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高性能プラスチック:現代半導体製造に不可欠な材料群

高性能プラスチックは、精度と汚染制御が至上命令の半導体製造において不可欠です。 製造プロセスはシリコンウェハーと完全統合された施設——通称ファブ——から始まり、その建設費は数十億ドルに達します。すべてのファブの中心にはクリーンルームがあります。

高性能プラスチック:現代半導体製造に不可欠な材料群

塵埃は徹底管理され、微小な粒子でもICを破壊しかねません。施設は防振構造で、温湿度は厳密に制御され静電気放電を抑制します。

集積回路はフォトリソグラフィ、エッチング、洗浄、薄膜堆積、研磨といった一連のステップ——約270種類の化学薬品とガス1を使用——で製造されます。 これらの多く(硝酸、塩酸、フッ化水素酸、オゾンなど)は強い腐食性を持ちます。金属は腐食して許容できないパーティクルを発生させ、装置故障を招きます。高性能プラスチックはこうした敵対的環境で優れた性能を発揮します。

半導体製造における高性能プラスチックのトップ10性能基準:

  1. 卓越した耐薬品性による腐食防止。
  2. 最小パーティクル発生による歩留まり向上。
  3. 真空条件下での低アウトガスと低吸湿。
  4. 優れた耐高温性。
  5. 低誘電率を伴う優れた電気絶縁性。
  6. 長寿命のための寸法安定性とクリープ耐性。
  7. 高純度薬品中の抽出成分を最小化する低金属イオン含有。
  8. 優れた加工性。
  9. 難燃性。
  10. 低熱伝導率。

これらのプラスチックの適用方法: 半導体装置は多岐にわたりますが、高性能プラスチックが最もクリティカルなのはウェットベンチシステムです。これらのベンチは酸エッチング、リンス、乾燥を実行——最大純度が要求され、乾燥工程での薬液持ち越しやウェハー汚染を防止するプロセスです。

ウェットベンチ稼働のYouTube動画をご覧ください!
[動画リンク]

ウェットベンチコンポーネントで常用される高性能プラスチック: PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、PP2(ポリプロピレン)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、FEP(フッ化エチレンプロピレン)、PFA(パーフルオロアルコキシ)、CPVC(塩化ポリビニルクロリド)、ECTFE(エチレンクロロトリフルオロエチレン)、PCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン)。

これら材料はタンク、継手、ネジ、ガスケット、スペーサー、ハウジング、ウェハー搬送トレイ、ハンドル、ヒンジ、シート、チューブ、ポンプを形成します。耐薬品性と耐久性によりプロセス完全性の維持に不可欠です。

高性能プラスチックなしでは、情報時代を定義するパーソナルコンピュータ、スマートフォン、フラットスクリーンTVは考えられません。

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1 HANDBOOK OF CHEMICALS AND GASES FOR THE SEMICONDUCTOR INDUSTRY(Wiley刊)による。

2 ホモポリマー。

近日中に半導体業界で使用される高性能プラスチックに特化し、詳細物性データを含む続編を公開予定です!

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