Trelleborg: FFKM für Anforderungen der Halbleiterindustrie

25.05.2021

Die FFKM-Werkstoffe Isolast PureFab wurden speziell für kritische Dichtungsanwendungen in der Halbleiterindustrie entwickelt. (Foto: Trelleborg Sealing Solutions)

Die FFKM-Werkstoffe Isolast PureFab wurden speziell für kritische Dichtungsanwendungen in der Halbleiterindustrie entwickelt. (Foto: Trelleborg Sealing Solutions)

Trelleborg Sealing Solutions, Stuttgart, hat kürzlich vier neue Hochleistungswerkstoffe seines Portfolios Isolast PureFab vorgestellt. Die Perfluorelastomer-Rezepturen (FFKM) sind speziell für kritische Dichtungsanwendungen in der Halbleiterindustrie entwickelt worden.

Die neuen Compounds PureFab JPF10, JPF20, JPF21 und JPF30 zeichnen sich durch gute mechanische Eigenschaften aus und weisen laut Hersteller die höchste Reinheit in der Klasse der FFKM auf, ohne dass dabei die Plasmabeständigkeit oder thermische Stabilität beeinträchtigt würden oder es zu Ausgasungen käme. Sie sind speziell für Einsatz an kritischen Dichtungsstellen in modernen Halbleiterfertigungsprozessen ausgelegt, insbesondere für Plasmaprozesse, sowie für thermische Prozesse, wie Oxidation, Diffusion, RTP, ALD und Metall-CVD. Erstausrüster und andere Halbleiterhersteller können mit ihnen in der Wafer-Produktion aufgrund der hohen Reinheit Fehler vermeiden, die auf Verunreinigungen zurückzuführen sind.

Isolast PureFab JPF10 verfügt über eine besondere Vernetzungstechnologie zur Verbesserung der Plasmabeständigkeit ohne anorganische Füllstoffe. Dies macht es laut Trelleborg zu einem der leistungsfähigsten vollständig organisch gefüllten Werkstoffe auf dem Markt. Sein Metallgehalt liege an der unteren Nachweisgrenze, während seine Lebensdauer, auch bei hohen Temperaturen zu den längsten in der Materialklasse gehöre.

Die Type JPF20 enthält ein modernes Füllstoffsystem aus Nanopartikeln. Diese zeichnen sich durch eine sehr große Oberfläche aus. Das erlaubt, den Füllstoff in geringerer Konzentration als bei vergleichbaren Compounds beizugeben. Der niedrige Füllstoffgehalt macht den Werkstoff laut Hersteller zu einem der plasmabeständigsten überhaupt, gleichzeitig ist die mögliche Partikelkontamination sehr gering.

Auch in Isolast PureFab JPF21 wird ein vollsynthetisches Füllstoffsystem verwendet. Es ermöglicht den Einsatz bei Temperaturen bis +320 °C. Gleichzeitig wird beim Einsatz von fluorbasierten Plasmen in Anlagen zur Herstellung von Halbleitern eine geringe Partikelbildung sichergestellt. Aufgrund seiner guten Druckverformungseigenschaften eignet sich das Compound für dynamische Anwendungen, wie vulkanisierte Ventiltüren (Slitvalve/Gatevalves).

Das transparente Isolast PureFab JPF30 bietet eine hohe Leistungsfähigkeit bei hohen Temperaturen gepaart mit guten Dichtungseigenschaften. Dies ist bei einigen hochkritischen Halbleiterprozessen erforderlich, etwa wenn die Fertigungstechnologie unter 10 nm liegt und sich Dichtungen in unmittelbarer Nähe der Wafer befinden. Um die Prozess-Ausbeute auf diesen besonders kritischen Wafern hoch zu halten, kann ein speziell entwickelter, ultrareiner, transparenter FFKM-Werkstoff ohne jegliche Füllstoffe erforderlich sein. Verunreinigungen könnten sonst den Prozess stören.

Dr. Murat Gulcur, Materials Development Manager – Semicon bei Trelleborg Sealing Solutions, sagt: „Die neuen Compounds entsprechen voll und ganz den heutigen und, noch wichtiger, den sich entwickelnden Anforderungen der Fabriken von morgen. Die Auswahl des richtigen Dichtungswerkstoffs bei der Produktion von Halbleitern ist von höchster Bedeutung, um ein optimales Gleichgewicht zwischen der Verlängerung der Lebensdauer einer Dichtung und der Gefahr von Verunreinigungen während des Produktionsprozesses zu erreichen. Dies wird durch die fortschreitende Miniaturisierung noch kritischer. Die fortschrittlichsten Technologieknoten reichen heute bis 5 nm, in naher Zukunft werden sogar 3 nm vorstellbar. In dieser Größenordnung sind Reinheit und Sauberkeit essenziell.“

Trelleborg Sealing Solutions hat die neuen intensiv geprüft. Dr. Murat Gulcur erläutert: „Der Nachweis der Leistungsfähigkeit der Werkstoffe erfolgte über 24 Monate hinweg in umfangreichen Tests. Diese umfassen Plasma-Erosionsprüfungen in den gängigsten Prozessgasen sowie mechanische Langzeit- und Reinheitsprüfungen, einschließlich der Analyse von Metallspuren und Ausgasungsverhalten."

www.trelleborg.com

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