Materiales de sellado compatibles con PFAS para la fabricación de semiconductores

Los fabricantes de semiconductores están adaptando cada vez más sus materiales y equipos de proceso para cumplir con la evolución de la normativa sobre las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS), sin comprometer la pureza, la fiabilidad ni la disponibilidad de los equipos necesarias para la fabricación avanzada de obleas. Trelleborg Sealing Solutions ha ampliado su cartera de soluciones para la industria de los semiconductores con tres materiales elastoméricos libres de fluorosurfactantes, diseñados para equipos de deposición, grabado y procesamiento térmico.

Materiales de sellado para semiconductores preparados para los nuevos requisitos sobre PFAS
Los nuevos materiales incluyen los dos grados de perfluoroelastómero (FFKM), JPF50 y JPF58, junto con el fluoroelastómero (FKM) VPF20. Los tres materiales se fabrican sin fluorosurfactantes PFAS de bajo peso molecular y, al mismo tiempo, mantienen las propiedades mecánicas, térmicas y químicas necesarias para los equipos de fabricación de semiconductores. Este desarrollo responde al creciente interés regulatorio por las PFAS y permite a los fabricantes de equipos y a las plantas de fabricación de semiconductores reducir futuros riesgos regulatorios y de la cadena de suministro sin afectar al rendimiento de los sistemas de sellado.

Según Trelleborg, las formulaciones libres de fluorosurfactantes ofrecen una durabilidad y un rendimiento de sellado comparables a los de los materiales convencionales. Esto permite a los fabricantes evaluar materiales alternativos sin necesidad de rediseñar los equipos de proceso existentes.

FFKM de alta pureza para procesos de deposición y grabado por plasma
JPF50 es un FFKM de alta pureza desarrollado para procesos de fabricación de semiconductores en los que el control de la contaminación influye directamente en el rendimiento de producción. El material se fabrica sin cargas ni fluorosurfactantes y combina una elevada resistencia al plasma con una emisión extremadamente baja de gases y una mínima generación de partículas, reduciendo así el riesgo de contaminación de las obleas durante la fabricación.

El material está diseñado para funcionar de forma continua a temperaturas de hasta 300 °C. Su baja deformación permanente por compresión y su elevada resistencia mecánica contribuyen a prolongar la vida útil de las juntas y a ampliar los intervalos de mantenimiento. Entre sus aplicaciones se incluyen equipos de PECVD, HDPCVD, PEALD, ALE y grabado en seco, así como juntas para tapas de cámara, entradas de gas y puertas de válvulas de ranura.

Elastómero resistente a altas temperaturas para equipos de proceso térmico
JPF58 ha sido desarrollado para procesos de fabricación de semiconductores que requieren un funcionamiento continuo a temperaturas elevadas. El material está destinado a aplicaciones de Rapid Thermal Processing (RTP), Atomic Layer Deposition (ALD), Chemical Vapor Deposition (CVD) y hornos de difusión, manteniendo la integridad del sellado durante un funcionamiento prolongado a temperaturas de hasta 300 °C.

Según Trelleborg, el material resiste la formación de grietas provocadas por la combinación de esfuerzos térmicos y mecánicos, conservando además su estabilidad dimensional durante un funcionamiento continuo en entornos con gases de proceso y de escape altamente agresivos. Entre sus aplicaciones se encuentran las juntas para tubos de cuarzo, plénums, cámaras, puertas de hornos, bridas de escape y conexiones de vacío utilizadas en equipos de fabricación de semiconductores.

FKM de alta pureza para aplicaciones con costes optimizados
VPF20 es un FKM libre de fluorosurfactantes desarrollado para la fabricación de semiconductores y pantallas planas. El material está diseñado para aplicaciones que requieren un elevado nivel de pureza, pero que no precisan la resistencia química extrema característica de los compuestos FFKM.

La formulación combina un polímero base libre de fluorosurfactantes con cargas sintéticas de alta pureza que ayudan a reducir los contaminantes metálicos y los compuestos iónicos extraíbles, manteniendo al mismo tiempo una elevada resistencia química frente a las principales sustancias utilizadas en los procesos de fabricación de semiconductores.

En comparación con los materiales FFKM, VPF20 constituye una alternativa más rentable para aplicaciones con temperaturas moderadas y exigencias químicas medias. Sus aplicaciones incluyen módulos de transferencia, Load Locks, Equipment Front End Modules (EFEM), sistemas de manipulación por vacío, juntas de vacío de uso general y equipos para la fabricación de pantallas planas.

Aplicaciones en los equipos de proceso para semiconductores
Los nuevos materiales complementan la cartera PureFab de Trelleborg para los exigentes procesos de fabricación front-end de semiconductores. Entre ellos se incluyen los procesos de deposición, grabado por plasma, eliminación de fotoresistencias (ash y strip), limpieza por plasma y procesamiento térmico. Estos entornos requieren materiales de sellado capaces de mantener su rendimiento bajo condiciones de vacío, ciclos térmicos repetidos y exposición continua a sustancias químicas altamente agresivas.

La baja generación de partículas, la mínima emisión de gases, la elevada resistencia química y la estabilidad dimensional son características fundamentales para evitar la contaminación y garantizar un alto rendimiento en la fabricación de dispositivos semiconductores. Los nuevos materiales libres de fluorosurfactantes han sido desarrollados para satisfacer estos requisitos y, al mismo tiempo, facilitar la transición hacia soluciones compatibles con la evolución de la normativa sobre PFAS.

Contexto adicional: Esta sección detalla especificaciones técnicas y una comparación competitiva que no se incluyeron en el anuncio original del producto
Los elastómeros libres de fluorosurfactantes están adquiriendo una importancia creciente en la industria de los semiconductores, ya que los fabricantes de equipos y los productores de dispositivos adaptan sus productos a las futuras regulaciones sobre PFAS en Europa, Norteamérica y Asia. Aunque la normativa se centra principalmente en determinados fluorosurfactantes, la demanda de elastómeros de alto rendimiento para aplicaciones críticas en la fabricación de semiconductores continúa aumentando.

En el sector de los semiconductores, los materiales de sellado suelen evaluarse mediante criterios técnicos objetivos. Entre los parámetros más importantes se encuentran la temperatura máxima de funcionamiento continuo, la resistencia al plasma, la deformación permanente por compresión (compression set), la emisión de gases, la generación de partículas, el contenido de contaminantes metálicos y compuestos iónicos extraíbles, la resistencia química frente a gases de proceso agresivos y la vida útil en condiciones reales de fabricación.

Dentro del mercado de materiales FFKM de altas prestaciones, fabricantes como Greene Tweed, DuPont y Parker Hannifin ofrecen soluciones comparables para equipos de fabricación de semiconductores. Estos materiales se comparan habitualmente en función de su resistencia a plasmas fluorados, su estabilidad térmica a temperaturas de hasta 300 °C o superiores, sus niveles de contaminación, su vida útil en procesos de deposición y grabado, así como su coste total de propiedad durante toda la vida operativa del equipo.

Con JPF50, Trelleborg posiciona un material FFKM de alta pureza y libre de cargas, optimizado para procesos intensivos de deposición y grabado por plasma en los que la mínima generación de partículas y la baja emisión de gases resultan esenciales. Por su parte, JPF58 está orientado a aplicaciones de alta temperatura, como hornos de difusión, equipos RTP, ALD y CVD, donde la estabilidad térmica a largo plazo constituye el principal requisito.

El fluoroelastómero VPF20 amplía la cartera como una alternativa más rentable a los materiales FFKM para aplicaciones con temperaturas moderadas y exigencias químicas medias. Está especialmente indicado para módulos de transferencia, Load Locks, sistemas EFEM y equipos de manipulación por vacío, donde se requiere una elevada pureza del material sin necesidad de alcanzar la máxima resistencia química propia de un perfluoroelastómero.

Con la incorporación de estos materiales elastoméricos libres de fluorosurfactantes, Trelleborg responde a la evolución del marco regulatorio y amplía su oferta para aplicaciones de alta pureza en la industria de los semiconductores, manteniendo los elevados requisitos de fiabilidad, disponibilidad de los equipos y control de la contaminación exigidos por los procesos de fabricación avanzados.

Editado por Sucithra Mani, editora de Induportals – adaptado con IA.

www.trelleborg.com