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派克汉尼汾:神奇的“密封术” (FFKM全氟橡胶)

在微电子行业,密封材料面临严苛挑战。它们既要从容应对等离子、气体、高温、酸碱等不同腐蚀,还要保持“纤尘不染”的高贵品质,满足行业对密封材料的高洁净度要求。否则,密封材料容易出现腐蚀、溶胀、老化等问题,导致密封失效。

派克汉尼汾:神奇的“密封术” (FFKM全氟橡胶)

派克汉尼汾旗下的FFKM(全氟橡胶)无惧严苛工况,它们拥有低颗粒物析出、高洁净度、耐化学介质及耐电离辐射等高品质性能,耐受温度可高达320℃,可为微电子行业提供高性能FFKM密封解决方案。FFKM由优质的氟碳化合物组成,其中超高洁净的FFKM在单独的制造单元生产,保护材料不受尘埃、模具涂料等污染,为材料洁净度保驾护航。

派克汉尼汾:神奇的“密封术” (FFKM全氟橡胶)

针对微电子行业的具体应用工况,派克汉尼汾旗下不同系列的FFKM各有所长,从而更好应对微电子行业的苛刻工况。下面,我们就来解锁其中两款FFKM,看看它们所拥有的神奇密封术吧!

耐压变

虽然FFKM耐高温和耐化学腐蚀能力非常优秀,但耐压变性能却相对较差。在工作中,如果密封件的回弹能力减弱发生形变,其橡胶特性就会受到严重影响,进而导致泄漏。针对这一行业难题,派克汉尼汾推出ULTRA FF156。

派克汉尼汾:神奇的“密封术” (FFKM全氟橡胶)


在实验室,我们将相同硬度的FF156和其他类似耐化学腐蚀的FFKM产品进行耐压变性能对比测试。

数据显示,FF156在耐压变性能方面优于其他两种材料,使用寿命更长。相比FFKM其他系列材料,FF156兼具材料应用价值和成本优势。与普通氟橡胶、硅橡胶和AFLAS®相比,FF156承温能力更强,适合半导体等工作温度超过204℃的应用场合。如下图所示,当FF156浸没于乙二胺液体时,体积膨胀相对较小,耐化学腐蚀性能更优异。

派克汉尼汾:神奇的“密封术” (FFKM全氟橡胶)

FF156耐热水和耐蒸汽腐蚀性能也优于普通FFKM。如果对耐蒸汽腐蚀有更高需求,派克汉尼汾还提供FF580和FF582等高性能“耐蒸汽腐蚀的FFKM”。FF156可以制成O形圈或车削件等标准件,也可提供定制化密封件。FF156比FF580更有成本优势,是同类产品中综合性能比较突出的一种75 度的FFKM,符合半导体行业的密封需求。

颗粒物析出,抗腐蚀能力

在半导体的制造过程中,FFKM自身挥发的化学物质,或在腐蚀性的气体或化学物质作用下产生的颗粒物析出,都可能造成晶圆不良率的上升。等离子体在沉积、蚀刻和清洁过程中会接触腐蚀性化学物质,即便高性能的全氟密封件也会面临挑战。由于密封件的颗粒物析出或抗腐蚀性能会影响半导体不良率甚至导致故障停机,因此,这些特性对于半导体工艺至关重要。
派克汉尼汾旗下的Ultra™ FF302 FFKM在CVD和蚀刻工艺中的成功应用,让其成为同类产品中的佼佼者。



派克汉尼汾:神奇的“密封术” (FFKM全氟橡胶)

1、通常,半导体行业的密封材料会对低颗粒物析出或抗腐蚀能力进行优化,而Ultra™FF302同时具备这两种属性。

实验室测试表明,与当今先进的弹性体材料相比,Ultra FF302在腐蚀性等离子体化学物质中的腐蚀程度更低。(下图展示了不同耐腐蚀性能的FFKM暴露于O2等离子体后的腐蚀水平)

派克汉尼汾:神奇的“密封术” (FFKM全氟橡胶)

2、Ultra FF302不仅实验结果出色,实际应用的表现也很出色。

在使用NF3和O2等离子体进行清洁,沉积SiH4的化学气相沉积(HDP-CVD)工艺中,一家制造商使用行业领先的密封件,还是发生了明显腐蚀。如下图所示,材料I和II发生严重降解,约20%的密封材质受到侵蚀;而在相同的使用时间内,FF302 O形圈即使在易腐蚀的位置也没有受到侵蚀。(下图展示了在单月产能60000片晶圆的工厂中,经过一个月的HDP-CVD工艺后,不同FFKM O形圈的截面图)

事实上,派克汉尼汾技术团队在其他半导体制造厂也看到过这种情况。FF302-75的实验表明,它能够耐受具有强腐蚀性的蚀刻和清洁化学成分。因此,越来越多的半导体行业客户开始采用FF302,以降低成本。

高性能的FFKM材料可以保护半导体生产设备,使其不受腐蚀性液体、气体、温度和压力影响。派克汉尼汾可为表面清洁、蚀刻、HDPCVD、PECVD、CVD、PVD及ALS 等多个工艺流程提供高品质FFKM O形圈和其他定制件,以满足客户的应用需求。

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