Gázkibocsátás ellenőrzés alatt – A tisztaság biztosítása a félvezetőgyártásban

Alapvető tények egy pillantásra

– evolast® új mércét állít a tisztaság terén a félvezetőiparban: fejlesztve az ultra-alacsony kipufogási teljesítményért, amely védi a folyamat integritását kritikus plazma-, hő- és nedves kémiai környezetekben.
– A legkorszerűbb alacsony kipufogási képességű elasztomer anyag: evolast® garantálja a szennyeződésmentes tömítést és a hosszú távú megbízhatóságot a félvezető tömítési megoldásokban, támogatja a magasabb waferhozamokat és csökkenti a karbantartási leállásokat.
– 100%-ban Európában fejlesztett és tisztatérben gyártott: az evolast® négy évtizedes tapasztalatot ötvöz a perfluorelasztomerek terén, valamint validált eredményeket a termikus deszorpciós spektroszkópiából (TDS), amelyek mindössze 0,02 ppm összkibocsátást igazolnak, és új standardot teremtenek az ultra-tiszta tömítőanyagok számára.

A félvezetőgyártásban a precizitás és a tisztaság határozza meg a sikert. A legkorszerűbb tiszta környezetekben, mint a wafergyártás, még a mikroszkopikus szennyeződések is veszélyeztethetik az egész gyártási folyamatot. A kipufogás – az anyagok gázok vagy gőzök felszabadulása hő vagy vákuum hatására – csendes, de komoly fenyegetést jelent a folyamat integritására.
Ez az oka annak, hogy az evolast® az Angst+Pfisternél, egy erőteljes, alacsony kipufogási képességű perfluorelasztomer család, nélkülözhetetlen a következő generációs tömítési megoldások fejlesztésében a félvezetőiparban. Teljes mértékben Európában fejlesztve és gyártva, az evolast® páratlan folyamatstabilitást, tisztaságot és megbízhatóságot kínál a legkifinomultabb plazma-, hő- és nedves kémiai körülmények között az iparágban.

A kihívás: kipufogás a félvezető környezetekben

A wafergyártásban az anyagválasztás dönthet arról, hogy a folyamat nanométeres precizitással ér el-e eredményt, vagy katasztrofális szennyeződés veszélyezteti azt.

Vákuum, plazma vagy magas hőmérséklet hatására az elasztomerek szabad szerves vegyületeket (VOC-kat), nedvességet vagy más szennyeződéseket szabadíthatnak fel. Ezek a kibocsátások lerakódhatnak a wafer felületén, befolyásolhatják a plazma egyenletességét, és hibákat vagy csökkent hozamot okozhatnak.

Még a legkisebb kipufogási mennyiség is megváltoztathatja a folyamatkémiai reakciókat CVD- vagy etch kamrákban, költséges kieséseket és tisztítási ciklusokat eredményezve.

Hosszú ideje a mérnökök alacsony kipufogási képességű elasztomereket kerestek, amelyek a tisztaságot a tartóssággal ötvözik. A standard FKM anyagok gyakran nem elegendőek, különösen hosszabb plazmaexpozíció esetén. A perfluorelasztomer O-gyűrűk iránti igény, amelyek magas hőmérsékleten és agresszív kémiai környezetben hibátlanul működnek, ma nagyobb, mint valaha.
  

A megoldás: evolast® FFKM az ultra-tiszta teljesítményért

A félvezetőgyártás folyamatos kipufogási kihívásának kezelésére az Angst+Pfister kifejlesztette az evolast®-FFKM sorozatot, amely kifejezetten tömítőanyagokat tartalmaz, és újradefiniálja az anyagstabilitást.

Minden evolast®-anyag pontosan hangolt polimer architektúrát kombinál kontrollált tisztatéri feldolgozással, hogy a lehető legkisebb molekuláris kibocsátást biztosítsa működés közben.

Az összes evolast® változatot ultratiszta végső tisztításon és vákuumos csomagoláson keresztül kezelik, így telepítés előtt garantálva az abszolút felületi tisztaságot.

Az anyagtudomány a tisztaság mögött

Az Angst+Pfister több évtizeden keresztül optimalizálta az evolast®-FFKM formulációt, különösen ellenállóvá téve a termikus degradációnak és a kémiai támadásoknak.

– A PS1 sorozat kiváló ellenállást nyújt nedves kémiai folyamatokhoz, biztosítva, hogy a tömítések ne degradálódjanak, és ne bocsássanak ki szennyeződéseket savas vagy oldószeres medencékben.
– A PS2 sorozat ellenáll az extrém hőmérsékleti körülményeknek, mint az LPCVD és a gyors hőkezelés, akár +340°C-ig működve.
– A PS3 sorozat, amelyet plazma- és gázleválasztásra fejlesztettek ki, rendkívül alacsony kipufogási értékeket és minimális fémtartalmat mutat – ez döntő a tisztatéri alkalmazásokban.

Minden esetben az evolast® megőrzi a tömítés integritását több ezer folyamatcikluson keresztül.

Teljesítménybizonyíték

Az Angst+Pfister kiterjedt TDS-teszteket végzett a kipufogási viselkedés kvantifikálására a félvezetőipar vákuumközeli körülményei között.
– Tesztfeltételek: a környezeti hőmérséklet +20°C-ról +200°C-ra történő növelése 120 perc alatt, majd 120 perc tartás a fűtött vákuumban (összesen 240 perc).
– Eredmények: Minden evolast®-anyag rendkívül alacsony összes kibocsátást mutatott a származó komponensekből.
– Eredmény: A minimális molekuláris kibocsátás csökkenti a wafer szennyeződését, stabil plazma körülményeket és hosszabb karbantartási időközöket eredményez.

Ezek az eredmények megerősítik, hogy az evolast® megbízhatóan működik termikus, plazma- és kémiai stressz alatt, és minden szakaszban biztosítja a tisztaságot és a következetességet a chipgyártásban.

Alkalmazási példa: plazma etch kamra tömítése

Kihívás:
Egy wafer-etch eszköz, amely magas plazmaintenzitáson működik, olyan tömítőanyagot igényelt, amely hosszú plazmaexpozíció során nem degradálódik, és nem szabadít fel molekuláris szennyeződéseket. A hagyományos elasztomerek felületi eróziót mutattak és mérhető VOC-kibocsátást több száz óra után.

Megoldás:
Az evolast® PS341 – egy perfluorelasztomer, amelyet oxigén- és fluorplazmához fejlesztettek ki – stabil működést ért el, elhanyagolható kipufogással. A tömítések megőrizték integritásukat +330°C-ig, minimális nyomásdeformációval és látható felületi kopás nélkül.

Laboratóriumi validálás:
Az Angst+Pfister TDS-teszteket végzett több evolast® típuson (PS221, PS251, PS321, PS341, PS342, PS343), hogy mérje a gázkibocsátást magas hőmérsékleten és vákuumban.

Minden mintát lineárisan melegítettek 120 perc alatt a szobahőmérsékletről +200°C-ra, majd további 120 percig tartották ezt az állapotot.

A kipufogási görbék azt mutatják, hogy minden evolast®-készítmény extrém alacsony deszorpciós értékeket mutat még hosszabb ideig tartó magas hőmérsékleti hatás esetén is.

Videó Kérdések és Válaszok: kipufogási tesztek és anyagtisztaság

A beszélgetés során Simone Lavelli, az Angst+Pfister anyagfejlesztési műszaki szakértője elmagyarázza, hogyan validálják az evolast®-FFKM anyagokat TDS és tisztatéri gyártási protokollok segítségével.
A nézők betekintést nyerhetnek a molekuláris tisztaság, a folyamat megbízhatósága és a kipufogáskontroll jelentőségébe a modern félvezető folyamatok integritásának biztosításában.

https://youtu.be/vAsvqtLscRE

Következtetés

A félvezetőiparban a tisztaság határozza meg a teljesítményt. Minden tömítőalkatrész kulcsszerepet játszik a folyamat megbízhatóságának, a berendezések rendelkezésre állásának és a waferhozamok biztosításában.

Az evolast® segítségével az Angst+Pfister új mércét állít az alacsony kipufogási képességű elasztomerek terén, modern polimertechnológiát ötvözve teljes európai gyártási kontrollal. Az összes evolast®-anyag szigorú TDS-tesztek szerint rendkívül alacsony összes tömegveszteséget mutat, ami kiváló kémiai és hőállóságot igazol vákuumban és magas hőmérsékleten.
Ez a teljesítmény az evolast® perfluorelasztomer szerkezetének precizitását tükrözi. Egy magas fluor tartalmú polimer váz, optimalizált hálózatsűrűség és ultra-tiszta keverék kialakítása egy stabil hálózatot eredményez, amely ellenáll a degradációnak és az oxidációnak. Ezek a tulajdonságok megakadályozzák a szennyeződések felszabadulását, és megőrzik az anyag integritását még a legkifinomultabb plazma- és kémiai körülmények között is a félvezetőgyártásban.

A mérhető eredmény: állandó tömítés teljesítmény, hosszabb karbantartási időközök és növelt folyamat tisztaság, amelyek közvetlenül magasabb waferhozamokat és alacsonyabb összköltséget eredményeznek. Az evolast® ötvözi a mérnökök által megkövetelt robusztusságot a modern félvezetőgyártás által megkövetelt tisztasággal.

Az evolast® molekuláris stabilitást, tisztaságot és folyamatbiztonságot garantálva, kulcsfontosságú szereplővé válik az innovációkban a félvezetőiparban – és bizalmat épít minden chip magjába.