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洁净且耐用,PEEK在半导体领域大展身手
由于新冠疫情的持续,以及通信设备、消费电子、汽车等各领域对芯片的需求还在不断增加,全球的芯片缺货涨价潮愈演愈烈。芯片是信息技术产业重要的基础性部件,同时也是影响整个高新技术领域的关键产业。


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一颗芯片的制造工艺非常复杂,需经过几千道工序,加工的每个阶段都面临难点,包括极高的温度、暴露于高度侵蚀性的化学品、极苛刻的清洁度要求等等。塑料在半导体制程中发挥重要作用,抗静电塑料、PP、ABS、PC、PPS、氟材料、PEEK等塑料被广泛应用半导体制程中。今天我们先来看一看PEEK在半导体领域都有哪些应用。

  • CMP固定环

化学机械研磨(CMP)是半导体制造工艺的一个重要阶段,需要具备严密的工艺控制、严格的规定公和高质量的表面形状和平面,小型化的发展趋势进一步对工艺性能提出更高要求,因而对CMP固定环的性能要求也越来越高。

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图  CMP固定环,威格斯

CMP固定环是用来在研磨过程中用来固定晶圆的,选择的材料应避免晶圆表面刮伤、污染等,通常使用标准型PPS制作。

PEEK具有较高的尺寸稳定性、易于加工性、良好的机械性能、良好的耐化学腐蚀性以及良好的耐磨性,与PPS环相比,采用PEEK制成的CMP固定环耐磨性更强,使用寿命延长一倍,从而减少故障停机时间,提高晶圆产能。

  • 晶圆传送盒(FOUP) /花篮

晶圆制造过程繁复且要求苛刻,在这个过程中需要使用载具来保护、运送、并储存晶圆,如前开式晶圆传送盒(FOUP) 和晶片花篮。半导体载具有一般传输制程和酸碱制程使用之分,加热和制冷过程的温度变化以及化学处理过程会引起晶圆载具尺寸发生变化,从而导致晶片擦伤或者破裂。

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图  晶圆载具和FOUP,威格斯

PEEK可用于制作一般传输制程用载具,一般采用抗静电PEEK(PEEK ESD),PEEK ESD拥有众多优异性能,耐磨性、耐化学腐蚀性、尺寸稳定性、抗静电性和低脱气,有助于防止颗粒污染并提高晶圆搬运、存储和转移的可靠性,提高前开式晶圆传送盒(FOUP)和花篮的性能稳定性。

  • EUV光罩盒

微影制程中用于图形化的光罩须保持洁净,任何附着于光罩上的尘埃或刮伤皆会导致投影成像的质量劣化,因此,光罩无论是在制造、加工、装运、运输、储存的过程中,都需要避免光罩的污染以及因碰撞或摩擦等产生微粒影响光罩的洁净度。随着半导体产业开始导入极紫外光(EUV)微影技术,保持EUV光罩无缺陷的要求比以往任何时候都要高。

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图  EUV 光罩盒,威格斯

PEEK ESD 具高硬度、极少的颗粒产生量、高洁净度、抗静电、耐化学腐蚀性、耐磨损性、耐水解性、非常优异的电介质强度及出色的耐辐射性能等特性,在生产、传送以及处理光罩过程中,可使光罩片存储在低脱气和低离子污染的环境中。

  • 芯片测试

PEEK材料具有优异的耐高温特性,尺寸稳定性、低释气性、低颗粒脱落、耐化学腐蚀、易加工等特性,可用于芯片测试,包括高温矩阵盘、检测插槽、柔性电路基板、预烧测试槽和连接器等。

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图  半导体测试插座,鹏孚隆

  • 晶片夹

PEEK具有耐高温、耐磨性、尺寸稳定好、低释气性以及低吸湿性等特性,用PEEK晶片夹夹取晶圆、硅片的时候,不会对晶圆、硅片的表面产生划痕不会因摩擦而对晶圆、硅片产生残留物,从而提高了晶圆、硅片的表面洁净度。

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图  PEEK晶片夹,君华特塑

  • 真空吸笔头

抗静电PEEK材料可用于制作真空吸笔的吸笔头,用于吸附小尺寸晶圆,且不会造成晶圆的刮伤、污染。

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图  PEEK真空吸笔头,君华特塑

  • 真空无痕吸盘

随着半导体生产自动化提高,可搭配采用抗静电PEEK制成的真空无痕吸盘进行抓取和投放,PEEK材质纯度高,耐高温,吸取物体时不留痕迹,无污染。
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图  PEEK真空无痕吸盘,君华特塑

此外,随着节能减排以及减少塑料污染的环保意识增强,半导体行业倡导绿色制造,特别是芯片市场需求强劲,而芯片生产需要的晶圆盒等部件需求量庞大,对环境影响不容小觑。因此,半导体行业将晶圆盒等经过清洗后循环再利用以减少资源浪费。而PEEK在多次加热后,性能损耗最小,100%可回收。

PEEK凭借其出色的性能,在半导体行业得到广泛的应用,相关PEEK材料企业有:威格斯、索尔维、鹏孚隆、君华特塑、恩信格等。

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