半導(dǎo)體硅片是半導(dǎo)體制造的核心材料，它的生產(chǎn)加工涉及精密拋光、研磨、蝕刻、清洗等工序，這個過程中需要用到一些高純度化學(xué)品，比如氫氟酸（HF）、氯化氫（HCI）、氫氧化鈉（NaOH）等強酸、強堿，從而對加工配件、管路輸送儲存的材料提出了耐腐蝕、耐化學(xué)品的超高要求，而氟聚合物是唯一可以容納和運輸制造過程中使用的高純度化學(xué)品的材料，實現(xiàn)半導(dǎo)體制造需要的極高穩(wěn)定性和純度。
硅片生產(chǎn)工藝涉及的部分化學(xué)品
氟聚合物在半導(dǎo)體硅片生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，主要分為兩部分：
硅片加工過程中的配件及封裝材料
加工所需化學(xué)品的儲存和輸送
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一、氟聚合物種類、特性及半導(dǎo)體行業(yè)應(yīng)用優(yōu)勢
1、氟聚合物種類
氟聚合物主要有氟塑料、氟橡膠和氟涂料，包括聚四氟乙烯（PTFE）、可溶性聚四氟乙烯（PFA）、聚三氟氯乙烯（PCTFE）、聚偏氟乙烯（PVDF）、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）、乙烯-三氟氯乙烯共聚物（ECTFE）及FKM（氟橡膠）等。
2、氟聚合物特性
氟聚合物為何如此特殊呢？作為高分子材料的一種，氟聚合物由于具有許多特殊的結(jié)構(gòu)，如氟原子較低的極化率，強的電負性，C-F鍵能高，因而，氟聚合物呈現(xiàn)出很高的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性、耐久性和耐候性，特別是對許多溶劑、各種酸堿的不活潑性，地可燃性以及低表面能（既不親油也不親水）等。
C-F鍵特征和氟聚合物特性
C-F鍵特性 | 氟聚合物特性 | 使用的物性 |
C-F鍵能高 | 主鏈骨架穩(wěn)定 | 耐熱，耐化學(xué)藥品，耐久，耐候 |
F原子半徑小 | 優(yōu)異的表面性能 | 不粘性，低摩擦性，防水和防腐蝕 |
氟原子極化率低 | 優(yōu)良電學(xué)、光學(xué)性 | 高絕緣，低介電常數(shù)，高透光性 |
3、氟聚合物在半導(dǎo)體行業(yè)應(yīng)用優(yōu)勢
由于半導(dǎo)體尺寸極小，即使最輕微的污染也可能損害其性能，要減少微雜質(zhì)造成的潛在污染或損害，在制造過程中保持微芯片的清潔至關(guān)重要。半導(dǎo)體制造涉及超高純度化學(xué)品和溶劑，而氟聚合物表現(xiàn)出優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性，無雜質(zhì)析出，半導(dǎo)體制造設(shè)備使用氟聚合物來增強抗腐蝕性，并防止可能引入污染物的浸出。
半導(dǎo)體相關(guān)氟材料廠商有：科慕、AGC、索爾維、大金氟化工、霓佳斯、德清科賽、日氟榮等。
二、氟聚合物應(yīng)用：硅片加工配件、封裝
1、晶片花籃
在濕法加工過程中，將半導(dǎo)體晶圓進行清洗、蝕刻然后再次清洗，以去除蝕刻過程中積累的光刻膠和殘留物。氟樹脂具有耐化學(xué)性和高純度，制成的晶圓籃和其他在濕法加工過程中支撐晶圓的組件，以保護化學(xué)品和晶圓表面免受雜質(zhì)和污染的影響。
圖 PFA 晶片花籃
2、化學(xué)品貯藏槽、清洗槽
半導(dǎo)體制造濕法蝕刻工序的清洗裝置中，清洗晶片時所用的浴槽和水槽等可由PTFE或PFA制成，避免污染。
圖 蝕刻清洗槽
3、加熱器
除發(fā)熱體之外，全部使用氟樹脂材質(zhì)制成，用于半導(dǎo)體清洗工藝中化學(xué)品的加熱、保溫。
4、離型膜
ETFE 薄膜具有優(yōu)異的耐熱性、耐化性、不粘性、柔韌性，在半導(dǎo)體的封裝工序中，ETFE薄膜為業(yè)界常用的離型膜。
圖 半導(dǎo)體離型ETFE薄膜，日氟榮
5、發(fā)泡薄片
用氟樹脂PTFE制成的發(fā)泡用具組件，可以通過向多孔狀PTFE薄片送入空氣，從而產(chǎn)生泡沫，通過細小的泡沫可有效地實施化學(xué)品的攪拌和清洗，用于半導(dǎo)體制造工序中晶片的清洗和化學(xué)品的攪拌。
6、過濾器濾芯
PTFE 樹脂用作高純度過濾膜，對去除工藝流體和氣體中的顆粒污染至關(guān)重要。PFA樹脂可用作過濾器的外殼和配件，特別適用于在半導(dǎo)體行業(yè)的強腐蝕性化學(xué)品和氣體過濾。
圖 濾芯
三、氟聚合物應(yīng)用：化學(xué)品儲存、輸送
1、儲罐、容器內(nèi)襯
PFA和PTFE 樹脂都可以內(nèi)襯于或直接用于制作儲存和輸送超純和腐蝕性化學(xué)品儲罐和容器。與內(nèi)部接觸部分用氟樹脂覆蓋，能夠維持化學(xué)品的純度。
2、管路、接頭
氟樹脂廣泛用于半導(dǎo)體制造過程中的各種制造裝備，用于輸送高純度的化學(xué)品和氣體，一般用作從儲罐至使用部位的化學(xué)品供應(yīng)管。
圖 軟管
半導(dǎo)體用氟樹脂管具有優(yōu)異的耐化學(xué)性、耐熱性，表面光滑易清洗，氟離子溶解析出少，耐臭氧性優(yōu)良等特點，可防止管道系統(tǒng)中的超純且具有腐蝕性化學(xué)品被污染。
圖 管件、接頭
此外，管表面加入條紋狀導(dǎo)電性PFA部分的管具有屏蔽效果，可防止火花放電導(dǎo)致的火災(zāi)事故，用于需避免電磁干擾的電子精密機器附近的高純度化學(xué)品及氣體移送。
3、密封圈
氟橡膠具有優(yōu)異的耐熱性和耐化學(xué)性能，對化學(xué)品的金屬溶解析出少，高溫環(huán)境下也很少釋放氣體，因此可用做清洗裝置、涂料機、顯像機、濕式蝕刻裝置、過濾裝置等設(shè)備以及管道、閥門的密封材料，也是氧化、擴散、離子注入、薄膜形成等工序中熱處理裝置的最佳密封材料。
根據(jù)制程情況以及應(yīng)用部件要求的不同，需要的密封圈氟橡膠材質(zhì)性能有所區(qū)別。
圖源：霓佳斯
4、泵、閥門襯套
由高純度PFA 和 PTFE 樹脂制成或襯套的配件，以確保關(guān)鍵連接件具有最高完整性，為泵、壓力調(diào)節(jié)器、流量計和閥門提供所需的防污染保護。
5、排氣裝置—涂層
半導(dǎo)體制造潔凈室的排氣管道系統(tǒng)要求嚴(yán)格的防火標(biāo)準(zhǔn)，排氣用的通風(fēng)裝置，常使用阻燃性和耐藥品性能優(yōu)越的氟涂料，氟涂層具有優(yōu)異的防腐性以及表面光滑性，抑制粉末顆粒、污染物的積累。
以上就是小編了解到的半導(dǎo)體中氟聚合物的應(yīng)用，若還有其他應(yīng)用，歡迎大家留言補充或者掃碼加入群聊，與我們交流。
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