PFA是什么材料?PFA在半导体行业有哪些应用?

文摘   2024-07-31 12:03   浙江  


01
PFA材料简介


PFA,四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(又:过氟烷基化物,可溶性聚四氟乙烯),英文名称:Polyfluoroalkoxy。有以下优点:


1、 为少量全氟丙基全氟乙烯基醚与聚四氟乙烯的共聚物。熔融粘结性增强,溶体粘度下降,而性能与聚四氟乙烯相比无变化。此种树脂可以直接采用普通热塑性成型方法加工成制品。


2、长期使用温度-80--260摄氏度,有耐化学腐蚀性,对所有化学品都耐腐蚀,摩擦系数在塑料中最低,还有很好的电性能,其电绝缘性不受温度影响,有“塑料王”之称。


3、其耐化学药品性与聚四氟乙烯相似,比偏氟乙烯好。


4、其抗蠕变性和压缩强度均比聚四氟乙烯好,拉伸强度高,伸长率可达100-300%。介电性好,耐辐射性能优异。阻燃性大。


5、无毒害:具有生理惰性,可植入人体内 。


02
PFA成型性能


1、结晶料,吸湿小。


2、流动性差,极易分解,分解时产生腐蚀气体。宜严格控制成型温度不要超过475度,模具应加热至150-200度,浇注系统对料流阻力应小。


3、半透明粒料,注塑、挤出成型。成型温度350-400度,475度以上容易引起变色或发生气泡,并注意脱模会较困难。比如丹凯生产的高纯PFA管,就是采用挤出成型工艺制作而成。


4、因熔融的材料对金属有腐蚀作用,长期生产,模具需要电镀铬处理。


图1:PFA,来源:丹凯


03
PFA在半导体行业的应用


运输和储存:由于PFA氟树脂具有极强的化学稳定性,它能忍受高温、强酸等极端环境,并且不会与溶剂发生反应,这使得它成为储存容器和运输管道的良好材质。它保障了制造过程中电子化学品的高纯度,避免了因为反应容器发生溶解、侵蚀而对电子化学品造成的污染,从而降低了晶圆的缺陷率。


化学品配送系统(BCD):BCD是一种系统,能精确地分配化学品,从而降低了从大容器中取出适量化学品的成本。这一系统通常包括了调配和稀释化学品的全自动仪器,在电子化学品的工厂中运用广泛,而氟树脂被大量运用于BCD基础设施中,包括制作通风管、阀门、水槽等。


湿法蚀刻和清洗:在湿法工艺中,晶圆先被清洗,然后蚀刻,然后再把光刻胶以及蚀刻过程的残留物清洗干净。这一过程中,PFA氟树脂被制成各种工具,如流量计等,以保证蚀刻液、清洗液的高纯度;而PFA在使用过程中不易开裂,从而保证了生产的高效性。


化学机械抛光(CMP):CMP过程使得晶圆表面在气相沉积之前变得平滑,所用到的液体是一种含有细颗粒的研磨液,若研磨液中的颗粒过大,会在晶圆表面留下痕迹,从而导致产品有瑕疵。PFA制成的过滤器在一定程度上阻止了研磨液的杂质接触到晶圆。


支架:在整个湿法过程中,晶圆是被放置在特定形状的支架上的。由于PFA可以熔融加工,因此被制作成各种形状的支架,运用在整个晶圆的处理过程中。



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