當前全球各個國家都把發展5G技術設為戰(zhàn)略發(fā)展目標,“人工智能”、“虛擬現實”等(děng)在5G的加(jiā)持下,運算和數據傳輸速率都會大大提升。隨(suí)著通訊技術發展的,是半導體行業的迅猛發展(zhǎn),含氟(fú)套管就(jiù)是其中的一類。除了作為原料用,氟塑料製品在半導體行業的作用也是不可替代的,比如前段時間科慕宣布大幅擴(kuò)產的PFA。
1972年,美國(guó)杜邦公司開發了(le)聚(jù)全氟乙丙烯(FEP)和(hé)日本大金(jīn)公司(Neoflon PFA)、旭硝子公司(Flon PFA)、歐洲泰良公司(sī)(Dyneon PFA)都相繼開發了自己的(de)PFA產品,並在(zài)市場上占有一定份額。
PFA通常(cháng)以(yǐ)顆粒(lì)或粉末形式存在,它的性能與聚四氟乙烯(PTFE)相近,但它可以采用熱塑性樹脂的加工方法,所以又被稱為可熔融(róng)聚四氟乙(yǐ)烯。
在許多方麵,PFA與聚全氟(fú)乙丙烯(FEP)十分(fèn)相似,但在較高溫度下,它卻能表現出更好(hǎo)的機械(xiè)性能(néng)。它的基本(běn)特性可歸納為以下幾點:
1)具有較好的柔韌性,改善了聚合物的熔體粘度(dù),使其可用一般加工工藝進行熱塑加工;
2)常溫下PFA的物理機械性能與PTFE相似,可在其(qí)應用的溫度範圍內使用(yòng);
3)PFA耐應力開裂性能顯著優於FEP;
4)PFA幾乎對所有的化學試劑和溶劑都是惰性的(de),與通(tōng)常的酸、強堿、氧化還原劑、鹵素或溶劑接觸基本無變化,但和其他全氟碳聚(jù)合物一樣,會與熔(róng)融堿金屬、氟元素反應;
5)PFA的通(tōng)透性較好,厚度較大時為半透明狀,薄片為透明狀,耐(nài)候性、耐大氣老化性(xìng)都比較好,可以長期在室外使用;
6)PFA具(jù)有優異的介電性能,這種性能通常表現為隨溫度變化的一個常數,但有時會比PTFE、FEP的低。
PFA在半導體行業的應用:半導體行業(yè)對化學品的(de)純度要求是非常苛刻的,從1970年PFA誕生至今,半導體行業的目標(biāo)節點尺寸從10μm逐步縮小到了7nm,甚至5nm。這意味著對晶圓以及半導體目標節點尺寸的發展曆程(chéng),不論是濕法蝕刻還(hái)是(shì)化學機械拋光(CMP),在整個集成電路(lù)製造過程中,哪怕是很少的雜質都將對最終的產品造成巨(jù)大影響,因此電(diàn)子元件製造商(shāng)們對原料、運輸管道以及反應(yīng)容(róng)器等的要求(qiú)都非(fēi)常高。要找到一種既能耐受強酸強堿、高溫高壓的極端(duān)化學環境,又能被加工成各種形(xíng)狀(zhuàng)的材料是非常不容易的,所幸科學家們發現(xiàn)了PFA。
運(yùn)輸和(hé)儲存:由於PFA氟樹脂(zhī)具有極強的化學穩定性,它能忍受高溫(wēn)、強酸等極端環境,並且不會與溶劑發生反應,這使得它成為儲存容器和運輸管道的良好材質。它保障了製造過(guò)程中電子化學品的高純度,避免了因(yīn)為(wéi)反應容器發生(shēng)溶解、侵蝕而對電子化學品造成的汙染,從而(ér)降低了晶圓的缺陷率。
在電子化學品(pǐn)的工廠(chǎng)中運用廣泛。而氟樹脂被大量運用於BCD基礎設施中,包括(kuò)製(zhì)作通風管、閥門、水槽等。
濕法蝕刻和清洗:在濕法工藝中,晶圓先(xiān)被清洗,然後蝕刻,然後再把光刻膠以及蝕刻過程(chéng)的殘留物清洗幹(gàn)淨。這一過程中,PFA氟樹脂被製成各種工具,如流量計等,以保證蝕刻液(yè)、清洗液的高純度;而PFA在使用過程中不(bú)易(yì)開裂,從(cóng)而保證了生產的高效性。
化學機械拋光(CMP):CMP過程使得(dé)晶圓表麵在(zài)氣相沉積之前變得平滑(huá),所用到的液體是一種含有細顆粒的研磨液,若研磨液中的(de)顆粒過大,會在晶圓(yuán)表麵留下痕跡,從而導致產品有瑕疵。PFA製成(chéng)的(de)過濾(lǜ)器(qì)在一定程度上阻止了研磨液的雜質接觸到晶圓。
支架:在整(zhěng)個濕法過程中,晶圓是被放置在特定(dìng)形狀的(de)支架上的(de)。由於PFA可以熔融(róng)加工,因此被(bèi)製作成各種(zhǒng)形狀的支架,運用在整(zhěng)個晶圓的處理過程中。
現在國內(nèi)半導體行業發展非(fēi)常迅速,大量電子化學品、高純度的PFA製品等亟待國(guó)產化。工欲善其事,必先利其(qí)器。華為、中興們在為通訊事業奮鬥,而我們氟(fú)化工人也應(yīng)該站好自己的崗,早日產出高性能的氟塑料,打破“卡(kǎ)脖(bó)子(zǐ)”的技術枷鎖。








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