụng các thành phần được biến đổi bằng flo để nâng cao khả năng chống dính hóa chất và hiệu suất làm ướt bề mặt. Trước xu hướng quản lý, các nhà phát triển miếng đệm CMP dành riêng cho GaN phải thiết kế lại công thức polyurethane mà không làm giảm hiệu suất đánh bóng đối với chất nền GaN cứng.
Các quy trình GaN CMP thường sử dụng dung dịch đánh bóng có môi trường pH phức tạp và các hạt mài mòn có kích thước nano. Nếu không có chất phụ gia biến đổi flo, vật liệu đệm polyurethane phải đối mặt với nguy cơ xói mòn hóa học, tắc nghẽn lỗ chân lông và lão hóa bề mặt cao hơn trong quá trình vận hành. Các kỹ sư vật liệu cần điều chỉnh tỷ lệ kết hợp polyol-isocyanate, tối ưu hóa mật độ liên kết chéo, đồng thời cải thiện khả năng chống thủy phân và chống trương nở của chính ma trận polyurethane, để thay thế một phần chức năng ban đầu được thực hiện bởi các thành phần chứa flo.
Phản hồi của ngành cho thấy nhiều nhà cung cấp miếng đệm vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm mẫu đối với các sản phẩm GaN CMP không chứa PFAS. Những thách thức chính hiện nay nằm ở việc cân bằng ba chỉ số chính: tốc độ loại bỏ vật liệu, khả năng kiểm soát lỗi và tuổi thọ sử dụng. Một số miếng đệm không chứa flo thử nghiệm sớm cho thấy chất lượng bề mặt khá tốt trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm trong thời gian ngắn, tuy nhiên tốc độ mài mòn tăng rõ rệt trong các điều kiện vận hành liên tục của nhà máy, làm tăng tổng chi phí tiêu hao trên mỗi tấm bán dẫn.
Dựa trên nền tảng R&D polyurethane, chúng tôi đã phát triển các loại vật liệu polyurethane cải tiến hướng tới sản xuất tấm đệm GaN CMP không chứa PFAS. Thông qua việc điều chỉnh cấu trúc khung polyme, chúng tôi nâng cao độ ổn định hóa học mà không cần chất phụ gia flo. Các đối tác tiếp theo có thể điều chỉnh thêm quá trình hình thành lỗ chân lông theo thiết kế miếng đệm của riêng họ. Chúng tôi sẽ tiếp tục hợp tác với các nhà phát triển vật tư tiêu hao để hoàn tất quá trình xác minh chung và thúc đẩy ứng dụng công nghiệp của các giải pháp polyurethane thân thiện với môi trường để làm phẳng tấm wafer GaN thế hệ tiếp theo.