KR102552190B1 - 웨이퍼 컵 - Google Patents

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KR102552190B1
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히토시 이마무라
에리 무카이
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다이킨 고교 가부시키가이샤
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Abstract

테트라플루오로에틸렌 단위와 플루오로(알킬비닐에테르) 단위를 함유하는 공중합체를 포함하는 웨이퍼 컵이며, 내면의 적어도 일부에 있어서의, 대수 접촉각이, 80도 이하인 웨이퍼 컵을 제공한다.

Description

웨이퍼 컵
본 개시는, 반도체 제조 프로세스에서 사용되는 웨이퍼 컵에 관한 것이다.
반도체 제조 프로세스에는, 통상, 물이나 약액에 의해 웨이퍼를 처리하는 공정이 포함된다. 이와 같은 처리 공정에 있어서 사용하는 장치로서, 예를 들어 특허문헌 1에는, 세정을 행하는 웨이퍼를 상면에 고정하여 회전 가능한 회전 테이블과 같은 웨이퍼 스핀 베이스를 구비하고 있고, 이와 같은 웨이퍼 스핀 베이스가 오목형 용기로 이루어지는 웨이퍼 컵 내에 배치되어 있는 반도체 세정 장치가 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2012-54269호 공보
본 개시에서는, 마찰 대전 및 박리 대전이 일어나기 어려운 웨이퍼 컵을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에 의하면, 테트라플루오로에틸렌 단위와 플루오로(알킬비닐에테르) 단위를 함유하는 공중합체를 포함하는 웨이퍼 컵이며, 내면의 적어도 일부에 있어서의, 대수 접촉각이, 80도 이하인 웨이퍼 컵이 제공된다.
상기 공중합체의 플루오로(알킬비닐에테르) 단위의 함유량이, 전체 단량체 단위에 대하여, 3.5 내지 7.0질량%인 것이 바람직하다.
상기 공중합체의 372℃에서의 멜트 플로 레이트가, 1 내지 30g/10분인 것이 바람직하다.
본 개시에 의하면, 마찰 대전 및 박리 대전이 일어나기 어려운 웨이퍼 컵을 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 형태에 따른 웨이퍼 컵 및 해당 웨이퍼 컵이 적용되는 웨이퍼 처리 장치의 단면도이다.
도 2는 본 개시의 실시예 있어서의 평가 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 개시의 구체적인 실시 형태에 대해서 상세하게 설명하지만, 본 개시는, 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.
본 개시의 웨이퍼 컵은, 테트라플루오로에틸렌 단위와 플루오로(알킬비닐에테르) 단위를 함유하는 공중합체를 포함하는 웨이퍼 컵이며, 내면의 적어도 일부에 있어서의, 대수 접촉각이, 80도 이하이다.
여기서, 도 1은, 본 개시의 일 실시 형태에 따른 웨이퍼 처리 장치의 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 개시의 일 실시 형태에 따른 웨이퍼 처리 장치는, 회전 기구(20)에 의해 회전 가능하게 된 웨이퍼 스핀 베이스(30) 상에, 척 기구 등에 의해, 웨이퍼(40)를 보유 지지함과 함께, 회전 기구(20)의 작용에 의해, 웨이퍼 스핀 베이스(30)가 회전함으로써, 웨이퍼(40)를 회전시키면서, 노즐(50)로부터 물 또는 약액을 공급함으로써, 웨이퍼(40)에 대해, 처리를 행하기 위한 장치이다. 또한, 도 1에 있어서는, 물 또는 약액을 공급하기 위한 노즐(50)을 1개 구비하는 구성을 예시했지만, 노즐(50)의 수는, 특별히 한정되지 않고, 2 이상이어도 되고, 노즐(50)은 웨이퍼(40)의 하면측에, 물 또는 약액을 공급하는 위치에 배치되어 있어도 된다.
본 개시의 일 실시 형태에 따른 웨이퍼 처리 장치에 있어서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 스핀 베이스(30) 및 웨이퍼(40)를 둘러싸도록, 웨이퍼 컵(10)이 마련되어 있다. 본 개시의 일 실시 형태에 따른 웨이퍼 처리 장치에 의하면, 웨이퍼 컵(10)에 의해, 웨이퍼 스핀 베이스(30) 및 웨이퍼(40)를 둘러쌈으로써, 웨이퍼(40)에 대해 공급된 물 또는 약액의 일부가, 웨이퍼 스핀 베이스(30) 및 웨이퍼(40)로부터 비산했을 때, 물 또는 약액이, 외부로 비산하는 것을 억제하기 위한 비산 억제용의 부재로서 작용하는 것이다.
그리고, 본 개시의 일 실시 형태에 있어서는, 이와 같은 웨이퍼 컵(10)으로서, 본 개시의 웨이퍼 컵이 바람직하게 사용된다.
여기서, 도 1에 도시하는 웨이퍼 컵(10)이나, 특허문헌 1에 개시된 웨이퍼 컵은, 일반적으로, 대형이며, 우수한 내약품성이 요구되기 때문에, 폴리테트라플루오로에틸렌의 블록을 절삭함으로써, 제조되어 있다.
그러나, 폴리테트라플루오로에틸렌의 블록의 절삭에는, 큰 시간적 부담 및 경제적 부담을 요하는 경우가 있기 때문에, 새로운 재료 및 제조 방법이 요구되고 있다. 플루오로 폴리머 성형품의 제조 방법으로서는, 용융 가공 가능한 플루오로 폴리머를 용융 성형하는 방법이 알려져 있다.
한편, 플루오로 폴리머를 성형함으로써 얻어지는 대형의 성형품을, 웨이퍼 컵으로서 사용한 경우에, 비산한 물이나 약액 등이 부착하고, 그것들이 액적으로 되어 웨이퍼 컵의 표면을 흐르면, 액적과의 마찰 대전이나 박리 대전에 의해 웨이퍼 컵이 대전하는 것이 판명되었다. 구체적으로는, 웨이퍼 컵 표면에, 부착된 액적이, 웨이퍼 컵 표면 상을 이동했을 때(예를 들어, 웨이퍼 컵 표면 상을 흘러내릴 때), 이와 같은 이동에 의해, 마찰 대전이나 박리 대전이 야기되어, 웨이퍼 컵이 대전하는 것이 판명되었다. 플루오로 폴리머를 포함하는 웨이퍼 컵이 한번이라도 대전하게 되면, 전하를 방전시키는 것은 용이하지 않다. 이 때문에, 웨이퍼 컵을 향하여 비산하는 액적이, 정전기 반발에 의해 정전기를 띤 상태에서 웨이퍼 상으로 되돌아가고, 반도체 디바이스에 문제를 일으키는 등, 웨이퍼 컵의 대전이 원인이라고 추측되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 반도체 제조 프로세스에 있어서의 생산 라인의 정전기 대책은, 반도체 디바이스의 생산의 「수율」에 영향을 미치는 중요 과제이다.
또한, 마찰 대전이나 박리 대전을 일어나기 어렵게 하는 방법으로서, 카본계의 대전 방지제를 사용하는 방법을 생각할 수 있지만, 카본계의 대전 방지제를 사용하면, 용출에 의해, 콘타미네이션의 원인이 되는 문제가 있다.
이에 반해, 본 개시의 웨이퍼 컵은, 예를 들어 도 1에 도시하는 웨이퍼 컵(10)과 같이, 웨이퍼를 회전시키면서, 웨이퍼에 물 또는 약액을 공급하는 웨이퍼 처리 장치의, 웨이퍼를 둘러싸기 위한 용도로서 사용되는 성형품이며, 테트라플루오로에틸렌 단위와 플루오로(알킬비닐에테르) 단위를 함유하는 공중합체를 포함하며, 또한, 내면의 적어도 일부(도 1의 양태에서는, 웨이퍼를 둘러싸는 면 중 적어도 일부)에 있어서의, 대수 접촉각이, 80도 이하로 조정된 성형품이다. 본 개시의 웨이퍼 컵은, 내면의 적어도 일부의 대수 접촉각이, 80도 이하로 조정된 것이기 때문에, 마찰 대전 및 박리 대전이 일어나기 어렵고, 그 때문에, 상기 과제를 바람직하게 해결할 수 있는 것이다.
본 개시의 웨이퍼 컵의 대수 접촉각은, 80도 이하이고, 마찰 대전 및 박리 대전의 발생을 보다 한층 억제할 수 있다는 점에서, 바람직하게는 70도 이하이고, 보다 바람직하게는 60도 이하이고, 하한은 특별히 한정되지 않지만, 제조 용이성의 관점에서, 바람직하게는 40도 이상이다. 대수 접촉각은, 웨이퍼를 둘러싸는 면 중 적어도 일부분에 대한 대수 접촉각이면 되고, 웨이퍼를 둘러싸는 면의 전체면의 대수 접촉각이어도 되고, 웨이퍼를 둘러싸는 면 중, 웨이퍼로부터 비산한 물 또는 약액이 부착될 가능성이 있는 부분에 대한 대수 접촉각이어도 된다.
또한, 본 개시의 웨이퍼 컵이, 도 1에 도시하는 웨이퍼 처리 장치에 사용되는 웨이퍼 컵(10)인 경우에는, 상기 대수 접촉각은, 웨이퍼 스핀 베이스(30) 및 웨이퍼(40)를 둘러싸는 면의 전체면의 대수 접촉각이어도 되고, 웨이퍼 스핀 베이스(30) 및 웨이퍼(40)를 둘러싸는 면 중, 웨이퍼로부터 비산한 물 또는 약액이 부착될 가능성이 있는 부분에 대한 대수 접촉각이어도 된다.
본 개시에 있어서, 대수 접촉각은, 접촉각계를 사용하여 측정한다.
본 개시의 웨이퍼 컵은, 테트라플루오로에틸렌 단위(TFE 단위)와 플루오로(알킬비닐에테르) 단위(FAVE 단위)를 함유하는 공중합체(이하, TFE/FAVE 공중합체(또는, PFA)라고 함)를 포함한다.
상기 TFE/FAVE 공중합체는, 용융 가공성의 불소 수지인 것이 바람직하다. 본 개시에 있어서, 용융 가공성이란, 압출기 및 사출 성형기 등의 종래의 가공 기기를 사용하여, 폴리머를 용융해서 가공하는 것이 가능한 것을 의미한다. 따라서, 용융 가공성의 불소 수지는, 후술하는 측정 방법에 의해 측정되는 멜트 플로 레이트가 0.01 내지 500g/10분인 것이 통상이다.
상기 TFE/FAVE 공중합체에 있어서의 FAVE에 기초하는 단량체 단위의 함유량은, 전체 단량체 단위에 대하여, 바람직하게는 1.0 내지 10질량%이며, 보다 바람직하게는 2.0질량% 이상이며, 더욱 바람직하게는 3.5질량% 이상이며, 특히 바람직하게는 4.0질량% 이상이며, 보다 바람직하게는 8.0질량% 이하이고, 더욱 바람직하게는 7.0질량% 이하이고, 특히 바람직하게는 6.5질량% 이하이고, 가장 바람직하게는 6.0질량% 이하이다. 또한, 상기 FAVE에 기초하는 단량체 단위의 양은, 19F-NMR법에 의해 측정한다.
상기 FAVE 단위를 구성하는 FAVE로서는, 일반식 (1):
CF2=CFO(CF2CFY1O)p-(CF2CF2CF2O)q-Rf (1)
(식 중, Y1은 F 또는 CF3을 나타내고, Rf는 탄소수 1 내지 5의 퍼플루오로알킬기를 나타낸다. p는 0 내지 5의 정수를 나타내고, q는 0 내지 5의 정수를 나타냄)로 표시되는 단량체, 및, 일반식 (2):
CFX=CXOCF2OR2 (2)
(식 중, X는, 동일 또는 다르며, H, F 또는 CF3을 나타내고, R2는, 직쇄 또는 분기한, H, Cl, Br 및 I로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원자를 1 내지 2개 포함하고 있어도 되는 탄소수가 1 내지 6의 플루오로알킬기, 또는, H, Cl, Br 및 I로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원자를 1 내지 2개 포함하고 있어도 되는 탄소수가 5 또는 6의 환상 플루오로알킬기를 나타냄)로 표시되는 단량체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 들 수 있다.
그 중에서도, 상기 FAVE로서는, 일반식 (1)로 표시되는 단량체가 바람직하고, 퍼플루오로(메틸비닐에테르), 퍼플루오로(에틸비닐에테르) 및 퍼플루오로(프로필비닐에테르)(PPVE)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 보다 바람직하고, PPVE가 더욱 바람직하다.
상기 TFE/FAVE 공중합체로서는, 특별히 한정되지 않지만, TFE 단위와 FAVE 단위의 몰비(TFE 단위/FAVE 단위)가 70/30 이상 99/1 미만인 공중합체가 바람직하다. 보다 바람직한 몰비는, 70/30 이상 98.9/1.1 이하이고, 더욱 바람직한 몰비는, 80/20 이상 98.9/1.1 이하이다. TFE 단위가 너무 적으면 기계 물성이 저하되는 경향이 있고, 너무 많으면 융점이 너무 높아져 성형성이 저하되는 경향이 있다.
상기 TFE/FAVE 공중합체는, TFE 및 FAVE와 공중합 가능한 단량체로 유래되는 단량체 단위가 0.1 내지 10몰%이며, TFE 단위 및 FAVE 단위가 합계로 90 내지 99.9몰%인 공중합체인 것도 바람직하다.
TFE 및 FAVE와 공중합 가능한 단량체로서는, 헥사플루오로프로필렌(HFP), CZ3Z4=CZ5(CF2)nZ6(식 중, Z3, Z4 및 Z5는, 동일 또는 다르며, H 또는 F를 나타내고, Z6은, H, F 또는 Cl을 나타내고, n은 2 내지 10의 정수를 나타냄)으로 표시되는 비닐 단량체, 및, CF2=CF-OCH2-Rf7(식 중, Rf7은 탄소수 1 내지 5의 퍼플루오로알킬기를 나타냄)로 표시되는 알킬퍼플루오로비닐에테르 유도체 등을 들 수 있다. 그 중에서도, HFP가 바람직하다.
상기 TFE/FAVE 공중합체로서는, TFE 단위 및 FAVE 단위만으로 이루어지는 공중합체, 및, 상기 TFE/HFP/FAVE 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, TFE 단위 및 FAVE 단위만으로 이루어지는 공중합체가 보다 바람직하다.
상기 TFE/FAVE 공중합체의 융점은, 바람직하게는 280 내지 322℃이고, 보다 바람직하게는 290℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 315℃ 이하이다. 상기 융점은, 시차 주사 열량계〔DSC〕를 사용하여 측정할 수 있다.
상기 TFE/FAVE 공중합체의 유리 전이 온도(Tg)는, 바람직하게는 70 내지 110℃이고, 보다 바람직하게는 80℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 100℃ 이하이다. 상기 유리 전이 온도는, 동적 점탄성 측정에 의해 측정할 수 있다.
상기 TFE/FAVE 공중합체의 372℃에서의 멜트 플로 레이트(MFR)은 바람직하게는 0.1 내지 100g/10분이며, 보다 바람직하게는 0.5g/10분 이상이며, 더욱 바람직하게는 1g/10분 이상이며, 보다 바람직하게는 80g/10분 이하이고, 더욱 바람직하게는 40g/10분 이하이고, 특히 바람직하게는 30g/10분 이하이다. MFR은, ASTM D1238에 따라서, 멜트인덱서(야스다 세끼 세이사꾸쇼사제)를 사용하여, 372℃, 5㎏ 하중 하에 내경 2.1㎜, 길이 8㎜의 노즐로부터 10분간당으로 유출하는 폴리머의 질량(g/10분)으로서 얻어지는 값이다.
상기 TFE/FAVE 공중합체는, 관능기의 열분해에 의한 발포에 의해 성형 불량이 발생하기 어렵다는 점에서, 관능기를 합계로 탄소 원자 106개당 0 내지 1000개 갖는 것이 바람직하다. 관능기의 개수는, 탄소 원자 106개당 0 내지 700개 갖는 것이 보다 바람직하고, 500개 이하인 것이 보다 바람직하고, 300개 이하인 것이 더욱 바람직하다.
상기 관능기는, 상기 TFE/FAVE 공중합체의 주쇄 말단 또는 측쇄 말단에 존재하는 관능기, 및, 주쇄 중 또는 측쇄 중에 존재하는 관능기이다. 상기 관능기로서는, -CF=CF2, -CF2H, -COF, -COOH, -COOCH3, -CONH2 및 -CH2OH로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 바람직하다.
상기 관능기의 종류의 동정 및 관능기 수의 측정에는, 적외 분광 분석법을 사용할 수 있다.
관능기 수에 대해서는, 구체적으로는, 이하의 방법으로 측정한다. 먼저, 상기 TFE/FAVE 공중합체를 330 내지 340℃에서 30분간 용융하고, 압축 성형하여, 두께 0.25 내지 0.3㎜의 필름을 제작한다. 이 필름을 푸리에 변환 적외 분광 분석에 의해 분석하여, 상기 TFE/FAVE 공중합체의 적외 흡수 스펙트럼을 얻고, 완전히 불소화되어 관능기가 존재하지 않는 베이스 스펙트럼과의 차 스펙트럼을 얻는다. 이 차 스펙트럼에 드러나는 특정한 관능기의 흡수 피크로부터, 하기 식 (A)에 따라서, 상기 TFE/FAVE 공중합체에 있어서의 탄소 원자 1×106개당의 관능기 수 N을 산출한다.
N=I×K/t (A)
I:흡광도
K:보정 계수
t:필름의 두께(㎜)
참고로, 본 개시에 있어서의 관능기에 대해서, 흡수 주파수, 몰 흡광 계수 및 보정 계수를 표 1에 나타낸다. 또한, 몰 흡광 계수는 저분자 모델 화합물의 FT-IR 측정 데이터로부터 결정한 것이다.
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또한, -CH2CF2H, -CH2COF, -CH2COOH, -CH2COOCH3, -CH2CONH2의 흡수 주파수는, 각각 표 중에 나타내는, -CF2H, -COF, -COOH free와 -COOH bonded, -COOCH3, -CONH2의 흡수 주파수로부터 수십 카이저(cm-1) 낮아진다.
따라서, 예를 들어, -COF의 관능기 수란, -CF2COF에 기인하는 흡수 주파수 1883cm-1의 흡수 피크로부터 구한 관능기 수와, -CH2COF에 기인하는 흡수 주파수 1840cm-1의 흡수 피크로부터 구한 관능기 수의 합계이다.
상기 관능기 수는, -CF=CF2, -CF2H, -COF, -COOH, -COOCH3, -CONH2 및 -CH2OH의 합계수이어도 된다.
상기 관능기는, 예를 들어, 상기 TFE/FAVE 공중합체를 제조할 때에 사용한 연쇄 이동제나 중합 개시제에 의해, 상기 TFE/FAVE 공중합체에 도입된다. 예를 들어, 연쇄 이동제로서 알코올을 사용하거나, 중합 개시제로서 -CH2OH의 구조를 갖는 과산화물을 사용하거나 한 경우, 상기 TFE/FAVE 공중합체의 주쇄 말단에 -CH2OH가 도입된다. 또한, 관능기를 갖는 단량체를 중합함으로써, 상기 관능기가 상기 TFE/FAVE 공중합체의 측쇄 말단에 도입된다.
상기 TFE/FAVE 공중합체는, 예를 들어, 그 구성 단위가 되는 모노머나, 중합 개시제 등의 첨가제를 적절히 혼합하여, 유화 중합, 현탁 중합을 행하는 등의 종래 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다.
본 개시의 웨이퍼 컵은, 필요에 따라서 TFE/FAVE 공중합체 이외의 다른 성분을 포함하고 있어도 된다. 다른 성분으로서는, 가교제, 내열 안정제, 발포제, 발포핵제, 산화 방지제, 계면 활성제, 광중합 개시제, 마모 방지제, 표면 개질제 등의 첨가제 등을 들 수 있다.
본 개시에 있어서, 웨이퍼 컵의 크기는 특별히 한정되지 않지만, 대형이어도 된다. 본 개시의 웨이퍼 컵은, 예를 들어, 적어도 300㎜ 또는 적어도 450㎜의 직경을 갖는 웨이퍼(반도체 웨이퍼)보다도 큰 투영 면적을 가질 수 있다. 본 개시의 웨이퍼 컵의 투영 면적은, 바람직하게는 1000㎠ 이상이며, 보다 바람직하게는 1100㎠ 이상이며, 5000㎠ 이하이어도 된다. 상기 범위 내의 투영 면적을 갖는 웨이퍼 컵의 형상은 특별히 한정되지 않고, 웨이퍼를 둘러싸는 것이 가능한 형상이면 되고, 원통형, 공기 형상, 상자형, 바구니 형상 등이어도 되고, 임의의 방향에서 본 웨이퍼 컵의 투영 면적 중, 최대의 투영 면적이 상기 범위 내이면 된다. 또한, 본 개시의 웨이퍼 컵이 사출 성형에 의해 얻어지는 사출 성형품인 경우에는, 사출 방향의 투영 면적이 상기 범위 내인 것이 바람직하다. 사출 방향의 투영 면적이란, 사출 성형품을 사출 성형기의 노즐 방향에서 보았을 때에 보이는 면적, 즉 노즐의 방향의 투영 면적이다. 또한, 상기 범위 내의 사출 방향의 투영 면적을 갖는 사출 성형품은, 또한 사출 면적 확산비가 3000 이상인 것이 바람직하다. 사출 면적비란, 사출 방향과 직교하는 방향으로의 사출 면적 확산비, 즉 노즐부 선단의 개구 면적과 사출 성형품의 투영 면적의 비이다.
본 개시의 웨이퍼 컵은, 웨이퍼를 회전시키면서, 웨이퍼에 물 또는 약액을 공급하는 웨이퍼 처리 장치의, 웨이퍼를 둘러싸는 것인 것이 바람직하다는 점에서, 예를 들어, 적어도 300㎜ 또는 적어도 450㎜의 직경을 갖는 웨이퍼(반도체 웨이퍼)를 둘러싸는 것이 가능한 통 형상의 부위를 갖는 사출 성형품으로 할 수 있다. 사출 성형품의 통 형상의 부위는, 웨이퍼를 보유 지지하기 위한, 턴 베이스, 스핀 베이스, 스핀 척 등의 보유 지지 수단을 둘러싸는 부위인 것도 바람직하다. 도 1에 도시하는 일 실시 형태에 있어서는, 본 개시의 웨이퍼 컵으로 구성되는 웨이퍼 컵(10)의 통 형상의 부위는, 웨이퍼 스핀 베이스(30) 및 웨이퍼(40)를 둘러싸고 있다. 도 1에 도시하는 일 실시 형태에 있어서는, 웨이퍼 컵(10)으로서, 저면이 폐쇄된 원통 형상의 부위를 갖는 원통형으로 했지만, 이와 같은 형상으로 특별히 한정되지 않고, 공기 형상, 상자형, 바구니 형상 등이어도 된다.
본 개시에 있어서, 웨이퍼 처리 장치로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 웨이퍼를 물 또는 약액에 의해 세정하는 반도체 세정 장치, 레지스트를 도포하여 레지스트막을 형성하는 반도체 제조 장치, 레지스트막의 현상을 행하는 반도체 제조 장치 등을 들 수 있고, 이들의 각 장치에 있어서는, 웨이퍼를 회전시키면서, 웨이퍼 상에 물 또는 약액을 공급한다. 혹은, 웨이퍼를 회전시킴으로써, 웨이퍼 상의 물 또는 약액을 원심 탈수하여, 웨이퍼를 건조시킨다. 따라서, 웨이퍼의 주위에는, 물 또는 약액이 비산하게 된다. 본 개시의 웨이퍼 컵은, 도 1에 도시하는 웨이퍼 컵(10)으로서 이용할 수 있고, 물 또는 약액의 비산을 억제하도록, 웨이퍼의 주위에 마련할 수 있다. 본 개시의 웨이퍼 컵은, 컵 가드, 스플래시 가드 등으로 불리는 경우도 있다. 본 개시의 웨이퍼 컵은, 마찰 대전 및 박리 대전이 일어나기 어려우므로, 예를 들어, 웨이퍼를 둘러싸도록 마련하더라도, 웨이퍼를 대전시키거나, 대전한 액적을 웨이퍼 상에 튀기거나 할 우려가 작다. 따라서, 반도체 디바이스 제조 수율의 향상에 크게 공헌할 수 있다. 특히, 마찰 대전 및 박리 대전은, 웨이퍼 컵의 표면에 부착된 액적이, 웨이퍼 컵의 표면 상을 이동했을 때, 이와 같은 이동에 의해 야기되는, 액적의 이동에 기인하는 대전이지만, 본 개시의 웨이퍼 컵에 의하면, 마찰 대전 및 박리 대전이 일어나기 어려우므로, 결과적으로, 상기 문제를 유효하게 해결할 수 있는 것이다.
또한, 본 개시에 있어서, 웨이퍼를 회전시키면서, 웨이퍼에 물 또는 약액을 공급하는 웨이퍼 처리 장치로서는, 반도체의 전공정을 실시하기 위한 장치이어도 되고, 본 개시의 웨이퍼 컵은, 예를 들어, 반도체의 전공정을 실시하기 위한 장치에 설치하는 부재로서 사용할 수 있다. 반도체의 전공정으로서는, 다음과 같은 공정을 들 수 있다.
a. 기반이 되는 실리콘 웨이퍼를 세정하는 「세정 공정」
b. 실리콘 웨이퍼 상에 회로 소재가 되는 박막을 형성하는 「성막 공정」
c. 포토레지스트(감광액)를 균일하게 도포하는 「레지스트 도포 공정」
d. 회로 패턴의 전사를 행하는 「노광 공정」
e. 노광된 부분의 포토레지스트를 녹이는 「현상 공정」
f. 약액이나 이온에 의해 노출된 하지의 박막을 제거하는 「에칭 공정」
g. 인 등 불순물을 주입하고, 실리콘에 전기적 특성을 갖게 하는 「이온 주입 공정」
h. 불필요한 포토레지스트를 제거하는 「박리 공정」
또한, 상기 각 공정을 실시하기 위해서는, 웨이퍼를 회전시키면서, 웨이퍼에 물 또는 약액을 공급하여 웨이퍼의 처리가 행해지므로, 본 개시의 웨이퍼 컵은, 이와 같은 각 공정에 사용되는 장치에 있어서, 웨이퍼를 둘러싸기 위한 웨이퍼 컵으로서 적합하게 사용할 수 있다.
본 개시의 웨이퍼 컵의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 이하에 설명하는 웨이퍼 컵의 제조 방법에 의해, 적합하게 제조할 수 있다.
본 개시의 웨이퍼 컵의 제조 방법은, TFE 단위와 FAVE 단위를 함유하는 공중합체(TFE/FAVE 공중합체)를 포함하는 웨이퍼 컵의 제조 방법이며, 그 표면의 적어도 일부에 대하여, 플라스마 처리를 행하는 공정을 구비한다. 본 개시의 웨이퍼 컵의 제조 방법에 있어서는, 플라스마 처리를 행함으로써, 대수 접촉각이 작은 표면을 형성할 수 있다. 그 때문에, 플라스마 처리는, 그 표면 전체면에 대하여 행해도 된다. 혹은, 웨이퍼를 회전시키면서, 웨이퍼에 물 또는 약액을 공급하는 웨이퍼 처리 장치의, 웨이퍼를 둘러싸기 위한 웨이퍼 컵으로서 사용했을 때나, 도 1에 도시하는 웨이퍼 컵(10)으로서 사용했을 때, 웨이퍼를 둘러싸게 되는 면 중 적어도 일부에 대하여 행해도 된다. 나아가, 플라스마 처리는, 웨이퍼를 둘러싸게 되는 면의 전체면에 대하여 행해도 되고, 웨이퍼를 둘러싸게 되는 면 중, 웨이퍼로부터 비산한 물 또는 약액이 부착될 가능성이 있는 부분에 대하여 행해도 된다.
본 개시의 제조 방법에 있어서는, TFE/FAVE 공중합체를 사용함으로써, 얻어지는 웨이퍼 컵의 대수 접촉각을 충분히 저하시킬 수 있을 뿐만 아니라, 작은 대수 접촉각을 장기간 유지할 수 있다고 하는 효과가 얻어진다. 그 이유는 명확하지 않지만, 플라스마 처리에 의해, 웨이퍼 컵 표면에 친수성 관능기가 생성할뿐만 아니라, 표면 부근의 폴리머 분자가 가교되어, 생성한 친수성 관능기가 웨이퍼 컵 표면에 고정화되기 때문이라고 생각된다. 통상, 표면에 생성한 극성 관능기는, 벌크나 대기보다도 높은 표면 자유 에너지(분산력 성분은 저하되지만, 쌍극자력 성분과 수소 결합 성분이 증가하고, 총계로 증가하므로)를 갖고 있으며, 웨이퍼 컵의 내부에 빠져나간 쪽이 표면 자유 에너지적으로 안정되므로, 극성기의 내부 반전이라고 불리는 분자 운동이 일어난다고 생각된다. 특히, TFE/FAVE 공중합체 등의 반결정성의 폴리머의 경우는, 결정화도가 낮으면 비결정부의 폴리머쇄는 느슨하고 분자 운동하기 쉽기 때문에, 내부 반전도 일어나기 쉬워진다. 본 개시의 제조 방법에 있어서는, TFE/FAVE 공중합체를 사용하고, 특정한 플라스마 처리 조건을 채용함으로써, 표면의 폴리머 분자가 가교되고, 표면에 생성한 친수성 관능기의 분자 운동이 억제되어, 장기간에 걸쳐 작은 대수 접촉각이 보유 지지된다고 추측된다.
한편, 동일한 퍼플루오로 폴리머라도, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)이나 TFE/HFP 공중합체(FEP) 등의, FAVE 단위를 함유하지 않는 다른 퍼플루오로 폴리머를 사용하면, 폴리머 분자의 가교가 원활하게 진행되지 않고, 가령 친수성 관능기가 생성했다고 해도, 조기에 소멸되어 버리는 것으로 추측된다.
본 개시의 제조 방법에 있어서 사용하는 TFE/FAVE 공중합체로서는, 본 개시의 웨이퍼 컵이 포함하는 TFE/FAVE 공중합체와 마찬가지의 것을 들 수 있고, 본 개시의 웨이퍼 컵이 포함하는 TFE/FAVE 공중합체와 마찬가지의 것이 바람직하다.
대수 접촉각이 보다 한층 작은 표면을 형성하기 위해서는, 특정한 FAVE 단위의 함유량을 갖는 TFE/FAVE 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 TFE/FAVE 공중합체에 있어서의 FAVE에 기초하는 단량체 단위의 함유량은, 전체 단량체 단위에 대하여, 바람직하게는 1.0 내지 10질량%이며, 보다 바람직하게는 2.0질량% 이상이며, 더욱 바람직하게는 3.5질량% 이상이며, 특히 바람직하게는 4.0질량% 이상이며, 보다 바람직하게는 8.0질량% 이하이고, 더욱 바람직하게는 7.0질량% 이하이고, 특히 바람직하게는 6.5질량% 이하이고, 가장 바람직하게는 6.0질량% 이하이다.
또한, 대수 접촉각이 보다 한층 작은 표면을 형성하기 위해서는, 관능기를 갖는 TFE/FAVE 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 관능기를 갖는 TFE/FAVE 공중합체를 사용함으로써, 플라스마 처리에 의한 친수성 관능기의 도입과, 가교 반응이, 원활하게 진행되는 것으로 추측된다. 또한, 친수성 관능기를 도입함과 함께, 웨이퍼 컵의 표면 부근의 폴리머 분자를 가교시킴으로써, 장기간에 걸쳐서 친수성 관능기를 유지할 수 있는 것으로 추측된다. 이 경우의 관능기 수는 1 이상인 것이 바람직하다.
본 개시의 제조 방법에 있어서 사용하는 TFE/FAVE 공중합체가 가질 수 있는 관능기로서는, 본 개시의 웨이퍼 컵이 포함하는 TFE/FAVE 공중합체와 마찬가지의 것을 들 수 있고, 본 개시의 웨이퍼 컵이 포함하는 TFE/FAVE 공중합체와 마찬가지의 것이 바람직하다. 또한, 관능기의 수도, 본 개시의 웨이퍼 컵이 포함하는 TFE/FAVE 공중합체와 마찬가지의 수이어도 된다.
본 개시의 제조 방법에 있어서의 플라스마 처리는, 웨이퍼 컵을 구성하게 되는 성형품과 방전 전극의 간극에 가스를 도입하면서 방전 전극에 전압을 인가하여, 웨이퍼 컵을 구성하게 되는 성형품과 방전 전극 사이에 발생한 플라스마 가스에 의해 해당 성형품 표면을 플라스마 조사 처리함으로써, 실시할 수 있다.
본 개시의 제조 방법에 있어서의 플라스마 처리로서는, 대수 접촉각이 보다 작은 표면을 효율적으로 형성할 수 있다는 점에서, 진공 플라스마 처리 또는 대기압 플라스마 처리가 바람직하고, 상압으로 간편하게 단시간의 처리가 가능하고, 방전 상태가 매우 안정적으로 균질하고, 생성 라디칼의 공간 균일성이 높다는 점에서, 대기압 플라스마 처리가 보다 바람직하다.
대기압 플라스마 처리의 처리 시간으로서는, 대수 접촉각이 보다 작은 표면을 효율적으로 형성할 수 있다는 점에서, 그 하한은, 바람직하게는 5초 이상이며, 보다 바람직하게는 10초 이상이며, 그 상한은, 바람직하게는 50초 이하이고, 보다 바람직하게는 50초 미만이고, 더욱 바람직하게는 45초 이하이고, 보다 더욱 바람직하게는 40초 이하이고, 보다 한층 바람직하게는 35초 이하이고, 특히 바람직하게는 30초 이하이고, 가장 바람직하게는 25초 이하이다. 한편, 진공 플라스마의 경우는, 가스종이나 진공도, 챔버 사이즈나 전극 거리 등에 따라 다르지만, 처리 시간은, 수십초 내지 10분 정도이다.
본 개시의 제조 방법에 있어서는, 플라스마 처리를, 표면 온도가 150℃ 이상으로 가열된 성형품에 대하여 행하는 것이 바람직하다. 본 개시에 있어서, 플라스마 처리 시의 표면 온도란, 플라스마가 조사되고 있는 동안의 성형품 표면의 최고 온도를 말한다. 플라스마 처리 시의 표면 온도가 너무 낮으면, 얻어지는 웨이퍼 컵의 접촉각을 충분히 저하시킬 수 없거나, 웨이퍼 컵의 표면 근방에 존재하는 폴리머 분자의 분자 운동성을 충분히 높일 수 없어, 표면 부근의 폴리머 분자의 가교 반응을 촉진할 수 없기 때문에, 작은 대수 접촉각을 장기간 유지할 수 없거나 한다.
본 개시의 제조 방법에 있어서, 플라스마 처리에 제공하는 성형품의 표면 온도는, 니치유기켄 고교사제 서모 라벨을 사용하여 측정할 수 있다.
플라스마 처리 시의 표면 온도의 상한은, 웨이퍼 컵을 구성하게 되는 성형품의 열변형을 억제하는 관점에서, TFE/FAVE 공중합체의 융점 이하인 것이 바람직하다. 플라스마 처리 시의 표면 온도로서는, 보다 바람직하게는 155℃ 이상, 보다 바람직하게는 280℃ 이하, 더욱 바람직하게는 240℃ 이하이다. 플라스마 처리 시의 표면 온도가 너무 높으면, 얻어지는 웨이퍼 컵의 형상이 손상될 우려가 있다.
또한, PTFE는, 비용융 가공성을 갖기 때문에, 표면을 매우 높은 온도까지 상승시켜도, 성형품의 형상이 크게 변화되지 않는다. 따라서, PTFE의 이 성질을 이용하여, 예를 들어, 표면에 요철이 있는 PTFE 성형품에 대하여 플라스마 처리를 할 때, 매우 높은 온도까지 승온시킴으로써 표면만을 적절하게 녹여, 평활화시킬 수 있다. 한편, TFE/FAVE 공중합체는, 통상, 용융 가공성을 갖기 때문에, 플라스마 처리 시의 표면 온도를 매우 높게 하면, 애초의 성형품의 형상이 손상될 우려가 있다.
플라스마 처리 시의 표면 온도의 제어 방법은, 특별히 한정되지 않고, 플라스마 처리의 조건에 의해 제어하는 방법, 외부 가열 설비에 의해 제어하는 방법 등을 들 수 있다. 예를 들어, 대기압 플라스마 처리를 이용하는 경우에는, 전력 밀도나 처리 시간을 조정함으로써, 원하는 온도 범위로 자연스럽게 승온시킬 수 있다. 또한, TFE/FAVE 공중합체의 성형품에 대하여, 대기압 플라스마 처리를 과도하게 장시간 행하면, 융점 이상의 온도까지 자연스럽게 승온해 버려, 성형품의 형상이 손상될 우려가 있다. 또한, 펄스 변조 주파수를 사용하거나, 진공 플라스마 처리를 이용하거나 하는 경우에는, 플라스마 처리에 의해 성형품의 표면 온도가 승온하기 어려우므로, 외부 가열 설비를 사용하여 성형품의 표면 온도를 140 내지 240℃로 승온한 후에 플라스마 처리하는 방법, 플라스마 처리 장치 내에 가열 수단을 설치하여 가열하는 방법 등을 사용하는 것이 바람직하다. 가열 수단으로서는, 가열 히터, 전열 코일을 내장한 열반 히터, 할로겐 램프 등을 들 수 있다.
플라스마 처리에 사용하는 전극의 구조는, 특별히 한정되지 않지만, 얻어지는 웨이퍼 컵의 형상에 적합한 구조가 바람직하다. 고압측 전극 및 접지측 전극의 재질은, 도전 재료라면 특별히 한정되지 않고, 금속의 경우, 스테인리스계 강, 놋쇠, 탄소강, 초강 등의 합금이나, 구리, 알루미늄 등을 들 수 있고, 이들을 단체 혹은 적절히 조합하여 사용할 수 있다. 또는 비도전성의 플라스틱, 세라믹 등의 표면에 구리, 금, 금속 산화물 투명 도전 재료 등을 코팅하고 도전화 처리한 것 등을 사용할 수도 있다.
플라스마 처리에는, 반응성 가스, 또는, 반응성 가스와 여기 가스의 혼합 가스를 사용할 수 있다. 반응성 가스로서는, 공기, 수소, 산소, 암모니아, 수증기, 메탄 등을 들 수 있다. 여기 가스로서는, 아르곤, 헬륨, 질소 등을 들 수 있다. 혼합 가스로서는, 예를 들어, 산소 가스와 아르곤 가스의 혼합 가스, 산소 가스와 질소 가스의 혼합 가스 등을 들 수 있다. 반응성 가스와 여기 가스의 체적비(반응성 가스/여기 가스)는 0.5/100 내지 1.5/100의 범위이어도 된다. 또한, 사용하는 가스 중의 산소 농도는, 0.0005 내지 0.3 체적%의 범위이어도 된다.
특히, 산소 가스를 사용하면, 성형품의 표면에서 친수성 관능기가 생성하고, 대수 접촉각을 충분히 저하시킬 수 있는 것을 기대할 수 있다. 단, 헬륨 가스, 아르곤 가스 등 여기 가스에 대한 산소량이 너무 많으면, 방전을 유지하기 위한 전력량이 많아질 우려가 있다. 전력량이 많아지면, 성형품 표면에 대미지를 끼치고, 대수 접촉각도 커질 우려가 있다. 따라서, 플라스마 처리에 산소 가스와 여기 가스의 혼합 가스를 사용하는 경우는, 산소 가스와 여기 가스의 체적비(산소 가스/여기 가스)를 0.5/100 내지 1.5/100의 범위로 하는 것이 바람직하다.
또한, 여기 가스로서의 헬륨 가스는, 발광 분광 측정에 의해, 플라스마 중에서 고에너지 준위에 여기되는 것이 명확해져 있고, 활성화된 He와 O2가 반응하여, 산소와 같은 프로세스 가스를 효율적으로 해리하고 원자상 산소를 용이하게 생성할 수 있다(패닝 효과).
플라스마 처리는, 배치식으로 행해도 되고, 컨베이어 기구 등을 사용한 처리 등의 연속식으로 행해도 된다.
다음에 대기압 플라스마 처리를 이용하는 경우의 처리 조건에 대해서 설명한다. 대기압 플라스마 처리에 사용하는 반응 장치로서는, 외부 전극의 유통관형, 내부 전극의 벨자형 등을 들 수 있다.
대기압 플라스마 처리에 사용하는 고주파 전원의 전압 주파수는, 50㎐ 내지 2.45㎓가 바람직하다. 또한, 균일한 플라스마 공간을 안정 생성하는 고주파로서, 13.56㎒가 권장된다. 전극 단위 면적당의 전력 밀도는, 통상 5 내지 50W/㎠이며, 바람직하게는 10 내지 30W/㎠이며, 어느 정도의 고전압으로 성형품을 가열하면 폴리머 분자의 가교 반응이 진행되기 쉬운 경향이 있다. 대기압 플라스마 처리 시의 압력은, 500 내지 1300hPa(375 내지 975torr)의 범위이어도 된다.
대기압 플라스마 처리에 사용하는 전극과 성형품의 거리는, 비교적 저전압으로도 원하는 효과가 얻어지고, 안전성 및 경제성도 우수하다는 점에서, 바람직하게는 0.5 내지 5㎜이며, 보다 바람직하게는 1 내지 5㎜이다.
대기압 플라스마 처리에 있어서의 가스 유량은, 50 내지 500cc/분(상압)이어도 된다. 보다 바람직하게는 10 내지 400cc/분(상압)이다.
다음에 진공 플라스마 처리를 이용하는 경우의 처리 조건에 대해서 설명한다. 진공 플라스마 처리에 이용하는 전압 주파수는, 바람직하게는 5㎐ 내지 15㎒이다. 진공 플라스마 처리에 사용하는 진공 장치로서는, 효율이 좋다는 점에서, 로터리 펌프가 바람직하다. 진공 플라스마 처리 시의 압력은, 방전이 안정되고, 충분한 처리 속도가 얻어진다는 점에서, 통상, 0.01 내지 10Torr(1.3 내지 1330Pa)이며, 바람직하게는 0.1 내지 2Torr(13.3 내지 266Pa)이다.
진공 플라스마 처리에 있어서의 가스 유량은, 5 내지 50cc/분(상압)이어도 된다. 가스 유량은 니들 밸브를 사용하여 조절할 수 있다. 그 외의 처리 조건은, 대기압 플라스마 처리의 바람직한 처리 조건과 마찬가지이어도 된다.
본 개시의 제조 방법은, 상기 TFE/FAVE 공중합체를 성형함으로써, 웨이퍼 컵을 구성하게 되는 성형품을 얻는 공정을 더 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 성형품을 얻는 공정은, 플라스마 처리를 행하는 공정 전에 실시하는 것이 바람직하다.
상기 TFE/FAVE 공중합체를 성형하는 방법으로서는, 상기 TFE/FAVE 공중합체를, 융점 이상으로 가열하여 용융시켜, 성형하는 방법을 사용할 수 있다. 상기 TFE/FAVE 공중합체를 성형하는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 압출 성형, 사출 성형, 트랜스퍼 성형, 인플레이션 성형, 압축 성형 등의 공지된 방법을 들 수 있다. 이들 성형 방법은, 얻어지는 웨이퍼 컵의 형상에 따라서 적절히 선택하면 된다.
상기 TFE/FAVE 공중합체를 성형하는 방법으로서는, 압출 성형, 사출 성형, 트랜스퍼 성형, 인플레이션 성형, 압축 성형 등의 공지된 방법을 들 수 있다. 이들 성형 방법 중에서도 대형의 웨이퍼 컵을 용이하게 제조할 수 있다는 점에서, 사출 성형이 바람직하다.
본 개시의 제조 방법에 있어서, 사출 성형에 의해, 웨이퍼 컵을 구성하게 되는 성형품을 얻는 경우에는, 사출 성형에 의해 사출 성형품을 얻은 후, 사출 성형품을 플라스마 처리 장치에 공급하여, 플라스마 처리를 행한다. 또한, 플라스마 처리를 행할 때에 있어서의 플라스마 처리 방법으로서는, 예를 들어, 대기압 플라스마 처리 장치를 사용한 대기압 하에서 플라스마 처리를 행하는 방법(예를 들어, 일본 특허 공개 평5-309787호 공보)이나, 암모니아 가스 분위기 하에서 플라스마 처리를 행하는 방법(예를 들어, 미츠비시 전선 공업 시보, 2007년 7월호, 제78 페이지-제84 페이지) 등이 알려져 있다. 플라스마 처리 장치에 공급된 사출 성형품은, 해당 사출 성형품과 방전 전극의 간극에 가스를 도입하면서 방전 전극에 전압을 인가하여, 해당 사출 성형품의 내측과 방전 전극 사이에 발생한 플라스마 가스에 의해 사출 성형품의 웨이퍼를 둘러싸게 되는 내면을 플라스마 조사 처리할 수 있다. 이 때에는, 사출 성형품의 내면의 전체면에 대하여, 플라스마 처리를 행해도 되고, 사출 성형품의 내면의 일부에 대해서, 플라스마 처리를 행해도 되고, 또한, 웨이퍼로부터 비산한 물 또는 약액이 부착될 가능성이 있는 부분에 대해서, 플라스마 처리를 행해도 된다. 플라스마 처리는, 외부 전극이 설치된 방전 용기 내에서 행해도 되고, 유전체 방전을 이용한 다이렉트식이어도 되고, 혹은, 플라스마 활성화한 가스를 제트식으로 분출하는, 리모트식이어도 된다.
이상, 실시 형태를 설명했지만, 특허 청구 범위의 취지 및 범위로부터 일탈하지 않고, 형태나 상세의 다양한 변경이 가능한 것이 이해될 것이다.
실시예
다음에 본 개시의 실시 형태에 대해서 실시예를 들어 설명하지만, 본 개시는 이러한 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.
실시예의 각 수치는 이하의 방법에 의해 측정하였다.
(융점)
시차 주사 열량계〔DSC〕를 사용하여 10℃/분의 속도로 승온했을 때의 융해열 곡선에 있어서의 극댓값에 대응하는 온도로서 구하였다.
(MFR)
ASTM D1238에 따라서, 멜트인덱서(야스다 세끼 세이사꾸쇼사제)를 사용하여, 372℃, 5㎏ 하중 하에서 내경 2.1㎜, 길이 8㎜의 노즐로부터 10분간당으로 유출하는 폴리머의 질량(g/10분)을 구하였다.
(단량체 단위의 함유량)
각 단량체 단위의 함유량은, 19F-NMR법에 의해 측정하였다.
(관능기 수)
시료를 330 내지 340℃에서 30분간 용융하고, 압축 성형하여, 두께 0.25 내지 0.3㎜의 필름을 제작한다. 이 필름을 푸리에 변환 적외 분광 분석 장치〔FT-IR(상품명:1760X형, 퍼킨엘머사제)에 의해 40회 스캔하고, 분석하여 적외 흡수 스펙트럼을 얻고, 완전히 불소화되어 관능기가 존재하지 않는 베이스 스펙트럼과의 차 스펙트럼을 얻는다. 이 차 스펙트럼에 드러나는 특정한 관능기의 흡수 피크로부터, 하기 식 (A)에 따라서 시료에 있어서의 탄소 원자 1×106개당의 관능기 수 N을 산출한다.
N=I×K/t (A)
I:흡광도
K:보정 계수
t:필름의 두께(㎜)
참고로, 본 개시에 있어서의 관능기에 대해서, 흡수 주파수, 몰 흡광 계수 및 보정 계수를 표 2에 나타낸다. 또한, 몰 흡광 계수는 저분자 모델 화합물의 FT-IR 측정 데이터로부터 결정한 것이다.
Figure 112021116309063-pct00002
(대수 접촉각)
실온 하에서 접촉각계(교와 가이멘 가가꾸사제의 FACECONTACT-ANGLEMETERCA-D형)를 사용하여 측정하였다.
플라스마 조사를 행한 성형품에 대해서는, 플라스마 조사로부터 1일이 경과한 후의 성형품에 대해, 플라스마 조사 처리면의 대수 접촉각의 측정을 행하였다.
(대전량)
튜브 형상의 성형품을 길이 방향을 따라서, 절반으로 절단함으로써, 길이 50㎜의 반할 튜브로 하고, 도 2에 도시한 바와 같이, 반할 튜브(60)를 세로 120㎜×가로 120㎜×두께 1.5㎜의 그라운드와 절연된 알루미늄판(70)에 대해, 하단의 높이 h가 70㎜가 되도록, 각도θ=60°로 경사지게 한 상태로 하였다. 그리고, 도 2에 도시한 바와 같이, 반할 튜브(60)의 상단의 홈부에, 순수를 시린지(90)에 50μL/1방울의 조건으로, 한 방울씩 적하하여, 합계 10방울 적하하였다.
이 조작에 의해, 적하한 수적은, 반할 튜브(60)의 홈부를 미끄러 떨어지면서, 마찰 대전 및 박리 대전에 의해 반할 튜브(60)를 마이너스로 대전시키는 동시에, 반할 튜브(60)로부터 낙하하는 수적은 플러스로 대전한다. 알루미늄판(70) 상에 떨어진 플러스로 대전한 수적에 의해, 알루미늄판(70) 중의 자유 전자가 수적 낙하면(도 2중의 상면)측으로 이동하고, 결과로서 알루미늄판(70)의 이면(도 2 중의 하면)측이, 정전 유도에 의해 플러스로 대전한다. 이 때에 있어서의, 알루미늄판(70)의 이면측의 전위를, 디지털 저전위 측정기(가스가 덴키사제의 KSD-3000)에 의해 측정함으로써, 반할 튜브(60)의 대전량을 구할 수 있다. 즉, 10방울의 수적의 총 대전량이 +Q이면, 그라운드와 절연된 알루미늄판(70)은 +Q의 전하를 수취하게 되고, 이때, 대전 전위의 절댓값은 동등하기 때문에, 반할 튜브(60) 표면의 대전량은 -Q가 된다. 그 때문에, 알루미늄판(70)의 전위를 측정함으로써, 반할 튜브(60)의 전위 및 대전량을 구할 수 있다. 또한, 알루미늄판(70)의 전위 측정에는, 알루미늄판(70)의 이면(수적의 적하면과 반대측의 면)측에, 알루미늄판(70)으로부터의 거리 d=10㎜의 위치에 설치한 프로브(80)를 사용하였다.
또한, 비교예 3, 실시예 5에 대해서는, 반할 튜브(60)에 대신하여, 시트 형상의 성형품을 사용하고, 상기와 마찬가지로 하여 대전량의 측정을 행하였다.
또한, 본 예에 있어서는, 반할 튜브(60), 시트 형상의 성형품에 대해서, 대전량의 측정을 행했지만, 대전량은 성형품 형상에 의존하는 것은 아니라고 할 수 있다.
(대전량의 저하율)
상기 대전량의 측정 결과로부터, 하기 식에 따라서, 대전량의 저하율을 산출하였다.
대전량의 저하율(%)=(대전량/미처리품의 대전량)×100
또한, 비교예 1, 2, 실시예 1 내지 4에 있어서는, 미처리품으로서, 비교예 1의 결과를 사용하고, 비교예 3, 실시예 5에 있어서는, 미처리품으로서, 비교예 3의 결과를 사용하였다.
비교예 1
TFE/PPVE 공중합체 1(TFE와 PPVE의 조성비(질량%):TFE/PPVE=96.5/3.5), 융점:308℃, MFR:2.0g/10분, 관능기 수 6(개/C106개))을 튜브 압출 성형기로 성형하고, 외경 12㎜, 내경 10㎜의 튜브 형상 성형품을 얻었다. 얻어진 튜브 형상 성형품에 대해서, 물성을 평가하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
비교예 2
비교예 1과 마찬가지로 하여 얻어진 튜브 형상 성형품을, 대기압 플라스마 처리 장치의 이중 나선형 전극(고주파 전원 13.56㎒) 내에 삽입하고, 산소 및 아르곤의 혼합 가스(산소와 아르곤의 체적비(O2/Ar)가 1/100)를 튜브 형상 성형품 내에 가스 유량 300cc/분으로 연속적으로 도입하고, 전력 밀도 20W/㎠의 전력을 인가하여, 3초의 플라스마 처리를 행하였다.
플라스마 처리 후의 튜브 형상 성형품에 대해서, 각종의 물성을 평가하였다. 결과를 표 3에 나타낸다. 또한, 본 예에 있어서는, 이중 나선형 전극을 사용하는 방법을 채용했지만, 성형품의 형상 및 사이즈에 따른 방법을 채용할 수 있다.
실시예 1 내지 4
플라스마 처리 조건을 표 3에 기재된 조건으로 변경한 것 이외는, 비교예 2와 마찬가지로 하여, 플라스마 처리를 행하고, 플라스마 처리 후의 튜브 형상 성형품에 대해서, 각종의 물성을 평가하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
비교예 3
TFE/PPVE 공중합체 2(TFE와 PPVE의 조성비(질량%):TFE/PPVE=95.5/4.5), 융점:306℃, MFR:13.0g/10분, 관능기 수 484(개/C106개))를 히트 프레스 성형기로 성형하고, 한 변이 50㎜인 정사각형, 두께 1㎜의 시트 형상 성형품을 얻었다. 얻어진 시트 형상 성형품에 대해서, 물성을 평가하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
실시예 5
비교예 3과 마찬가지로 얻어진 시트 형상 성형품을, 외부 가열 수단에 의해 190℃로 가열한 후, 서로 평행한 한 쌍의 전극을 구비하는 진공 플라스마 처리 장치(고주파 전원 13.56㎒) 내에 설치하고, 처리 장치 내의 압력이 5.5Pa로 유지되도록, 암모니아 가스를 처리 장치 내에 가스 유량 20cc/분으로 연속적으로 도입하고, 전력 밀도 20W/㎠의 전력을 인가하여, 20초의 플라스마 처리를 행하였다.
플라스마 처리 후의 시트 형상 성형품에 대해서, 각종의 물성을 평가하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
Figure 112021116309063-pct00003
10 : 웨이퍼 컵
20 : 회전 기구
30 : 웨이퍼 스핀 베이스
40 : 웨이퍼
50 : 노즐

Claims (4)

  1. 테트라플루오로에틸렌 단위와 플루오로(알킬비닐에테르) 단위를 함유하는 공중합체를 포함하는 웨이퍼 컵이며,
    상기 공중합체의 플루오로(알킬비닐에테르) 단위의 함유량이, 전체 단량체 단위에 대하여, 3.5 내지 7.0질량%이고,
    내면의 적어도 일부에 있어서의, 대수 접촉각이, 40도 이상 80도 이하인 웨이퍼 컵.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공중합체의 372℃에서의 멜트 플로 레이트가, 1 내지 30g/10분인 웨이퍼 컵.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 웨이퍼 컵은, 웨이퍼를 회전시키면서, 웨이퍼에 물 또는 약액을 공급하는 웨이퍼 처리 장치의, 웨이퍼를 둘러싸기 위한 용도로서 사용되는 성형품인 웨이퍼 컵.
  4. 삭제
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