Les matériaux d'étanchéité répondent aux exigences PFAS

Les fabricants de semi-conducteurs adaptent de plus en plus leurs matériaux et leurs équipements de procédé afin de répondre à l'évolution de la réglementation relative aux substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS), tout en préservant les niveaux de pureté, de fiabilité et de disponibilité des équipements indispensables à la fabrication avancée des wafers. Trelleborg Sealing Solutions a étoffé son offre destinée à l'industrie des semi-conducteurs avec trois matériaux élastomères sans fluorotensioactifs, conçus pour les équipements de dépôt, de gravure et de traitement thermique.

Matériaux d'étanchéité pour semi-conducteurs adaptés aux futures exigences relatives aux PFAS
Les nouveaux matériaux comprennent deux qualités de perfluoroélastomère (FFKM), JPF50 et JPF58, ainsi que le fluoroélastomère (FKM) VPF20. Les trois matériaux sont fabriqués sans fluorotensioactifs PFAS de faible masse moléculaire tout en conservant les propriétés mécaniques, thermiques et chimiques requises pour les équipements de fabrication des semi-conducteurs. Cette évolution répond au renforcement des exigences réglementaires concernant les PFAS et permet aux fabricants d'équipements ainsi qu'aux sites de production de semi-conducteurs de réduire les risques réglementaires et les contraintes potentielles liées à la chaîne d'approvisionnement, sans compromettre les performances des systèmes d'étanchéité.

Selon Trelleborg, ces formulations sans fluorotensioactifs offrent une durabilité et des performances d'étanchéité comparables à celles des matériaux conventionnels. Les fabricants peuvent ainsi évaluer des matériaux alternatifs sans devoir modifier de manière significative leurs équipements de procédé existants.

FFKM haute pureté pour les procédés de dépôt et de gravure plasma
Le matériau JPF50 est un FFKM haute pureté développé pour les procédés de fabrication des semi-conducteurs où la maîtrise de la contamination influence directement le rendement de production. Ce matériau est fabriqué sans charges ni fluorotensioactifs et associe une excellente résistance au plasma à un très faible dégazage et à une génération minimale de particules, réduisant ainsi les risques de contamination des wafers pendant la fabrication.

Le matériau est conçu pour fonctionner en continu à des températures pouvant atteindre 300 °C. Sa faible déformation rémanente à la compression ainsi que sa résistance mécanique élevée contribuent à prolonger la durée de vie des joints et à espacer les opérations de maintenance. Les applications visées comprennent les équipements PECVD, HDPCVD, PEALD, ALE et de gravure sèche, ainsi que les joints de couvercles de chambre, les joints d'alimentation en gaz et les joints de portes à fente.

Élastomère résistant aux hautes températures pour les procédés thermiques
Le matérieau JPF58 a été développé pour les procédés de fabrication des semi-conducteurs fonctionnant en continu à des températures élevées. Il est destiné aux applications de Rapid Thermal Processing (RTP), d'Atomic Layer Deposition (ALD), de Chemical Vapor Deposition (CVD) ainsi qu'aux fours de diffusion, tout en garantissant l'étanchéité requise lors d'un fonctionnement prolongé jusqu'à 300 °C.

Selon Trelleborg, ce matériau résiste à la formation de fissures provoquées par les sollicitations thermiques et mécaniques combinées et conserve sa stabilité dimensionnelle pendant un fonctionnement continu dans des environnements contenant des gaz de procédé et des gaz d'échappement particulièrement agressifs. Parmi ses applications figurent les joints de tubes en quartz, les joints de plénum, les joints de chambre, les joints de portes de fours, les brides d'échappement ainsi que les raccords sous vide utilisés dans les équipements de fabrication des semi-conducteurs.

FKM haute pureté pour des applications optimisées en termes de coûts
Le matériau VPF20 est un FKM sans fluorotensioactifs destiné à la fabrication des semi-conducteurs et des écrans plats. Ce matériau est conçu pour les applications nécessitant un niveau élevé de pureté, sans exiger la résistance chimique extrême caractéristique des composés FFKM.

Sa formulation associe un polymère de base sans fluorotensioactifs à des charges synthétiques de haute pureté, ce qui permet de réduire les contaminants métalliques ainsi que les composés ioniques extractibles, tout en conservant une excellente résistance chimique face aux principales substances utilisées dans les procédés de fabrication des semi-conducteurs.

Comparé aux matériaux FFKM, le VPF20 constitue une solution plus économique pour les applications soumises à des températures modérées et à des contraintes chimiques moyennes. Il est destiné notamment aux modules de transfert, aux Load Locks, aux Equipment Front End Modules (EFEM), aux systèmes de manipulation sous vide, aux joints de vide à usage général ainsi qu'aux équipements de fabrication d'écrans plats.

Applications dans les équipements de fabrication des semi-conducteurs
Les nouveaux matériaux complètent la gamme PureFab de Trelleborg destinée aux procédés front-end les plus exigeants de la fabrication des semi-conducteurs. Ils sont conçus pour les procédés de dépôt, de gravure plasma, de décapage des résines (ash et strip), de nettoyage plasma ainsi que pour les traitements thermiques. Dans ces environnements de production, les matériaux d'étanchéité doivent conserver leurs performances sous vide, résister aux cycles thermiques répétés et supporter une exposition continue à des produits chimiques particulièrement agressifs.

Une faible génération de particules, un dégazage minimal, une excellente résistance chimique et une grande stabilité dimensionnelle sont essentiels pour limiter les risques de contamination et garantir un rendement élevé dans la fabrication des semi-conducteurs. Les nouveaux matériaux sans fluorotensioactifs ont été développés pour répondre à ces exigences tout en accompagnant la transition vers des solutions conformes à l'évolution de la réglementation relative aux PFAS.

Contexte complémentaire : Cette section présente des spécifications techniques et une comparaison avec les solutions concurrentes qui ne figuraient pas dans l'annonce d'origine

Les élastomères sans fluorotensioactifs prennent une importance croissante dans l'industrie des semi-conducteurs, les fabricants d'équipements et les producteurs de composants adaptant progressivement leurs produits aux futures réglementations sur les PFAS en Europe, en Amérique du Nord et en Asie. Bien que ces réglementations ciblent principalement certains fluorotensioactifs, la demande en élastomères hautes performances destinés aux applications critiques de la fabrication des semi-conducteurs continue de progresser.

Dans cette industrie, les matériaux d'étanchéité sont généralement évalués à partir de critères techniques objectifs. Les principaux paramètres de comparaison comprennent la température maximale de fonctionnement continu, la résistance au plasma, la déformation rémanente à la compression (compression set), le dégazage, la génération de particules, la teneur en contaminants métalliques et en composés ioniques extractibles, la résistance chimique aux gaz de procédé agressifs ainsi que la durée de vie en conditions réelles de production.

Sur le marché des matériaux FFKM hautes performances, des entreprises telles que Greene Tweed, DuPont et Parker Hannifin proposent des solutions comparables pour les équipements de fabrication des semi-conducteurs. Ces matériaux sont généralement comparés selon leur résistance aux plasmas fluorés, leur stabilité thermique à des températures pouvant atteindre ou dépasser 300 °C, leurs niveaux de contamination, leur durée de vie dans les procédés de dépôt et de gravure, ainsi que leur coût total de possession tout au long de leur cycle d'utilisation.

Avec le matériau JPF50, Trelleborg propose un matériau FFKM haute pureté, exempt de charges, optimisé pour les procédés intensifs de dépôt et de gravure plasma, où une génération minimale de particules et un très faible dégazage sont indispensables. Le matériau JPF58 est quant à lui destiné aux applications à haute température, notamment les fours de diffusion ainsi que les équipements RTP, ALD et CVD, où la stabilité thermique à long terme constitue un critère essentiel.

Le fluoroélastomère VPF20 complète cette gamme en offrant une alternative plus économique aux matériaux FFKM pour les applications soumises à des températures modérées et à des contraintes chimiques intermédiaires. Il convient particulièrement aux modules de transfert, aux Load Locks, aux systèmes EFEM et aux équipements de manipulation sous vide, où un haut niveau de pureté est requis sans nécessiter la résistance chimique maximale propre aux perfluoroélastomères.

Publié par Sucithra Mani, rédactrice pour Induportals – contenu adapté avec l'IA.

www.trelleborg.com