V oblasti high-tech výroby polovodičů vyžaduje každý krok výjimečnou přesnost a čistotu. Speciální pryžová těsnění, jakožto kritické součásti zajišťující stabilní provoz výrobního zařízení a udržující vysoce čisté výrobní prostředí, mají přímý vliv na výtěžnost a výkon polovodičových výrobků. Dnes se ponoříme do toho, jak klíčovou roli hrají speciální pryžová těsnění, jako je fluorkaučuk a perfluorelastomer, ve výrobě polovodičů.
I. Přísné požadavky na prostředí výroby polovodičů
Výroba polovodičů se obvykle provádí v čistých prostorách, kde jsou požadavky na čistotu prostředí extrémně vysoké. I nepatrné částice kontaminantů mohou způsobit zkraty čipů nebo jiné vady výkonu. Výrobní proces navíc zahrnuje použití řady vysoce korozivních chemikálií, jako jsou fotorezisty, leptací roztoky a čisticí kapaliny. Některé kroky procesu navíc vykazují značné výkyvy teploty a tlaku. Například leptání a iontová implantace generují v zařízení vysoké teploty a tlaky. Sraženiny z těsnění mohou mít navíc vážný dopad na výrobu polovodičů. I stopové množství sraženin může kontaminovat polovodičové materiály nebo procesy a narušit tak přesnost výrobního procesu.
II. Klíčové role speciálních pryžových těsnění
1. Prevence kontaminace částicemi: Speciální pryžová těsnění účinně blokují vniknutí prachu, nečistot a dalších částic z vnějšího prostředí do zařízení a udržují tak čisté prostředí. Například perfluoroelastomerová těsnění odolají jejich hladkému povrchu absorpci částic. Jejich vynikající flexibilita jim umožňuje těsně přiléhat k součástem zařízení, čímž vytvářejí spolehlivou těsnicí bariéru a zajišťují, že proces výroby polovodičů je bez kontaminace částicemi.
2. Odolnost vůči chemické korozi: Těsnění z fluorouhlíku a perfluorelastomeru nabízejí vynikající odolnost vůči chemickým činidlům běžně používaným při výrobě polovodičů. Fluorouhlíková těsnění jsou odolná vůči běžným kyselým a alkalickým roztokům a organickým rozpouštědlům, zatímco perfluorelastomerová těsnění jsou obzvláště stabilní ve vysoce oxidačním a korozivním chemickém prostředí. Například při mokrém leptání mohou perfluorelastomerová těsnění odolat dlouhodobému kontaktu s vysoce kyselými leptacími roztoky bez koroze, což zajišťuje utěsnění a stabilitu zařízení.
3. Přizpůsobení se kolísání teploty a tlaku: Zařízení pro výrobu polovodičů během provozu čelí častým kolísáním teploty a tlaku. Speciální pryžová těsnění vyžadují vynikající odolnost vůči vysokým a nízkým teplotám, stejně jako vynikající elasticitu a odolnost vůči tlaku. Fluorkaučuková těsnění si zachovávají vynikající elasticitu a těsnicí vlastnosti v určitém teplotním rozsahu a přizpůsobují se kolísání teploty během různých fází zpracování. Perfluoroelastomerová těsnění na druhou stranu nejen odolávají vysokým teplotám, ale také odolávají tvrdnutí nebo křehnutí při nízkých teplotách, čímž si zachovávají spolehlivý těsnicí výkon a zajišťují normální provoz zařízení za různých složitých provozních podmínek.
4. Kontrola rizika srážení: Kontrola srážení z těsnění je při výrobě polovodičů klíčová. Speciální pryžová těsnění, jako jsou fluoroelastomery a perfluoroelastomery, využívají optimalizované složení a výrobní procesy, aby se minimalizovalo použití různých přísad, a tím se snížila pravděpodobnost srážení nečistot, jako jsou malé organické molekuly a kovové ionty, během výrobního procesu. Tyto charakteristiky nízkého srážení zajišťují, že se těsnění nestanou potenciálním zdrojem kontaminace, a udržují tak ultračisté prostředí potřebné pro výrobu polovodičů.
III. Požadavky na výkon a kritéria výběru pro speciální pryžová těsnění
1. Vlastnosti související s čistotou: Drsnost povrchu, těkavost a uvolňování částic jsou klíčovými ukazateli těsnění. Těsnění s nízkou drsností povrchu jsou méně náchylná k hromadění částic, zatímco nízká těkavost snižuje riziko emisí organických plynů z těsnění ve vysokoteplotním prostředí. Při výběru těsnění upřednostňujte produkty se speciální povrchovou úpravou, která nabízí nízkou těkavost a emisi částic. Například plazmově ošetřená perfluoroelastomerová těsnění nabízejí hladší povrch a účinně snižují těkavost. Věnujte také pozornost separačním vlastnostem těsnění a vybírejte produkty, které prošly přísnými separačními testy, aby se zajistilo, že v prostředí výroby polovodičů neemitují žádné škodlivé emise.
2. Chemická kompatibilita: Vyberte vhodný pryžový materiál na základě specifických chemických činidel, se kterými se setkáváte při výrobě polovodičů. Různé typy fluoroelastomerů a perfluoroelastomerů mají různou odolnost vůči různým chemikáliím. Pro procesy zahrnující silné oxidační kyseliny je nutné zvolit vysoce oxidační perfluoroelastomerová těsnění. Pro procesy zahrnující běžná organická rozpouštědla mohou být fluoroelastomerová těsnění cenově výhodnější variantou.
3. Fyzikální vlastnosti: Patří mezi ně tvrdost, modul pružnosti a deformace v tlaku. Těsnění se střední tvrdostí zajišťují dobré utěsnění a zároveň usnadňují instalaci a demontáž. Modul pružnosti a deformace v tlaku odrážejí výkonnostní stabilitu těsnění při dlouhodobém namáhání. V prostředí s vysokými teplotami a vysokým tlakem by měla být vybrána těsnění s minimální deformací v tlaku, aby byl zajištěn dlouhodobý a stabilní těsnicí výkon.
IV. Analýza případů praktické aplikace
Známý výrobce polovodičů se potýkal s častou korozí a stárnutím konvenčních pryžových těsnění v leptacím zařízení na své výrobní lince čipů. To vedlo k vnitřním netěsnostem, což ovlivnilo efektivitu výroby a výrazně snížilo výtěžnost čipů v důsledku kontaminace částicemi. Konvenční těsnění navíc během vysokoteplotního procesu uvolňovala velké množství organických nečistot, které kontaminovaly polovodičový materiál a způsobovaly nestabilní výkon produktu. Po jejich nahrazení perfluoroelastomerovými těsněními vyrobenými naší společností se provozní stabilita zařízení výrazně zlepšila. Po roce nepřetržitého provozního monitorování těsnění nevykazovala žádné známky koroze ani stárnutí, udržovala si vysoce čistý vnitřní prostor a zvýšila výtěžnost čipů z 80 % na více než 95 %. Toho bylo dosaženo díky vynikající chemické odolnosti perfluoroelastomerových těsnění, nízkým srážecím vlastnostem a vynikajícím fyzikálním vlastnostem, což vedlo k významným ekonomickým výhodám pro společnost.
Závěr: V polovodičovém průmyslu, který usiluje o extrémní přesnost a čistotu, hrají speciální pryžová těsnění nepostradatelnou roli. Speciální pryžová těsnění, jako jsou fluoropolymery a perfluoroelastomery, se svým vynikajícím výkonem, včetně přísné kontroly srážek, poskytují spolehlivé utěsnění pro zařízení pro výrobu polovodičů a pomáhají tomuto odvětví neustále dosahovat vyšších technologických úrovní.
Čas zveřejnění: 17. října 2025