派克漢尼汾：神奇的“密封術(shù)” (FFKM全氟橡膠)
2022-06-13 10:05:17
在微電子行業(yè)，密封材料面臨嚴(yán)苛挑戰(zhàn)。它們既要從容應(yīng)對等離子、氣體、高溫、酸堿等不同腐蝕，還要保持“纖塵不染”的高貴品質(zhì)，滿足行業(yè)對密封材料的高潔凈度要求。否則，密封材料容易出現(xiàn)腐蝕、溶脹、老化等問題，導(dǎo)致密封失效。
派克漢尼汾旗下的FFKM（全氟橡膠）無懼嚴(yán)苛工況，它們擁有低顆粒物析出、高潔凈度、耐化學(xué)介質(zhì)及耐電離輻射等高品質(zhì)性能，耐受溫度可高達(dá)320℃，可為微電子行業(yè)提供高性能FFKM密封解決方案。FFKM由優(yōu)質(zhì)的氟碳化合物組成，其中超高潔凈的FFKM在單獨的制造單元生產(chǎn)，保護(hù)材料不受塵埃、模具涂料等污染，為材料潔凈度保駕護(hù)航。
針對微電子行業(yè)的具體應(yīng)用工況，派克漢尼汾旗下不同系列的FFKM各有所長，從而更好應(yīng)對微電子行業(yè)的苛刻工況。下面，我們就來解鎖其中兩款FFKM，看看它們所擁有的神奇密封術(shù)吧！
耐壓變
雖然FFKM耐高溫和耐化學(xué)腐蝕能力非常優(yōu)秀，但耐壓變性能卻相對較差。在工作中，如果密封件的回彈能力減弱發(fā)生形變，其橡膠特性就會受到嚴(yán)重影響，進(jìn)而導(dǎo)致泄漏。針對這一行業(yè)難題，派克漢尼汾推出ULTRA FF156。
在實驗室，我們將相同硬度的FF156和其他類似耐化學(xué)腐蝕的FFKM產(chǎn)品進(jìn)行耐壓變性能對比測試。
數(shù)據(jù)顯示，F(xiàn)F156在耐壓變性能方面優(yōu)于其他兩種材料，使用壽命更長。相比FFKM其他系列材料，F(xiàn)F156兼具材料應(yīng)用價值和成本優(yōu)勢。與普通氟橡膠、硅橡膠和AFLAS®相比，F(xiàn)F156承溫能力更強(qiáng)，適合半導(dǎo)體等工作溫度超過204℃的應(yīng)用場合。如下圖所示，當(dāng)FF156浸沒于乙二胺液體時，體積膨脹相對較小，耐化學(xué)腐蝕性能更優(yōu)異。
FF156耐熱水和耐蒸汽腐蝕性能也優(yōu)于普通FFKM。如果對耐蒸汽腐蝕有更高需求，派克漢尼汾還提供FF580和FF582等高性能“耐蒸汽腐蝕的FFKM”。FF156可以制成O形圈或車削件等標(biāo)準(zhǔn)件，也可提供定制化密封件。FF156比FF580更有成本優(yōu)勢，是同類產(chǎn)品中綜合性能比較突出的一種75 度的FFKM，符合半導(dǎo)體行業(yè)的密封需求。
顆粒物析出，抗腐蝕能力
在半導(dǎo)體的制造過程中，F(xiàn)FKM自身揮發(fā)的化學(xué)物質(zhì)，或在腐蝕性的氣體或化學(xué)物質(zhì)作用下產(chǎn)生的顆粒物析出，都可能造成晶圓不良率的上升。等離子體在沉積、蝕刻和清潔過程中會接觸腐蝕性化學(xué)物質(zhì)，即便高性能的全氟密封件也會面臨挑戰(zhàn)。由于密封件的顆粒物析出或抗腐蝕性能會影響半導(dǎo)體不良率甚至導(dǎo)致故障停機(jī)，因此，這些特性對于半導(dǎo)體工藝至關(guān)重要。
派克漢尼汾旗下的Ultra? FF302 FFKM在CVD和蝕刻工藝中的成功應(yīng)用，讓其成為同類產(chǎn)品中的佼佼者。
1、通常，半導(dǎo)體行業(yè)的密封材料會對低顆粒物析出或抗腐蝕能力進(jìn)行優(yōu)化，而Ultra?FF302同時具備這兩種屬性。
實驗室測試表明，與當(dāng)今先進(jìn)的彈性體材料相比，Ultra FF302在腐蝕性等離子體化學(xué)物質(zhì)中的腐蝕程度更低。（下圖展示了不同耐腐蝕性能的FFKM暴露于O2等離子體后的腐蝕水平）
2、Ultra FF302不僅實驗結(jié)果出色，實際應(yīng)用的表現(xiàn)也很出色。
在使用NF3和O2等離子體進(jìn)行清潔，沉積SiH4的化學(xué)氣相沉積（HDP-CVD）工藝中，一家制造商使用行業(yè)領(lǐng)先的密封件，還是發(fā)生了明顯腐蝕。如下圖所示，材料I和II發(fā)生嚴(yán)重降解，約20%的密封材質(zhì)受到侵蝕；而在相同的使用時間內(nèi)，F(xiàn)F302 O形圈即使在易腐蝕的位置也沒有受到侵蝕。（下圖展示了在單月產(chǎn)能60000片晶圓的工廠中，經(jīng)過一個月的HDP-CVD工藝后，不同F(xiàn)FKM O形圈的截面圖）
事實上，派克漢尼汾技術(shù)團(tuán)隊在其他半導(dǎo)體制造廠也看到過這種情況。FF302-75的實驗表明，它能夠耐受具有強(qiáng)腐蝕性的蝕刻和清潔化學(xué)成分。因此，越來越多的半導(dǎo)體行業(yè)客戶開始采用FF302，以降低成本。
高性能的FFKM材料可以保護(hù)半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備，使其不受腐蝕性液體、氣體、溫度和壓力影響。派克漢尼汾可為表面清潔、蝕刻、HDPCVD、PECVD、CVD、PVD及ALS 等多個工藝流程提供高品質(zhì)FFKM O形圈和其他定制件，以滿足客戶的應(yīng)用需求。
