半导体
在当今数字时代，从智能手机到物联网设备，从个人电脑到尖端军事装备，半导体技术已然成为现代科技的基石。随着科技的日新月异，半导体企业面临着一个永恒的挑战：如何更高效地生产出性能稳定的集成电路芯片。这个精密的制造过程需要依托一系列尖端的资本设备，而这些设备中的每个核心部件都必须满足极其严苛的技术标准。它们不仅要在高温等极端环境下保持卓越性能，还需具备出色的耐化学性，这对材料的选择提出了近乎苛刻的要求。作为行业领先的材料解决方案提供商，劳士领凭借深厚的专业积累，为半导体制造商提供包括FM4910认证材料和ESD防静电材料在内的全系列高性能热塑性材料，旨在帮助客户高效生产可靠的半导体元件和集成电路芯片。
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在半导体制造领域，劳士领的材料解决方案覆盖前端制程到后端测试的各个环节。另外，劳士领的产品还广泛应用于工厂配套设施、洁净室设备以及防静电应用场景。作为补充方案，劳士领还提供符合洁净室标准的精密机加工部件，以及满足原型开发和规模化生产需求的快速成型解决方案。
前端应用 Front-end 在半导体产业链的前端制程中，主要涉及四大核心工艺：湿式制程、化学机械研磨(CMP)、晶圆处理与加工，以及真空工艺（低温至高温的极端温度条件）。其中，湿式制程确保了纳米级的图形精度；CMP技术则保证了晶圆表面的平整度；而晶圆处理设备则需要具备卓越的尺寸稳定性、耐磨性和耐高温性能。这些关键工艺的完美配合，构建了先进半导体制造的技术基础。
湿式工作台 湿式工作台设备广泛用于接触酸/碱等化学品溶剂的设备和应用，如晶圆蚀刻的化学槽，这类设备常用于生产线前端（FEOL）和后端（BEOL）中的蚀刻、清洗、剥离工艺。湿式工作台的设计必须符合洁净室标准，保障无尘操作。 耐温性 在不同 pH 值下具有出色的耐化学性 极佳的机械性能 在某些情况下，需要严格的点火、防火和防烟措施，并要求工厂相互评级 4910
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洁净室 在洁净室的规划设计中，每个项目都具有其独特性。从洁净等级的确定到功能定位，从客户具体需求到整体规划，都需要周密考虑。这包括墙体、天花板、气淋室等基础设施，以及通风系统、照明装置和专用设备等配套设施的材料选择与布局优化。 可提供符合 FM 4910 测试要求的材料 耐久性：可耐多种清洁剂、酸、碱、消毒剂和溶剂 易于加工 表面质量高 抗静电
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Trovidur® EC-FR系列材料通过了FM4910认证，这通常是半导体行业组件建筑材料的先决条件。FM4910 认证证明了 Trovidur® EC-FR 的阻燃性能。同时，其还具有极高的耐化学性，这是建造“湿式工作台 ”的先决条件。
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Trovidur® EC-Clad 墙板可满足公共和商业设施对卫生和视觉效果的高要求。它们易于组装，维护成本低，并有不同规格可供选择。它们可以用一种特殊的粘合剂直接粘贴在大多数平面上。接缝处用型材封闭，形成光滑无缝的表面。Trovidur® EC-Clad 具有耐化学性，可以承受常用的清洁剂。Trovidur® EC-Clad 还符合防火要求且它还有防烟系列可供选择。
化学研磨 化学机械研磨(CMP)技术是实现晶圆表面抛光平整度的关键工艺。由于材料沉积过程会造成表面的粗糙，为确保后续工艺层的完美衔接，必须实现表面的精确平坦化。其核心工艺是将晶圆通过塑料固定环安装于金属载具上，使其与含有研磨液的抛光垫充分接触。在抛光垫的旋转过程中，在物理和化学力的作用下，晶片会发生变化。 使用于化学研磨环和卡环的材料，要求如下： 耐磨性 耐化学性
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晶圆处理 典型的半导体制造工厂（晶圆厂）配备了数百台专业设备，执行着从薄膜沉积、材料去除到图形化、电性能调控等一系列精密工艺。这些设备的共同特点是都需要配备精密的晶圆处理工具，包括晶圆拾取器、晶圆盒、前开式晶圆传送盒(FOUPs)、机械抓手，以及自动或机器人晶片处理机。 耐热性 尺寸稳定性 耐磨性 除气
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热临界应用 在半导体制造过程中，材料常常面临着严苛的工况环境，尤其是在等离子体工艺中的极端温度条件。这就要求所选用的材料具备极低的热膨胀系数，确保在宽温域内保持优异的尺寸稳定性。同时，材料还需在不同温度条件下维持稳定的机械性能。针对这些严苛要求，以及化学腐蚀防护和材料纯度等特性要求，劳士领的高性能塑料可以提供完整的解决方案。
材料的高温和低温特性： 耐热性 尺寸稳定性 低热膨胀 机械性能
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后端应用 Back-end 在半导体后道工艺中，测试插座作为芯片测试的关键部件，主要用于自动测试设备 (ATE) 的性能验证环节。优质的测试插座可以确保芯片与ATE之间稳定可靠的机械和电气连接，从而保证测试结果的准确性。这种高精度的电气机械接口，是实现芯片性能精确测试的重要保障。
测试插座
半导体测试插座用的热塑性材料选择基于多种因素，包括温度范围、尺寸稳定性、微加工性和相对成本等等。可供选择的材料很多，包括 PEEK（聚醚醚酮）、PEI（聚醚酰亚胺）、PPS（聚苯硫醚）、陶瓷PEEK 和PI（聚酰亚胺）等。
材料使用温度在 -40°C至170°C 时，选用 PEI 系列；使用温度到 220°C 时，选择 PPS 系列比较合适。如需更高的使用温度，PEEK 和 PI 将是更好的选择。高尺寸刚度是陶瓷PEEK 的一个特点，其还具有出色的耐化学性、耐热性、良好的耐磨性；而PI材料具有出色的尺寸稳定性、强度和刚度，即使温度超过 250°C 也不例外，其超高温UHT系列的短期使用温度可达 450°C。
要选择最佳的热塑性塑料，就必须了解材料的全部性能要求和制造需求。 半导体的机械和电气性能都在不断提高。随着集成电路 (IC) 尺寸的缩小，测试插座的横截面也在缩小。因此需要硬度更高的聚合物。重要的是要考虑在提高硬度的同时，还能缩小孔径。总之，测试插座最重要的发展趋势是孔径缩小和横截面更硬更薄。
热膨胀率低 机械性能高 耐高温 耐久性和耐磨性 吸湿性低 尺寸稳定性高
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工厂设备 Factory equipment 在制造高度敏感的集成电路芯片时，有两个核心要素：其一是应用设备必须满足极高的技术标准；其二是生产工艺必须与敏感的制程完美匹配。
无论是洁净室级别的材料要求，还是耐化学性、可焊性、防静电 (ESD)或阻燃性能(FM4910、UL94)等特殊性能要求，劳士领都能提供最优化的塑料解决方案。
半导体工厂设备 从核心制程设备到配套基础设施，半导体制造工厂（Fab）中的各类工艺装置、设备外壳、内衬、盖板、柜体、支架、运输车、通风系统、工作台面，以及湿式工艺台、运输托盘和各类储罐等都需要在材料选择上严格把关。劳士领提供了一系列的阻燃材料（UL94、FM4910），它们在提升火灾防护等级的同时，还能有效扩大保险覆盖范围，最大程度地降低财产损失和人员伤害风险，加强工厂安全、防止财产损失和人身伤害，为生产运营提供了全方位的保障。 劳士领的阻燃材料（UL94、FM4910）产品组合涵盖PVDF、PA、PEEK和PVC等多种系列，凭借深厚的材料技术积累和丰富的行业应用经验可以为半导体制造商提供最优化的材料解决方案，全面满足不同工艺环节的特定需求。
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半导体产业作为现代科技发展的核心驱动力，其制造工艺的每一次突破都离不开创新材料的支撑。从前端制程中的湿式工艺、化学机械研磨到后端的测试封装，从洁净室设施到工厂核心设备，劳士领可以为半导体制造商提供覆盖全产业链的高性能材料解决方案。我们的产品不仅满足了极端工况下的性能要求，更通过FM4910等认证，为客户提供了更安全、更可靠的生产保障。面向未来，劳士领也将继续深耕半导体材料领域，助力全球芯片制造企业实现技术创新与效能提升。
原文始发于微信公众号（劳士领工业）：从前端到后道：半导体领域的材料应用指南