CN1735662A - 交联性弹性体组合物及该交联性弹性体组合物所形成的成型品 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了交联性弹性体组合物及该由交联性弹性体组合物形成的成型品,所述组合物对半导体制造过程中进行的高浓度F自由基照射、O2等离子体照射、F等离子体照射的任意一种处理的重量变化小、具有显著的等离体耐受性。
Description
技术领域
本发明涉及交联性弹性体组合物及该由交联性弹性体组合物形成的成型品,对于半导体制造过程中的NF3等离子体处理、O2等离子体处理、氟等离子体处理的全部等离子体处理,所述组合物的重量变化小、具有显著的等离子体耐受性。更具体地说,本发明涉及密封材料。
背景技术
在半导体制造过程中所进行的蚀刻、灰化及化学气相沉积(CVD)工序中要使用等离子体装置。在离子体装置中,各个连接部位和可活动部位要使用弹性体密封材料来密封。这些密封材料不仅要具有密封性能,而且根据微细化和基板晶片的大型化的要求,还需要耐受所谓高密度(1012~1013/cm3)等离子体处理条件的苛刻处理条件,而且还不能污染需要非常精密加工的半导体。作为能够满足上述要求的密封材料,使用了在交联性氟弹性体里配合有机或无机填料的材料。
在通过CVD形成薄膜的工序后,为了清洁CVD装置的处理腔内,要通过利用了NF3远程等离子体的高浓度氟自由基进行清洁。另外在半导体制造过程中的蚀刻、灰化工序中也要用到高密度的O2等离子体、氟等离子体。所以,需要密封材料对NF3等离子体处理、O2等离子体处理和氟等离子体处理全部具有耐受性。
但是,以往使用或提出的填料,为配合了碳黑、硅石(例如,参看日本专利第2783576号公报和日本专利第2858198号公报)、聚四氟乙烯(PTFE)粉末、氧化钛粉末、粘土、滑石、硫酸钡等的材料,不能对NF3等离子体处理、O2等离子体处理和氟等离子体处理全部具有充分的耐受性。
因此,作为对NF3等离子体处理、O2等离子体处理和氟等离子体处理全部具有耐受性的填料,提出了使用氧化铝和酰亚胺类填料(例如,参见国际公开第00/64980号小册子以及国际公开01/32782号小册子)。氧化铝对O2等离子体和氟等离子体同时具有耐受性,但是在NF3远程等离子体作用下,氧化铝具有促进氟弹性体老化的缺点。与之相对,酰亚胺类填料虽然对NF3远程等离子体显示出优异的耐受性,但具有对O2等离子体没有耐受性的缺点。
因此,到目前为止,对NF3等离子体处理、O2等离子体处理和氟等离子体处理全部具有耐受性的弹性体组合物还没有出现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种交联性弹性体组合物及由该交联性弹性体组合物形成的成型品,对于半导体制造过程中的NF3等离子体处理、O2等离子体处理、氟等离子体处理的全部等离子体处理,所述组合物重量变化小、具有显著的等离子体耐受性。
本发明涉及半导体制造过程中的等离子体处理用交联性弹性体组合物,其含有交联性弹性体和氟化碳填料。
交联性弹性体组合物可以含有无机硅化物填料及/或由主链中含有热稳定性和化学稳定性芳香环的合成高分子形成的填料。
主链中含有热稳定性和化学稳定性芳香环的合成高分子优选为主链中含有酰胺基或酰亚胺基的合成高分子。
无机硅化物填料的平均粒径优选小于或等于0.5μm。
由主链中含有热稳定性和化学稳定性芳香环的合成高分子所构成的填料的比表面积优选大于或等于0.5m2/g。
优选氟化碳填料预先经过300℃~550℃的加热处理。
交联性弹性体优选为全氟弹性体。
另外,本发明涉及由上述交联性弹性体组合物所形成的等离子体处理用成型品及密封材料。
具体实施方式
本发明的交联性弹性体组合物含有交联性弹性体和氟化碳填料。
本发明中使用的氟化碳填料是以聚(单氟化碳)为主成分的物质,优选用氟气将碳材料氟化后的物质。
作为碳材料,碳黑是适用的。作为碳黑,可以使用市售的炉黑(如旭碳株式会社生产的旭#55等)、槽法碳黑(如哥伦比亚碳社生产的レ一ベン7000)、热碳黑(如哥伦比亚碳社生产的MT-C1)、乙炔黑(如电气化学工业株式会社生产的デンカブラック)等。
本发明中使用的氟化碳,可以通过将碳材料优选在200℃~600℃、进一步优选在300℃~500℃下与氟气相接触而得到。温度不足200℃时,氟化反应进行缓慢、氟化程度难以提高、热稳定性不充分。超过600℃时,容易发生热分解,所得到的氟化碳收率低。而且有时会发生急剧的热分解反应,甚至会发生爆炸,所以要引起充分注意。
反应中使用的氟气,可以用氮气、氩气、四氟化碳等惰性气体稀释,也可以含有氟化氢。
氟化反应可在常压下进行,也可以在减压或加压下进行,基本没有差别。氟化反应时间、氟气流量等条件可以根据作为原料的碳材料与氟的反应性及所希望的氟原子与碳原子的原子比(以下简称F/C)适当进行调节。
本发明中使用的氟化碳填料的F/C优选大于或等于0.1,进一步优选0.1~1.2。F/C不足0.1时,不能达到作为本发明目的的等离子体耐受性。但是,本发明中可以将F/C不同的氟化碳填料混合使用,在这种情况下,可以将F/C不足0.1的氟化碳填料与F/C大于或等于0.1的氟化碳填料混合使用。
在本发明中,氟化碳填料的F/C按照以下方法测定。
将氟化碳粒子与助燃剂Na2O2和聚乙烯膜一起在充有氧气的烧瓶内燃烧,生成的氟化氢用水吸收。用氟化物离子测定仪(ォリォン社制:离子分析仪901)测定生成的氟化氢的量。以氟化碳粒子的剩余物作为全部的碳,根据此值算出氟原子数与碳原子数之比F/C。以该值作为氟化碳填料的F/C。
本发明中使用的氟化碳填料的数均粒径优选为0.01μm~50μm,进一步优选为0.01μm~20μm。数均粒径小于0.01μm时,填料的二次聚集的趋势增强,因此使用时就难以均一分散在交联性弹性体组合物中。如果平均粒子直径大于50μm,则分散性容易变差。
本发明中所使用的氟化碳填料,包括聚(单氟化碳)、聚(单氟化二碳)等。
本发明中,优选将氟化碳填料预先加热处理后再使用,所述加热处理优选在300℃~550℃、进一步优选在350℃~500℃进行。若不加热处理或在低于300℃下加热处理,则氟化碳中含有的杂质气体不能除去,这些杂质气体能使氟化碳对等离子体的耐受性变差。如果在高于550℃的温度下加热处理,容易发生热分解反应。
在本发明的交联性弹性体组合物中,作为填料,除了含有氟化碳填料外,也可进一步含有无机金属化合物填料和/或有机高分子化合物填料。
作为无机金属化合物填料,例如硅石或玻璃等氧化硅、氧化钛、氧化铝等金属氧化物;硫酸钡、硫酸钙、硫酸铝等金属硫酸盐;碳酸钙等金属碳酸盐;碳化硅等金属碳化物;氮化硅、氮化铝等金属氮化物。其中,特别是在不会显著降低组合物对NF3远程等离子体的耐受性这一点上,优选作为无机硅化物填料的硅氧化物、硅碳化物、硅氮化物。
从抑制等离子体处理中产生异物的角度出发,无机硅化物填料的平均粒径优选小于或等于0.5μm,进一步优选为0.005μm~0.1μm。
作为有机高分子化合物填料,在高温热处理装置的密封材料的使用环境中,即使在高温下使用,也要能够保证充分的耐受性,因此优选使用具有大于或等于200℃、甚至大于或等于220℃的耐热性(结晶融解温度、玻璃转移温度或5%重量减少温度)的有机高分子化合物。
作为具有大于或等于200℃的耐热性的有机高分子化合物填料,可列举例如:具有含有至少一个以构造单元-X-所示结构的重复单元的树脂、或者分别具有至少一个含有至少一个构造单元-X-的重复单元和含有至少一个构造单元-Y-的重复单元的树脂。
作为构造单元X,举例为
等碳单环;
等碳稠环;
等单杂环
等稠杂环;
作为构造单元Y,例如为:
(R表示烷基)
等非共轭基团;
-CH=CH-、-C≡C-、-N=N-、-CH=N-
等共轭基团等。
具体来说,优选具有下列重复单元的树脂。
(结构式中,A表示单键、-O-或-C(=O)-;B表示单键、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH2-或-C(CF3)2;m、n表示大于或等于1的整数)。另外,其中从等离子体耐受性优异来看,优选
作为填料,例如为聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺等具有酰亚胺结构的酰亚胺类填料;多芳基化合物(polyarylate)、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚羟基苯甲酸(polyoxybenzoate)等工程塑料制造的有机物填料等。
其中,从耐热性、低金属含量、低气体逸出的角度考虑,优选具有酰亚胺键的酰亚胺类填料。
另外,作为有机高分子化合物填料,还可以使用:聚氯三氟乙烯(PCTFE)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟(烷基乙烯醚)聚合物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯聚合物(FEP)、四氟乙烯-乙烯聚合物(ETFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)等氟树脂。
本发明中的有机高分子化合物填料中,从对各种等离子体都具有优异的耐受性的角度出发,优选使用由主链中含有热稳定性和化学稳定性的芳香环的合成高分子形成的填料。
有机高分子化合物填料的比表面积优选大于或等于0.5m2/g,更优选大于或等于2m2/g,进一步优选大于或等于5m2/g。比表面积不足0.5m2/g时,填料的补强性差,即使与完全不使用填料时相比,断裂时的强伸度也有降低的趋势。
有机高分子化合物填料的形状没有特别限定,可以是球状,也可以是鳞片状。如果是球状,则能得到各向异性小的成型品;如果是鳞片状,则能得到在特定方向上具有补强性的成型品。
有机高分子化合物填料的粒径优选小于或等于4μm,更有选小于或等于2μm。粒径若大于4μm,填料的补强性差,即使与完全不用填料时相比,断裂时的强伸度也有降低的趋势。填料如果是鳞片状,直径优选为0.05μm~4μm,更优选小于或等于2μm。厚度优选为0.05μm~2μm,更优选0.05μm~1μm。
现在市售的有机高分子化合物填料的粒径粗,比表面积很小。为了在本发明中使用,有必要将这些填料进行粉碎等使比表面积增大。作为粉碎方法可列举例如:喷射研磨(干法粉碎);加入水或有机溶剂等分散溶剂制浆后,用珠磨机(beads mill)粉碎或对液体加压,使液体从喷嘴喷出形成相互对撞的粉碎方法(湿法粉碎)。为了得到比表面积大的填料,优选组合使用湿法粉碎和干法粉碎(喷射研磨)进行粉碎。
本发明中的交联性弹性体组合物中,可以分别单独含有无机金属化合物填料或有机高分子化合物填料,也可以同时含有这两者。
作为本发明中使用的交联性弹性体,例如为氟弹性体、硅酮弹性体等。
作为能够在本发明中适用的氟弹性体,可以是以往用作密封材料、特别是用作半导体制造装置的密封材料的氟弹性体,这样则没有特殊限定。作为氟弹性体,例如为氟橡胶(a)、热塑性氟橡胶(b)和包含这些氟橡胶的橡胶组合物等。
作为氟橡胶(a),例如有非全氟氟橡胶(a-1)和全氟氟橡胶(a-2)。
作为热塑性氟橡胶(b),包含弹性体性含氟聚合物链段和非弹性体性含氟聚合物链段,可列举为:含氟多元链段化聚合物(b-1),其中弹性体性含氟聚合物链段和非弹性体性含氟聚合物链段各自的构成单元中,全卤烯烃大于或等于90摩尔%;含氟多元链段化聚合物(b-2),其中弹性体性含氟聚合物链段的构成单元中,全卤烯烃大于或等于90摩尔%、而非弹性体性含氟聚合物链段的构成单元中全卤烯烃小于90摩尔%;以及含氟多元链段化聚合物(b-3),其中弹性体性含氟聚合物链段的构成单元中,含有小于90摩尔%的全卤烯烃、而非弹性体性含氟聚合物链段的构成单元中,全卤烯烃大于或等于90摩尔%,或非弹性体性含氟聚合物链段的构成单元中含有小于90摩尔%的全卤烯烃。
作为非全氟橡胶(a-1),例如:偏氟乙烯(VdF)类氟橡胶、四氟乙烯(TFE)/丙烯类氟橡胶、四氟乙烯(TFE)/丙烯/偏氟乙烯(VdF)类氟橡胶、乙烯/六氟乙烯(HFP)类氟橡胶、乙烯/六氟丙烯(HFP)/偏氟乙烯(VdF)类氟橡胶、乙烯/六氟丙烯(HFP)/四氟乙烯(TFE)类氟橡胶、氟硅酮类氟橡胶、或氟磷腈类氟橡胶。这些橡胶可以分别单独使用,也可以在不影响本发明效果的范围内任意组合使用。
偏氟乙烯(VdF)类氟橡胶是指含有45摩尔%~85摩尔%的偏氟乙烯和55摩尔%~15摩尔%的至少1种其它可与VdF聚合的单体的含氟弹性体性聚合物。优选含有50摩尔%~80摩尔%的偏氟乙烯和50摩尔%~20摩尔%的至少1种其它可与偏氟乙烯聚合的单体的含氟弹性体性聚合物。
作为至少1种其它可与偏二氟乙烯聚合的单体,可列举例如四氟乙烯(TFE)、氯三氟乙烯(CTFE)、三氟乙烯、六氟丙烯(HFP)、三氟丙烯、四氟丙烯、五氟丙烯、三氟丁烯、四氟异丁烯、全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)、氟乙烯等含氟单体;乙烯、丙烯、烷基乙烯基醚等非含氟单体。它们可以各自单独使用,也可以任意组合使用。其中,优选四氟乙烯、六氟丙烯、全氟(烷基乙烯基醚)。
作为具体的橡胶,例如为VdF-HFP类橡胶、VdF-HFP-TFE类橡胶、VdF-CTFE类橡胶、VdF-CTFE-TFE类橡胶等。
四氟乙烯/丙烯类氟橡胶是指含有45摩尔%~70摩尔%的四氟乙烯、55摩尔%~30摩尔%的丙烯、以及0摩尔%~5摩尔%的提供交联部位的单体的含氟弹性聚合物。
作为提供交联部位的单体,可列举例如:特公平5-63482号公报、特公平7-316234号公报中记载的全氟(6,6-二羟基-6-碘-3-氧代-1-己烯)和全氟(5-碘-3-氧代-1-戊烯)等含碘单体;特开平4-505341号公报中记载的含溴单体;特表平4-505345号公报、特表平5-500070号公报中记载的含腈基单体、含羧基单体、含烷氧基羰基单体等。
这些非全氟氟橡胶(a-1)可以按照常规方法制造。
作为全氟氟橡胶(a-2),例如为包含四氟乙烯/全氟(烷基乙烯醚)/提供交联部位的单体的含氟弹性单体。其组成优选为45~90/10~50/0~5(摩尔%)、更优选为45~80/20~50/0~5(摩尔%),进一步优选53~70/30~45/0~2(摩尔%)。如果是这些组成范围之外的比例,则作为橡胶弹性体的性质消失,而具有近似于树脂的性质。
此时作为全氟(烷基乙烯醚),可列举例如全氟(甲基乙烯醚)、全氟(丙基乙烯醚)等。它们可以各自单独使用,也可以任意组合使用。
作为提供交联部位的单体,可列举例如:偏氟乙烯、通式(1):CX1 2=CX1-Rf 1CHR1X2所表示的含碘或含溴单体(式中,X1代表氢、氟或甲基;Rf 1代表氟亚烷基、全氟亚烷基、氟聚氧亚烷基或全氟聚氧亚烷基;R1代表氢或甲基;X2代表碘或溴)、通式(2):CF2=CFO(CF2CF(CF3)O)m(CF2)n-X3所表示的单体等(式中,m为0~5的整数;n为1~3的整数;X3代表腈基、羧基、烷氧基羰基、溴基)。它们可以各自单独使用,也可以任意组合使用。在这其中,通式(1)中的X2优选为碘、通式(2)中的X3优选为腈基。
这些碘基、腈基、羧基、烷氧基羰基、溴基都能用作交联点。
全氟氟橡胶(a-2)可以按照常规方法制造。
作为全氟氟橡胶(a-2)的具体例子,例如国际公开第97/24381号小册子、特公昭和61-57324号公报、特公平4-81608号公报、特公平5-13961号公报等中记载的氟橡胶等。
下面对热塑性氟橡胶(b)中的含氟多元链段化聚合物(b-1)进行说明。
首先对弹性体性含氟聚合物链段进行说明。弹性体性含氟聚合物链段使聚合物具有柔软性,其玻璃转移点小于或等于25℃、优选小于或等于0℃。作为构成其构成单元大于等于90摩尔%的全卤烯烃,可列举例如:四氟乙烯、氯三氟乙烯、六氟丙烯、通式(3):CF2=CFO(CF2CFYO)p-(CF2CF2CF2O)q-Rf 2所表示的全氟乙烯醚等(式中,Y代表氟或CF3;Rf 2代表碳原子数为1~5的全氟烷基;p为0~5的整数;q为0~5的整数)。
作为构成弹性体性含氟聚合物链段的全卤烯烃以外的构成单元,可列举例如:偏氟乙烯、三氟乙烯、三氟丙烯、四氟丙烯、五氟丙烯、三氟丁烯、四氟异丁烯、氟乙烯等含氟单体;乙烯、丙稀、烷基乙烯醚等非氟代单体等。
作为弹性体性含氟聚合物链段的优选例子,可列举为包含四氟乙烯/全氟(烷基乙烯醚)/提供交联部位的单体的弹性聚合物链。其组成优选为50~85/50~15/0~5(摩尔%)。
作为提供交联部位的单体,可列举例如:偏氟乙烯、通式(1)所示的含碘或含溴单体、或通式(2)中X3为腈基的含腈基单体等。
这些碘、溴和腈基可用作交联点。
下面对非弹性体性含氟聚合物链段进行说明。作为构成非弹性体性含氟聚合物链段的构成单元的大于或等于90%的全卤烯烃,可列举例如:四氟乙烯、氯三氟乙烯、全氟(烷基乙烯醚)、六氟丙烯、通式(4):CF2=CF(CF2)rX4所表示的化合物(式中,r为1~10的整数;X4为氟或氯)、全氟-2-丁烯等全卤烯烃等。
作为构成非弹性体性含氟聚合物链段的全卤烯烃以外的构成单元,可举出与上述构成弹性体性含氟聚合物链段的全卤烯烃以外的构成单元相同的构成单元。
作为非弹性体性含氟聚合物链段的优选例子,可举出包含85摩尔%~100摩尔%的四氟乙烯以及0摩尔%~15摩尔%的通式(5):CF2=CF-Rf 3所表示的化合物(式中,Rf 3为Rf 4或-ORf 4;Rf 4为碳原子数1~5的全氟代烷基)的非弹性体聚合体链。
下面对含氟多元链段化聚合物(b-2)进行说明。
此种情况下的弹性体性含氟聚合物链段与对上述含氟多元链段化聚合物(b-1)进行的说明相同。
作为非弹性体性含氟聚合物链段的构成单元,例如为偏氟乙烯、氟乙烯、三氟乙烯、通式(6):CH2=CX5-(CF2)s-X5(式中,X5代表氢或氟;s为1~10的整数)所表示的化合物、CH2=C(CF3)2等部分氟代的烯烃等。
与上述单体可以聚合的单体例如乙烯、丙烯、氯乙烯、乙烯基醚、羧酸乙烯基酯、丙烯酸等可以用作共聚合成分。
下面对含氟多元链段化聚合物(b-3)进行说明。
含氟多元链段化聚合物(b-3)中弹性体性含氟聚合物链段为玻璃转移点为小于等于25℃、优选为小于等于0℃的聚合物链。
另外,弹性体性含氟聚合物链段中,作为构成单元,含有低于90摩尔%的全卤烯烃。此种情况下,作为全卤烯烃以外的构成单元,与对上述含氟多元链段化聚合物(b-1)中除全卤烯烃外的构成单元相同。
含氟多元链段化聚合物(b-3)中的非弹性体性含氟聚合物链段可以与上述含氟多元链段化聚合物(b-1)或(b-2)中的非弹性体性含氟聚合体链段相同。特别是可以与(b-2)中的非弹性体性含氟聚合物链段相同。
含氟多元链段化聚合物(b-3)优选含有40重量%~95重量%的弹性体性含氟聚合物链段与5重量%~60重量%的非弹性体性含氟聚合物链段。
热塑性氟橡胶(b)为在1个分子中弹性体性含氟聚合物链段与非弹性体性含氟聚合物链段以嵌段或枝接的状态结合的含氟多元链段化聚合物,这是很重要的。
从所得到的热塑性氟橡胶(b)的耐热性角度考虑,非弹性体性含氟聚合物链段的结晶融点优选为大于或等于150℃,更优选为200℃~360℃。
所以,作为热塑性氟橡胶(b)的制造方法,可以采用公知的各种方法,将弹性体性链段与非弹性体性链段以嵌段或枝接的形态连接起来,构成含氟多元链段化聚合物,其中优选采用特公昭58-4728号公报等所记载的嵌段型含氟多元链段化聚合物的制造方法、或者采用特开昭62-34324号公报所记载的枝接型含氟多元链段化聚合物的制造方法。
其中优选按照特公昭58-4728号公报以及高分子论文集(第49卷第10页,1992年)所记载的碘转移聚合法所合成的嵌段型含氟多元链段化聚合物,这是由于所得到的聚合物的链段化率(嵌段化率)高、性质均一。
另外,如果使用弹性体性含氟聚合物和非弹性体性含氟聚合物的简单混合物,由于所混合的聚合物各自的种类、混合性、相溶性等不相同,因此所得的简单混合物一般机械特性(特别是高温时)不充分、耐磨耗性降低、柔软性降低、耐久性降低。
与此相反,如果将弹性体性链段与非弹性体性链段通过嵌段或枝接等方式结合后,则由于形成了多元链段化聚合物,因此与上述弹性体性含氟聚合物和非弹性体性含氟聚合物的简单混合物等相比,其耐热性、机械特性(特别是高温时)等都有提高。
弹性体含氟聚合物链段可以按照碘转移聚合法这一公知的氟橡胶制造方法来制造。例如,在实质上无氧的条件下,在水性溶剂中,在碘化合物、优选为二碘化合物的存在下,将上述全卤烯烃与获得固化部位所必需的单体在加压的条件下边搅拌边加入自由基引发剂,进行乳化聚合的方法。作为所使用的二碘化合物的代表例,可列举例如:1,3-二碘全氟丙烷、1,4-二碘全氟丁烷、1,3-二碘-2-氯全氟丙烷、1,5-二碘-2,4-二氯全氟戊烷、1,6-二碘全氟己烷、1,8-二碘全氟辛烷、1,12-二碘全氟十二烷及1,16-二碘全氟十六烷、二碘甲烷、1,2-二碘乙烷。这些化合物可以单独使用,也可以相互组合使用。其中优选1,4-二碘全氟丁烷。二碘化合物的添加量优选为弹性体性含氟聚合物链段总重量的0.01重量%~1重量%。
在本发明的弹性体性链段的制造过程中所使用的自由基聚合引发剂可以与以往在氟弹性体的聚合中一直使用的物质相同。所述引发剂为有机过氧化物、无机过氧化物和偶氮化物。作为典型的引发剂例如为过硫酸盐类、过氧化碳酸盐类、过氧化酯类等,优选的引发剂例如为过硫酸铵(APS)。APS可以单独使用,也可以与亚硫酸盐类、亚硫酸盐类等还原剂组合使用。
作为乳化聚合所用的乳化剂,有很多物质可以使用,但是从抑制聚合过程中对乳化剂分子的连锁转移反应的角度考虑,优选具有氟化碳链或氟聚醚链的羧酸盐类。乳化剂的使用量优选为所添加的水的0.05重量%~2重量%,更有选为0.2重量%~1.5重量%。
本发明中所使用的单体混合气体,正如G.H.Kalb等在Advances inChemistry Series(129卷13页,1973年)中记载的那样,由于有爆炸性,所以有必要考虑到在聚合装置内不要产生火花等火源。从这个角度考虑,优选将聚合压力尽可能控制得很低。
聚合压力可以在很大的范围变化。一般在0.5MPa~5Mpa的范围内。聚合压力越大聚合速度就越快,所以从提高生产性的观点考虑,优选大于或等于0.8MPa。
对于这样得到的弹性体性含氟聚合物链段的数均分子量,从所得到的含氟多元链段化聚合物整体的柔软性、弹性、机械物理性质方面考虑,优选为5,000~-750,000,更优选为20,000~400,000。
这样得到的弹性体性链段的末端部分为全卤代型,并具有碘原子,所述碘原子为非弹性体性链段进行嵌段共聚的起始点。
另外,非弹性体性含氟聚合物链段与弹性体性含氟聚合物链段的嵌段共聚也可以采用下述方式进行:使弹性体性含氟聚合物链段进行乳化聚合,然后将单体换成非弹性体含氟聚合体链部分用单体。
所得到的非弹性体性链段的数均分子量优选为1,000~1,200,000,更优选为3,000~600,000。
这样得到的热塑性氟橡胶(b)以弹性体性含氟聚合物链段的两侧与结合了非弹性体性含氟聚合物链段的聚合物分子、弹性体性含氟聚合物链段的一侧结合了非弹性体性含氟聚合物链段的聚合物分子为主体。优选没有结合非弹性体性链段的而仅为弹性体性链段的聚合物分子低于含氟多元链段化聚合物中的链段与聚合物分子总重量的20%,更优选低于10%。
本发明中也可以使用含有上述氟橡胶(a)和热塑性氟橡胶(b)的组合物。
作为含有非全氟氟橡胶(a-1)和含氟多元链段化聚合物(b-1)的第1种氟橡胶组合物,可以通过下述方法得到:将按上述方法得到的非全氟氟橡胶(a-1)与含氟多元链段化聚合物(b-1)以悬浮液状态混合,或利用开放式辊(opening roll)等通过干式混合法以任意比例进行混合。
另外,为了改善成型后的离型性等,可以在不损害本发明效果的范围内适当添加内添型离型剂等添加剂。另外还可以对应后述的交联方法的种类加入交联剂。
含有非全氟氟橡胶(a-1)和含氟多元链段化聚合物(b-2)的第2种氟橡胶组合物、含有全氟氟橡胶(a-2)和含氟多元链段化聚合物(b-3)的第3种氟橡胶组合物、含有全氟氟橡胶(a-2)和含氟多元链段化聚合物(b-2)的第4种氟橡胶组合物、以及含有全氟氟橡胶(a-2)和含氟多元链段化聚合物(b-1)的第5种氟橡胶组合物与第1种氟橡胶组合物采用同样方法得到。
此种情况下,可以在不损害本发明效果的范围内适当添加上述添加剂,还可以对应后述的交联方法的种类加入交联剂。
全氟氟橡胶(a-2)与上述含氟多元链段化聚合物(b-1)的放射线交联的效率都很差,实质上并不能进行放射线交联,所以在使第5种氟橡胶组合物交联时,至少要在上述一种橡胶中引入能够发生过氧化物交联等的交联部位后才能进行交联。
作为引入了交联部位的氟橡胶,最好是在聚合物的末端引入碘或溴后的氟橡胶。这种氟橡胶在聚合制造时是通过在通式(7)所表示的化合物的存在下而得到的:R2IxBry(式中,x和y分别为0~2的整数,并且满足1≤x+y≤2;R2代表碳原子数为1~16的饱和或不饱和的氟烃基或氯氟烃基、或碳原子数为1~3的烃基)。这样,被引入的碘或溴就用作交联点。
作为式(7)所表示的化合物,可列举例如1,3-二碘全氟丙烷、1,3-二碘-2-氯全氟丙烷、1,4-二碘全氟丁烷、1,5-二碘-2,4-二氯全氟戊烷、1,6-二碘全氟己烷、1,8-二碘全氟辛烷、1,12-二碘全氟十二烷、1,16-二碘全氟十六烷、二碘甲烷、1,2-二碘乙烷、1,3-二碘正丙烷、CF2Br2、BrCF2CF2Br、CF3CFBrCF2Br、CFClBr2、BrCF2CFClBr、CFBrClCFClBr、BrCF2CF2CF2Br、1-溴-2-碘全氟乙烷、1-溴-3-碘全氟丙烷、1-溴-4-碘全氟丁烷、2-溴-3-碘全氟丁烷、3-溴-4-碘全氟1-丁烯、2-溴-4-碘全氟1-丁烯、苯的单碘单溴取代物、二碘代单溴取代物及(2-碘乙基)和(2-溴乙基)取代物等。
也可以使用BrCF2CFBrOCF3等其它化合物。
在这些化合物中,从聚合反应性、交联反应性、易得到等角度考虑,优选使用1,4-二碘全氟丁烷、二碘甲烷等。
作为通式(7)所表示的化合物的添加量,可以为所得到的氟橡胶总重量的0.0001重量%~5重量%,优选为0.01重量%~1重量%。
作为引入交联部位的其它方法,还包括与能够提供交联部位的少量单体共聚合的方法。作为能够提供交联部位的单体,可列举为与上述相同的物质。
作为硅酮类弹性体,可列举例如硅酮橡胶、氟硅酮橡胶等。
本发明中,作为交联性弹性体,从耐热性考虑,优选使用全氟弹性体。作为这样的全氟弹性体,特别优选全氟氟橡胶(a-2)。
本发明中的交联性弹性体组合物中,氟化碳填料的配合量相对于100重量份的交联性弹性体优选为1重量份~50重量份,更优选为1重量份~20重量份。如果氟化碳填料的配合量相对于100重量份的交联性弹性体不足1重量份,则几乎不能发挥作为填充材料的效果;如果超过50重量份,则硬度非常高,将本发明的交联性弹性体组合物用作密封材料时不适合。
本发明的交联性弹性体组合物中,在进一步配合无机金属化合物填料和/或有机高分子化合物填料的情况下,无机金属化合物填料和/或有机高分子化合物填料的配合量相对于100重量份的交联性弹性体优选为1重量份~30重量份,更优选为1重量份~15重量份,进一步优选为5重量份~15重量份。填料的配合量在该范围内时,即使在高浓度氟自由基照射、O2等离子体照射、F等离子体照射的任何一种照射下都能够得到与以往相比重量变化小的成型品,并且可以得到具有充分机械强度的该成型品。
本发明中的交联性弹性体组合物中,根据需要,可以加入交联剂。
本发明中的交联性弹性体组合物中加入的交联剂,可以根据交联性弹性体的交联性基团(固化点,cure site)的种类进行适宜选择。
交联反应可以通过过氧化物交联体系、聚醇交联体系、聚胺交联体系、三嗪交联体系、噁唑交联体系、咪唑交联体系、噻唑交联体系、放射线交联体系等进行。
过氧化物交联中所用的交联剂可以是在加热或氧化还原条件下能够容易产生过氧自由基的有机过氧化物,具体来说,可列举例如:1,1-双(叔丁基过氧)-3,5,5-三甲基环己烷、2,5-二甲基己烷-2,5-二氢过氧化物、过氧化二叔丁基、过氧化叔丁基异丙基苯、过氧化二异丙苯(dicumyl peroxide)、α,α-双(叔丁基过氧)-对二异丙基苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)-3-己炔、过氧化苯甲酰、叔丁基过氧苯、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰过氧)己烷、叔丁基过氧马来酸、叔丁基过氧异丙基碳酸酯等。其中优选二烷基型物质。进一步优选2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷。一般来说,考虑-O-O-的量、分解温度等选择有机过氧化物的种类和用量。
作为此种情况下可以使用的交联助剂,只要是对过氧化物自由基和聚合物自由基具有反应活性的化合物即可,可列举例如:具有CH2=CH-、CH2=CHCH2-、CF2=CF-等官能团的多官能团化合物。具体来说,可列举例如:三聚氰酸三烯丙酯、三聚异氰酸三烯丙酯(TAIC)、三丙烯酰基缩甲醛(triacrylformal)、三烯丙基偏苯三酯(triallyl trimellitate)、N,N’-正-苯撑双马来酰亚胺、对苯二酸二炔丙酯、酞酸二烯丙酯、四烯丙基对苯二酰胺、磷酸三烯丙酯、双马来酰胺、氟代三聚异氰酸三烯丙酯(1,3,5-三(2,3,3-三氟-2-丙烯基)-1,3,5-三吖嗪2,4,6-三酮)、三(二烯丙基胺)-S-三吖嗪、亚磷酸三烯丙酯、N,N-二烯丙基丙烯酰胺、1,6-二乙烯基十二氟代己烷等。
作为聚醇交联中所用的交联剂,可列举如:双酚A、双酚AF等多元醇类化合物。
作为聚胺交联中所用的交联剂,可列举如:六亚甲基二胺氨基甲酸盐(hexamethylenediamine carbamate)、N,N’-二亚肉桂基-1,6-己二胺、4,4’-双(氨基环己基)甲烷氨基甲酸盐等多元胺类化合物。
作为三嗪交联中所用的交联剂,例如有:四苯基锡、三苯基锡等有机锡化合物。
噁唑交联、咪唑交联、噻唑交联中所用的交联剂可列举例如:通式(8)所表示的双二氨基苯基类交联剂、双氨基苯酚类交联剂、双氨基硫代苯酚类交联剂
(式(8)中,R3表示-SO2-、-O-、-CO-、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数1~10的全氟亚烷基或单键;R4和R5其中一个为-NH2基,另一个为-NH2、-OH或-SH基,优选R4和R5都为-NH2基);通式(9)所表示的双胺基腙类交联剂
(式(9)中,R3同前;R6表示
式(10)或(11)所表示的双偕胺肟(bisamidoxim)等交联剂等:
(式(10)中,Rf 3为碳原子数1~10的全氟亚烷基)、
(式(11)中,n为1~10的整数)。
这些双氨基苯酚类交联剂、双氨基硫代苯酚类交联剂或双二氨基苯基交联剂等,以往为以腈基为交联点的交联系中使用的物质,它们与羧基和烷氧基羧基也能发生反应,生成噁唑环、噻唑环、咪唑环,从而形成交联物。
作为特别优选的交联剂,例如为具有多个3-氨基-4-羟基苯基、3-氨基-4-巯苯基或通式(12)所表示的3,4-二氨基苯基的化合物:
(式(12)中,R3、R4、R5同前)
具体来说,可列举例如:2,2-双(3-氨基-4-羟苯基)六氟丙烷(通用名:双(氨基苯酚)AF)、2,2-双(3-氨基-4-巯苯基)六氟丙烷、四氨基苯、双-3,4-二氨基苯基甲烷、双-3,4-二氨基苯基乙醚、2,2-双(3,4-二氨基苯基)六氟丙烷等。
上述交联体系中,交联剂的加入量相对于100重量份的交联型弹性体通常为0.05重量份~10重量份,优选为1重量份~5重量份。低于0.05重量份时,交联性弹性体具有不能充分交联的倾向;超过10重量份时,交联物的物性有恶化的倾向。
在对半导体相关的制造装置的无污染性有较高要求的情况下,则不能添加交联剂等,优选使用高能量线进行交联。
采用放射线进行交联时,作为放射交联用配合剂,例如可以加入与上述过氧化物交联中所采用的交联助剂相同的化合物等。加入时,相对于100重量份的聚合物,其加入量优选为0.1重量份~10重量份,特别优选为0.3重量份~5重量份。
采用放射线交联时,将含有交联性弹性体和氟化碳填料的交联性弹性体组合物成型为所希望的形状后,将成型品用具有可透入成型品中的充分高能量的电离性放射线如X线、α线、β线、γ线、电子线、阳离子线、重阳离子线、紫外线等进行照射。此种情况下的照射,可以在有空气、氮气、氩气、氦气存在的状态下进行,也可以在真空状态下进行。不过,从防止成型品表面出现氧化老化的角度考虑,优选在惰性气体如氮气、氩气、氦气存在的状态下进行,特别优选在真空状态下进行。
作为电离性放射线装置,可以采用以往一直使用的装置。
本发明中的交联性弹性体组合物作为涂层材料使用时,可以进一步使用多官能团共交联剂等的交联助剂。作为所用的多官能团共交联剂,可列举例如与上述过氧化物交联中所用的交联助剂相同的化合物。
交联助剂的加入量相对于100重量份的交联性弹性体通常为0.1重量份~10重量份,优选为0.5重量份~5重量份。交联助剂的含量低于0.1重量份时,交联性弹性体具有不能充分交联的倾向;超过10重量份时,交联物的伸长性降低。
在本发明中,特别是在对纯度及防止污染性没有要求的领域中,根据需要可以在交联性弹性体组合物内加入常用的添加物如填充剂、加工助剂、增塑剂、着色剂等,也可以加入1种或1种以上与上述添加物不同的交联剂或交联助剂。
本发明中的交联性弹性体组合物,可以通过将交联性弹性体和氟化碳填料(根据需要,还包括无机金属化合物填料和/或有机高分子化合物填料)、交联剂等上述成分采用常用的弹性体用加工机械如开放式辊(opening roll)、密闭式混炼机(Banbury mixer)、捏炼机等进行混合而制得。此外,也可以用密闭式混合机的方法或者用乳剂混合共凝析的方法来制备。
本发明中的交联性弹性体组合物作为各种成型品的成型材料、或者作为各种弹性体性成型物的涂层材料是有用的。本发明中的交联性弹性体组合物特别适用于在半导体制造过程中的等离子体处理用成型品。
利用本发明中的交联性弹性体组合物得到成型品预件的方法可以采用通常的方法,可以通过用模具加热压缩的方法、压入至已加热的模具内的方法、用挤出机挤出的方法等公知的方法来进行。如果是软管、电线等挤出产品,由于这些产品在挤出后也能保持形状,所以可以直接不需要使用交联剂挤出的成型品预件。另外,使用交联剂通过蒸汽等加热交联后形成的成型品预件也可以使用。如果是O型环等型的制品,由于在未交联状态离型后很难保持形状,则要使用交联剂,通过使用预先已经交联的成型品预件来实施。
在进行过氧化物交联时,可以在通常的交联性弹性体的交联条件下进行。例如,放入模具内加压,在120℃~200℃保持1分钟~60分钟进行加压交联,然后在120℃~250℃炉中保持0~48小时进行炉交联,最后得到交联物。
用双氨基苯酚等交联剂进行噁唑交联时,也可以在通常的交联性弹性体的交联条件下进行。例如,放入模具内加压,在120℃~250℃保持1分钟~60分钟进行加压交联,然后在120℃~320℃炉中保持0~48小时进行炉交联,最后得到交联物。另外,也可以采用公知的交联性弹性体的交联方法,例如:可以在聚胺交联或聚醇交联、过氧化物交联中加入双(氨基苯酚)AF等,进行合用交联。
以双二氨基苯基类交联剂对羧基进行交联的咪唑交联,最适用于在末端以外含有羧基的含羧基聚合物,在比较低的交联温度(如150℃~230℃,优选为170℃~200℃)下能够制造出具有良好物性的交联物。
在半导体相关的制造装置等对无污染性有较高要求的情况下,则不能添加交联剂等,优选使用高能量线进行交联。作为交联源,使用X线、α线、β线、γ线、电子线、阳离子线、重阳离子线、紫外线等。此时照射量可以为0.1Mrad~50Mrad。照射温度可以为20℃~100℃。此种情况下的照射,可以在有空气、氮气、氩气、氦气存在的状态下进行,也可以在真空状态下进行。不过,从防止成型品表面出现氧化老化的角度考虑,优选在惰性气体如氮气、氩气、氦气存在的状态下进行,进一步优选在真空状态下进行。
通过对本发明的交联性弹性体组合物和成型用材料进行交联成型可以得到本发明的成型品。另外,利用使用了本发明的交联性弹性体组合物的涂层用材料涂在弹性体性成型物上进行交联,可以得到有涂层的成型品。
作为有涂层的弹性体性成型物,可以使用用各种弹性体性材料所制得的物品,不过从耐热性考虑,优选使用氟弹性体或硅酮弹性体等。
本发明中的成型品及有涂层的成型品可以用作如下表1、表2和表3所示各领域的各种成型品。
表1
行业 | 领域 | 最终产品 | 最终成品 | 零件 |
电器 | 半导体相关 | 半导体制造装置液晶面板制造装置等离子体面板制造装置 | CVD装置干式蚀刻装置湿式蚀刻装置氧化扩散装置溅射装置灰化装置洗涤装置离子注入装置 | O(角)型环、密封圈、密封材料、圆管、辊、涂层、衬料、垫圈、隔膜片、软管 |
送输机器 | 汽车 | 汽车 | 引擎及其周围装置 | 垫圈、轴封、阀杆密封、密封材料、软管 |
AT装置 | 软管、密封材料 | |||
燃料系统及其周围装置 | O(角)型环、圆管、密封圈、阀门、软管、密封材料、隔膜片 | |||
飞机 | 飞机 | 燃料系统 | 隔膜片、O(角)型环、阀门、圆管、密封圈、软管、密封材料 | |
火箭 | 火箭 | 燃料系统 | 同上 | |
船舶 | 船舶 | 燃料系统 | 同上 | |
化学 | 化学品 | 化工厂 | 医药、农药、涂料、树脂等化学品制造过程 | 垫圈、阀门、密封圈、辊、软管、隔膜片、O(角)型环、圆管、密封材料 |
(石油) | ||||
药品 | 医药品 | 药塞 | 药塞 | |
机械 | 照像 | 显像机 | 胶卷显像机 | 辊 |
X线片线像机 | 辊 | |||
印刷 | 印刷机器 | 印刷辊 | 辊 | |
涂装 | 涂装设备 | 涂装辊 | 辊 | |
分析、理化机器 | Tube | |||
食品 | 食品厂 | 食品加工过程 | 垫圈、阀门、密封圈、辊、软管、隔膜片、O(角)型环、圆管、密封材料 | |
金属 | 铁钢 | 铁板加工设备 | 铁板加工辊 | 辊 |
表2
行业 | 基本要求 |
电器 | 耐等离子体型、耐酸性、耐碱性、耐胺性、耐臭氧性、耐气性、耐化学性、洁净性、耐热性 |
运输机器 | 耐热性、耐胺性 |
耐热性、耐胺性 | |
耐燃料性、燃料透过性、耐热性 | |
耐燃料性、燃料透过性、耐热性 | |
耐燃料性、燃料透过性、耐热性 | |
耐燃料性、燃料透过性、耐热性 | |
化学 | 耐化学性、耐溶剂性、耐热性 |
耐药性、耐溶剂性、耐热性 | |
洁净性 | |
机械 | 耐化学性 |
耐化学性 | |
耐溶剂性 | |
耐溶剂性 | |
食品 | 耐化学性、耐溶剂性、耐热性 |
金属 | 耐热性、耐酸性 |
表3
行业 | 具体名称 |
电器 | 该制品装置的闸阀的O型环、密封材料该制品装置的石英窗的O型环、密封材料该制品装置的腔的O型环、密封材料该制品装置的门的O型环、密封材料该制品装置的玻璃钟罩的O型环、密封材料该制品装置的连接器的O型环、密封材料该制品装置的泵的O型环、密封材料该制品装置的半导体用气体控制装置的O型环、密封材料保护膜显像液、剥离液用的O型环、密封材料洗净晶片用的O型环、密封材料该制造装置的泵的隔膜片保护膜显象液、剥离液用的软管洗净晶片用的软管、圆管运输晶片的辊保护膜显象液槽、剥离液槽用的垫圈、涂层晶片洗净液槽的垫圈、涂层湿蚀刻槽的垫圈、涂层 |
运输机器 | 引擎头密封垫金属密封垫曲轴轴封凸轮轴封阀杆密封歧管密封给油软管 |
AFT软管 | |
喷射器O型环喷射器密封燃料泵O型环、隔膜片燃料软管 | |
机械 | 显象辊 |
显象辊 | |
凹印辊导向辊 | |
磁盘制造涂布线的凹印辊磁盘制造涂布线的导向辊各种涂层辊 |
具体来说,可以用于以下的半导体制造装置。
(1)蚀刻装置
干式蚀刻装置
等离子体蚀刻装置
反应性离子蚀刻装置
反应性离子束蚀刻装置
溅射蚀刻装置
离子束蚀刻装置
湿式蚀刻装置
灰化装置
(2)洗涤装置
干式蚀刻洗涤装置
UV/O3洗涤装置
离子束洗涤装置
激光束洗涤装置
等离子体洗涤装置
气体蚀刻洗涤装置
提取洗涤装置
索式提取洗涤装置
高温高压提取洗涤装置
微波提取洗涤装置
超临界提取洗涤装置
(3)曝光装置
分档器
科达显影液
(4)研磨装置
CMP装置
(5)成膜装置
CVD装置
溅射装置
(6)扩散、离子注入装置
氧化扩散装置
离子注入装置
本发明中的成型品,特别在进行NF3等离子体处理、O2等离子体处理、氟等离子体处理等的装置中,例如作为CVD装置、等离子体蚀刻装置、反应性离子蚀刻装置、灰化装置或者准分子激光曝光机的密封材料能够发挥优异的性能。
下面以实施例和比较例来详细说明本发明,但并不意味着本发明被这些例子所限定。
参考例1(氟化碳的制造方法)
在铜镍合金制箱型反应器中均匀塞入乙炔黑(电气化学工业株式会社制造,数均粒径0.04μm)200g,边通氮气,边加热至400℃,保持氟气流速400ml/min和氮气流速3600ml/min,反应10小时后马上向反应器内充氮气置换出氟气。边充氮气,边冷却至室温后取出反应物。最后得到F/C为1.0的聚碳单氟化物。
实施例1
将末端引入了碘的四氟乙烯/全氟(甲基乙烯基醚)(67摩尔%/33摩尔%)共聚物、全六2.5B(日本油脂株式会社制造)、三聚异氰酸三烯丙酯(TAIC)(日本化成株式会社制造)和参考例1中所得到的聚碳单氟化物按照重量比100/1/2/15混合,在开放式辊(opening roll)内混炼,得到交联的氟弹性体组合物。
所得到的氟弹性体组合物在160℃进行10分钟的交联反应后,再在180℃的空气烘箱中进行4小时的炉交联反应,就得到AS568-214型号的成型品。
所得到的成型品在以下条件下进行等离子体照射处理,测定照射前后的重量,计算变化。结果示于表4。
①高浓度氟自由基清除耐性试验
所使用的等离子体照射装置:
Astron氟原子发生器(ASTEX公司制造)
二氧化硅的蚀刻速度:在NF3/Ar 500SSCM、压力5Torr、温度100℃条件下二氧化硅的蚀刻速度为1590埃/分。
照射条件:
NF3/Ar:1SLM/1SML
压力:5Torr
照射温度:200℃
照射时间:2小时
重量测定:
赛多利斯GMBH株式会社制造的电子分析天平2006MPE,测定到0.01mg,0.01mg后面的数字四舍五入。
样品每种取3个,计算重量减少率的平均值。
②高密度O2等离子体耐性试验
所使用的等离子体照射装置:
ICP高密度等离子体装置(Samco International社制)
照射条件:
氧:16SCCM
压力:20mTorr
输出:800W
照射时间:30分钟
③高密度CF4等离子体耐性试验
所使用的等离子体照射装置:
ICP高密度等离子体装置(Samco International社制)
照射条件:
CF4:16SCCM
压力:20mTorr
输出:800W
照射时间:30分钟
实施例2
将实施例1中的聚碳单氟化物预先在350℃下加热处理2小时,除此之外都与实施例1相同。
实施例3
将末端引入了碘的四氟乙烯/全氟(甲基乙烯基醚)(67摩尔%/33摩尔%)共聚物、全六2.5B(日本油脂株式会社制造)、三聚异氰酸三烯丙酯(TAIC)(日本化成株式会社制造)、作为填料的聚碳单氟化物(预先在350℃下加热处理2小时)和具有下列结构的鳞片状树脂(比表面积为2m2/g)按照重量比100/1/2/10/5混合,除此之外与实施例1相同。
实施例4
使用氧化硅(キャポット社制,キャポシルM-7D:平均粒径0.02μm)代替实施例3中的树脂填料,除此之外与实施例3相同。
比较例1
用θ-氧化铝(住友化学工业株式会社制,AKP-G008)代替聚碳单氟化物,除此之外与实施例1相同。
比较例2
用具有实施例3所示结构的树脂代替聚碳单氟化物,除此之外与实施例1相同。
比较例3
用氧化硅(キャポット社制,キャポシルM-7D:平均粒子直径0.02μm)代替聚碳单氟化物,除此之外与实施例1相同。
比较例4
用碳黑(Cancarb公司制,N-990)代替聚碳单氟化物,除此之外与实施例1相同。
表4
等离子体照射后重量减少率(重量%) | |||
高浓度F自由基 | O2等离子体 | CF4等离子体 | |
实施例1 | 0.23 | 1.56 | 1.88 |
实施例2 | 0.21 | 1.35 | 1.69 |
实施例3 | 0.22 | 1.69 | 2.28 |
实施例4 | 0.23 | 1.55 | 2.88 |
比较例1 | 6.89 | 0.92 | 1.08 |
比较例2 | 0.23 | 2.59 | 2.88 |
比较例3 | 0.52 | 1.68 | 4.95 |
比较例4 | 0.27 | 3.63 | 2.88 |
由表4可以看出,以含有氧化铝为填料的组合物(比较例1),高浓度氟自由基照射后重量减少很多;以只含有树脂填料的组合物(比较例2)为填料时,氧等离子体照射后重量减少很多;含有二氧化硅填料的组合物(比较例3),氟等离子体照射后重量减少很多;含有碳黑的组合物(比较例4),氧等离子体照射后重量减少很多。与此相反,以本发明中的交联性弹性体组合物,不管是高浓度的氟自由基照射、氧等离子体照射、氟等离子体照射,重量减少都很小,说明它具有优异的等离子体耐受性。
应用于产业上的可能性
按照本发明可以得到不管是高浓度的氟自由基照射、氧等离子体照射、还是氟等离子体照射,重量减少都很小的交联性弹性体组合物。所以,可利用本发明中的交联性弹性体组合物可以在需要进行多种等离子体处理的半导体制造装置中作为密封所需的密封材料等成型品。
Claims (9)
1.等离子体处理用交联性弹性体组合物,其含有交联性弹性体和氟化碳填料。
2.如权利要求1所述的交联性弹性体组合物,其进一步含有无机硅化物填料和/或由主链中含有热稳定性和化学稳定性芳香环的合成高分子形成的填料。
3.如权利要求2所述的交联性弹性体组合物,其中主链中含有热稳定性和化学稳定性芳香环的合成高分子是主链中含有酰胺键或酰亚胺键的合成高分子。
4.如权利要求2所述的交联性弹性体组合物,其中所述无机硅化物填料的平均粒径小于或等于0.5μm。
5.如权利要求2所述的交联性弹性体组合物,其中由主链中含有热稳定性和化学稳定性芳香环的合成高分子形成的填料的比表面积大于或等于0.5m2/g。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的交联性弹性体组合物,其中所述氟化碳填料预先经过300℃~550℃的加热处理。
7.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的交联性弹性体组合物,其中所述交联性弹性体是全氟弹性体。
8.等离子体处理用成型品,其由权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的交联性弹性体组合物所形成。
9.等离子体处理用密封材料,其由权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的交联性弹性体组合物所形成。
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