Halbleiterindustrie
Die steigende Nachfrage nach Halbleiterprodukten wie Mikroprozessoren, Speicherchips und Flachbildschirmen wird durch neue Technologien wie 5G, Internet der Dinge (IdD), künstliche Intelligenz (KI), Elektrofahrzeugen, vernetzte medizinische Geräte und Industrieroboter weiter vorangetrieben. Diese technisch anspruchsvollen Anwendungen erfordern oft schnellere Verarbeitungsgeschwindigkeiten und einen geringeren Energieverbrauch, was komplexere Halbleiter-Fertigungsprozesse erfordert. Die Fertigungspräzision liegt heute für viele Prozesse unter 10 Nanometern, sodass selbst kleinste Verunreinigungen zu Produktdefekten und Ausschuss führen. Diese Fertigungssysteme müssen zuverlässig funktionieren, um den hohen Anforderungen bezüglich Produktionseffizienz und Produktqualität gerecht zu werden.
Schmierstoffe sind erforderlich, um die Funktionsfähigkeit von Fertigungs- und Verarbeitungsanlagen sicherzustellen. Aber ein falscher Schmierstoff kann zu ungeplanten Ausfallzeiten und Verunreinigungen führen. Wartung und Ausfallzeiten sind teuer und sollten so weit wie möglich vermieden werden. Schmierstoffe schützen vor Reibung und Verschleiß, verlängern die Lebensdauer der Komponenten und sorgen für einen zuverlässigen Betrieb der Produktionssysteme. Ausgasen von Schmierstoffen und die Bildung von Partikeln können Fertigungsanlagen und Produkte verunreinigen und sich negativ auf die Produktqualität und die Produktion auswirken. Um diese Probleme zu vermeiden, ist es von entscheidender Bedeutung, Hochleistungs-Spezialfette mit geringer Ausgasung und minimaler Partikelbildung auszuwählen.
Anlagen zur Herstellung und Verarbeitung von Halbleitern arbeiten oft unter Vakuum und hohen Temperaturen und erfordern Hochleistungsschmierstoffe, die ihre Wälzlager, Linearführungen und -schlitten, Kugel- und Leitspindeln sowie Dichtungen vor Verschleiß schützen.
Vorteile von Spezialfetten und -ölen für die Halbeiterfertigung
NyeTorr®, NyeClean® und NyeVac® sind Spezialschmierstoffe, die speziell für Halbleiterfertigungs- und -verarbeitungsanlagen entwickelt wurden. Diese Halbleiterschmierstoffe haben sehr niedrige Ausgasung und sind gegen Prozessgase chemisch stabil, was sie zur ersten Wahl führender Lieferanten von Halbleiter-Fertigungsanlagen und Herstellern von Halbleiterprodukten machen.
Merkmale und Vorteile
- Reduktion von Reibung und Verschleiß
- Verlängerung der Lebensdauer der Komponenten
- Verhinderung von Kontamination
- Geeignet für Einsatz unter Vakuumbedingungen
- Verbesserung der Funktionalität und Zuverlässigkeit
- Vermeidung latenter Produktdefekte
- Reduzierung von Ausfallzeiten
- Resistent gegen Prozessgase
Welche Eigenschaften sollten bei der Auswahl eines Halbleiter-Schmierstoffes berücksichtigt werden?
Wenn ein Schmiermittel ausgast, setzt es kondensierbares Material frei, das Hableiterprodukte, Fertigungsanlagen und andere empfindliche Komponenten kontaminieren kann. Die Schmiermittelausgasung wird als Gesamtmasseverlust (TML) und gesammelte flüchtige kondensierbare Materialien (CVCM) gemäß des Teststandards ASTM E595 gemessen. Die Schmierstoffe von Nye liegen deutlich unter den zulässigen Grenzwerten von maximal 1,00% für TML und 0,10% für CVCM, die von der Halbleiterindustrie festgelegt wurden.
Dynamische Partikelerzeugung beschreibt den Prozess, wenn kleinsten Teilchen aus einem geschmierten Kugellager, einer Kugelumlaufspindel oder einem Getriebe in die Umgebung ausgestoßen werden. Diese Verunreinigungen können aus Grundölbestandteile, Verdickerpartikeln oder Zusatzstoffen bestehen und werden durch dynamische mechanische Bewegungen wie Rollen, Gleiten oder eine Kombination aus beidem aus dem Fett freigesetzt. Nyes Ingenieure des Anwendungsentwicklungs- und Validierungstestlabor haben für die Messung und Quantifizierung der Partikelerzeugungen eigens eine Testmethode und ein Testgerät entwickelt. Die Ergebnisse dieses Tests liefern nützliche Daten, die bei der Formulierung dieser Spezialschmierstoffe wichtige Erkenntnisse liefern und unseren Kunden die Auswahl des richtigen Schmierstoffes ermöglichen - einschließlich der Leistungsdaten bezüglich der Partikelerzeugung.
Ein Schmierstoff muss auch bei hohen Temperaturen in der Lage sein, mechanische Komponenten der Fertigungsanlagen effektiv vor Verschleiß zu schützen, ohne zu verdampfen. Aufgrund des steigenden Dampfdrucks neigen Schmierstoffe bei erhöhten Temperaturen verstärkt zum Ausgasen. Die In-Vakuum- und Reinraum-Schmierstoffe von Nye sind so formuliert, dass sie selbst bei hohen Temperaturen von bis zu 250 °C zuverlässig funktionieren.
Fertigungsanlagen, die in Reinräumen betrieben werden oder Prozesse, die unter Vakuum arbeiten, stellen höchste Anforderungen an die verwendeten Schmierstoffe, da selbst mikroskopisch kleine Partikel zu Produktdefekten führen können. Der beste Weg, um die Reinheit des Schmierstoffs sicherzustellen, ist Ultrafiltration. Ultrafiltration ist streng kontrollierter Prozess, der mikroskopische kleine, unerwünschte Partikel und Verunreinigungen aus Schmierstoffen entfernt. Nye kann Fette und Öle ultrafiltrieren, um die höchste Reinheit der Schmierstoffe zu gewährleisten, die für Halbleiterfertigungsanlagen notwendig ist.
Nye Lubricants hat den PFOA-Gehalt (Perfluoroctansäure-Gehalt) aller PTFE und PFPE Materialien untersucht, die als Öle, Verdickungsmittel oder Zusatzstoffe in unseren Produktformulierungen verwendet werden. Alle Nye Schmierstoffe für die Halbleiterindustrie haben einen PFOA-Gehalt von weniger als 25 ppb (Teilen pro Milliarde) und erfüllen damit die Anforderungen der REACH-Richtlinien und anderen internationalen Vorschriften. Nyes PFOA-Erklärung finden Sie auf unserer Webseite unter "Qualität".
PFPE vs. MAC-Schmierstoffe
Sowohl PFPE- als auch MAC-Schmierstoffe werden wegen ihres niedrigen Dampfdrucks und ihrer geringen Ausgasung für den Einsatz in Vakuumumgebungen empfohlen. PFPE-Schmierstoffe bieten im Vergleich zu MAC-Schmierstoffen eine bessere Hochtemperaturleistung (MAC bis 150° C, PFPE bis 250° C). Aufgrund ihrer einzigartigen Additivpakete bieten MAC-Schmierstoffe im Vergleich zu PFPE-Schmierstoffen einen besseren Verschleißschutz. Beide Chemikalien sind ultrafiltrierbar, kunststoff- und elastomerverträglich und erfüllen die PFOA-Vorschriften.
NyeTorr® vs. NyeClean®
Unsere NyeTorr®- und NyeClean®-Produkte sind chemisch stabile, ungiftige, synthetische Schmierstoffe mit niedrigem Dampfdruck zur Verwendung in Komponenten wie Lagern, Linearführungen, Kugelgewindetrieben und anderen empfindlichen Mechanismen in Halbleiterfertigungssystemen. NyeTorr®-Schmierstoffe werden für Anwendungen im Ultrahochvakuum und bei hohen Temperaturen empfohlen.
NyeClean®-Produkte haben gute Eigenschaften zur geringen Partikelerzeugung und werden für Reinraumanwendungen wie Back-End-Packaging empfohlen, bei denen nur eine geringes oder kein Vakuum vorhanden ist.
| Fette |
Kinematische | Vakuumstabilität (Gew.-%) | Merkmale |
|---|---|---|---|
| NYECLEAN 5057 | 192 | TML: 0,225 CVCM: 0,054 |
Empfohlene Alternative für abgekündigte, ältere PFPE-Halbleiterfette. |
| NYECLEAN 5097R | 140 | TML: 0,441 CVCM: 0,044 |
Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und Verschleißreduzierung für Anwendungen bis zu 180 °C, bei denen Ausgasung unproblematisch ist. |
| NYETORR 5300 | 140 | TML: 0,320 CVCM: 0,045 |
Industriestandard für PFPE-Vakuumfette. |
| NYETORR 5300XP | 140 | TML: 0,075 CVCM: 0,018 |
Verbesserte Verschleißreduzierung bei Anwendungen unter hoher Belastung. |
| NYETORR 5350 | 152 | TML: 0,757 CVCM: 0,451 |
Geeignet zum Einsatz unter niedrige bis mittleren Vakuumbedingungen mit verbesserten Belastungs- und Verschleißeigenschaften. |
| NYETORR 6300 | 188 | TML: 0,036 CVCM: 0,006 |
Ausgezeichnete Ausgasungseigenschaften. |
| NYETORR 6300S | 188 | TML: 0,012 CVCM: 0,000 |
Ein weiches Fett, für Anwendungen, die einen geringeren viskosen Widerstand und Drehmomentwiderstand erfordern. |
| NYETORR 6350EL | 200 | TML : 0,060 CVCM : 0,008 |
Für Lebensdauerschmierungen in Anwendungen, die eine geringe Ausgasung und ein niedriges Drehmoment erfordern. |
| NYETORR 6370EL | 362 | TML: 0,063 CVCM: 0,001 |
Bietet die längste Lebensdauer aller PFPE-Schmierstoffe mit ausgezeichnetem Korrosions- und Verschleißschutz. |
| Fette | Kinematische Viskosität bei 40° C (cSt) | Vakuumstabilität (Gew.-%) | Merkmale |
|---|---|---|---|
| NYETORR 5200 | 108 | TML= 0,068 CVCM= 0,007 |
Ausgezeichnete Drehmoment-Eingenschaften und Verschleißschutz zur Verlängerung der Lebensdauer der Komponenten. |
| NYETORR 6200 | 108 | TML= 0,058 CVCM= 0,025 |
Ausgezeichnete Ausgasungseigenschaften und Verschleißschutz. |
| Öl | Kinematische Viskosität bei 40° C (cSt) | Vakuumstabilität (Gew.-%) | Merkmale |
|---|---|---|---|
| NYETORR 5301 | 140 | TML= 0,230 wt% CVCM= 0,033 wt% |
Grundöl, das im NyeTorr® 5300 Fett verwendet wird. |
| NYETORR 6301 | 187 | TML= 0,00 wt% CVCM= 0,000 wt% |
Grundöl, das im NyeTorr® 6300 Fett verwendet wird. |
| NYETORR 5361 | 192 | TML= 0,03 wt% CVCM= 0,010 |
Ein Öl mit niedrigem Dampfdruck, das dem Lewis-Säure-katalysierten Abbau widersteht. |
| NYETORR 6371 | 446 | TML= 0,020 wt% CVCM= 0,002 wt% |
Grundöl, das im NyeTorr® 6370EL Fett verwendet wird. |
| NYETORR 5381 | 809 | TML= 0,070 wt% CVCM= 0,004 wt% |
Wird als Fettersatz für statische Dichtungen verwendet, wo ein gewisses Maß an Dämpfung erforderlich ist. |
| Öl | Kinematische Viskosität bei 40° C (cSt) | Vakuumstabilität (Gew.-%) | Merkmale |
|---|---|---|---|
| NYETORR 5201 | 108 | TML= 0,120 wt% CVCM= 0,013 wt% |
Grundöl, das im NyeTorr® 5200 Fett verwendet wird |
| NYETORR 6201 | 108 | TML= 0,110 wt% CVCM= 0,010 wt% |
Grundöl, dass im NyeTorr® 6200 Fett verwendet wird. |
| Produkt | Kinematische Viskosität bei 40° C (cSt) | Vakuumstabilität (Gew.-%) | Merkmale |
|---|---|---|---|
| NYEVAC 9720 | 61 | TML= 0,359 wt% CVCM= 0,023 wt% |
Esteröl für Turbomolekularpumpen |
| NYEVAC 9721 | 61 | TML= 0,942 wt% CVCM= 0,467 wt% |
Ein mit Lithiumseife verdicktes Esterfett für Turbomolekular-Vakuumpumpensysteme. |
| NYEVAC 9724 | 61 | TML= 0,279 wt% CVCM= 0,073 wt% |
Ein sehr weiches, mit PTFE verdicktes Esterfett für Turbomolekular-Vakuumpumpensysteme. |
Prüfung & Fertigung
Die Materialien und Fertigungsverfahren, die zur Herstellung eines Schmierstoffs verwendet werden, können die Sauberkeit des Schmierstoffs beeinträchtigen. Bei Nye müssen alle Rohstoffe höchsten Qualitätsstandards entsprechen. Unsere In-Vakuum-Schmierstoffe werden in unseren nach ISO Klasse 8 und Klasse 7 zertifizierten Reinräumen hergestellt und verpackt, um sicherzustellen, dass unsere Produkte den hohen Anforderungen Ihrer Fertigungsumgebung genügen.
Alle unsere Produkte können in unserem Vacuum Aerospace Semiconductor Test (VAST) Labor auch unter Vakuum und hohen Temperaturen getestet werden. Die unter diesen simulierten Betriebsbedingungen durchgeführten Tests liefern unseren Kunden genaue Leistungsdaten bezüglich Ausgasung, Partikelerzeugung und anderen wichtigen Leistungsmerkmalen, die ihnen bei der Auswahl des richtigen Schmierstoffs für ihre Präzisions-Fertigungsanlagen helfen.
Mit einzigartigen Materialien, wie Pennzane, und unseren speziellen Herstellungsverfahren wie der Ultrafiltration, bietet Nye Lubricants Hochleistungsschmierstoffe für Reinraum- und Vakuumanwendungen, die ihre hervorragenden Eigenschaften seit fast 50 Jahren unter härtesten Einsatzbedingungen auf der Erde und im Weltraum bewiesen haben."
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