[发明专利]半导体制造装置用密封材料

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造装置用密封材料，更具体涉及耐等离子体裂缝性等良好的可良好地用作半导体制造装置用密封材料的含氟橡胶类的半导体制造装置用密封材料。

背景技术

以往，在半导体制造工序中，有蚀刻工序、抛光工序等各种使用等离子体的工序，这些工序中，使用例如O₂、CF₄、O₂+CF₄、N₂、Ar、H₂、NF₃、CH₃F、CH₂F₂、C₂F₆、Cl₂、BCl₃、TEOS(四乙氧基硅烷)、SF₆等的等离子体。

特别是在蚀刻工序中主要使用氟代烃类气体，以及在抛光工序中使用以氧气为主的混合气体。

另外，含氟橡胶通常被用作对于这些等离子体环境具有耐受性的密封材料，但含氟橡胶的耐氧等离子体性与耐氟代烃等离子体性相比不够充分，由于等离子体的作用，橡胶被从表面削去，密封材料的形状变形，或者掺入橡胶中的填充材料飞散，产生碎粒，因此存在密封材料的寿命短的问题。

因此，主要使用(虽然没有像含氟橡胶那样的对氟代烃类的气体的耐受性，但)在氧等离子体环境下耐氧等离子体性好于含氟橡胶的硅橡胶。

这些半导体制造工序中，以往通常根据等离子体的种类分别使用不同的半导体制造装置。

但是，最近用一台半导体制造装置制作多种不同的制品的情况增多，开始在一台中使用多种气体。

然而，因为硅橡胶没有对氟代烃类的气体的耐受性，所以密封材料的劣化快，短时间内就需要更换。

因此，作为用于解决这些问题的方法，在日本专利特开平6-302527号公报(专利文献1)中提出了含有二氧化硅的半导体制造装置用密封材料，但是存在耐等离子体性不足、因作为填充材料含有的二氧化硅而产生碎粒的问题。

此外，作为耐等离子体性密封材料，提出了在含氟橡胶中掺入了多胺类交联剂的橡胶组合物(日本专利特开2001-114964号公报：专利文献2)、在含氟橡胶中掺入了多胺类交联剂和多元醇类硫化剂的橡胶组合物(日本专利特开2001-164066号公报：专利文献3)，但是它们存在于硫化时被用作受氧剂的金属氧化物会引发碎粒的问题。

此外，提出了添加有结晶性树脂的含氟橡胶类组合物(日本专利特开2002-161264号公报：专利文献4)，但是对于在近年来条件越来越苛刻的半导体制造装置中作为密封材料的使用，不具有足以应对等离子体环境的耐等离子体性，存在作为密封材料的寿命短的问题。

使用含氟橡胶作为直接或间接受到半导体制造装置内发生的等离子体的照射的部位的密封材料的情况下，自密封材料的碎粒的产生量和密封材料的质量减少成为问题。作为没有这些问题的含氟橡胶，通常使用全氟含氟橡胶。但是，由全氟含氟橡胶形成的密封材料容易产生裂缝，多数情况下由于裂缝的产生而无法继续使用。

考虑到安装性、脱落防止等，对密封部位的安装通过将密封材料稍稍拉伸后安装，或者为了密封性充分发挥，压缩后安装。

这些拉伸或压缩后安装于规定部位的密封材料如果暴露在等离子体照射气氛中，则容易产生裂缝，明显的情况下，也有密封材料因裂缝而断裂的情况。

如果裂缝到达密封面，则发生泄漏，形成装置的停止等半导体制造工序中的重大问题，因此而蒙受的损失大。

如果可以预测裂缝的产生，则在裂缝产生前更换密封材料即可，但是裂缝的产生时间不尽相同，难以预见。因此，非常需要耐等离子体性良好的即使长时间暴露于等离子体气氛中也不会产生裂缝的密封材料。

因此，本发明人反复认真研究后，结果发现如果采用作为橡胶成分以特定量比含有四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚类的全氟弹性体(FFKM)和除此以外的含氟橡胶(FKM)的半导体制造装置用密封材料，耐等离子体性良好，即使长时间暴露于等离子体气氛中也不会产生裂缝，从而完成了本发明。

专利文献1：日本专利特开平6-302527号公报

专利文献2：日本专利特开2001-114964号公报

专利文献3：日本专利特开2001-164066号公报

专利文献4：日本专利特开2002-161264号公报

发明的揭示