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逸出气:半导体纯度的隐形威胁

evolast® FFKM 如何将其控制在安全范围内速器支架 

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2025 十二月

要点综述

  • evolast® 为半导体纯度设定了新标杆:为超低逸出气性能进行了专门设计,在关键的等离子体、高温和湿化学制造环境中保证了高良率
     
  • 最先进的低逸出弹性体:evolast® 确保半导体密封解决方案的无污染密封和长期可靠性,支持更高的晶圆良率和减少维护停机时间。
     
  • 100% 欧洲设计和洁净室生产:evolast® 结合了四十年的全氟弹性体专业知识,并通过热脱附光谱(TDS)验证,总逸出气低至 10-2 ppm(0.0002%),为超洁净密封材料树立了新里程碑。

在半导体制造中,精度和纯度决定了成功。在晶圆制造的超洁净环境中,即使是微观污染物也可能危及整个生产批次。逸出气——材料在加热或真空条件下释放气体或蒸汽——对良率来说是一种隐形却严重的威胁)。

这就是为什么 Angst+Pfister 的 evolast®——高性能、低逸出气的全氟弹性体系列——在先进制程半导体密封解决方案开发中至关重要。在行业最苛刻的等离子体、高温、和湿化学条件下提供无与伦比的工艺稳定性、纯度和可靠性。

挑战:半导体制造中的逸出气


在晶圆制造中,材料选择决定工艺是达到纳米级精度,还遭受严重污染。

在真空、等离子体或高温条件下,弹性体可能释放挥发性有机化合物(VOCs)、水分或其他污染物。这些蒸汽可能沉积在晶圆表面,扰乱等离子体均匀性,导致缺陷产生或良率下降。

即使微量逸出气也可能改变化学气相沉积(CVD)或刻蚀腔中的工艺化学,导致昂贵的停机和缩短保养周期。

工程师长期以来一直在寻找既纯净又耐用的低逸出弹性体。标准 FKM 材料往往无法满足要求,尤其在长时间暴露于等离子体下。高温和强化学环境下,性能出色的全氟弹性体 O 型圈的需求从未如此迫切。

解决方案:超洁净性能的 evolast® FFKM

为应对半导体制造中持续的逸出气挑战,Angst+Pfister 开发了 evolast® FFKM 系列工程密封材料,重新定义材料稳定性。

每种 evolast® 配方都结合精确的聚合物结构和受控的洁净室工艺,确保运行期间分子释放最小化。

所有 evolast® 等级都经过超纯最后清理和真空包装,保证安装前表面零污染。

纯度背后的材料科学

通过数十年的配方开发,Angst+Pfister 优化了 evolast® FFKM 配方,其聚合物骨架既能抵抗热降解,也能抵御化学腐蚀。

  • PS1 系列提供优异的湿化学工艺耐受性,保证密封件不降解且不向酸性或溶剂浴释放污染物。
  • PS2 系列可承受 LPCVD 和快速热处理等极端热环境,工作温度可达 +340°C。​​​​​​​
  • PS3 系列专为等离子体和气相沉积设计,逸出气极低,金属含量极少,对洁净室操作至关重要。

在所有情况下,evolast® 在数千个工艺循环中保持密封完整性。​​​​​​​

材料  应用类型 最大温度 (°C) evolast® FFKM 关键观察
PS152 湿化学工艺 +275 出色的化学稳定性;VOC 排放可忽略
PS221 热工艺  +275 在真空和热负荷下稳定
PS251 高温热工艺 +340 所有样品中逸出气最低
PS321 等离子体与气相沉积 +275 在反应性等离子体下保持纯度
PS341 等离子体蚀刻 +330 在氧/氟等离子体中性能最佳
PS342 等离子体蚀刻 +325 稳定性类似;结构完整性高
PS343 等离子体蚀刻 +325 质量损失最小;分子稳定性出色

性能验证

Angst+Pfister 进行了广泛的热脱附光谱(TDS)测试,以量化代表半导体环境的真空条件下的逸出气行为。

  • 测试条件:从室温升至 +200°C,用时 120 分钟,然后在加热真空中维持 120 分钟(总计 240 分钟)。
  • 结果:所有 evolast® 化合物的总挥发释放量均极低。
  • 结论:最小的分子排放直接转化为晶圆污染量减少、等离子体条件稳定以及延长维护周期。

关键结果摘要:

属性 测试方法 结果(典型值) 优势
逸出气(TDS 总质量损失) 内部方法 < 0.0002% 确保半导体纯度
最大连续温度 ASTM D1418 高达  +340°C 长期密封稳定性
金属含量 ICP-MS     < 10ppm* 无金属污染
洁净室等级 ISO 14644 ISO 6–8 生产全程认证纯度

*有关每个等级的详细信息,请联系 Angst+Pfister 代表。

这些结果确认,evolast® 在高温、等离子体和化学应力下表现可靠,在半导体生产的每个阶段保持清洁和一致性。

使用案例:等离子体蚀刻室密封

挑战:
在高等离子体强度下运行的晶圆蚀刻工具,需要在长时间等离子体暴露期间不会降解或释放分子污染物的密封材料。常规弹性体在数百小时后出现表面侵蚀和可测 VOC 排放。

解决方案:
改用 evolast® PS341——针对氧/氟等离子体环境开发的全氟弹性体——设备实现了稳定性能,逸出气几乎可以忽略。密封件在 +330°C 下保持完整性,压缩永久变形最小,表面无可见降解。

实验室验证:
为验证该性能,Angst+Pfister 对多个 evolast® 等级(PS221, PS251, PS321, PS341, PS342, PS343)进行了 TDS 测试,以量化高温真空暴露下释放的气体量。
每个样品从室温线性升温至 +200°C 用时 120 分钟,然后维持 120 分钟。

图 1. +200°C 真空条件下 evolast® 半导体化合物总质量损失 (%) 的 TDS 结果。

结果解读:

逸出气曲线显示,所有 evolast® 化合物的解吸水平极低。PS251 和 PS343 等级整体表现最佳,即使在长期高温暴露下也表现出卓越的分子分解抗性。

结语:为现代传动系统设定新标准 
 

随着电气化、自动化和生态效率不断重塑交通与机械行业,传动系统组件必须与时俱进。 Angst+Pfister的先进差速器支架展示了智能工程如何带来真正影响:更少零件、更轻重量、更低成本、更优NVH控制。 

对工程师而言,这是一种将舒适性与耐久性结合的可靠解决方案。 
对采购团队而言,这意味着装配线和供应链的高效运作。 
对终端用户而言,这意味着更平稳的驾驶、更安静的车舱和更高的可靠性——无论是在道路上、田野里还是施工现场。 

简而言之,这款支架不仅是一次渐进式改进,更是为电动与混合动力时代重新定义的标准。 

常见问题(FAQ)

逸出气是材料在加热或真空下释放气体或蒸汽。在半导体设备中,这些排放可能导致分子污染,从而降低晶圆良率并增加保养次数。

evolast® 使用高氟聚合物,具有卓越的分子稳定性,并结合洁净室制造和超纯包装,即使在等离子体和热应力下也能实现最小的挥发释放。

PS3 系列(PS321, PS341, PS342, PS343)针对等离子体和气相沉积优化,具备低逸出气、低金属含量和高热稳定性。

可防止晶圆表面形成分子膜,提高工艺纯度,确保产率稳定,减少维护停机。

适合。PS221 和 PS251 分别可在 +275°C 和 +340°C 下可靠运行,即使在极端热环境下也保持弹性和纯度。

evolast® FFKM PS152 是湿化学处理的首选,具有优异的耐降解性和防污染浸出性能。

所有 evolast® 化合物均在欧洲 100% 生产,确保配制、测试和包装完全可控,并符合 ISO 洁净室标准,实现完整可追溯性。

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