【产品】特瑞堡推出适用于半导体行业的最新密封材料采用FFKM（全氟醚橡胶）的Isolast®PureFab™系列产品

专门用于制造微芯片的半导体工厂，通常配有巨型洁净室，使用极昂贵的专用生产设备。此类设备大多依赖于能在严苛工况下工作的关键密封件。至关重要的是，密封件在操作过程中不能散落微粒或产生气体，因为这会损坏微小的电子元件，造成致命缺陷。

延长密封件的使用寿命是延长维护间隔的关键。这样不仅可以降低生产总成本，更重要的是可以优化晶圆产量。这些大批量生产线上的生产都是争分夺秒，紧急停机是必须避免的。

密封环境中的严苛要求

半导体的制造工艺推进到纳米级已有一段时间，现在正在尝试挑战物理极限，目前最先进的技术节点已降至5 nm，刚好超过3 nm的血红蛋白分子宽度。在这种级别下，纯度、清洁度和污染最小化对于微芯片制造至关重要，因为晶体管不断小型化，每片晶圆装满了数千亿个晶体管。

肉眼看不到的颗粒会导致晶圆上的缺陷。寻找污染源并清洗晶圆会在半导体制造过程的前端浪费大量时间。此外，百亿分之一克的金属杂质也会改变晶圆的电学性质，造成微芯片功能失调。

另一个挑战性在于，与其它行业（例如航空航天和石油天然气）不同，半导体行业没有普遍适用的密封标准。主要原因是每个芯片制造厂都有其特有的工艺条件和针对其产品进行优化的气体。因此，对密封材料的要求有很大差异，没有“一体适用”的解决方案。

FFKM——唯一解决方案

在极端温度以及严苛的工况中使用的化学品，只有FFKM（全氟醚橡胶）才能经受住工艺环境的考验。FFKM具有弹性体的弹性，以及与聚四氟乙烯（PTFE）材料极为相似的耐化学性。

特瑞堡的Isolast® PureFab™ FFKM系列产品可为半导体提供多种材料选择。最近，特瑞堡扩大产品范围，并开发了四种市场领先的材料，它们完全符合当今的市场需求，更重要的是符合未来晶圆厂不断发展的需求。

新的尖端材料可满足半导体制造工艺中最严苛的密封环境要求，包括等离子体、极端高温和湿法工艺中的破坏性化学物质等。在材料开发中，等离子体工艺中的密封是一项特殊挑战。

耐等离子体侵蚀性

等离子体是一种离子化气体，由正离子、自由基和自由电子按比例组成，通常在低压下（如在高空大气、恒星和荧光灯中）不会产生总电荷。它在半导体工艺中广泛用于蚀刻或活化化学物质。

FFKM基础聚合物是完全有机的物质，因此其耐等离子体侵蚀性极低。为了改善这一点，在FFKM配方掺入了低侵蚀性的填料。填料颗粒可防止聚合物基体曝露于等离子体，从而提高了材料的耐等离子体侵蚀性。

FFKM配方中可以使用各种类型的填料。每种填料各有优缺点，因此务必针对特定的半导体工艺选择正确的密封材料。

完全有机的解决方案

有机填料可提供更高的纯度和更好的颗粒性能，从而减少污染。FFKM聚合物和有机填料在曝露于等离子体时会形成气态分子。这些气态物质可以通过真空泵抽走，从而提供极为洁净的加工环境。

在新型半导体材料的开发过程中，特瑞堡主要尝试设计一种使用有机填料并能在等离子体中有效运行的材料。这就是Isolast®PureFab™JPF10，它是市场上性能最佳的全有机材料之一。它能提供高要求的半导体工艺所需的密封特性，制造出最先进的微芯片。

适用于最关键半导体工艺的全有机配方。该材料在严苛的工况和超过+300°C / + 573°F的温度下具有极低的痕量金属含量和出色的真空完整性，且在包括NF3在内的多种工艺气体中均具有出色的耐等离子体侵蚀性。较低的颗粒析出性和出色的除气性能意味着Isolast®PureFab™JPF10可能提高工艺良率并降低半导体工艺的总成本。

应用：

•淀积工艺：PECVD, HDPCVD, PEALD 设备

•刻蚀工艺：ALE, 干法刻蚀

•腔室密封

•进气口密封

•组合真空阀门

全有机成分的优势在于，该材料具有较低的颗粒析出性和出色的除气性能，可提高工艺产量并降低半导体工艺的总成本。它还能提供出色的高温密封性能和纯度。

在某些非常关键的半导体工艺中，对密封材料的要求可能更加严格。例如，如果工艺节点低于10 nm，且弹性体部件紧邻晶圆时，则可能需要更高的纯度。

为了保持晶圆产量，可能需要一种特殊配方、不添加任何填料的超纯FFKM半透明材料。

在这种情况下，与市场上其他半透明FFKM材料相比，Isolast®PureFab™JPF30可以满足极高的纯度要求，同时提供无与伦比的高温性能和密封完整性。

一种专为最关键的半导体应用设计的高纯度半透明FFKM材料。与其他非填充半透明FFKM材料相比，该材料可提供市场领先的压缩永久变形性能和无与伦比的热稳定性。因此，Isolast®PureFab™JPF30可在最高+300°C / 572°F的温度下提供长期、稳定的密封完整性。

应用

•蚀刻工艺：ALE、干法刻蚀、等离子去胶机

•舱室盖密封

•进气口密封

•组合真空阀门

无机解决方案

无机填料可以是矿物填料或合成填料，与有机填料相比，由于有强健的晶体结构，它们具有出色的耐等离子体侵蚀性。

但如果为某个半导体应用指定了错误类型的填料或材料，则其带来的弊大于利。例如，即使耐等离子体侵蚀性高，在配方中使用粗粒度填料或过量的填料也会引起颗粒化。

因此，FFKM配方中填料的含量和粒径必须经过谨慎设计。

Isolast® PureFab™ JPF20包含先进的纳米颗粒填料。因此填料具有极高的表面积。这意味着材料中的填料含量明显低于同类材料，从而在不损害材料整体纯度的情况下，以极低的集尘性提供出色的耐等离子体侵蚀性。

这是一种全氟醚橡胶材料，具有优异的耐氧和氟基等离子体侵蚀性，在富含自由基和离子的等离子体中均具有出色的性能。Isolast®PureFab™JPF20拥有先进且优异的纳米颗粒填料系统，可提供最高的耐等离子侵蚀性，同时最大限度地减少颗粒产生。

应用

•刻蚀工艺：干法刻蚀、ALE、湿法刻蚀

•舱室盖密封

•等离子体喷头和输送管密封件

•组合真空阀门

Isolast®PureFab™JPF21中使用了另一种全合成填料系统，可提供最高+ 320°C / + 593°F的出色高温性能，且在暴露于氟基等离子体时具有最小的集尘性。

一种多用途的全氟醚橡胶，可用于蚀刻、淀积和热处理。它具有出色的高温性能，在+320°C / +608°F的温度下具有连续稳定性，并可短时间耐受+327°C / +620°F的温度。

应用：

•淀积工艺：PECVD, HDPCVD, PEALD 设备

•刻蚀工艺：湿法刻蚀

•热处理工艺：氧化,扩散, RTP

•腔室密封

•等离子体喷头和输送管密封件

•组合真空阀门

耐等离子体侵蚀性与纯度

为半导体应用选择正确的密封材料是在延长密封件使用寿命和增加污染机会之间取得最佳平衡的关键。由于会曝露于化学品中，半导体制造工具中使用的密封件会逐渐磨损，而且至关重要的是，晶圆不能被磨损的弹性体密封件所污染。

不同类型材料的耐等离子体侵蚀性和纯度各不相同。但是，Isolast®PureFab™材料既能提供出色的耐等离子体侵蚀性，也能提供高纯度，从而最大限度提高半导体制造的潜力。

面向未来的创新

以上所有材料都在我们全球最先进的实验室中进行了长期测试。为推进半导体材料开发而进行的专门测试包括在最常见的工艺气体中进行等离子体侵蚀测试、长期机械测试以及包括痕量金属分析和除气在内的纯度测试。

为了提升当前半导体材料的密封标准和规范，我们将结果与所有主要的同类材料进行了对比，以证明其优越的性能并能在客户进行新材料认证时降低风险。

并且我们不会止步于此。我们将与有伙伴关系的晶圆厂和原始设备制造商合作，以适应不断变化的要求。创新是特瑞堡密封系统半导体团队的核心力量。例如，我们垂直整合了内部材料配方、制造和设计，确保对整个过程进行完全控制。

我们已经在研究下一代具有“智能性”的Isolast®PureFab™材料，可解决最具挑战性的半导体密封问题。