Control del desgasificado – Garantizar la pureza en la fabricación de semiconductores

Datos esenciales en un vistazo

– evolast® establece un nuevo estándar de pureza en la industria de semiconductores: desarrollado para un rendimiento de desgasificación ultrabajo que protege la integridad del proceso en entornos críticos de plasma, temperatura y química húmeda.
– El material elastomérico de menor desgasificación más avanzado: evolast® garantiza un sellado sin contaminación y una fiabilidad a largo plazo en soluciones de sellado para semiconductores, apoyando mayores rendimientos de obleas y reduciendo paradas de mantenimiento.
– 100% desarrollado en Europa y fabricado en salas limpias: evolast® combina cuatro décadas de experiencia en perfluorelastómeros con resultados validados mediante espectroscopía de desorción térmica (TDS), que confirman una desgasificación total de solo 0,02 ppm y establecen un nuevo estándar para materiales de sellado ultra limpios.

En la fabricación de semiconductores, la precisión y la pureza determinan el éxito. En entornos ultralimpios de producción de obleas, incluso contaminantes microscópicos pueden poner en peligro lotes completos de fabricación. La desgasificación — la liberación de gases o vapores de materiales bajo calor o vacío — es una amenaza silenciosa pero seria para la integridad del proceso.

Por eso, evolast® de Angst+Pfister, una familia potente de perfluorelastómeros de baja desgasificación, es imprescindible para el desarrollo de soluciones de sellado de próxima generación en la industria de semiconductores. Completamente desarrollado y fabricado en Europa, evolast® ofrece una estabilidad de proceso, pureza y fiabilidad incomparables en las condiciones más exigentes de plasma, temperatura y química húmeda del sector.

El desafío: desgasificación en entornos de semiconductores

En la producción de obleas, la selección de materiales puede decidir si un proceso alcanza la precisión en nanómetros o se ve afectado por una contaminación catastrófica.

Bajo la influencia de vacío, plasma o altas temperaturas, los elastómeros pueden liberar compuestos orgánicos volátiles (COV), humedad u otras impurezas. Estas emisiones pueden depositarse en las superficies de las obleas, afectar la uniformidad del plasma y causar defectos o reducir los rendimientos.

Incluso cantidades mínimas de desgasificación pueden alterar la química del proceso en cámaras de deposición química de vapor (CVD) o de oxidación, causando tiempos de inactividad costosos y ciclos de limpieza.

Los ingenieros han buscado durante mucho tiempo elastómeros de baja desgasificación que combinen pureza y durabilidad. Los materiales estándar FKM a menudo no son suficientes, especialmente en exposiciones prolongadas a plasma. La necesidad de juntas tóricas de perfluorelastómero que funcionen sin errores en ambientes de altas temperaturas y química agresiva es mayor que nunca.

La solución: evolast® FFKM para un rendimiento ultra limpio

Para afrontar el desafío persistente de la desgasificación en la fabricación de semiconductores, Angst+Pfister ha creado la serie evolast®-FFKM, compuestos de sellado diseñados específicamente para redefinir la estabilidad del material.

Cada material evolast® combina una arquitectura polimérica perfectamente ajustada con procesamiento en salas limpias controladas, para garantizar una mínima liberación molecular durante su funcionamiento.

Todas las variantes evolast® pasan por una limpieza final ultrpura y un envasado en vacío, garantizando una limpieza absoluta de las superficies antes de su instalación.

La ciencia de materiales detrás de la pureza

Durante décadas, Angst+Pfister ha optimizado la formulación evolast®-FFKM basada en estructuras poliméricas especialmente resistentes a la degradación térmica y ataques químicos.

– La serie PS1 ofrece resistencia superior para procesos de química húmeda, asegurando que los sellos no degraden ni liberen contaminantes en baños ácidos o solventes.
– La serie PS2 soporta entornos térmicos extremos como LPCVD y procesamiento térmico rápido, con temperaturas de operación hasta +340°C.
– La serie PS3, diseñada para deposición por plasma y gases, presenta una desgasificación excepcionalmente baja y contenido metálico mínimo, crucial para entornos de sala limpia.

En cualquier caso, evolast® mantiene la integridad del sellado a lo largo de miles de ciclos de proceso.

Prueba de rendimiento

Angst+Pfister realizó extensas pruebas TDS para cuantificar el comportamiento de desgasificación bajo condiciones similares a las del vacío en la industria de semiconductores.

– Condiciones de prueba: aumento de temperatura desde ambiente hasta +200°C en 120 minutos, seguido de 120 minutos en mantenimiento en vacío calentado (total 240 minutos).
– Resultados: todos los materiales evolast® mostraron una liberación total de componentes volátiles extremadamente baja.
– Conclusión: una emisión molecular mínima reduce la contaminación de las obleas, mantiene condiciones de plasma estables y prolonga los intervalos de mantenimiento.

Estos resultados confirman que evolast® funciona de manera confiable bajo estrés térmico, de plasma y químico, garantizando limpieza y consistencia en todas las fases de producción de chips.

Caso de aplicación: sellado de una cámara de oxidación por plasma

Desafío:
Una herramienta de oxidación por plasma para obleas, que trabaja con alta intensidad de plasma, necesitaba materiales de sellado que no se degradaran ni liberaran contaminantes moleculares durante exposiciones prolongadas al plasma. Los elastómeros convencionales mostraron erosión superficial y liberación medible de COV tras varias cientos de horas.

Solución:
Mediante el uso de evolast® PS341 — un perfluorelastómero desarrollado para plasma de oxígeno y fluor — la planta logró un rendimiento estable con una desgasificación insignificante. Los sellos mantuvieron su integridad hasta +330°C con una deformación residual mínima y sin desgaste superficial visible.

Validación en laboratorio:
Para confirmar, Angst+Pfister realizó pruebas TDS en varias variedades de evolast® (PS221, PS251, PS321, PS341, PS342, PS343) para medir la liberación de gases en condiciones de alta temperatura y vacío.

Cada muestra fue calentada linealmente desde temperatura ambiente hasta +200°C en 120 minutos y luego mantenida otros 120 minutos.

Las curvas de desgasificación muestran que todos los compuestos evolast® presentan valores de desorción extremadamente bajos incluso tras exposiciones prolongadas a altas temperaturas.

Video P&R: pruebas de desgasificación y pureza del material

En la entrevista, Simone Lavelli, experto técnico en desarrollo de compuestos en Angst+Pfister, explica cómo la compañía valida los materiales evolast®-FFKM mediante TDS y protocolos de fabricación en sala limpia.

Los espectadores obtienen una visión del vínculo entre la pureza molecular, la fiabilidad del proceso y la importancia del control de desgasificación para la integridad de los procesos modernos de semiconductores.

https://youtu.be/vAsvqtLscRE

Conclusión

En la industria de semiconductores, la pureza define el rendimiento. Cada componente de sellado juega un papel crucial en garantizar la fiabilidad del proceso, la disponibilidad de equipos y el rendimiento de las obleas.

Con evolast®, Angst+Pfister establece un nuevo estándar para elastómeros de baja desgasificación, combinando tecnología polimérica de vanguardia con control de producción completamente europeo. Las estrictas pruebas TDS en todos los materiales evolast® muestran pérdidas de masa total excepcionalmente bajas, confirmando una estabilidad química y térmica sobresaliente en vacío y altas temperaturas.

Este rendimiento refleja la precisión de la estructura de perfluorelastómero evolast®. Una matriz polimérica altamente fluorada, una densidad de reticulación optimizada y una formulación ultra limpia crean una red estable que resiste la degradación y la oxidación. Estas propiedades evitan la liberación de contaminantes y mantienen la integridad del material incluso en las condiciones más exigentes de plasma y química en la fabricación de semiconductores.

El resultado es medible: rendimiento constante del sellado, intervalos de mantenimiento más largos y mayor pureza del proceso, que conducen directamente a mayores rendimientos de obleas y menores costes operativos totales. evolast® combina la robustez requerida por los ingenieros con la pureza que exige la fabricación moderna de semiconductores.

Al garantizar estabilidad molecular, pureza y seguridad del proceso, evolast® se establece como un facilitador clave para la innovación en la industria de semiconductores, generando confianza en el núcleo de cada chip.