新聞動態(tài) News
聯(lián)系電話:021-57629631
電子郵箱:jinfu@shjinfu.com.cn
在閱讀本文之前,您也可先閱讀我們上海勁孚化工公眾號的另外一篇文章,標(biāo)題是:”氟塑料PFA/PTFE:在"超凈高純"的半導(dǎo)體先進制造中的使用?!倦娮蛹壋瑑舾呒儯ń饘匐x子析出)---半導(dǎo)體行業(yè)'卡脖子'技術(shù)】“。 進入我們公眾號,復(fù)制以上紅色字搜文章,或者點開以下鏈接:http://mp.weixin.qq.com/s/ZTVei5rjVIA0M4X9dK2c8A
濕電子化學(xué)品屬于電子化學(xué)品領(lǐng)域的一個分支,是微電子、光電子濕法工藝制程(主要包括濕法蝕刻、清洗、顯影、互聯(lián)等)中使用的各種電子化工材料,是超大規(guī)模集成電路、分立器件、液晶顯示器、太陽能電池、LED等制作過程中不可缺少的關(guān)鍵性基礎(chǔ)化工材料之一。
隨著集成電路制作要求的提高,對工藝中所需的濕電子化學(xué)品純度的要求也不斷提高。目前,濕電子化學(xué)品的核心要素是超凈、高純及功能性。其中,金屬雜質(zhì)含量和顆粒度這兩個參數(shù)是濕電子化學(xué)品制備的關(guān)鍵之一,這對試劑提純、包裝等各方面提出了高要求。
氟樹脂具有耐腐蝕等優(yōu)異性能,在發(fā)達(dá)國家濕電子化學(xué)品生產(chǎn)過程中已經(jīng)獲得了廣泛應(yīng)用,但國內(nèi)氟樹脂加工企業(yè)在該領(lǐng)域還有很長的路要走。
氟樹脂在超高純試劑生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用,氟樹脂材料由含氟原子的單體通過均聚或共聚反應(yīng)而成,目前使用中的氟樹脂品種主要有聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)和四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)。在濕電子化學(xué)品生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用的氟樹脂主要為PTFE和PFA。
PTFE樹脂占所有氟塑材料應(yīng)用的70%左右,由于其獨有的分子結(jié)構(gòu),使材料具有優(yōu)異的耐腐蝕性,耐酸抗堿、抗大部分溶劑的特點。同時,PTFE具有耐低溫和相對高溫的特點,工作溫度范圍可達(dá)到-80℃~200℃。
PFA為四氟乙烯和全氟丙基乙烯基醚(FVE)的共聚物,分子結(jié)構(gòu)與PTFE十分接近,很多性能也非常接近。最大的不同是,PFA可以熔融加工、注塑、擠出等,所以PFA又稱為可熔性PTFE。
氟樹脂材料在與高純化學(xué)試劑接觸時,幾乎沒有不純物質(zhì)的溶出,且耐腐蝕性優(yōu)異,具備長期使用也能保持純度的優(yōu)異特性。在應(yīng)用于超凈高純化學(xué)試劑的氟樹脂中,尤其以PTFE與PFA最為廣泛,其耐腐蝕性更加優(yōu)異,耐蝕高純化學(xué)試劑的品種更加廣泛。
對于氟樹脂材料(PTFE和PFA)的
指標(biāo)要求
1.樹脂使用技術(shù)要求
1)金屬離子的析出SEMI3及以上的超凈高純化學(xué)品中,其產(chǎn)品在包裝儲運和使用過程中,單項金屬離子要求保持在ppb甚至ppt級的水平。因此,對預(yù)期接觸的所有材料必須也保持相應(yīng)技術(shù)水平,保證無過量金屬離子析出。
2)顆粒數(shù)持續(xù)增長:若樹脂材料的在分子水平上出現(xiàn)過量的分子斷裂或者溶出,會導(dǎo)致在電路濕制程當(dāng)中引起大量產(chǎn)品污染和線路缺陷。
3)小分子滲透:超凈高純化學(xué)試劑分子量一般相對較小,滲透性強,而樹脂在生產(chǎn)中容易出現(xiàn)大分子間隙,導(dǎo)致分子溢出,可能會對儲運設(shè)施外層金屬產(chǎn)生微量腐蝕,而微量的腐蝕污染足以導(dǎo)致產(chǎn)品失效。
2.樹脂制造技術(shù)要求
1)材質(zhì)的純凈度,保證不對產(chǎn)品造成二次污染;
2)樹脂聚合中分子量分布盡可能的窄;
3)聚合過程中支鏈的控制技術(shù);
4)功能添加劑的選擇穩(wěn)定性和溢出控制。
在濕電子化學(xué)品生產(chǎn)中,
氟樹脂主要用于的四大領(lǐng)域
1)濕電子化學(xué)品生產(chǎn)中鋼襯PFA/PTFE設(shè)備
鋼襯PFA/PTFE設(shè)備分為塔器、罐體、管道和泵閥等,其特點在于不僅鋼制容器強度高,而且在強腐蝕介質(zhì)的工況下仍能保證
-80℃~200℃的溫度區(qū)間應(yīng)用。致密的PFA/PTFE層保證其適用大部分電子化學(xué)品生產(chǎn)工況。
鋼襯PFA/PTFE容器可分為模壓、板襯、噴涂等工藝,視不同工況可以選擇不同的內(nèi)襯工藝,成品使用需通過標(biāo)準(zhǔn)離子浸出實驗;電子化學(xué)品生產(chǎn)成品包裝、儲存、運輸一般采用更嚴(yán)格的超純PFA襯里設(shè)備。目前PFA樹脂主要生產(chǎn)廠家為科慕(杜邦)、大金、旭硝子等國外廠商。PTFE樹脂國內(nèi)廠商有東岳、巨化等,并且開始有少量試生產(chǎn)PFA樹脂。
2)濕電子化學(xué)品精餾用PFA/PTFE分離填料
PFA/PTFE分離填料具有通量大、效率高等特點,廣泛用于超純物系的吸收和精餾。規(guī)整填料分離效率在中等噴淋密度時與同樣比表面積的金屬規(guī)整填料相比高約7.8%;在模擬計算和實際設(shè)計的時候,精餾塔比相類似的金屬塔要略高;PFA/PTFE鮑爾環(huán)和拉西環(huán)等散堆填料,在吸收時用的比較多,例如用于SO3吸收制超純硫酸工藝。
3)濕電子化學(xué)品精餾提純用主要內(nèi)構(gòu)件
PFA/PTFE管式、槽盤式分布器、復(fù)合支撐和除霧器等,這些內(nèi)構(gòu)件對汽液平衡、汽液均勻分布具有不可或缺的作用,特別是除沫器和除霧器的應(yīng)用對霧沫夾帶和微小液滴(3μm以下)起著重要作用。3μm以下的需要采用纖維除霧器去除。這也是精餾提純電子化學(xué)品的關(guān)鍵步驟之一。
4)濕電子化學(xué)品生產(chǎn)中的熱交換設(shè)備
列管式PFA/PTFE換熱器超強的耐蝕防老化性能和超潔凈性能,使其廣泛應(yīng)用于化工、酸洗、電鍍、醫(yī)藥和電子化學(xué)品等行業(yè)。由于其耐溫性能極佳(-80℃~180℃),既適用于普通換熱及冷卻,亦適用于蒸汽加熱。
隨著氟塑原材料生產(chǎn)技術(shù)和管材加工技術(shù)的提高,目前四氟管管壁厚度達(dá)到0.3~1.0mm,加之無垢下熱阻,在液液、汽液傳熱中總傳熱系數(shù)比較高,總傳熱系數(shù)約200~300W/m2 ℃。與金屬列管式換熱器相比較,因采用毛細(xì)管,單位體積換熱面積大約1.5倍,換熱效率與同體積的金屬換熱器相當(dāng)。
半導(dǎo)體濕電子化學(xué)品,
未來發(fā)展需四輪驅(qū)動
濕電子化學(xué)品的應(yīng)用受等終端市場限制和影響較大,其生產(chǎn)工藝和設(shè)備大都是國內(nèi)客戶從國外成套引進,而且目前超純PFA材料在短期內(nèi)難以國產(chǎn)化。更主要的是,傳統(tǒng)的鋼襯四氟行業(yè)對高純環(huán)境加工認(rèn)識不足,加工技術(shù)難以掌握,限制了國產(chǎn)氟塑加工企業(yè)在電子化學(xué)品行業(yè)的發(fā)展。
針對目前的現(xiàn)狀,提出以下四點建議:
一是國產(chǎn)樹脂廠商(如巨化、東岳等)應(yīng)加大超純樹脂產(chǎn)品研發(fā)力度和標(biāo)準(zhǔn)制定; 進一步聯(lián)合終端廠商及研究院建立中試示范基地,不要只追求“短平快'和利益最快化,要做扶得起得阿斗,拿得出手得泰斗!
二是相關(guān)協(xié)會牽頭聯(lián)合研究設(shè)計院、生產(chǎn)廠商及氟塑加工企業(yè)盡快制定材料和制造檢測標(biāo)準(zhǔn),為規(guī)范化使用超純氟樹脂奠定基礎(chǔ);
三是高校和研究設(shè)計院以及生產(chǎn)廠商聯(lián)合開發(fā)出相應(yīng)的電子化學(xué)品生產(chǎn)工藝包,規(guī)范相應(yīng)的工程設(shè)計;
四是進一步聯(lián)合外資大品牌的技術(shù)和人員,以及優(yōu)秀專業(yè)的氟化工經(jīng)銷商(比如像‘解放軍'一樣專業(yè)的上海勁孚化工,而非'農(nóng)民軍’級的經(jīng)銷商),引導(dǎo)和構(gòu)建高質(zhì)量產(chǎn)品、高新技術(shù)交流的橋梁。