Verbessern Sie die Ausbeute von Halbleiterbauelementen mit besser funktionierenden Dichtungen​​​​​​​

Nick Piacente, Technischer Produktspezialist bei Greene Tweed

Dichtungen für die Halbleiterfertigung

Der weltweite Bedarf an Chips für Autos, Mobiltelefone, Glühbirnen und andere elektronische Geräte hat zu einem Anstieg der Chipherstellungskapazitäten geführt, wie die jüngsten Branchenmeldungen über milliardenschwere Neuanschaffungen von Anlagen und die Pläne für weltweite Fab-Grundsteinlegungen zeigen.

Da wir mit einem branchenweiten Chipmangel konfrontiert sind, war die Geräteausbeute, ein Maß für die Effizienz der Fertigungsanlagen, noch nie so wichtig wie heute.

Die Geräteausbeute kann durch Partikel – unerwünschte Fremdmaterialien, die nur den Bruchteil eines Haares dick sein können – direkt beeinflusst werden und Wafer verunreinigen und die Geräteausbeute negativ beeinflussen. Diese Partikel entstehen bei der Halbleiterbearbeitung als Resultat der in der Branche üblichen aggressiven Plasmaumgebungen, die Verschleißteile während des Gebrauchs erodieren. Die Anlagen und Teile, die zur Halbleiterproduktion verwendet werden, werden daher auf Partikelbildung untersucht, bis hin zu den kleinsten Komponenten, die sich in den Anlagen befinden, wie z. B. O-Ring-Dichtungen.

Greene Tweed, ein Hersteller von Hochleistungs-Dichtungsmaterialien, hat einen proaktiven Ansatz gewählt, um sicherzustellen, dass die Dichtungen mit der geringsten Partikelgenerierung für den Einsatz in Fabs verfügbar sind. Um Materialien besser für den Einsatz zu screenen, hat Greene Tweed ein Partikelprüfverfahren entwickelt, das Plasmabearbeitung, dynamische Zyklen und Partikeldetektion kombiniert.

Chemraz® G20 von Greene Tweed zeigt bei dynamischen Anwendungstests im Vergleich zu Materialien von Mitbewerbern eine verbesserte Partikelperformance.

Elastomerdichtungen werden in einen Aluminium-Puck eingebaut und aggressiven NF3- oder O2-Plasmabedingungen bei 250 °C ausgesetzt. Die Dichtungen werden anschließend in einem Eckventil getaktet und auf 250 °C aufgeheizt, während die Partikel vor Ort mit einem nachgeschalteten Detektor gemessen werden.

Diese Testmethode wird bei der Entwicklung von Materialien der nächsten Generation eingesetzt, um sicherzustellen, dass die in der Fertigung genutzten Materialien zur Reduzierung der erzeugten Partikel und zur Verbesserung der Geräteausbeute beitragen.

Chemraz® G20, ein neu auf dem Markt befindlicher Perfluorelastomer (FFKM)-Werkstoff, ist einer der ersten Werkstoffe, bei dessen Entwicklung dieser Test zum Einsatz kam. Wie das unten stehende Testergebnis zeigt, produzierte Chemraz® G20 im Vergleich zu einem konkurrierenden Benchmark-Material in einem 60.000-Zyklus-Belastungstest um Größenordnungen weniger Partikel. Angesichts der Tatsache, dass dynamische Anwendungen einen wesentlichen Beitrag zu defektbezogenen Partikeln leisten können, kann eine verbesserte O-Ring-Leistung eine Rolle bei der Verbesserung der Ausbeute spielen.

Halbleiter-Partikelzahl-Diagramm