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逸出气:半导体纯度的隐形威胁

evolast® FFKM如何有效控制气体释放

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2025 十二月

核心要点一览 

  • 协同设计创造可量化价值: 通过紧密合作,Condair 与 Angst+Pfister 将应用知识、材料专长和制造能力相结合,共同开发出精确满足应用需求的蒸汽软管。 
     
  • 高性能与成本效益兼备: 新开发的蒸汽软管在质量更优、使用寿命更长、符合饮用水标准、具有高压与高温耐受性的同时,依然保持了高性价比。 
     
  • 长期伙伴关系驱动创新: 20多年基于信任的合作,实现了快速协调、主动咨询和可持续的解决方案,从而加强了 Condair 的市场地位和可靠性承诺。 

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。

  • Hygiene compliance in food environments: Springs, gaps, and bonding agents can trap product residues. Even microscopic contamination can lead to compliance issues. 
     
  • Chemical exposure from CIP/SIP procedures: Cleaning agents and sterilization media degrade many rubber compounds, shortening seal life and increasing replacement frequency. 

In practice, these challenges often overlap. A seal that survives chemical exposure may generate too much friction. A low-friction seal may struggle with hygienic design requirements. The result is frequent compromise and frequent maintenance. 

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。

Results and Proof of Performance 

Seal performance must be proven under real operating conditions. Internal validation and field testing demonstrate that PTFE seals consistently outperform conventional elastomer solutions. 

Key observed results include: 

  • Extended seal lifetime through reduced friction and optimized lip geometry 
  • Stable performance under aggressive CIP/SIP cycles 
  • Significantly higher cycle counts than required by customer specifications 

In several test scenarios, validation was concluded early – not due to failure, but because the seals continued operating beyond the defined test targets. This outcome highlights the robustness of PTFE sealing technology in demanding environments. 

Use Case: Rotating Shafts in Food-Processing Equipment 

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。

视频问答专场

在最新一期问答环节中,安格斯+菲斯特产品应用工程师丹尼尔·奇德利将带我们走进苏黎世创新园区,探讨电动出行时代的核心议题之一:噪声、振动与粗糙度(NVH)。

丹尼尔深入剖析了工程团队如何重构传统支架设计——通过整合轴向阻尼、优化弹性体配方及减轻重量,为现代电动车实现20%的振动隔离提升与更高运行效率。

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立即联系我们的专家获取免费咨询,了解如何让您的工艺流程具备未来适应性。

结论 

 
在半导体行业,纯度决定性能。每一个密封部件都在确保工艺可靠性、机台uptime和晶圆良率方面起着决定性作用。 

凭借evolast®系列产品,Angst+Pfister在低逸气弹性体领域树立了全新标杆,该系列融合了先进的聚合物工程技术与全程欧洲生产管控。经严格的TDS测试验证,所有evolast®等级均展现出很低的总质量损失,其在真空与高温环境下卓越的化学稳定性与热稳定性由此得到确证。 

这一性能反映了 evolast® 全氟弹性体配方的高精度。高度氟化的聚合物主链、优化的交联密度以及超洁净的混炼工艺,共同形成了一个稳定的网络结构,能够抵抗降解和氧化。这些特性防止了污染物的释放,即使在半导体制造中典型的严苛等离子体和化学环境中,也能保持材料的完整性。 

其效果是可量化的:持久的密封性能、延长的PM保养间隔以及更高的工艺纯度,直接助力于更高的晶圆良率和更低的总拥有成本。evolast® 兼具工程师所需的耐久性与现代半导体生产所要求的洁净度。 

通过确保分子稳定性、纯度和工艺可信度,evolast® 坚定了其作为半导体创新关键推动者的地位——将信心注入每一枚芯片的核心。 

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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