在半导体设备和制造过程中,部分关键部件既需要耐强酸强碱,又需要防静电性能,主要集中在与湿法制程(Wet Process)、化学机械抛光(CMP)、清洗设备 和 晶圆搬运系统 有关的配件。以下是常见需要双重性能(防腐蚀+防静电)的部件类型:电阻10的4次方Ω-10的9次方Ω
? 一、典型部件清单
部件使用场景对防腐要求对防静电要求
晶圆承载盘(Wafer Boat/Carrier) 湿法蚀刻、清洗 耐HF、H?SO?、KOH 等强腐蚀液体 防止静电积累损坏晶圆
晶圆夹具(Cassette, FOUP, Reticle Pod) 晶圆搬运、储存 需一定耐化学性(高洁净要求) 防止静电放电(ESD)
化学药液泵体/阀门 湿法制程、清洗机 长期接触强酸碱(如HF、HCl) 防止静电打火或吸附颗粒
管路(Tubing)与接头 药液输送系统 耐化学腐蚀 材料或内衬防静电(避免产生颗粒)
湿法清洗槽内衬或托盘 RCA 清洗、BOE 清洗槽等 接触H?SO?、NH?OH、HF等 防止静电对晶圆造成击穿
化学机械抛光机(CMP)夹具或罩体 CMP 制程 接触抛光液和酸碱性清洗液 防止静电积累影响研磨
喷淋臂(Spray Arm)或喷嘴 湿法设备中药液喷淋系统 要求耐酸碱且清洁性高 防静电避免喷射不均匀
电镀设备中的导液槽或承载装置 铜电镀、镍电镀等 接触含酸或强氧化性液体 防止静电影响沉积均匀性
晶圆传送平台或机械手表面材料 多种制程之间的搬运系统 需适当防腐以抵御残留化学品 避免ESD损伤芯片或掺杂结构
? 二、常见材料选择
为了满足防腐+防静电双重需求,常用的材料包括:
材料类型特点
导电型 PTFE(防静电PTFE) 加碳黑或金属氧化物改性,耐强酸强碱又抗静电
ECTFE + 防静电改性 优异的化学稳定性,适用于电镀槽、化学槽等
PVDF(聚偏氟乙烯) + 导电填料 耐化学性好,可抗一定浓度酸碱,常用于泵体
PFA 防静电级别 半导体级耐高温、耐化学腐蚀,部分用于晶圆承载
防静电聚碳酸酯(ESD-PC)或PEEK 适用于设备外壳、观察窗,耐腐性能略逊但可工程化
导电陶瓷或涂层(如CrSiN) 对高洁净度和耐腐蚀/抗静电有高要求时使用
? 三、典型应用示意
在HF湿蚀刻制程中,晶圆承载盘需使用防静电PTFE或PFA涂层,防止 HF 腐蚀且避免静电积聚;
在CMP研磨系统中,晶圆夹具需避免抛光液腐蚀和避免因静电导致颗粒吸附;
在电镀制程中,导液系统和载体要兼具防腐蚀能力和导电性,避免沉积异常。