Hochleistungskunststoffe in der Halbleiterindustrie

Hochleistungskunststoffe spielen in der Halbleiterindustrie eine entscheidende Rolle. Die Herstellung eines Halbleiters ist ein komplexer Prozess. Es beginnt mit Siliziumwafern und einer in sich geschlossenen Fertigungsanlage namens Fab, deren Bau mehrere Milliarden Dollar kosten kann. Der zentrale Teil einer Fab ist der Reinraum.

Staub im Reinraum wird sorgfältig kontrolliert. Selbst der kleinste Kanalfleck ist größer als eine Mikroschaltung und kann einen IC ruinieren. Darüber hinaus ist die Anlage gegen Vibrationen gedämpft und Temperatur und Luftfeuchtigkeit werden sorgfältig aufrechterhalten, um statische Elektrizität zu minimieren.

Integrierte Schaltkreise werden mit Verfahren wie Photolithographie, Ätzen, Reinigen, Dünnfilmabscheidung und Polieren hergestellt. Es braucht etwa 270 Chemikalien und Gase ¹ um eine integrierte Schaltung herzustellen. Viele davon sind extrem korrosiv:Salpetersäure, Salz- und Flusssäure sowie Ozon, um nur einige zu nennen. Metalle korrodieren, wenn sie diesen Chemikalien ausgesetzt werden, was zu inakzeptablen Mengen an Partikeln und Geräteausfällen führt….aber es gibt eine Reihe von Hochleistungskunststoffen, die unter diesen extremen Bedingungen sehr gut funktionieren.

Hier ist eine Liste der zehn wichtigsten Leistungskriterien für Hochleistungskunststoffe in der Halbleiterindustrie:

1. Ausgezeichnete chemische Beständigkeit zur Vermeidung von Korrosion.

2. Geringe Partikelerzeugung für bessere Produktausbeute.

3. Geringe Ausgasung und geringe Feuchtigkeitsaufnahme im Vakuum.

4. Hochtemperaturleistung.

5. Elektrische Isoliereigenschaften, niedrige Dielektrizitätskonstante.

6. Dimensionsstabilität für längere Lebensdauer der Teile, Kriechfestigkeit.

7. Niedriger Metallionengehalt, daher geringe Mengen an extrahierbaren Bestandteilen in hochreinen Chemikalien.

8. Hervorragende Bearbeitbarkeit.

9. Flammhemmend.

10. Niedrige Wärmeleitfähigkeit.

Wie werden diese Hochleistungskunststoffe verwendet? Zunächst müssen Sie verstehen, dass es viele Arten von Halbleiterverarbeitungsgeräten gibt. Hochleistungskunststoffe sind in allen Phasen der Halbleiterherstellung wichtig, aber vielleicht nur in Nassbänken. Diese Maschinen führen nasschemische Prozesse wie Säureätzen sowie chemisches Spülen und Trocknen durch. Nassbänke ermöglichen maximale Prozessreinheit und minimieren die Gefahr der Verschleppung von Chemikalien oder der Kontamination der Wafer während des Trocknens.

Sehen Sie sich dieses YouTube-Video einer Nassbank in Aktion an!

Hochleistungskunststoffe werden in dieser Art von Ausrüstung häufig verwendet, Kunststoffe wie PVDF (Polyvinylidendifluorid); PP ² (Polypropylen); PTFE (Polytetrafluorethylen); FEP (fluoriertes Ethylenpropylen; PFA (Perfluoralkoxy); CPVC (chloriertes Polyvinylchlorid); ECTFE (Ethylenchlortrifluorethylen) und PCTFE (Polychlortrifluorethylen) sind einige der gebräuchlicheren. Diese Hochleistungskunststoffe werden zur Herstellung von Tanks, Armaturen, Schrauben, Dichtungen verwendet , Abstandshalter, Gehäuse, Dichtungen, Wafer-Tragschalen, Griffe, Scharniere, Bleche, Schläuche und Pumpen.Sie sind sehr chemikalienbeständig und halten extremen Umgebungsbedingungen stand.

Ohne Hochleistungskunststoffe wären unsere Laptops, Handys und Breitbildfernseher, ja das Informationszeitalter selbst möglicherweise nicht möglich gewesen.

____________________________

¹ Laut HANDBUCH FÜR CHEMIKALIEN UND GASE FÜR DIE HALBLEITERINDUSTRIE herausgegeben von Wiley.

² Homopolymer

Schauen Sie bald wieder vorbei, um einen fortlaufenden Beitrag zu erhalten, der sich spezieller auf die Hochleistungskunststoffe konzentriert, die in der Halbleiterindustrie verwendet werden, und die Eigenschaftsdaten enthält!

Sie suchen weitere Informationen zur Chemikalienbeständigkeit von Hochleistungskunststoffen? Sehen Sie sich unseren Materialführer an!