减少晶圆污染

无尘室环境,避免晶圆污染

Kalrez® FFKM 密封件可以最大程度地减少晶圆加工过程中的污染

全氟醚橡胶 (FFKM) 之所以可用作晶圆加工设备中的密封件,是因为这些材料具备非凡的耐化学性,包括活性等离子体;还可以耐受高达 327°C 的极端高温。FFKM 的性能会因其化学成分的不同而异。可能需要使用特制 Kalrez® 产品来减少晶圆污染。

Wafer Contamination Bar Chart

TG-MS outgassing analysis

total metallic extractables bar chart

重量损失/微粒生成

制造商发现,等离子体是用于蚀刻、CVD 和去光阻的非常强大的工具,因为能对所有材料进行侵蚀。由于 FFKM 密封件具有卓越的耐腐蚀性介质性能,因此可在这些加工流程中使用。长期暴露在等离子下会使密封件表面性能退化,在密封功能丧失之前,甚至会出现微粒污染的情况。因此,理想的密封件需要耐表面退化,同时保持密封功能。FFKM 密封件旨在抵抗化学腐蚀,并且提供很长的密封寿命。它们可以减少重量损失和微粒生成,因此能够提高晶圆产量、增强加工可靠性并减少设备维护次数。图 1 说明了四种 FFKM 复合材料在等离子环境中的相对微粒生成情况。

气体释出/密封功能

高热和瞬时高温会损坏弹性体密封材料,导致这些材料变硬变脆。出现这种情况时,对于弹性至关重要的交联结构会发生不可逆的断裂,无法提供有效的密封性能。弹性体性能在高温下也会退化,发生气体释出现象,从而污染加工生产环境。对于氧化和扩散这样的热加工来说,使用的密封件不仅需要耐受加工过程中的化学品,还需要抗衡极端温度。通过长时间(672 小时)密封力保留试验,可以很好地评定密封材料的可靠工作温度。图 2 说明了在室温到 400°C 的范围内,典型 FFKM 复合材料表现出极低气体释出特性。

金属、离子和 TOC 析出物

为了将半导体原材料制作成实用设备,需要使用腐蚀性酸、溶剂(包括胺类)和碱。这些化学品会腐蚀弹性体密封件,使它们出现溶胀和退化现象,或者溶解出不必要的金属和离子析出物。这样会产生晶圆污染,进而影响到集成电路的功能。

FFKM 密封件可以在晶圆清洗、湿法腐蚀和光蚀刻中使用。专门设计的 FFKM 复合材料具备低水平金属、离子和 TOC 析出物的特性以及出色的耐化学性。图 3 说明了多种 FFKM 复合材料在 UPDI 水、热的浓硫酸和双氧水混合物以及 SC1 中浸泡 1 个月后的析出物性能。