[发明专利]橡胶组合物、等离子体处理装置用密封材料

说明书

技术领域

本发明涉及具有反应性的固化前的橡胶组合物，以及等离子体(plasma)处理装置用密封材料，尤其涉及可以得到特别在半导体制造工序中即使高温下长时间使用也不易与配合部件粘着·固接、没有产生碎粒(particle)的问题、并可低成本制得的等离子体处理装置用密封材料的具有反应性的固化前的未硫化橡胶组合物，以及将该组合物硫化成形而得的等离子体处理装置用密封材料。

背景技术

以往，在半导体制造领域中，使用全氟弹性体(FFKM)作为耐等离子性优良的弹性体材料。

但是，全氟弹性体的价格十分昂贵。因此多使用较廉价的含氟橡胶(FKM)来代替全氟弹性体(FFKM)。

然而，近年半导体的微细化的趋势增强，在半导体制造工序中，在半导体用部件的微细化加工时于气相中通过等离子体进行蚀刻的干蚀刻方式正逐渐成为主流。

在该干法工序中，组装至半导体制造装置中的含氟橡胶(FKM)制密封部件的使用条件越来越严酷，即使是含氟橡胶制密封部件也被等离子体蚀刻而劣化，引起密封性能的降低，或者掺入至含氟橡胶制密封部件中的填充材料露出·脱落，造成碎粒的产生，维修的次数增加，有可能对半导体制造工序带来不良影响。

另外，如果将含氟橡胶(FKM)成形品继续使用在需要耐等离子性的半导体制造领域中，则含氟橡胶成形品的表面出现粘性，有时出现与配合部件粘着的现象。该现象尤其容易在用于半导体制造工序这样的高温下出现。因此，例如作为用于各种半导体制造工序的各种处理装置的出入口处设置的闸阀等的开关部的密封材料，使用含氟橡胶密封材料时，闸阀的迅速开关也存在障碍，出现闸阀的开关的延迟、脱落等故障。

针对于此，以往进行以下的尝试，在含氟橡胶(FKM)中掺入具有耐等离子性的高价的全氟弹性体(FFKM)或含氟硅氧橡胶，赋予所得成形体以耐等离子性。

但是，所得成形体存在耐等离子性不怎么提高的问题，这可能是由于将含氟橡胶和全氟弹性体(FFKM)或含氟硅氧橡胶混合后形成了分段(segment)状态，成形体表面的含氟橡胶部分优先自由基分解了。

尤其是，用过氧化物交联剂等，将含氟橡胶与耐等离子性高的含氟硅氧橡胶的混合物硫化成型而得的耐等离子体处理装置用橡胶材料(日本专利特开2001-348462号公报，专利文献1)的抗拉强度、伸长率性良好，但是所用的含氟硅氧烷材料(KE、FE系列等)含有大量的填充材料，因此存在被等离子体蚀刻后填充材料作为碎粒污染半导体制造工序的问题，另外，使用过氧化物交联剂等，将希望提高耐等离子性而混合了30重量％左右的量的填充剂的橡胶组合物硫化成型而得的耐等离子体处理装置用橡胶材料，如上所述还存在用于半导体用途时出现来自填充剂的碎粒的问题。

另外，在日本专利特开2003-183402号公报(专利文献2)中，公开了将日本专利特开平11-116684号公报或日本专利特开平11-116685号公报(专利文献3～4)中所记载的固化性组合物直接硫化成型而得的成形体，更加具体地讲，在日本专利特开2003-183402号公报(专利文献2)中公开了一种耐等离子性含氟弹性体密封材料，它是由在主链上具有2价全氟聚醚或2价全氟亚烷基结构，在末端或侧链具有2个以上可与硅氢基(hydrosil)发生加成反应的链烯基的含氟弹性体，通过分子中具有2个以上的硅氢基的可与上述链烯基发生加成反应的聚合物交联而得，并记载了该密封材料具有耐氧等离子体性和与石英的非粘着性的特征。另外还记载了以下内容，制造该密封材料时，将为特定的式(1)“CH₂＝CH-(X)_p-(R_f-Q)_a-R_f-(X)_p-CH＝CH₂(省略定义)”所示的含氟弹性体的原料橡胶，与特定的交联用聚合物以及催化剂(过氧化物系)、共交联剂用开炼机(open roll)混炼得到组合物，接着进行一次、二次硫化(cure)得到成形体(实施例1～5、比较例1～10)。

但是，认真查阅该专利文献2发现，在该专利文献2中虽然例举了以往的含氟橡胶、全氟弹性体、硅氧橡胶或EPDM等，但是这些仅仅是用于比较的示例，完全没有将这些与上式(1)所示的原料橡胶等一起使用来改善所得成形体的固接性等的技术思想。

另外，在该专利文献2中记载的密封材料在常态物性(硬度、抗拉、伸长率、100M)、压缩永久变形的方面良好，但是耐等离子性(耐自由基性)劣化，另外，在固接性方面还有进一步改良的余地(参考本申请说明书的表1的“比较例2”)。