Purezza o resistenza al plasma: è possibile avere entrambe?

In tutto il flusso del processo di produzione dei semiconduttori, la contaminazione  particellare è una minaccia grave per la resa e la redditività.  Processi sotto vuoto come l’incisione a secco e il deposito richiedono tenute in elastomero capaci di mantenere l’integrità del vuoto, quando si trovano a diretto contatto con agenti chimici di processo aggressivi. L’erosione al plasma della guarnizione nel corso del tempo è inevitabile, ma non deve contribuire alla perdita di rendimento perla formazione di eventuali sottoprodotti.

La scelta dei materiali di tenuta è vasta, quindi, come scegliere il giusto materiale?

È opportuno dedicare tempo e risorse alle prove, o è meglio assumersi il rischio di installare un nuovo materiale di tenuta direttamente in produzione?

È stato condotto uno studio completo per confrontare una serie di materiali di tenuta provenienti dai principali fornitori di o-ring in elastomero.  I materiali sono stati valutati in base ai loro tassi di erosione o  perdita di massa e con l'osservazione della formazione di particelle in superficie. Sono stati anche eseguiti spettri TGA al fine di determinare la natura del composto del materiale e, in particolare, per capire se il materiale fosse puramente organico e privo di riempitivo o se contenesse un riempitivo organico oppure  inorganico. Le reazioni chimiche di processo erano:

• O2 in un impianto al plasma a piastre parallele dirette
• O2 in un impianto ICP remoto
• Cl2, BCl3, HBr in un impianto ICP remoto
• SF6, O2 in un impianto ICP remoto
• SF6 in un impianto al plasma a elevato contenuto di radicali ottimizzato ICP a basso volume

I filler utilizzati nella compoundizzazione dell’elastomero ricoprono un ruolo importante nella resistenza al plasma. La maggior parte dei polimeri organici è intaccata più rapidamente dagli agenti chimici rispetto aifiller. Al fine di ottenere una resistenza ottimale all'aggressione chimica, i polimeri organici sono solitamente compoundizzati con vari tipi di filler.  Quando la matrice polimerica viene rimossa dal prodotto chimico aggressivo, si liberano particelle di filler, che possono causare contaminazione e di conseguenza ridurre il rendimento del prodotto.  Purezza e resistenza al plasma: è possibile avere entrambe?

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