No campo de alta tecnologia da fabricação de semicondutores, cada etapa exige precisão e limpeza excepcionais. Vedações de borracha especiais, como componentes essenciais que garantem a operação estável dos equipamentos de produção e mantêm um ambiente de produção altamente limpo, têm um impacto direto no rendimento e no desempenho dos produtos semicondutores. Hoje, vamos nos aprofundar em como vedações de borracha especiais, como a borracha fluorada e o perfluoroelastômero, desempenham um papel crucial na fabricação de semicondutores.
I. Os requisitos rigorosos dos ambientes de fabricação de semicondutores
A fabricação de semicondutores é normalmente realizada em salas limpas, onde os requisitos de limpeza ambiental são extremamente elevados. Mesmo pequenas partículas de contaminantes podem causar curtos-circuitos nos chips ou outros defeitos de desempenho. Além disso, o processo de fabricação envolve o uso de uma variedade de produtos químicos altamente corrosivos, como fotorresistentes, soluções de corrosão e fluidos de limpeza. Além disso, algumas etapas do processo sofrem flutuações significativas de temperatura e pressão. Por exemplo, os processos de corrosão e implantação iônica geram altas temperaturas e pressões dentro do equipamento. Além disso, precipitados de selos podem ter um sério impacto na fabricação de semicondutores. Mesmo traços de precipitados podem contaminar materiais ou processos semicondutores, prejudicando a precisão do processo de produção.
II. As principais funções das vedações de borracha especiais
1. Prevenção da Contaminação por Partículas: Vedações de borracha especiais bloqueiam eficazmente a entrada de poeira, impurezas e outras partículas do ambiente externo no equipamento, mantendo-o limpo. Tomando como exemplo as vedações de perfluoroelastômero, sua superfície lisa resiste à absorção de partículas. Sua excelente flexibilidade permite que se encaixem perfeitamente aos componentes do equipamento, formando uma barreira de vedação confiável e garantindo que o processo de fabricação de semicondutores esteja livre de contaminação por partículas.
2. Resistência à Corrosão Química: Vedações como fluorocarbono e perfluoroelastômero oferecem excelente resistência aos reagentes químicos comumente utilizados na fabricação de semicondutores. As vedações de fluorocarbono são resistentes a soluções ácidas e alcalinas comuns e a solventes orgânicos, enquanto as vedações de perfluoroelastômero são particularmente estáveis em ambientes químicos altamente oxidantes e corrosivos. Por exemplo, em processos de corrosão úmida, as vedações de perfluoroelastômero podem suportar contato prolongado com soluções de corrosão altamente ácidas sem corrosão, garantindo a vedação e a estabilidade do equipamento.
3. Adaptação às Flutuações de Temperatura e Pressão: Equipamentos de fabricação de semicondutores sofrem frequentes flutuações de temperatura e pressão durante a operação. Vedações de borracha especiais exigem excelente resistência a altas e baixas temperaturas, bem como excelente elasticidade e resistência à pressão. Vedações de borracha fluorada mantêm excelentes propriedades de elasticidade e vedação dentro de uma determinada faixa de temperatura, adaptando-se às flutuações de temperatura durante diferentes etapas do processamento. Vedações de perfluoroelastômero, por outro lado, não apenas suportam altas temperaturas, mas também resistem ao endurecimento ou à quebra em baixas temperaturas, mantendo um desempenho de vedação confiável e garantindo a operação normal do equipamento sob diversas condições operacionais complexas.
4. Controle do Risco de Precipitação: Controlar a precipitação das vedações é crucial na fabricação de semicondutores. Vedações de borracha especiais, como fluoroelastômero e perfluoroelastômero, utilizam formulações e processos de produção otimizados para minimizar o uso de diversos aditivos, reduzindo assim a probabilidade de precipitação de impurezas, como pequenas moléculas orgânicas e íons metálicos, durante o processo de fabricação. Essas características de baixa precipitação garantem que as vedações não se tornem uma fonte potencial de contaminação, mantendo o ambiente ultralimpo necessário para a fabricação de semicondutores.
III. Requisitos de desempenho e critérios de seleção para vedações de borracha especiais
1. Propriedades Relacionadas à Limpeza: A rugosidade da superfície, a volatilidade e a liberação de partículas são indicadores-chave das vedações. Vedações com baixa rugosidade superficial são menos propensas ao acúmulo de partículas, enquanto a baixa volatilidade reduz o risco de emissões de gases orgânicos em ambientes de alta temperatura. Ao selecionar vedações, priorize produtos com tratamentos de superfície especiais que ofereçam baixa volatilidade e emissão de partículas. Por exemplo, vedações de perfluoroelastômero tratadas com plasma oferecem uma superfície mais lisa e reduzem efetivamente a volatilidade. Além disso, preste atenção às propriedades de liberação da vedação e selecione produtos que tenham passado por rigorosos testes de liberação para garantir que não emitam emissões nocivas em ambientes de fabricação de semicondutores.
2. Compatibilidade química: Selecione o material de borracha apropriado com base nos reagentes químicos específicos encontrados durante a fabricação de semicondutores. Diferentes tipos de fluoroelastômero e perfluoroelastômero apresentam resistência variável a diferentes produtos químicos. Para processos que envolvem ácidos oxidantes fortes, devem ser selecionadas vedações de perfluoroelastômero altamente oxidantes. Para processos que envolvem solventes orgânicos em geral, as vedações de fluoroelastômero podem ser uma opção mais econômica.
3. Propriedades físicas: incluem dureza, módulo de elasticidade e deformação permanente por compressão. Vedações com dureza moderada garantem uma boa vedação, facilitando a instalação e a remoção. O módulo de elasticidade e a deformação permanente por compressão refletem a estabilidade do desempenho de uma vedação sob estresse de longo prazo. Em ambientes de alta temperatura e alta pressão, vedações com deformação permanente por compressão mínima devem ser selecionadas para garantir um desempenho de vedação estável e de longo prazo.
IV. Análise de Casos de Aplicação Prática
Um conhecido fabricante de semicondutores estava enfrentando corrosão e envelhecimento frequentes nas vedações de borracha convencionais do equipamento de gravação em sua linha de fabricação de chips. Isso levou a vazamentos internos, impactando a eficiência da produção e reduzindo significativamente o rendimento dos chips devido à contaminação por partículas. Além disso, as vedações convencionais liberaram grandes quantidades de impurezas orgânicas durante o processo de alta temperatura, contaminando o material semicondutor e causando instabilidade no desempenho do produto. Após a substituição por vedações de perfluoroelastômero fabricadas por nossa empresa, a estabilidade operacional do equipamento melhorou significativamente. Após um ano de monitoramento operacional contínuo, as vedações não apresentaram sinais de corrosão ou envelhecimento, mantendo um interior altamente limpo e aumentando o rendimento dos chips de 80% para mais de 95%. Isso foi alcançado graças à excelente resistência química, às características de baixa precipitação e às excelentes propriedades físicas das vedações de perfluoroelastômero, resultando em benefícios econômicos significativos para a empresa.
Conclusão: Na indústria de fabricação de semicondutores, que busca extrema precisão e limpeza, as vedações de borracha especiais desempenham um papel indispensável. Vedações de borracha especiais, como fluoropolímero e perfluoroelastômero, com seu desempenho superior, incluindo controle rigoroso da precipitação, proporcionam vedação confiável para equipamentos de fabricação de semicondutores, ajudando a indústria a avançar continuamente para níveis tecnológicos mais elevados.
Horário da postagem: 17 de outubro de 2025