JP7476613B2 - エラストマー成形体およびその使用方法、ならびに半導体製造装置 - Google Patents
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Description
ここで、半導体製造装置等において用いられる被接触部材は、酸化されることで表面の酸素濃度が高まる(即ち、表面酸素含有量が高まる)場合がある。このように被接触部材の表面酸素含有量が高まった(例えば、30原子%以上)場合においても、エラストマー成形体は、被接触部材との粘着や固着を抑制しつつ、200℃以上の高温条件下でも繰り返し使用可能であることが求められていた。
なお、本発明において、エラストマー架橋物の「体積抵抗率の変動係数」は、厚み2mmのエラストマー架橋物(幅150mm、長さ150mm)を測定サンプルとし、JIS K7194に準拠した方法で同一測定サンプル内において体積抵抗率を10点測定することで算出した。
また、本発明において、エラストマー架橋物の「表面硬度」は、厚み2mmのエラストマー架橋物(幅20mm、長さ30mm)を測定サンプルとし、JIS K6253-2に準拠した方法で評価した国際ゴム硬さ(IRHD)である。
そして、本発明において、被接触部材の表面酸素含有量は、本明細書の実施例に記載された方法を用いて測定することができる。
また、本発明によれば、表面酸素含有量の高い被接触部材と、当該被接触部材に対する非固着性に優れるエラストマー成形体とを備える半導体製造装置を提供することができる。
本発明のエラストマー成形体は、エラストマー架橋物からなる成形体であり、被接触部材に接触して用いられる。そして、エラストマー架橋物は、架橋性エラストマー組成物を架橋してなる。
また、本発明のエラストマー成形体の使用方法は、本発明のエラストマー成形体と被接触部材とを接触させることを特徴とする。
そして、本発明の半導体製造装置は、本発明のエラストマー成形体と、被接触部材とを備えることを特徴とする。
被接触部材は、例えば半導体装置等において、エラストマー成形体と接触している部材である。
ここで、被接触部材の表面酸素含有量は、30原子%以上であることが必要であり、34原子%以上であることが好ましく、38原子%以上であることがより好ましい。被接触部材の表面酸素含有量が30原子%未満であると、被接触部材に対するエラストマー成形体の非固着性が低下する。また、被接触部材の表面酸素含有量の上限は、特に限定されないが、例えば、80原子%以下とすることができ、70原子%以下とすることができる。
なお、被接触部材の表面酸素含有量は、被接触部材中の成分の種類および/または量、被接触部材の製造条件等を変更することにより、調整することができる。また、被接触部材の表面酸素含有量は、被接触部材表面の酸化が進行する環境(例えば、高温環境)に曝すことで高めることもできる。
架橋性エラストマー組成物は、架橋可能なエラストマー組成物であり、上述したエラストマー架橋物を製造する際に用いられる。そして、架橋性エラストマー組成物は、含フッ素エラストマーと、炭素材料と、架橋剤とを含む。なお、架橋性エラストマー組成物は、上記成分以外に、エラストマーの加工分野において通常使用される添加剤を含んでいてもよい。
そして、含フッ素エラストマーとしては、特に限定されることなく、既知のものを用いることができる。具体的には、含フッ素エラストマーとしては、例えば、フッ化ビニリデン系ゴム(FKM)、四フッ化エチレン-プロピレン系ゴム(FEPM)、四フッ化エチレン-パーフルオロメチルビニルエーテル系ゴム(FFKM)、テトラフルオロエチレン系ゴム(TFE)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、本明細書において、「フッ化ビニリデンを主成分」とするとは、フッ化ビニリデン系ゴム中に含まれるフッ化ビニリデン単位が50質量%以上であることをいう。そして、フッ化ビニリデン系ゴム中に含まれるフッ化ビニリデン単位は、好ましくは50質量%超、より好ましくは100質量%である。
架橋性エラストマー組成物に用いられる炭素材料は、繊維状炭素ナノ構造体を含み、任意に、繊維状炭素ナノ構造体以外のその他の炭素材料を含む。
繊維状炭素ナノ構造体としては、例えば、カーボンナノチューブ等の円筒形状の炭素ナノ構造体や、炭素の六員環ネットワークが扁平筒状に形成されてなる炭素ナノ構造体等の非円筒形状の炭素ナノ構造体が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用しても良い。
そして、繊維状炭素ナノ構造体としてのCNTとしては、単層CNTのみからなるCNTであってもよいし、多層CNTのみからなるCNTであってもよいし、単層CNTと多層CNTの混合物であってもよい。
ここで、炭素繊維状炭素ナノ構造体が単層CNTを含む場合、単層CNTを含む繊維状炭素ナノ構造体は、吸着等温線から得られるt-プロットが上に凸な形状を示すことが好ましい。吸着等温線から得られるt-プロットが上に凸な形状を示す繊維状炭素ナノ構造体であれば、本発明のエラストマー成形体の柔軟性を向上させることができる。
なお、上記繊維状炭素ナノ構造体は、CNTの開口処理が施されておらず、t-プロットが上に凸な形状を示すことがより好ましい。
(1)全表面への窒素分子の単分子吸着層形成過程
(2)多分子吸着層形成とそれに伴う細孔内での毛管凝縮充填過程
(3)細孔が窒素によって満たされた見かけ上の非多孔性表面への多分子吸着層形成過程
ここで、「屈曲点の位置」とは、t-プロットにおける、前述した(1)の過程の近似直線Aと、前述した(3)の過程の近似直線Bとの交点である。
また、単層CNTを含む繊維状炭素ナノ構造体の全比表面積S1および内部比表面積S2は、特に限定されないが、個別には、S1は、600m2/g以上1400m2/g以下であることが好ましく、800m2/g以上1200m2/g以下であることがより好ましい。一方、S2は、30m2/g以上540m2/g以下であることが好ましい。
ここで、単層CNTを含む繊維状炭素ナノ構造体の全比表面積S1および内部比表面積S2は、そのt-プロットから求めることができる。具体的には、まず、上述した(1)の過程の近似直線の傾きから全比表面積S1を、上述した(3)の過程の近似直線の傾きから外部比表面積S3を、それぞれ求めることができる。そして、全比表面積S1から外部比表面積S3を差し引くことにより、内部比表面積S2を算出することができる。
なお、「繊維状炭素ナノ構造体の平均直径(Av)」および「繊維状炭素ナノ構造体の直径の標準偏差(σ:標本標準偏差)」は、それぞれ、透過型電子顕微鏡を用いて無作為に選択した繊維状炭素ナノ構造体100本の直径(外径)を測定して求めることができる。そして、単層CNTを含む繊維状炭素ナノ構造体の平均直径(Av)および標準偏差(σ)は、繊維状炭素ナノ構造体の製造方法や製造条件を変更することにより調整してもよいし、異なる製法で得られた繊維状炭素ナノ構造体を複数種類組み合わせることにより調整してもよい。
そして、単層CNTを含む繊維状炭素ナノ構造体のアスペクト比(長さ/直径)は、10を超えることが好ましい。なお、繊維状炭素ナノ構造体のアスペクト比は、透過型電子顕微鏡を用いて無作為に選択した繊維状炭素ナノ構造体100本の直径および長さを測定し、直径と長さとの比(長さ/直径)の平均値を算出することにより求めることができる。
また、多層CNTを含む繊維状炭素ナノ構造体の平均直径(Av)は10~60nmであることが好ましい。多層CNTの平均直径(Av)が上記範囲内であれば、単層CNTよりも分散性が高いため、エラストマー架橋物およびエラストマー成形体の可撓性が向上する。なお、「多層CNTの平均直径(Av)」は、上述の「単層CNTの平均直径(Av)」と同様の方法を用いて求めることができる。
繊維状炭素ナノ構造体以外のその他の炭素材料としては、特に限定されることなく、既知の炭素材料を用いることができる。具体的には、その他の炭素材料としては、粒子状炭素材料、繊維状炭素材料などを用いることができる。
粒子状炭素材料としては、特に限定されることなく、例えば、人造黒鉛、鱗片状黒鉛、薄片化黒鉛、天然黒鉛、酸処理黒鉛、膨張性黒鉛、膨張化黒鉛などの黒鉛、およびカーボンブラックなどを用いることができる。また、繊維状炭素材料としては、繊維状炭素ナノ構造体以外であれば、特に限定されることなく、例えば、気相成長炭素繊維、有機繊維を炭化して得られる炭素繊維、およびそれらの切断物などを用いることができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、架橋性エラストマー組成物中のカーボンブラックの含有量は、含フッ素エラストマー100質量部当たり、5質量部以上であることが好ましく、10質量部以上であることがより好ましく、40質量部以下であることが好ましく、35質量部以下であることがより好ましい。架橋性エラストマー組成物中のカーボンブラックの含有量が上記下限値以上であれば、エラストマー架橋物およびエラストマー成形体の耐圧縮永久歪み性を高めることができる。また、架橋性エラストマー組成物中のカーボンブラックの含有量が上記上限値以下であれば、エラストマー架橋物およびエラストマー成形体の柔軟性を良好に維持し、エラストマー成形体のシール性を十分に高く確保することができる。
架橋剤は、上述した含フッ素エラストマーの分子同士を架橋することにより、得られるエラストマー架橋物およびエラストマー成形体に十分な弾性を与え、良好な耐圧縮永久歪み性を付与し得る成分である。
架橋性エラストマー組成物に任意に配合される添加剤としては、例えば、架橋助剤や受酸剤を用いることができる。そして、架橋助剤としては、特に限定されることなく、例えば亜鉛華などを用いることができる。また、受酸剤としては、特に限定されることなく、例えば水酸化カルシウムや酸化マグネシウムを用いることができる。なお、これらの添加剤は、1種単独で、または、2種以上を混合して用いることができる。
本発明のエラストマー成形体に用いられるエラストマー架橋物は、上述した架橋性エラストマー組成物を架橋してなる。そして、架橋性エラストマー組成物を架橋物とすることで、得られるエラストマー架橋物に所望の属性を付与することができる。
ここで、エラストマー架橋物の体積抵抗率の変動係数は、0.20以下であることが必要であり、0.15以下であることが好ましく、0.10以下であることが更に好ましい。エラストマー架橋物の体積抵抗率の変動係数が0.20以下であることにより、CNT等の繊維状炭素ナノ構造体が均一に分散され、被接触部材に対するエラストマー成形体の非固着性を十分に改善できる。
なお、エラストマー架橋物の体積抵抗率の変動係数は、エラストマー架橋物の形成に用いる架橋性エラストマー組成物中の成分の種類および/または量、架橋性エラストマー組成物の調製条件を変更することにより、調整することができる。例えば、架橋性エラストマー組成物中の炭素材料(CNTおよびカーボンブラックなど)の量を増やすことで変動係数を低下させることができる。また例えば、架橋性エラストマー組成物の調製に際し、高圧分散装置を用いた処理で当該組成物中の成分を分散させることで変動係数を低下させることができる。
また、エラストマー架橋物の表面硬度は、熱老化試験前におけるエラストマー架橋物の表面硬度をHA、熱老化試験後におけるエラストマー架橋物の表面硬度をHBとすると、HB>HAを満たすことが必要である。HB>HAであることにより、熱老化によるエラストマー架橋物の軟化劣化が抑制され、表面酸素含有量の高い被接触部材に対するエラストマー成形体の非固着性を十分に改善できる。
なお、エラストマー架橋物のHAとHBの関係は、エラストマー架橋物の形成に用いる架橋性エラストマー組成物中の成分の種類および/または量、架橋性エラストマー組成物の調製条件を変更することにより、調整することができる。例えば、架橋性エラストマー組成物中の繊維状炭素ナノ構造体(CNTなど)の量を増やすことで、HB>HAを満たすエラストマー架橋物を形成しうる架橋性エラストマー組成物の調製が容易となる。
本発明のエラストマー成形体は、エラストマー架橋物を成形してなり、被接触部材と接触する環境下で用いられる。ここで、本発明のエラストマー成形体は、上述したように体積抵抗率の変動係数が0.20以下であり、熱老化前と比較して熱老化後の表面硬度が増加する(すなわち、HB>HAである)エラストマー架橋物を用いることにより、表面酸素含有量の高い被接触部材に対して優れた非固着性を発揮することができる。
また、本発明のエラストマー成形体を、各種装置等における回転運動、往復運動、および繰り返し着脱等をする可動部に使用した場合、エラストマー成形体が当該可動部の被接触部材の表面に固着することによる動作上の問題が発生し難い。したがって、本発明のエラストマー成形体を用いれば、上述した可動部を安定的に制御することができる。
架橋性エラストマー組成物は、上述した成分を既知の方法で混合することにより調製することができる。例えば、含フッ素エラストマーと、繊維状炭素ナノ構造体を含む炭素材料とを混合してなる混合物を調製する混合工程を行なった後に、当該混合物と、架橋剤と、任意の添加等とを混練する混練工程を行なうことにより、架橋性エラストマー組成物を効率良く調製することができる。
混合工程では、含フッ素エラストマーと、炭素材料としてのCNTとを混合してなる混合物を調製する。
例えば、有機溶媒などの分散媒に含フッ素エラストマーを溶解または分散させてなるエラストマー分散液に対し、CNTを添加し、既知の分散処理を行って、分散処理液を得ることができる。あるいは、CNTを、含フッ素エラストマーを溶解または分散することができる有機溶媒または分散媒に添加して分散処理を行い、得られたCNT分散液に含フッ素エラストマーを添加して、溶解または分散させて分散処理液を得ることもできる。
このようにして得られた分散処理液から、既知の方法により有機溶媒または分散媒を除去することより、含フッ素エラストマーとCNTとの混合物を調製することができる。
混練工程では、混合物と、架橋剤と、任意の添加剤等とを混練することにより、架橋性エラストマー組成物を取得する。
具体的には、上述の混合工程で得られた混合物に、架橋剤と、任意の添加剤、例えば、架橋助剤、および受酸剤などを更に含有させて、混練することによって、架橋性エラストマー組成物を得ることができる。当該混合物と架橋剤と任意の添加剤との混練は、例えば、ミキサー、一軸混練機、二軸混練機、ロール、加圧ニーダー、ブラベンダー(登録商標)、押出機などを用いて行うことができる。
なお、混練の際には、上述した成分に加えて、CNT以外の炭素材料(例えば、カーボンブラックなど)、および含フッ素エラストマーを更に添加してもよい。
エラストマー架橋物は、上述した架橋性エラストマー組成物を架橋することにより製造することができる。このとき、エラストマー架橋物を所望の形状とすることで、エラストマー成形体を製造することができる。具体的に、エラストマー成形体は、架橋性エラストマー組成物を加熱することにより、架橋反応を行ない、得られるエラストマー架橋物の形状を固定化することにより製造することができる。この場合において、例えば、架橋性エラストマー組成物を所望の形状の金型に投入して加熱することで、プレス成形と架橋とを同時に行なうことができる。なお、架橋は、一次架橋のみの1段階で行ってもよく、実施例に示すように一次架橋および二次架橋の2段階で行ってもよく、3段階以上で行ってもよい。例えば、架橋性エラストマー組成物を所望の形状の金型に投入して加熱することで、プレス成形と一次架橋とを同時に行なった後に、得られた一次架橋物をギヤー・オーブン等の加熱装置により再度加熱することで二次架橋を行なうこともできる。
なお、架橋反応の温度および時間等の条件は、本発明の所望の効果が得られる範囲内で適宜設定することができる。
本発明のエラストマー成形体の使用方法においては、上述した本発明のエラストマー成形体と被接触部材とを接触させる。上述した本発明のエラストマー成形体は、表面酸素含有量の高い被接触部材に対する非固着性に優れるため、被接触部材と接触させる(特には繰り返し接触させる)本発明の使用方法に、有利に使用することができる。
本発明の半導体製造装置は、上述した本発明のエラストマー成形体と表面酸素含有量が30原子%以上である被接触部材とを備える。そして、本発明の半導体製造装置は、上述した本発明のエラストマー成形体を備えているので、200℃以上の高温条件下でも、表面酸素含有量の高い被接触部材に対する当該エラストマー成形体の粘着や固着が抑制される。
<体積抵抗率の変動係数>
実施例および比較例で得られたエラストマー架橋物としての架橋ゴムシート(幅150mm、長さ150mm、厚み2mm)について、抵抗率計(「ロレスタ-GX MCP-T700」、三菱ケミカルアナリテック社製)およびLSPプローブを用いて、同一サンプル内において体積抵抗率(Ω・cm)を計10点(列理方向5点、反列理方向5点)測定し、変動係数を算出した。
<表面硬度>
実施例および比較例で得られたエラストマー架橋物としての架橋ゴムシート(幅150mm、長さ150mm、厚み2mm)から試験片(幅20mm、長さ30mm)を打ち抜いて測定サンプルとし、表面硬度計(「全自動IRHDマイクロゴム硬さ測定システム」、ASKER社製)を用いて「熱老化試験前の表面硬度(HA)」を測定した。さらに、ギヤー・オーブン(「ギヤー・オーブン S60」、東洋精機製作所社製)を用いて、測定サンプルを300℃で24時間熱老化処理してから23℃で16時間以上放冷した後、表面硬度計を用いて同様にして「熱老化試験後の表面硬度(HB)」を測定した。
<表面酸素含有量>
被接触部材を1cm角に切断した試験片を作製し、カーボン両面テープでサンプルホルダーに固定した。X線光電子分光分析装置(「PHI 5000 VersaProbe II」、アルバック・ファイ社製)を用いて、得られた試験片を分析することにより、被接触部材の表面酸素含有量(原子百分率、原子%)を算出した。XPSの分析方法および測定条件、ならびに表面酸素含有量の算出方法は以下の通りである。
[分析方法]
ワイドスキャン分析およびナロースキャン分析
[測定条件]
X線源:AlKαモノクロメータ
X線条件:25W(加速電圧15kV)
X線径:100μm角
光電子取り込み角度:試料表面と検出器方向の角度θ45°
[算出方法]
上記の測定条件により、最初にワイドスキャン分析を行い、被接触部材表面に存在する元素を確認し、その後、検出された全元素のナロースキャン分析を行った。次いで、解析アプリケーション(「MultiPak」、アルバック・ファイ社製)を用いて、炭素1s軌道に由来するピークを284.8eVに補正した後、測定された各元素のピーク面積を積分し、元素別の感度係数で補正した後、被接触部材の表面酸素含有量を算出した。
<非固着性の評価>
実施例および比較例で得られた成形体としての架橋ゴムシート(幅150mm、長さ150mm、厚み2mm)から試験片(幅5mm、長さ20mm)を打ち抜いて測定サンプルを作製した。測定サンプルを被接触部材上に静置し、さらにアルミホイル(剥離膜)およびアルミニウム板(A5052P)を載せた後、測定サンプルの圧縮率が10~20%となるように加圧した。加圧した状態で、250℃に加熱したギヤー・オーブン内に90時間静置することで熱老化処理した後、速やかにギヤー・オーブンから取り出して圧力を開放し、測定サンプルを被接触部材から引き剥がした。その後、被接触部材の表面を目視で観察し、以下のように評価した。
○:測定サンプルの被接触部材の表面への固着なし
×:測定サンプルの被接触部材の表面への固着あり
<架橋性エラストマー組成物(ゴム組成物)の調製>
[混合物の調製]
有機溶媒としてのメチルエチルケトン(MEK)27.0kgに、「含フッ素エラストマー」としてのフッ化ビニリデン系ゴム(FKM;バイトン A500、ケマーズ社製)3.0kgを投入し、攪拌機を用いて23℃で8時間以上攪拌して溶解させて、含フッ素エラストマー溶液を調製した。この含フッ素エラストマー溶液に、「繊維状炭素ナノ構造体」としてのカーボンナノチューブ(ゼオンナノテクノロジー社製、製品名「ZEONANO SG101」、単層CNT、比重:1.7、平均直径:3.5nm、平均長さ:400μm、BET比表面積:1324m2/g、G/D比:2.1、t-プロットは上に凸)を120g添加して、攪拌機で10分間攪拌した。
次いで、高圧分散装置(「ナノジェットパル(登録商標)JN1000」、常光社製)を使用して、圧力10MPaで1回分散処理した後、圧力50MPaで1回分散処理し、さらに圧力100MPaで5回分散処理して、分散処理液を得た。次いで、得られた分散処理液を120kgの水へ滴下し、凝固させて黒色固体を得た。そして、得られた黒色固体を80℃で12時間減圧乾燥し、フッ化ビニリデン系ゴム(FKM)とCNTとの混合物(FKM:CNT(質量比)=100:4)を得た。
[混練]
その後、水冷のオープンロールを用いて、上記で得られたフッ化ビニリデン系ゴム(FKM)とCNTとの混合物26部(FKM25部およびCNT1部を含有)、フッ化ビニリデン系ゴム(FKM)75部、「カーボンブラック」としてのMT-CB(「サーマックスMT」、Cancarb社製)20部、酸化マグネシウム(「キョーワマグ150」、協和化学工業社製)3部、水酸化カルシウム(「CALDIC1000」、近江化学工業社製)6部、および「架橋剤」としてのポリオール系架橋剤(「バイトン キュラティブ VC#50」)2.5部を混練し、「架橋性エラストマー組成物」としてのゴム組成物を得た。
<エラストマー架橋物(エラストマー成形体)の調製>
さらに、得られた架橋性エラストマー組成物(ゴム組成物)を、温度170℃、圧力10MPaで15分間架橋して(一次架橋)、厚さ2mmのシート状の一次架橋物を得た。次いで、得られたシート状の一次架橋物を232℃で24時間架橋して(二次架橋)、本発明の「エラストマー架橋物(エラストマー成形体)」としての架橋ゴムシートを得た。
得られた架橋ゴムシートについて、上述の方法で「体積抵抗率の変動係数」および「表面硬度」を測定し、さらに被接触部材としてAl-Mg系合金(「A5052P」、植木工作所社製)を用いて、「表面酸素含有量」および「非固着性」を評価した。評価結果を表1に示す。
「非固着性」および「表面酸素含有量」の評価時に、被接触部材として窒化ケイ素(Si3N4)を用いた以外は、実施例1と同様にして架橋性エラストマー組成物(ゴム組成物)およびエラストマー架橋物(エラストマー成形体)を調製し、「体積抵抗率の変動係数」、「表面硬度」、「表面酸素含有量」および「非固着性」を評価した。評価結果を表1に示す。
「非固着性」および「表面酸素含有量」の評価時に、被接触部材としてガラスを用いた以外は、実施例1と同様にして架橋性エラストマー組成物(ゴム組成物)およびエラストマー架橋物(エラストマー成形体)を調製し、「体積抵抗率の変動係数」、「表面硬度」、「表面酸素含有量」および「非固着性」を評価した。評価結果を表1に示す。
架橋性エラストマー組成物(ゴム組成物)の調製時に、MT-CB添加量を0質量部とした以外は、実施例1と同様にして架橋性エラストマー組成物(ゴム組成物)およびエラストマー架橋物(エラストマー成形体)を調製し、「体積抵抗率の変動係数」、「表面硬度」、「表面酸素含有量」および「非固着性」を評価した。評価結果を表1に示す。
以下のようにして調製した架橋性エラストマー組成物(ゴム組成物)を使用した以外は、実施例1と同様にしてエラストマー架橋物(エラストマー成形体)を調製し、「体積抵抗率の変動係数」、「表面硬度」、「表面酸素含有量」および「非固着性」を評価した。評価結果を表1に示す。
<架橋性エラストマー組成物(ゴム組成物)の調製>
[混合物の調製]
実施例1と同様にして、フッ化ビニリデン系ゴム(FKM)とCNTとの混合物を得た。
[混練]
その後、水冷のオープンロールを用いて、上記で得られたフッ化ビニリデン系ゴム(FKM)とCNTとの混合物104部(FKM100部およびCNT4部を含有)、酸化マグネシウム(「キョーワマグ150」、協和化学工業社製)3部、水酸化カルシウム(「CALDIC1000」、近江化学工業社製)6部、および「架橋剤」としてのポリオール系架橋剤(「バイトン キュラティブ VC#50」)2.5部を混練し、「架橋性エラストマー組成物」としてのゴム組成物を得た。
「非固着性」および「表面酸素含有量」の評価時に、被接触部材としてステンレス鋼(「SUS304」、植木工作所社製)を用いた以外は、実施例1と同様にして架橋性エラストマー組成物(ゴム組成物)およびエラストマー架橋物(エラストマー成形体)を調製し、「体積抵抗率の変動係数」、「表面硬度」、「表面酸素含有量」および「非固着性」を評価した。評価結果を表1に示す。
以下のようにして調製した架橋性エラストマー組成物(ゴム組成物)を使用した以外は、実施例2と同様にしてエラストマー架橋物(エラストマー成形体)を調製し、実施例1と同様にして「体積抵抗率の変動係数」、「表面硬度」、「表面酸素含有量」および「非固着性」を評価した。評価結果を表1に示す。
<架橋性エラストマー組成物(ゴム組成物)の調製>
[混合物の調製]
フッ素ゴムとCNTとの混合物の調製は行わなかった。
[混練]
水冷のオープンロールを用いて、フッ化ビニリデン系ゴム(FKM)100部、MT-CB(「サーマックスMT」、Cancarb社製)30部、酸化マグネシウム(「キョーワマグ150」、協和化学工業社製)3部、水酸化カルシウム(「CALDIC1000」、近江化学工業社製)6部、および「架橋剤」としてのポリオール系架橋剤(「バイトン キュラティブ VC#50」)2.5部を混練し、「架橋性エラストマー組成物」としてのゴム組成物を得た。
「非固着性」および「表面酸素含有量」の評価時に、被接触部材としてガラスを用いた以外は、比較例2と同様にして架橋性エラストマー組成物(ゴム組成物)およびエラストマー架橋物(エラストマー成形体)を調製し、「体積抵抗率の変動係数」、「表面硬度」、「表面酸素含有量」および「非固着性」を評価した。評価結果を表1に示す。
架橋性エラストマー組成物(ゴム組成物)の調製時に、高圧分散装置を用いた分散処理を実施しなかった以外は、実施例4と同様にして架橋性エラストマー組成物(ゴム組成物)およびエラストマー架橋物(エラストマー成形体)を調製し、「体積抵抗率の変動係数」、「表面硬度」、「表面酸素含有量」および「非固着性」を評価した。評価結果を表1に示す。
「FKM」は、フッ化ビニリデン系ゴムを示し、
「CB」は、カーボンブラックを示し、
「BpAF」は、ポリオール系架橋剤を示し、
「MgO」は、酸化マグネシウムを示し、
「Ca(OH)2」は、水酸化カルシウムを示し、
「Si3N4」は、窒化ケイ素を示し、
「Al-Mg」は、Al-Mg系合金を示し、
「SUS」は、ステンレス鋼(SUS304)を示す。
一方、繊維状炭素ナノ構造体を含まない架橋性エラストマー組成物を架橋してなり、且つ、熱老化試験前の表面硬度(HA)および熱老化試験後の表面硬度(HB)がHB>HAを満たさないエラストマー架橋物からなるエラストマー成形体を用いた比較例1および2では、被接触部材に対する非固着性が低下することが分かる。
そして、体積抵抗率の変動係数が所定値よりも大きいエラストマー架橋物からなるエラストマー成形体を用いた比較例3では、被接触部材に対する非固着性が低下することが分かる。
また、本発明によれば、表面酸素含有量の高い被接触部材と、当該被接触部材に対する非固着性に優れるエラストマー成形体とを備える半導体製造装置を提供することができる。
Claims (8)
- 被接触部材に接触して用いる、エラストマー架橋物からなるエラストマー成形体であって、
前記被接触部材の表面は、34原子%以上の酸素含有量を有し、
前記エラストマー架橋物は、含フッ素エラストマーと、炭素材料と、架橋剤とを含む架橋性エラストマー組成物を架橋してなり、
前記炭素材料は、繊維状炭素ナノ構造体を含み、
前記エラストマー架橋物の体積抵抗率の変動係数が0.20以下であり、
前記エラストマー架橋物に対して300℃で24時間の熱老化試験を行った際に、前記熱老化試験前の前記エラストマー架橋物の表面硬度(HA)と、前記熱老化試験後の前記エラストマー架橋物の表面硬度(HB)とが、HB>HAを満たす、エラストマー成形体。 - 前記含フッ素エラストマーが、フッ化ビニリデン系ゴム(FKM)、四フッ化エチレン-プロピレン系ゴム(FEPM)、四フッ化エチレン-パーフルオロメチルビニルエーテル系ゴム(FFKM)、テトラフルオロエチレン系ゴム(TFE)の少なくともいずれかを含む、請求項1に記載のエラストマー成形体。
- 前記炭素材料がさらにカーボンブラックを含み、
前記架橋性エラストマー組成物中の前記カーボンブラックの含有量が、前記含フッ素エラストマー100質量部に対して5質量部以上40質量部以下である、請求項1または2に記載のエラストマー成形体。 - 前記繊維状炭素ナノ構造体が、カーボンナノチューブである、請求項1~3のいずれかに記載のエラストマー成形体。
- 前記架橋性エラストマー組成物中の前記カーボンナノチューブの含有量が、前記含フッ素エラストマー100質量部に対して0.1質量部以上15質量部以下である、請求項4に記載のエラストマー成形体。
- 請求項1~5のいずれかに記載のエラストマー成形体の使用方法であって、
前記エラストマー成形体と前記被接触部材とを接触させる、エラストマー成形体の使用方法。 - 請求項1~5のいずれかに記載のエラストマー成形体であって、半導体製造装置に用いる、エラストマー成形体。
- 請求項1~5のいずれかに記載のエラストマー成形体と、前記被接触部材とを備える、半導体製造装置。
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