[发明专利]适用于制造电子元件的超净的含氟弹性体

说明书

本申请是专利申请号03817520.7(3M创新有限公司；国际申请号：PCT/US03/23530；优先权日：2002-7-29；国际申请日：2003-7-25)的分案申请。

技术领域

本发明涉及高纯度的含氟弹性体，特别涉及具有用于制造电子元件(特别是用于制造集成电路芯片)所需的足够纯度的含氟弹性体。具体地说，本发明涉及用于制造所需的含氟弹性体的可固化的组合物、制造特别适用于所述组合物的含氟聚合物的方法、以及这些含氟聚合物本身。

背景技术

含氟弹性体，尤其是全氟弹性体(如“现代含氟聚合物”(John Scheirs编辑，Wiley Science公司，1997)中描述的那些)能提供极好的对高工作温度的防护，并且耐许多种化学试剂。含氟弹性体是通过使含氟弹性体前体(“含氟弹性体胶”)固化来制备的，所述含氟弹性体前体由含有一个或多个氟原子的单体、或者这些单体与其它单体的共聚物制得(含氟单体以最大质量比存在)。所述含氟弹性体前体是适于制备具有所需弹性性能的含氟弹性体的含氟聚合物。通常，所述含氟弹性体前体是非晶态含氟聚合物或者几乎不显示熔点的含氟聚合物。当所述含氟聚合物具有全氟化的主链时，可以形成全氟弹性体，但是也可以使用具有部分氟化的主链的聚合物。

常用的制备含氟聚合物的方法是水乳液聚合，它与在溶剂中聚合相比对环境更有利。通常，氟化单体的水乳液聚合在氟化的表面活性剂存在的条件下进行，虽然也已经开发出了不向聚合中添加氟化的表面活性剂的工艺方法。

含氟弹性体因其耐高温和腐蚀性化学物质的能力，以及可使用标准弹性体加工设备来加工所述含氟弹性体胶的能力，已成功地应用于许多用途。其中，含氟弹性体已用于半导体工业(芯片的制造工艺)中，其中所述含氟弹性体可用于芯片制造设备的密封件。在芯片的制造过程中，所述含氟弹性体可置于高温和腐蚀性化学物质中。虽然含氟弹性体，尤其是全氟弹性体已用于半导体工业中，但是对改进含氟弹性体使之更适应该特殊用途仍有需求。具体地说，可使用的含氟弹性体组合物通常具有过高含量的离子成分，特别是过高含量的金属阳离子，这限制了含氟弹性体组合物在芯片制造中的适用性。在通过水乳液聚合工艺制备用来制造含氟弹性体的含氟聚合物的情况下尤其如此。

因此，希望找到另一种制造高纯度的含氟聚合物和含氟弹性体的方法，使得它们满足半导体工业的要求，并适用于半导体工业中。

发明内容

一方面，本发明提供了一种用于制备全氟弹性体的可固化的含氟弹性体组合物，该组合物包含：

-具有一个或多个固化部位(cure-site)的全氟聚合物，所述固化部位选自能参与过氧化物固化反应的卤素和/或腈基；

-有机过氧化物和/或能通过所述腈基进行所述全氟聚合物的固化的化合物；

-任选的多不饱和的活性助剂；

其中，所述全氟聚合物基本上不含离子端基，并且所述组合物中金属阳离子的总量不超过10μg/g全氟聚合物。

在一个优选的实施方式中，所述全氟聚合物包含一个或多个得自具有腈基的全氟化的烯烃或者具有一个或多个腈基的全氟化乙烯基醚的单元。

在另一个优选的实施方式中，所述全氟聚合物包含选自四氟乙烯和三氟氯乙烯的氟化的烯烃以及选自全氟化的C₃-C₈烯烃、全氟化乙烯基醚、以及它们的混合物的全氟化单体的重复单元。

所述能通过使上述组合物固化来得到的全氟弹性体具有足够少量的金属阳离子，以制造适用于半导体工业的含氟弹性体。此外，构成所述组合物的全氟聚合物可通过水乳液聚合工艺来制造，并且无需特殊的处理过程或者额外的步骤除去离子，从而达到所需的低含量的金属阳离子。

另一方面，本发明还提供了一种通过使上述组合物固化而得到的固化的全氟弹性体及其在制造电子元件中的应用，特别是在制造晶片和芯片中的应用，其中所述全氟弹性体可用作芯片或晶片制造设备的密封元件。