弹性体成型品制造技术

本发明专利技术提供在大于等于２７５℃的高温下耐用并且耐高密度等离子体的含氟弹性体成型品，其是利用耐热性交联剂将交联性含氟弹性体组合物交联后得到的交联的含氟弹性体成型品，所述交联性含氟弹性体组合物是将一次平均粒径小于等于５μｍ的α型氧化铝或氮化铝等无机填料，混合在具有ＣＮ基和ＣＯＯＨ基等全氟弹性体等的含氟弹性体成分中形成的。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含氟弹性体成型品，其维持了加工性(橡胶练性)和交联性，并具有良好的密封性以及可以抑制在超过275℃的高温使用，尤其是高温连续使用或临时高温使用时由热导致的恶化，并且耐高密度等离子体性优异。
技术介绍
在半导体制造领域中，最重要的课题之一是避免在其制造工序中混入称为微粒的微粒状杂质。对于例如半导体制造装置的密封中使用的O-环等密封材料，也存在同样的课题。此处，构成密封材料的弹性体成型品上结合的填料使用超微粒(一次平均粒径为0.005～0.05μm)时，即使通过如等离子体照射等处理使填料从密封材料向外部飞散时，也不会发生因填料比形成于半导体上的微细图案的线间距离(通常大于等于0.2μm)小而埋在线间发生接线，因此，对填料的微粒化进行了研究。另外，与常用的碳黑相比，在半导体制造装置的领域中，因为氧化铝填料具有良好的耐等离子体性(等离子体照射环境下较少发生重量减少和产生微粒的性质)，而开始使用氧化铝填料(例如WO 01/32782号小册子)。除上述问题之外，最近，在使用装置进行半导体制造中需要在230～300℃的高温进行加工处理。作为有助于如此高温的耐热性的弹性体成型品，公开的有交联用弹性体组合物(特开2000-290454公报)，该组合物中混合了经硅烷偶联剂等硅烷类化合物进行表面处理后的氧化铝等无机填料。根据特开2000-290454公报，成型加工性可以得到改善，但没有关于粒径的记载，并且也没有用途的记载。表面处理中使用的硅烷类化合物，作为杂质最终成为了污染的原因。另外，特表2000-502122公报公开了以二氧化钛或氧化铝等为填料的组合物，但是没有记载所使用的填料的粒径，其课题也不在于防止产生微粒。而且，由于二氧化钛为必需成分，所以存在成型品因等离子体照射而减少的重量变多的问题。另外，WO 01/32782号小册子中记载了混合有微粒状(一次平均粒径为0.005～0.05μm)无机填料的交联用弹性体组合物，但是没有对275℃或高于275℃的耐热性的特性进行评价。一般，在交联用的弹性体组合物中，所混合的无机填料的粒径越小其表面活性越强，高温下使用时，会使弹性体恶化。所以，WO 01/32782号小册子中记载的交联用弹性体组合物，在275℃或高于275℃的高温环境下，弹性体开始恶化，压缩永久变形等变大，密封能力下降(参阅下述比较例1～4)。此外，特开平1-118560号公报中记载了在弹性体中混合平均粒径为0.1～10μm的氧化铝填料，但是弹性体交联时，使用的是不含氟原子的交联剂(TAIC)的过氧化物交联体系，不以耐热性为目的，所以也不能得到耐热性弹性体成型品。另外，特开2000-154369号公报中提出了作为硫化剂使用可以提高耐热性的硫化剂，泛泛记载了混合粒径为0.1～30μm的金属氧化物填料的目的，但具体使用的是大于等于10μm的金属氧化物填料，而没有教导因填料的种类不同，弹性成型品的耐热性会发生变化，当然也没有提示是否具有优异的耐热性。另外，这些文献中，没有指出无机填料会给耐高密度等离子体性造成什么样的影响，以及什么样的填料有助于提供兼具耐等离子体性和耐热性的弹性体成型品。另外，杜邦橡胶(ェラストマ一)日本(株)生产的Kalrez(氟醚橡胶)8475、Kalrez8575(都是商品名)，作为耐热性特别优异的密封材料已为人们所知，但是在下述本专利技术的恶劣的等离子体照射条件下，由NF3等离子体照射导致的重量减少方面，Kalrez8475为5.83重量％，Kalrez8575为3.52重量％，其不能满足更高的耐等离子体特性的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是得到即使在高温下使用也不会发生由热导致的恶化，即使受到高密度的等离子体照射，也不会恶化的成型品。本专利技术涉及弹性体成型品，其是将交联性的含氟弹性体组合物交联后得到的交联的含氟弹性体成型品，所述交联性的含氟弹性体组合物相对于100重量份的含氟弹性体成分含有0.5～100重量份的一次平均粒径小于等于5μm的无机填料，对于所述含氟弹性体成型品，在如下条件(1)下，其压缩永久变形小于等于50％，优选小于等于40％，更优选小于等于30％，并且在如下条件(2)下其在受到NF3等离子体照射时减少的重量小于等于3％，优选小于等于2％。条件(1)样品O-环(AS-568A-214)测定条件依据JIS K6262-1997测定在275℃、70小时后的压缩永久变形条件(2)样品O-环(AS-568A-214)测定装置ICP高密度等离子体装置当氧气量为16SCCM、RF输出为800W、压力为10毫托时，该装置获得如下参数。(参数)电子温度Te4.54eV电子密度Ne5.81×1010cm-3离子浓度Ni1.14×1011cm-3饱和离子电流Ii2.87mAcm-2等离子体电位Vp27.76V浮点电位Vf11.42V测定条件NF3流量16SCCM 压力10毫托RF输出800W照射时间30分钟频率13.56MHz作为交联体系，优选仅使用非氟类交联剂的过氧化物交联体系以外的耐热交联体系。作为无机填料，优选至少包含一种含铝的无机填料、仅包含含铝的无机填料、至少包含一种实质上仅含有铝作为金属原子的无机填料、或仅包含实质上仅含有铝作为金属原子的无机填料。作为无机填料，特别优选氧化铝填料、氮化铝填料或氟化铝填料。作为氧化铝填料中较优选的氧化铝填料，可举出通过X射线晶体结构衍射法测定的衍射图中出现的依强度从大到小的顺序选定的6个峰(以下称为“主峰”)，都是来自于氧化铝α型晶体结构的峰的氧化铝填料；尤其是通过X射线晶体结构衍射法测定的衍射图中出现的全部峰，实质上都仅是来自于氧化铝α型晶体结构的峰的氧化铝填料。无机填料的一次平均粒径优选小于等于1.0μm，更优选小于等于0.2μm。作为含氟弹性体，优选具有交联性基团的全氟弹性体，特别优选其含有来源于具有2～3个碳原子的全氟烯烃的结构单元、来源于全氟乙烯基醚的结构单元和来源于可形成交联性基团的单体的结构单元。作为含氟弹性体的交联性基团，优选CN基和/或COOH基。作为交联用含氟弹性体进行交联时使用的交联剂，优选如下述式1、式2、式3、式4和/或式5所示的化合物，式1 (式1中，R1是-SO2-、-O-、-C(＝O)-、 具有1～10个碳原子的亚烷基、具有1～10个碳原子的全氟亚烷基或单键电子；X1相同或不同，是-OH、-NH2、-SH、-NHR或-NHAr，其中-NHR中的R是具有1～6个碳原子的直链或支链的取代或未取代的烷基，-NHAr中的Ar是取代或未取代的苯基或萘基)；式2 (式2中，R2是直链或支链的取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的亚芳基、 其中R3是-SO2-、-O-、-C(＝O)-、 或单键电子)；式3 (式3中，m是1～10的整数)；式4 (式4中，X2相同或不同，是H或NH2，p表示1～10的整数)；式5 (式5中，X3相同或不同，是H或NH2，Y相同或不同，是H或OH)；特别优选所述式1中R1为 X1为 的化合物。另外，作为交联促进剂，也可以含有有机锡化合物。本专利技术的弹性体成型品当用于半导体的制造装置的密封时特别有效。附图说明图1是本专利技术实施例1和比较例6中使用的氧化铝填料的X射线晶体结构衍射图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
含氟弹性体成型品，其是将交联性含氟弹性体组合物交联后得到的交联的含氟弹性体成型品，所述交联性含氟弹性体组合物相对于１００重量份的含氟弹性体成分含有０．５～１００重量份的一次平均粒径小于等于５μｍ的无机填料，对于所述含氟弹性体成型品，在如下条件１下其压缩永久变形小于等于５０％，并且在如下条件２下其受ＮＦ↓［３］等离子体照射时减少的重量小于等于３％。　　　　条件１：　　　　样品：Ｏ－环　　ＡＳ－５６８Ａ－２１４　　　　测定条件：依据ＪＩＳ　　Ｋ６２６２－１９９７测定在２７５℃、７０小时后的压缩永久变形　　　　条件２：　　　　样品：Ｏ－环　　ＡＳ－５６８Ａ－２１４　　　　测定装置：ＩＣＰ高密度等离子体装置　　　　测定条件：　　　　ＮＦ↓［３］流量：１６ＳＣＣＭ　　　　压力：１０毫托　　　　ＲＦ输出：８００Ｗ　　　　照射时间：３０分钟　　　　频率：１３．５６ＭＨｚ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：森川达也，西林浩文，东野克彦，尾形慎太郎，川崎一良，岸根充，
申请(专利权)人：大金工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]