В высокотехнологичной сфере производства полупроводников каждый этап требует исключительной точности и чистоты. Специальные резиновые уплотнения, являясь важнейшими компонентами, обеспечивающими стабильную работу производственного оборудования и поддержание высокой чистоты производственной среды, напрямую влияют на выход годных и эксплуатационные характеристики полупроводниковых изделий. Сегодня мы рассмотрим, какую важную роль специальные резиновые уплотнения, такие как фторкаучук и перфторэластомер, играют в производстве полупроводников.
I. Строгие требования к условиям производства полупроводников
Производство полупроводников обычно осуществляется в чистых помещениях, где требования к чистоте окружающей среды чрезвычайно высоки. Даже мельчайшие частицы загрязняющих веществ могут вызвать короткое замыкание кристалла или другие дефекты его работы. Более того, производственный процесс включает использование различных высококоррозионных химических веществ, таких как фоторезисты, травильные растворы и чистящие жидкости. Кроме того, некоторые этапы процесса сопряжены со значительными колебаниями температуры и давления. Например, процессы травления и ионной имплантации создают высокие температуры и давление внутри оборудования. Более того, осадки из уплотнений могут оказывать серьёзное влияние на процесс производства полупроводников. Даже следовые количества осадков могут загрязнять полупроводниковые материалы или процессы, нарушая точность производственного процесса.
II. Ключевые роли специальных резиновых уплотнений
1. Предотвращение загрязнения частицами: специальные резиновые уплотнения эффективно блокируют попадание пыли, загрязнений и других частиц из внешней среды в оборудование, поддерживая чистоту. Например, гладкая поверхность уплотнений из перфторэластомера препятствует впитыванию частиц. Благодаря превосходной гибкости они плотно прилегают к компонентам оборудования, образуя надежный герметизирующий барьер и гарантируя отсутствие загрязнения частицами в процессе производства полупроводников.
2. Устойчивость к химической коррозии: Уплотнения из фторуглерода и перфторэластомера обладают превосходной стойкостью к химическим реагентам, обычно используемым в производстве полупроводников. Фторуглеродные уплотнения устойчивы к воздействию распространённых кислотных и щелочных растворов, а также органических растворителей, в то время как уплотнения из перфторэластомера особенно устойчивы к воздействию сильно окисляющих и коррозионных химических сред. Например, в процессах жидкостного травления уплотнения из перфторэластомера могут выдерживать длительный контакт с сильнокислотными травильными растворами без коррозии, обеспечивая герметичность и стабильность работы оборудования.
3. Адаптация к колебаниям температуры и давления: Оборудование для производства полупроводников подвержено частым колебаниям температуры и давления во время работы. Специальные резиновые уплотнения должны обладать превосходной стойкостью к высоким и низким температурам, а также высокой эластичностью и устойчивостью к давлению. Фторкаучуковые уплотнения сохраняют превосходную эластичность и герметизирующие свойства в определённом диапазоне температур, адаптируясь к колебаниям температуры на различных этапах производства. Перфторэластомерные уплотнения, с другой стороны, не только выдерживают высокие температуры, но и не затвердевают и не охрупчиваются при низких температурах, сохраняя надёжную герметизацию и обеспечивая нормальную работу оборудования в различных сложных условиях эксплуатации.
4. Контроль риска образования осадков: Контроль образования осадков в уплотнениях имеет решающее значение в производстве полупроводников. Специальные резиновые уплотнения, такие как фторэластомерные и перфторэластомерные, производятся с использованием оптимизированных рецептур и производственных процессов, что позволяет минимизировать использование различных добавок, тем самым снижая вероятность образования осадков примесей, таких как небольшие органические молекулы и ионы металлов, в процессе производства. Низкий уровень образования осадков гарантирует, что уплотнения не станут потенциальным источником загрязнения, поддерживая сверхчистую среду, необходимую для производства полупроводников.
III. Требования к эксплуатационным характеристикам и критерии выбора специальных резиновых уплотнений
1. Свойства, связанные с чистотой: шероховатость поверхности, летучесть и выделение частиц являются ключевыми показателями уплотнений. Уплотнения с низкой шероховатостью поверхности меньше склонны к накоплению частиц, а низкая летучесть снижает риск выделения органических газов из уплотнений в условиях высоких температур. При выборе уплотнений отдавайте предпочтение изделиям со специальной обработкой поверхности, обеспечивающей низкую летучесть и выделение частиц. Например, уплотнители из перфторэластомера, обработанные плазмой, обеспечивают более гладкую поверхность и эффективно снижают летучесть. Также обращайте внимание на свойства уплотнений, связанные с выделением, и выбирайте изделия, прошедшие тщательные испытания на выделение, чтобы гарантировать отсутствие вредных выбросов в условиях производства полупроводников.
2. Химическая совместимость: выберите подходящий резиновый материал с учетом конкретных химических реагентов, используемых в производстве полупроводников. Различные типы фторэластомеров и перфторэластомеров обладают разной стойкостью к различным химическим веществам. Для процессов, в которых используются сильные окисляющие кислоты, необходимо выбирать уплотнения из перфторэластомеров с высокой степенью окисляющей способности. Для процессов, в которых используются обычные органические растворители, уплотнения из фторэластомеров могут быть более экономичным вариантом.
3. Физические свойства: включают твёрдость, модуль упругости и остаточную деформацию при сжатии. Уплотнения со средней твёрдостью обеспечивают надёжную герметизацию, а также облегчают установку и снятие. Модуль упругости и остаточная деформация при сжатии отражают стабильность работы уплотнения при длительной нагрузке. В условиях высоких температур и давления следует выбирать уплотнения с минимальной остаточной деформацией при сжатии для обеспечения долговременной и стабильной герметизации.
IV. Анализ практического применения
Известный производитель полупроводников столкнулся с частой коррозией и старением обычных резиновых уплотнений в травильном оборудовании на своей линии по производству чипов. Это приводило к внутренним протечкам, что влияло на эффективность производства и значительно снижало выход годных чипов из-за загрязнения частицами. Более того, обычные уплотнения выделяли большое количество органических примесей во время высокотемпературного процесса, загрязняя полупроводниковый материал и вызывая нестабильность характеристик продукта. После замены их на перфторэластомерные уплотнения, производимые нашей компанией, стабильность работы оборудования значительно повысилась. После года непрерывного мониторинга эксплуатации уплотнения не показали никаких признаков коррозии или старения, сохраняя высокую чистоту внутри и увеличивая выход годных чипов с 80% до более чем 95%. Это было достигнуто благодаря превосходной химической стойкости, низкому образованию осадков и отличным физическим свойствам перфторэластомерных уплотнений, что принесло компании значительную экономическую выгоду.
Заключение: В производстве полупроводников, где предъявляются высокие требования к точности и чистоте, специальные резиновые уплотнения играют незаменимую роль. Специальные резиновые уплотнения, такие как фторполимеры и перфторэластомеры, благодаря своим превосходным эксплуатационным характеристикам, включая строгий контроль над осадкообразованием, обеспечивают надежную герметизацию оборудования для производства полупроводников, способствуя непрерывному развитию отрасли на более высоком технологическом уровне.
Время публикации: 17 октября 2025 г.