TW202124562A - 半導體製造裝置用密封材 - Google Patents

半導體製造裝置用密封材 Download PDF

Info

Publication number
TW202124562A
TW202124562A TW109143759A TW109143759A TW202124562A TW 202124562 A TW202124562 A TW 202124562A TW 109143759 A TW109143759 A TW 109143759A TW 109143759 A TW109143759 A TW 109143759A TW 202124562 A TW202124562 A TW 202124562A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
sealing material
mass
comparative example
parts
resin powder
Prior art date
Application number
TW109143759A
Other languages
English (en)
Inventor
安田裕明
浜村武広
伊東隆男
Original Assignee
日商三菱電線工業股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商三菱電線工業股份有限公司 filed Critical 日商三菱電線工業股份有限公司
Publication of TW202124562A publication Critical patent/TW202124562A/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/10—Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • C09K3/1006—Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers characterised by the chemical nature of one of its constituents
    • C09K3/1009—Fluorinated polymers, e.g. PTFE
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L61/00—Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L61/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C08L61/06—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/10—Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H01L23/293—Organic, e.g. plastic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H01L23/293—Organic, e.g. plastic
    • H01L23/296—Organo-silicon compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2200/00—Chemical nature of materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • C09K2200/02—Inorganic compounds
    • C09K2200/0243—Silica-rich compounds, e.g. silicates, cement, glass
    • C09K2200/0247—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2200/00—Chemical nature of materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • C09K2200/06—Macromolecular organic compounds, e.g. prepolymers
    • C09K2200/0607—Rubber or rubber derivatives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)

Abstract

本發明旨在提供一種密封材，該密封材的壓縮永久變形既能提升，在將該密封材使用於半導體製造裝置的情況下又能抑制粉塵之產生。該半導體製造裝置用密封材由含有氟橡膠及酚樹脂粉末的橡膠組成物所形成。相對於氟橡膠100質量份，酚樹脂粉末的添加量為1質量份以上至50質量份以下。酚樹脂粉末的平均粒徑為1μm以上至20μm以下。

Description

半導體製造裝置用密封材
本發明係關於一種半導體製造裝置用密封材。
就機械裝置而言，為了獲得氣密性，使用由橡膠組成物等形成的密封材。作為密封材的特性，有硬度、抗拉強度、壓縮永久變形等。具體要求的特性則根據使用目的而有差異。將密封材使用於半導體製造裝置的情況下，則要求即使密封材暴露於電漿，該密封材亦難以產生粉塵。 [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開第2017-179210號公報。 [專利文獻2]日本專利第04628814號。 [專利文獻3]日本專利第06230415號。
[發明所欲解決之課題]
本公開的技術目的旨在提供一種密封材，該密封材的壓縮永久變形既能提升，在使用於半導體製造裝置的情況下又能抑制該密封材產生粉塵。 [用以解決課題之手段]
本公開的半導體製造裝置用密封材由含有氟橡膠及酚樹脂粉末的橡膠組成物所形成。相對於氟橡膠100質量份，酚樹脂粉末的添加量為1質量份以上、50質量份以下。酚樹脂粉末的平均粒徑為1μm以上至20μm以下。 [發明功效]
根據本公開的半導體製造裝置用密封材，該密封材的壓縮永久變形既能提升，又能抑制該密封材產生粉塵。
本實施方式的半導體製造裝置用密封材由含有氟橡膠作為橡膠成分且含有酚樹脂粉末的橡膠組成物所形成。透過如此橡膠成分及添加劑的組合，能實現理想的壓縮永久變形等特性，而且，即使密封材暴露於電漿下，亦能抑制密封材產生粉塵。
作為形成半導體製造裝置用密封材的橡膠成分，除了氟橡膠，亦有情況使用聚矽氧橡膠、EPDM等。然而，如後說明所述，即使於聚矽氧橡膠中添加了酚樹脂粉末，亦未見壓縮永久變形的提升。此外，於EPDM中添加酚樹脂粉末的情況下，由於表層強烈地硬化並產生龜裂，因此EPDM不適合作為密封材。
於本實施方式的密封材中，作為氟橡膠，能舉例：偏二氟乙烯（VDF）與六氟丙烯（HFP）的共聚物（二元系FKM）；偏二氟乙烯（VDF）、六氟丙烯（HFP）、四氟乙烯（TFE）的共聚物（三元系FKM）；四氟乙烯（TFE）與丙烯（Pr）的共聚物（FEP）；偏二氟乙烯（VDF）、丙烯（Pr）、四氟乙烯（TFE）的共聚物；乙烯（E）與四氟乙烯（TFE）的共聚物（ETFE）；乙烯（E）、四氟乙烯（TFE）、全氟甲基乙烯基醚（PMVE）的共聚物；偏二氟乙烯（VDF）、四氟乙烯（TFE）、全氟甲基乙烯基醚（PMVE）的共聚物；偏二氟乙烯（VDF）與全氟甲基乙烯基醚（PMVE）的共聚物；四氟乙烯（TFE）與全氟烷基醚（PFAE）的共聚物等。較佳為使用該等中的一種或兩種以上。
更佳為，使用以上之中的二元系FKM、三元系FKM、FEPM、FFKM、全氟聚醚。
作為氟橡膠的交聯方法，雖然有多元醇交聯與過氧化物（有機過氧化物）交聯，但較佳為使用過氧化物交聯。
多元醇交聯在壓縮永久變形方面優於過氧化物交聯。然而，於多元醇交聯的情況下，由於交聯反應時會產生HF，為了吸收HF，則有必要添加MgO、CaOH2等。該結果，與過氧化物交聯的氟橡膠相比，多元醇交聯的氟橡膠含有的金屬較多，於電漿環境下有容易產生粉塵的傾向。由此可見，作為半導體製造裝置用密封材，過氧化物交聯較佳。從耐化學性、蒸氣性的方面（有由於金屬氧化物而降低的傾向）來看，亦為過氧化物交聯較佳。然而，對於多元醇交聯而成的氟橡膠，亦能透過添加酚樹脂粉末來實現壓縮永久變形提升的效果，因此不排除多元醇交聯的情況。
過氧化物為，當被加熱到規定的溫度時會使橡膠成分交聯的熱交聯劑。作為具體例，能舉例：1,1-雙（第三丁基過氧基）-3,5,5-三甲基環己烷、2,5-二甲基己烷-2,5-二氫過氧化物、二第三丁基過氧化物、第三丁基枯基過氧化物、二枯基過氧化物、α,α-雙（第三丁基過氧基）-對二異丙基苯、2,5-二甲基-2,5-二（第三丁基過氧基）己烷、2,5-二甲基-2,5-二（第三丁基過氧基）-己烷-3、苯甲醯基過氧化物、第三丁基過氧基苯、第三丁基過氧基馬來酸、第三丁基過氧基碳酸異丙酯、第三丁基過氧基苯甲酸酯等。過氧化物較佳為使用該等中一種或者兩種以上，從獲得優異物理性質的觀點來看，更佳為使用2,5-二甲基-2,5-二（第三丁基過氧基）己烷。
作為多元醇系交聯劑，雙酚類較佳。具體而言，能舉例：2,2-雙（4-羥基苯基）丙烷［雙酚A］、2,2-雙（4-羥基苯基）全氟丙烷［雙酚AF］、雙（4-羥基苯基）碸［雙酚S］、雙酚A-雙（二苯基磷酸酯）、4,4'-二羥基二苯基、4,4'-二羥基二苯基甲烷、2,2-雙（4-羥基苯基）丁烷等多羥基芳香族化合物。從獲得優異物理性質的觀點來看，多元醇較佳為雙酚A、雙酚AF等。該等亦可以為鹼金屬鹽或者鹼土金屬鹽的形式。
於本實施方式的密封材中，酚樹脂較佳為反應已經完成者。例如，於甲醇中加熱回流時的熔化流出量較佳為10質量%以下。此外，較佳為游離酚的含量500ppm以下的酚樹脂。
從提升壓縮永久變形的觀點來看，相對於橡膠成分100質量份，酚樹脂的添加量較佳為1質量份以上，更佳為5質量份以上。從相同觀點來看，酚樹脂的添加量較佳為50質量份以下，更佳為25質量份以下，又更佳為15質量份以下。
從提升壓縮永久變形的觀點來看，酚樹脂粉末的平均粒徑較佳為1μm以上。從相同觀點來看，平均粒徑較佳為20μm以下，更佳為10μm以下，又更佳為6μm以下。
需要說明的是，於本實施方式中，透過雷射繞射散射法測得的平均粒徑為50%粒度。
形成本實施方式的密封材的氟橡膠組成物，可含有酚樹脂粉末以外的添加劑。
例如，氟橡膠組成物可含有二氧化矽粉末。因前述氟橡膠組成物含有二氧化矽，故若將前述氟橡膠組成物交聯而成形，則能獲得氟橡膠成形體，該氟橡膠成形體的耐壓壞性優異。二氧化矽較佳為如乾式二氧化矽、濕式二氧化矽等合成非晶質二氧化矽，更佳為親水性乾式二氧化矽、疏水性乾式二氧化矽等乾式二氧化矽，又更佳為疏水性乾式二氧化矽。
從獲得包括優異耐壓壞性的物理性質的觀點來看，二氧化矽的含量相對於橡膠成分100質量份較佳為1質量份以上，更佳為5質量份以上，此外，較佳為30質量份以下，更佳為20質量份以下。
需要說明的是，亦可以對二氧化矽進行表面處理。例如，亦可透過矽烷偶聯劑進行表面處理，引入甲基、二甲基、三甲基等。
二氧化矽較佳為粉末狀。基於BET理論測得的二氧化矽粉末的比表面積，較佳為50m2 /g以上，更佳為80m2 /g以上。
對於氟橡膠組成物，亦能將碳黑作為添加劑。若添加碳黑，則於電漿環境下容易產生粉塵，從這一點來看，不添加碳黑較佳。然而，針對含有碳黑的氟橡膠組成物而言，也是透過進一步添加酚樹脂粉末，能實現提升壓縮永久變形的效果。碳黑的含量相對於氟橡膠100質量份，較佳為5質量份以下，更佳為3質量份以下，最佳為0質量份。
形成本實施方式的密封材的氟橡膠組成物可進一步地含有氫位點保護劑。氫位點保護劑為與碳的自由基鍵結的化合物，前述碳的自由基，為於製造橡膠產品中照射放射線時橡膠成分的碳-氫間的鍵結被切斷而產生的自由基。
氫位點保護劑較佳含有全氟骨架的化合物，前述全氟骨架具有於分子內與橡膠成分中的碳的自由基鍵結的烯基；及／或矽氧烷骨架的化合物，前述矽氧烷骨架具有於分子內與橡膠成分中的碳的自由基鍵結的烯基。作為烯基，能舉例乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基等。烯基較佳為該等中的乙烯基。
作為於分子內具有烯基的全氟骨架的化合物，能舉例：全氟聚醚構造之的化合物、全氟亞烷基構造之化合物等。作為於分子內具有烯基的矽氧烷骨架的化合物，能舉例甲基乙烯基矽氧烷的聚合物；二甲基矽氧烷的聚合物；二甲基矽氧烷與甲基乙烯基矽氧烷的共聚物；二甲基矽氧烷、與甲基乙烯基矽氧烷以及甲基苯基矽氧烷的共聚物等。此外，能舉例於分子中含有烯基的有機聚矽氧烷，前述有機聚矽氧烷為加成聚合的液狀聚矽氧橡膠。氫位點保護劑較佳為使用該等中的一種或者兩種以上。
從提升耐電漿性的觀點來看，氫位點保護劑的含量相對於橡膠成分100質量份，較佳為1質量份以上，更佳為5質量份以上；較佳為20質量份以下，更佳為15質量份以下。
氟橡膠組成物可進一步地含有塑化劑、加工助劑、硫化促進劑、抗氧化劑等。
未交聯的氟橡膠組成物能使用開放輥等開放式橡膠混煉機，或者捏合機等密閉式橡膠混煉機來製備。於該等中，特別是開放輥等開放式的橡膠混煉機能獲得優異的混煉加工性。
為了由如上所述氟橡膠組成物來製造密封材，會例如使用模具來進行加工。亦即，將本實施方式所關係之未交聯的氟橡膠組成物以規定量填充入已預熱的模具模穴內，進行合模，然後以該狀態於規定的成形溫度及規定的成形壓力下維持規定的成形時間。此時，未交聯的氟橡膠組成物成形為模穴形狀，同時橡膠成分因交聯劑而交聯，喪失可塑性。該成形可以為壓製成型，亦可以為射出成型。成形溫度例如為150℃以上至180℃以下。成形壓力例如為0.1MPa以上至25MPa以下。成形時間例如為3分鐘以上至20分鐘以下。接著，將模具打開，從內部取出成形件進行冷卻，即能夠獲得橡膠產品。需要說明的是，可以對從模具取出的成形件進一步地實施熱處理，該熱處理的加熱溫度為150℃以上至250℃以下，加熱時間為2小時以上至24小時以下。 （實施例）
以下，對本公開的半導體製造裝置用密封材的實施例1至實施例9以及比較例1至比較例16進行說明。 [密封材的製作]
（實施例1） 相較於氟橡膠成分即FKM（Solvay公司製，商品名稱：Tecnoflon P959）100質量份，加入了作為交聯劑的有機過氧化物（日本油脂股份有限公司製，商品名稱：PERHEXA 25B）1.5質量份，作為交聯助劑的三丙烯基異三聚氰酸酯（TAIC，三菱化學公司製）2.0質量份，酚樹脂粉末（AIR WATER BELLPEARL公司製，商品名稱 Bellpearl R100）1質量份，並透過開放輥進行了混煉。在160℃下對混煉後的混和物進行了10分鐘的壓製成型。接著，於吉爾老化恆溫箱中以200℃進行了4小時的二次交聯。將得到的密封材作為了實施例1的密封材。需要說明的是，Bellpearl R100的平均粒徑為1.5μm。
（實施例2） 除了將酚樹脂粉末（Bellpearl R100）的添加量設為10質量份以外（相對於氟橡膠100質量份。以下，對於添加劑的質量份，有時將同樣地相對於橡膠成分100質量份的值省略記載。），其他方面皆與實施例1同樣地製作了實施例2的密封材。
（實施例3） 除了將酚樹脂粉末（Bellpearl R100）的添加量設為25質量份以外，其他方面皆與實施例1同樣地製作了實施例3的密封材。
（實施例4） 除了將酚樹脂粉末（Bellpearl R100）的添加量設為50質量份以外，其他方面皆與實施例1同樣地製作了實施例4的密封材。
（實施例5） 除了使用10質量份的Bellpearl R200（商品名稱。AIR WATER BELLPEARL公司製）替代Bellpearl R100作為酚樹脂粉末以外，其他方面皆與實施例1同樣地製作了實施例5的密封材。需要說明的是，Bellpearl R200的平均粒徑為5.8μm。
（實施例6） 除了進一步地加入了碳黑（Cancarb公司製，商品名稱：Thermax N990）10質量份作為添加劑以外，其他方面皆與實施例2同樣地製作了實施例6的密封材。
（實施例7） 相對於氟橡膠成分即FKM（Chemours公司製，商品名稱：Viton E60C）100質量份，加入了作為吸酸劑的氧化鎂（協和化學工業公司製，商品名稱：KYOWAMAG 150）3質量份及氫氧化鈣（近江化學工業公司製，商品名稱：CALVIT）6質量份、酚樹脂粉末（Bellpearl R100）10質量份、碳黑（Thermax N990）25質量份，並透過開放輥進行了混煉。將混煉後的混合物以170℃壓製成型20分鐘。接著，於吉爾老化恆溫箱中以200℃進行了24小時的二次交聯。將得到的密封材作為了實施例7的密封材。
（實施例8） 除了將壓製條件設為在160℃下進行5分鐘，並且不進行二次交聯之外，其他方面皆與實施例2同樣地製作了實施例8的密封材。
（實施例9） 除了將有機過氧化物（PERHEXA 25B）的添加量設為0.3質量份以外，其他方面皆與實施例8同樣地製作了實施例9的密封材。
（比較例1） 除了沒有添加酚樹脂粉末（Bellpearl R100）以外，其他方面皆與實施例1同樣地製作了比較例1的密封材。
（比較例2） 除了添加了碳黑（Thermax N990）10質量份來替代酚樹脂粉末（Bellpearl R100）以外，其他方面皆與實施例1同樣地製作了比較例2的密封材。
（比較例3） 除了添加了碳黑（Thermax N990）25質量份來替代酚樹脂粉末（Bellpearl R100）以外，其他方面皆與實施例1同樣地製作了比較例3的密封材。
（比較例4） 除了添加了碳黑（三菱化學公司製，商品名稱：DIABLACK H）10質量份來替代酚樹脂粉末（Bellpearl R100）以外，其他方面皆與實施例1同樣地製作了比較例4的密封材。
（比較例5） 除了添加了二氧化矽（NIPPON AEROSIL公司製，商品名稱：AEROSIL R972）10質量份來替代酚樹脂粉末（Bellpearl R100）以外，其他方面皆與實施例1同樣地製作了比較例5的密封材。
（比較例6） 除了添加了二氧化矽複合球狀硬化三聚氰胺樹脂粒子（日產化學公司製，商品名稱：OPTBEADS 2000M）10質量份來替代酚樹脂粉末（Bellpearl R100）以外，其他方面皆與實施例1同樣地製作了比較例6的密封材。
（比較例7） 除了添加了氟樹脂粉末（阿科瑪公司製，商品名稱：Kynar MG15）10質量份來替代酚樹脂粉末（Bellpearl R100）以外，其他方面皆與實施例1同樣地製作了比較例7的密封材。
（比較例8） 除了添加了氟樹脂（PVDF）粉末（Kynar MG15）25質量份來替代酚樹脂粉末（Bellpearl R100）以外，其他方面皆與實施例1同樣地製作了比較例8的密封材。
（比較例9） 除了添加了氟樹脂（PTFE）粉末（艾杰旭公司製，商品名稱：Fluon L173JE）10質量份來替代酚樹脂粉末（Bellpearl R100）以外，其他方面皆與實施例1同樣地製作了比較例9的密封材。
（比較例10） 除了沒有添加酚樹脂粉末（Bellpearl R100）以外，其他方面皆與實施例7同樣地製作了比較例10的密封材。
（比較例11） 除了添加了碳黑（Thermax N990）10質量份來替代酚樹脂粉末（Bellpearl R100）以外，其他方面皆與實施例8同樣地製作了比較例11的密封材。
（比較例12） 除了添加了碳黑（Thermax N990）10質量份來替代酚樹脂粉末（Bellpearl R100）以外，其他方面皆與實施例9同樣地製作了比較例12的密封材。
（比較例13） 除了添加了10質量份的Bellpearl R800（商品名稱。AIR WATER BELLPEARL公司製）替代Bellpearl R100作為酚樹脂粉末以外，其他方面皆與實施例1同樣地製作了比較例13的密封材。需要說明的是，Bellpearl R800的平均粒徑為22μm。
（比較例14） 相對於乙烯基甲基聚矽氧橡膠（信越化學公司製，商品名稱：KE-871C-U）100質量份，添加了有機過氧化物（信越化學公司製，商品名稱：C-8）1質量份作為交聯材，並透過開放輥進行了混煉。在160℃下對混煉後的混和物進行了10分鐘的壓製成型。接著，於吉爾老化恆溫箱中以200℃進行了4小時的二次交聯。將得到的密封材作為了比較例14的密封材。
（比較例15） 除了於混煉時添加了10質量份的酚樹脂粉末（Bellpearl R100）作為添加劑以外，其他方面皆與比較例14同樣地製作了比較例15的密封材。
（比較例16） 相對於乙烯丙烯二烯橡膠（JSR公司製，商品名稱：EP51）100質量份，添加了有機過氧化物（PERHEXA 25B）1.5質量份、交聯助劑（TAIC）2.0質量份、酚樹脂粉末（Bellpearl R100）10質量份，並透過開放輥進行了混煉。將混煉後的混和物以160℃壓製成型30分鐘。接著，於吉爾老化恆溫箱中以160℃進行了1小時的二次交聯。將得到的密封材作為了實施例1的密封材。將得到的密封材作為了比較例16的密封材。 [試驗評價方法]
（硬度） 已製作出的密封材的硬度根據JIS K6253-3，使用A型硬度測量計作為瞬間值進行了測量。
（抗拉強度、伸長率、100%模量） 製作的密封材的抗拉強度、伸長率、以及100%模量均根據JIS K6252，以厚度為2mm的3號啞鈴狀試片進行了測量。
（壓縮永久變形） 製作的密封材的壓縮永久變形根據JIS K6262，透過將O型環AS-214切成兩半的試片進行測量。
（耐電漿性） 使用小型電漿蝕刻裝置（神港精機公司製），將O型環AS-214暴露於電漿下並求出重量減少率來測量了已製作出的密封材的耐電漿性。此時將條件設為：高頻電源為1500W，氣體為O2 ＋CF4 （50：1），壓力為100Pa，時間為30分鐘。 目視觀察暴露後的O型環的外觀，確認有無顆粒。
（硫化速度） 製作密封材時的硫化速度，使用根據JIS K6300-2的裝置求出了t90。
[試驗評價結果]
[表1]
Figure 02_image001
表1中記載了實施例1至實施例5、比較例1至比較例9以及比較例13的密封材的橡膠組成物的添加情況及試驗評價結果。
添加了酚樹脂粉末的實施例1至實施例5與沒有添加酚樹脂粉末的比較例1相比，壓縮永久變形得到了改善（減少）且硬度及模量亦提升。
實施例1至實施例5與添加了碳黑的比較例2至比較例4相比，壓縮永久變形較優異。比較例2至比較例4於電漿照射後觀察到有粉塵，而實施例1至實施例5於電漿照射後未觀察到有粉塵。實施例1至實施例5的重量減少率小於比較例2至比較例4的重量減少率。因此，實施例1至實施例5的耐電漿性優於比較例2至比較例4。
實施例1至實施例5與添加了二氧化矽、二氧化矽－三聚氰胺複合體或者PVDF的比較例5至比較例8相比，壓縮永久變形較優異。
實施例1至實施例5與添加了PTFE的比較例9相比，壓縮永久變形較優異。比較例9於電漿照射後觀察到有粉塵，而實施例1至實施例5於電漿照射後未觀察到有粉塵。
如上所述，使用了氟橡膠作為橡膠成分並添加了酚樹脂粉末的實施例1至實施例5，能夠實現改善壓縮永久變形且提升耐電漿性（抑制由於電漿照射而產生的粉塵）的效果。
比較例13於添加有酚樹脂粉末這一點與實施例1至實施例5相同。然而，相較於實施例1至實施例4的酚樹脂粉末的平均粒徑為1.5μm，以及實施例5的酚樹脂粉末的平均粒徑為5.8μm，比較例13的酚樹脂粉末的平均粒徑為22μm。比較例13的壓縮永久變形並未得到改善，其於與實施例1至實施例5同樣的測量條件下崩壞。因此，酚樹脂粉末的粒徑存在較佳的範圍。例如，20μm以下較佳，10μm以下更佳，6μm以下又更佳。
僅酚樹脂粉末的添加量不同的實施例1至實施例4中，實施例2的情況下，壓縮永久變形最優異。酚樹脂粉末相對於橡膠成分100質量份的添加量，較佳為1質量份以上。此外，較佳為50質量份以下，更佳為25質量份以下，又更佳為15質量份以下。
[表2]
Figure 02_image003
接著，表2記載了實施例6及實施例7、比較例3、比較例10以及比較例14至比較例17的密封材的橡膠組成物的添加情況及試驗評價結果。
實施例6以及比較例3皆為添加有碳黑的範例。實施例6更進一步地添加有酚樹脂粉末這一點與比較例3不同。半導體製造裝置用密封材從避免粉塵的觀點來看，不添加碳黑較佳。然而，從其他特性的要求等而考量，能夠考量添加碳黑。
從實施例6及比較例3表明，即使於添加了碳黑的情況下，透過添加酚樹脂粉末，壓縮永久變形亦會得到改善。
實施例7及比較例10皆為多元醇交聯體系的氟橡膠，皆添加有碳黑。實施例7更進一步地添加有酚樹脂粉末這一點與比較例10不同。
從該等比較可知，對於多元醇交聯的氟橡膠，透過添加酚樹脂粉末，壓縮永久變形能得到改善。
比較例14及比較例15皆以聚矽氧橡膠作為橡膠成分。比較例14未添加有酚樹脂粉末，比較例15則有添加。比較例15的壓縮永久變形比比較例14更加劣化。因此，在以聚矽氧橡膠作橡膠成分的情況下，收不到透過添加酚樹脂粉末改善壓縮永久變形的效果。
比較例16使用EPDM作為橡膠成分，並添加有酚樹脂粉末。比較例16於硫化後表層強烈硬化並產生龜裂。其硬度、壓縮永久變形等無法測量，作為密封材並不合適。
如上所述，透過將氟橡膠作為橡膠成分並添加酚樹脂粉末，壓縮永久變形得到改善。
[表3]
Figure 02_image005
表3記載了實施例8及實施例9、比較例1、比較例11以及比較例12的密封材的橡膠組成物的添加情況及試驗評價結果。
實施例8相對於比較例1，添加有酚樹脂粉末這一點不同。比較例11相對於比較例1，添加有碳黑這一點不同。
實施例8比起比較例1硫化速度（t90）更快。然而，比較例11並沒有觀察到硫化速度變快的效果。如上所述，透過添加酚樹脂粉末，具有硫化速度加速的效果。碳黑則不具有如此效果。
實施例9為將交聯劑的添加量減少至實施例8的5分之1的範例。於此情況，硫化速度（t90）夠快，於5分鐘的硫化時間內充分地進行了硫化。其結果為，壓縮永久變形更加得到了提升。
相對於此，比較例11及比較例12為未添加酚樹脂粉末的範例，其中僅有交聯劑的添加量不同。與比較例11相比，比較例12中，硫化速度（t90）因使交聯劑減少而下降。該結果為，於5分鐘的硫化時間內硫化進行得不充分，壓縮永久變形而劣化。 [產業上的可利用性]
本公開中的密封材的壓縮永久變形優異，且該密封材暴露於電漿下時能夠抑制粉塵之產生，因此本公開中的密封材作為半導體製造裝置用密封材特別有用。

Claims (3)

  1. 一種半導體製造裝置用密封材，由含有氟橡膠及酚樹脂粉末的橡膠組成物所形成； 相對於前述氟橡膠100質量份，前述酚樹脂粉末的添加量為1質量份以上至50質量份以下； 前述酚樹脂粉末的平均粒徑為1μm以上至20μm以下。
  2. 如請求項1所記載之半導體製造用密封材，其中前述橡膠組成物更進一步地含有二氧化矽粉末。
  3. 如請求項1或2所記載之半導體製造用密封材，其中前述橡膠組成物更進一步地含有氫位點保護劑。
TW109143759A 2019-12-11 2020-12-11 半導體製造裝置用密封材 TW202124562A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-223673 2019-12-11
JP2019223673A JP7012063B2 (ja) 2019-12-11 2019-12-11 半導体製造装置用シール材

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202124562A true TW202124562A (zh) 2021-07-01

Family

ID=76313004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109143759A TW202124562A (zh) 2019-12-11 2020-12-11 半導體製造裝置用密封材

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230017563A1 (zh)
JP (1) JP7012063B2 (zh)
KR (1) KR20220114545A (zh)
CN (1) CN114761513A (zh)
TW (1) TW202124562A (zh)
WO (1) WO2021117743A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020070326A (ja) * 2018-10-30 2020-05-07 三菱電線工業株式会社 未架橋フッ素ゴム組成物及びそれを用いて製造されるゴム製品

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58152032A (ja) * 1982-03-04 1983-09-09 Kanebo Ltd ゴム組成物
JPH06230415A (ja) 1993-02-04 1994-08-19 Toshiba Corp 液晶表示装置の製造方法
JP2003306595A (ja) * 2002-04-17 2003-10-31 Kyocera Chemical Corp 封止用樹脂組成物および電子部品封止装置
JP2004131656A (ja) * 2002-10-11 2004-04-30 Asahi Glass Co Ltd 半導体装置用シール材
JP4675907B2 (ja) * 2004-12-20 2011-04-27 日本バルカー工業株式会社 ゴム組成物、プラズマ処理装置用シール材
JP4628814B2 (ja) 2005-02-15 2011-02-09 日本バルカー工業株式会社 半導体製造装置用シール材
JP5244469B2 (ja) * 2008-06-13 2013-07-24 藤倉ゴム工業株式会社 ゴム成分の耐ｄｍｅ性の付与方法
JP5407233B2 (ja) * 2008-09-09 2014-02-05 Ｎｏｋ株式会社 フッ素ゴム金属積層板
JP5454670B2 (ja) * 2010-02-22 2014-03-26 Ｎｏｋ株式会社 フッ素ゴム金属積層板
CN103443197B (zh) * 2011-04-06 2014-12-31 Nok株式会社 氟橡胶组合物
CN103694606A (zh) * 2013-11-29 2014-04-02 马鞍山市中澜橡塑制品有限公司 一种改性氟橡胶密封垫材料及其制备方法
JP2017179210A (ja) 2016-03-31 2017-10-05 ニチアス株式会社 フッ素エラストマー組成物、成型品、シール材、該シール材を含むプラズマ処理装置及び半導体製造装置
CN106751237B (zh) * 2016-12-22 2019-05-31 浙江中科应化科技有限公司 一种船舶管路系统用密封垫圈及其制备方法
JP2020070326A (ja) * 2018-10-30 2020-05-07 三菱電線工業株式会社 未架橋フッ素ゴム組成物及びそれを用いて製造されるゴム製品

Also Published As

Publication number Publication date
JP7012063B2 (ja) 2022-01-27
WO2021117743A1 (ja) 2021-06-17
CN114761513A (zh) 2022-07-15
KR20220114545A (ko) 2022-08-17
US20230017563A1 (en) 2023-01-19
JP2021091800A (ja) 2021-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6134391B2 (ja) シール材及びその製造方法
JP6620132B2 (ja) シール材及びその製造方法
US9815972B2 (en) Fluoro-rubber composition and cross-linked rubber article using same
KR101640953B1 (ko) 내크랙성 실재를 형성 가능한 불소고무 조성물 및 그 조성물로부터 얻어지는 내크랙성 실재
CN111194333B (zh) 含氟共聚物组合物及金属橡胶层叠体
CN110494598B (zh) 层叠体及其制造方法以及闸门密封件
KR20220158012A (ko) 엘라스토머 조성물 및 이로 이루어진 실링재
JP2020070326A (ja) 未架橋フッ素ゴム組成物及びそれを用いて製造されるゴム製品
TW202124562A (zh) 半導體製造裝置用密封材
JP2021105179A (ja) 未架橋ゴム組成物並びにそれを用いて製造されるゴム製品及びその製造方法
KR102414805B1 (ko) 퍼플루오로 엘라스토머 조성물 및 시일재
JP2019065307A (ja) シール材及びその製造方法
JP2005239835A (ja) 架橋性フッ素ゴム組成物
JP4381087B2 (ja) フッ素ゴムシール材の製造方法
WO2021075431A1 (ja) パーフルオロエラストマー成形体及び保護部材
JP7048713B1 (ja) フッ素ゴム組成物及びそれを用いて形成されたゴム成形品
WO2022259642A1 (ja) 未架橋フッ素ゴム組成物並びにそれを用いて製造されるシール材及びその製造方法