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半導體制程

由于擔心微粒污染納米級電路的拓撲結構，以及所使用材料的放氣和化學或等離子侵蝕的負面影響，這些應用的材料選擇受到了驅動。 這與真空室中的應用尤為相關。 這種環境的工藝條件異常苛刻，要求超高性能聚合物能夠抵御侵蝕性化學物質和各種等離子環境，最大限度地降低廢氣和微粒污染的風險。

在許多情況下，晶圓處理和夾具應用還必須在高加工溫度下保持其剛度和尺寸。 隨著行業追求新的設計和更高的生產率，涉及更高水平的等離子能量和更具侵蝕性的化學品，對性能的要求也在不斷提高。

Polywel可為滿足這些要求的機加工部件提供一系列高性能的毛坯形狀。 與可能考慮的其他材料相比，它們還具有一些優勢。 例如，與陶瓷相比，這些超高性能聚合物更易于加工，而且更加耐用，不易破損。 Polywel的產品系列還可根據具體的應用要求提供具有成本效益的性能選擇：

Torlon4203L(也被命名為?4203）是一種未增強的二氧化鈦顏料聚酰胺-酰亞胺，具有韌性和耐磨性。 多年來，它已成功用于晶圓處理和腔室硬件（包括腔室探頭）。

Polywel 4200PAI 的二氧化鈦含量為零。 4200 的物理性能與 4203L 相似，消除了等離子蝕刻過程中二氧化鈦顆粒釋放可能污染當今微電路納米級形貌的問題。

Torlon5030?玻璃纖維含量為 30% 的增強型 Torlon 5030 還廣泛用于在等離子蝕刻過程中必須穩固晶片的卡環。 這種材料在等離子環境中的壽命比聚酰亞胺更長，因此釋放到腔體內的離子雜質更少。

PEEK 450 CA30和 KT-820 CF30都有 30% 的碳纖維增強，在所有 PEEK 聚合物中具有最高的強度和剛度。 對各種化學物質的惰性使所有 PEEK 牌號都非常適合用于半導體加工中的濕法工藝。

PEEK?具有良好的化學惰性，適用于在清洗過程中處理和固定晶片的工具。 它還可用于溫度高達 150°C 的應用中。 PEEK 的固有純度最大限度地減少了生產過程中接觸化學品時的離子污染，尤其是在半導體制造領域。 此外，聚醚醚酮在等離子氣體中的侵蝕極低，可最大限度地減少工藝污染。

隨著半導體技術的不斷發展，對于材料的性能要求也越來越高。在整個半導體制程中，塑料的作用主要是包裝和傳送，連接每一個加工制程，防止污染和損壞，優化污染控制，提高關鍵半導體制程的良率。

所用到塑料材料包括PEEK、PPS、PP、ABS、PVC、PBT、PC、氟塑料、PAI、COP等。本文重點介紹下特種工程塑料PEEK在半導體制造中的應用。

晶圓盒 

1、晶圓載具

晶圓載具顧名思義就是用來裝載晶圓，有晶圓承載盒、晶圓傳送盒、晶舟等。晶圓存放在運輸盒內的時間在整個生產過程中占比很高，晶圓盒本身的材質、質量和干凈與否都可能會對晶圓質量產生或大或小的影響。

晶圓在制造過程中需要經過：切割、拋光、清洗、光刻等多道工序。這個過程中存在許多有腐蝕性的化學液體。因此，晶圓載具的材料要求：耐高溫、耐磨、耐腐蝕、防靜電、高純度、兼具剛性和韌性等特點。

PEEK材料是制作晶圓載具的理想材料：一般采用抗靜電PEEK。

晶圓盒 

• 耐磨性、耐高溫

耐磨性非常突出長期使用溫度可達240°C

制成的晶圓載具擁有更長的使用壽命

• 不易產生磨削污染

有助于防止顆粒污染并提高晶圓搬運、存儲和轉移的可靠性

不會因摩擦而對晶圓、硅片產生劃痕或殘留物

晶圓花籃 

2、CMP固定環

化學機械研磨（CMP）是晶圓生產過程中一項關鍵性制程技術，CMP固定環是用來在研磨過程中固定硅片、晶圓，選擇的材料應具有良好的耐磨性、尺寸穩定、耐化學腐蝕、易加工，避免晶硅片/圓表面刮傷、污染。

CMP固定環是用來在研磨過程中用來固定晶圓的，選擇的材料應避免晶圓表面刮傷、污染等，通常使用標準型PPS制作。

PEEK具有較高的尺寸穩定性、易于加工性、良好的機械性能、良好的耐化學腐蝕性以及良好的耐磨性，與PPS環相比，采用PEEK制成的CMP固定環耐磨性更強，使用壽命延長一倍，從而減少故障停機時間，提高晶圓產能。

常用材料：PEEK、PPS

圖  CMP固定環，威格斯

3、光罩盒

光罩是芯片制造中光刻工藝使用的圖形母版，以石英玻璃為基板并涂布鉻金屬遮光，利用曝光原理，光源通過光罩投影至硅晶圓可曝光顯示特定圖案。

任何附著于光罩上的塵埃或刮傷皆會導致投影成像的質量劣化，因此需避免光罩的污染，以及避免因碰撞或摩擦等產生微粒影響光罩的潔凈度。

為避免光罩起霧、摩擦或位移造成損傷，光罩盒因此一般采用抗靜電、低脫氣、堅固耐用的材料。

抗靜電ABS 

PEEK 高硬度、極少的顆粒產生量、高潔凈度、抗靜電、耐化學腐蝕性、耐磨損性、耐水解性、非常優異的電介質強度及出色的耐輻射性能等特性，在生產、傳送以及處理光罩過程中，可使光罩片存儲在低脫氣和低離子污染的環境中。

常用材料：抗靜電PEEK、抗靜電PC、抗靜電ABS等。

4、晶圓工具

用來夾取晶圓或硅片的工具，如晶片夾、真空吸筆等，夾取晶片時，所采用的的材料不會對晶圓的表面產生劃痕，無殘留物，保證晶圓的表面潔凈度。

PEEK晶片夾

PEEK具有耐高溫、耐磨性、尺寸穩定好、低釋氣性以及低吸濕性等特性，用PEEK晶片夾夾取晶圓、硅片的時候，不會對晶圓、硅片的表面產生劃痕不會因摩擦而對晶圓、硅片產生殘留物，從而提高了晶圓、硅片的表面潔凈度。

材料：PEEK

5、半導體封裝測試插座

測試插座是將各半導體元件的直接回路電氣性連接到測試儀器上的裝置，不同的測試插座被用于測試集成電路設計人員所指定的各種微芯片。

測試插座用材料應滿足大溫度范圍內的具有良好的尺寸穩定性、機械強度、毛刺形成量少，經久耐用，易加工等要求。

常用材料：PEEK、PPS、PAI、PI、PEI。

圖  半導體測試插座