PFA/PEP/PVDF在半導(dǎo)體中的應(yīng)用

             當(dāng)前全球各個(gè)國(guó)家都把發(fā)展5G技術(shù)設(shè)為戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)，“人工智能”、“虛擬現(xiàn)實(shí)”等在5G的加持下，運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳輸速率都會(huì)大大提升。隨著通訊技術(shù)發(fā)展的，是半導(dǎo)體行業(yè)的迅猛發(fā)展，含氟套管就是其中的一類。除了作為原料用，氟塑料制品在半導(dǎo)體行業(yè)的作用也是不可替代的，比如前段時(shí)間科慕宣布大幅擴(kuò)產(chǎn)的PFA。

1972年，美國(guó)杜邦公司開發(fā)了聚全氟乙丙烯（FEP）和日本大金公司（Neoflon PFA）、旭硝子公司（Flon PFA）、歐洲泰良公司（Dyneon PFA）都相繼開發(fā)了自己的PFA產(chǎn)品，并在市場(chǎng)上占有一定份額。

PFA通常以顆?；蚍勰┬问酱嬖?，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聚四氟乙烯。

在許多方面，PFA與聚全氟乙丙烯（FEP）十分相似，但在較高溫度下，它卻能表現(xiàn)出更好的機(jī)械性能。它的基本特性可歸納為以下幾點(diǎn)：

1）具有較好的柔韌性，改善了聚合物的熔體粘度，使其可用一般加工工藝進(jìn)行熱塑加工；

2）常溫下PFA的物理機(jī)械性能與PTFE相似，可在其應(yīng)用的溫度范圍內(nèi)使用；

3）PFA耐應(yīng)力開裂性能顯著優(yōu)于FEP；

4）PFA幾乎對(duì)所有的化學(xué)試劑和溶劑都是惰性的，與通常的酸、強(qiáng)堿、氧化還原劑、鹵素或溶劑接觸基本無(wú)變化，但和其他全氟碳聚合物一樣，會(huì)與熔融堿金屬、氟元素反應(yīng)；

5）PFA的通透性較好，厚度較大時(shí)為半透明狀，薄片為透明狀，耐候性、耐大氣老化性都比較好，可以長(zhǎng)期在室外使用；

6）PFA具有優(yōu)異的介電性能，這種性能通常表現(xiàn)為隨溫度變化的一個(gè)常數(shù)，但有時(shí)會(huì)比PTFE、FEP的低。

PFA在半導(dǎo)體行業(yè)的應(yīng)用：半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)化學(xué)品的純度要求是非?？量痰?，從1970年P(guān)FA誕生至今，半導(dǎo)體行業(yè)的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)尺寸從10μm逐步縮小到了7nm，甚至5nm。這意味著對(duì)晶圓以及半導(dǎo)體目標(biāo)節(jié)點(diǎn)尺寸的發(fā)展歷程，不論是濕法蝕刻還是化學(xué)機(jī)械拋光（CMP），在整個(gè)集成電路制造過(guò)程中，哪怕是很少的雜質(zhì)都將對(duì)最終的產(chǎn)品造成巨大影響，因此電子元件制造商們對(duì)原料、運(yùn)輸管道以及反應(yīng)容器等的要求都非常高。要找到一種既能耐受強(qiáng)酸強(qiáng)堿、高溫高壓的極端化學(xué)環(huán)境，又能被加工成各種形狀的材料是非常不容易的，所幸科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了PFA。

運(yùn)輸和儲(chǔ)存：由于PFA氟樹脂具有極強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性，它能忍受高溫、強(qiáng)酸等極端環(huán)境，并且不會(huì)與溶劑發(fā)生反應(yīng)，這使得它成為儲(chǔ)存容器和運(yùn)輸管道的良好材質(zhì)。它保障了制造過(guò)程中電子化學(xué)品的高純度，避免了因?yàn)榉磻?yīng)容器發(fā)生溶解、侵蝕而對(duì)電子化學(xué)品造成的污染，從而降低了晶圓的缺陷率。

在電子化學(xué)品的工廠中運(yùn)用廣泛。而氟樹脂被大量運(yùn)用于BCD基礎(chǔ)設(shè)施中，包括制作通風(fēng)管、閥門、水槽等。

濕法蝕刻和清洗：在濕法工藝中，晶圓先被清洗，然后蝕刻，然后再把光刻膠以及蝕刻過(guò)程的殘留物清洗干凈。這一過(guò)程中，PFA氟樹脂被制成各種工具，如流量計(jì)等，以保證蝕刻液、清洗液的高純度；而PFA在使用過(guò)程中不易開裂，從而保證了生產(chǎn)的高效性。

化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）：CMP過(guò)程使得晶圓表面在氣相沉積之前變得平滑，所用到的液體是一種含有細(xì)顆粒的研磨液，若研磨液中的顆粒過(guò)大，會(huì)在晶圓表面留下痕跡，從而導(dǎo)致產(chǎn)品有瑕疵。PFA制成的過(guò)濾器在一定程度上阻止了研磨液的雜質(zhì)接觸到晶圓。

支架：在整個(gè)濕法過(guò)程中，晶圓是被放置在特定形狀的支架上的。由于PFA可以熔融加工，因此被制作成各種形狀的支架，運(yùn)用在整個(gè)晶圓的處理過(guò)程中。

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展非常迅速，大量電子化學(xué)品、高純度的PFA制品等亟待國(guó)產(chǎn)化。工欲善其事，必先利其器。華為、中興們?cè)跒橥ㄓ嵤聵I(yè)奮斗，而我們氟化工人也應(yīng)該站好自己的崗，早日產(chǎn)出高性能的氟塑料，打破“卡脖子”的技術(shù)枷鎖。