JP7012063B2

JP7012063B2 - 半導体製造装置用シール材

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Publication number: JP7012063B2
Application number: JP2019223673A
Authority: JP
Inventors: 裕明安田; 武広浜村; 隆男伊東
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2022-01-27
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Description

本開示は、半導体製造装置に用いるシール材に関する。

機械装置において、気密性を得るために、ゴム組成物等からなるシール材が用いられる。シール材の特性としては、硬さ、引っ張り強さ、圧縮永久歪み等がある。具体的に要求される特性は、使用目的に応じて異なる。また、シール材を半導体製造装置に用いる場合、プラズマに晒されても発塵し難いことが求められる。

特開２０１７－１７９２１０号公報特許０４６２８８１４号特許０６２３０４１５号

本開示の技術の目的は、圧縮永久歪みの向上と、半導体製造装置に使用した場合の発塵の抑制とを両立するシール材を提供することである。

本開示の半導体製造装置用シール材は、フッ素ゴムとフェノール樹脂粉末とを含むゴム組成物からなる。フッ素ゴム１００質量部に対して、フェノール樹脂粉末の配合量は１質量部以上、５０質量部以下である。フェノール樹脂粉末の平均粒径は、１μｍ以上、２０μｍ以下である。

本開示の半導体製造装置用シール材によると、圧縮永久歪みの向上と、発塵の抑制とを両立することができる。

本実施形態の半導体製造装置用シール材は、ゴム成分としてフッ素ゴムを含み、フェノール樹脂粉末を含有するゴム組成物からなる。このようなゴム成分と配合剤との組み合わせにより、望ましい圧縮永久歪み等の特性と、プラズマに晒された場合にも発塵を抑制することとが実現する。

半導体製造装置用シール材を構成するゴム成分としては、フッ素ゴムの他に、シリコーンゴム、ＥＰＤＭ等を用いる場合がある。しかしながら、後に更に説明するが、シリコーンゴムにフェノール樹脂粉末を配合したとしても、圧縮永久歪みの向上は見られない。また、ＥＰＤＭにフェノール樹脂粉末を配合した場合、表層が強く硬化してひび割れるので、シール材として不適となる。

本実施形態のシール材において、フッ素ゴムとしては、例えば、ビニリデンフルオライド（ＶＤＦ）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）との共重合体（二元系ＦＫＭ）、ビニリデンフルオライド（ＶＤＦ）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）とテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）との共重合体（三元系ＦＫＭ）、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とプロピレン（Ｐｒ）との共重合体（ＦＥＰ）、ビニリデンフルオライド（ＶＤＦ）とプロピレン（Ｐｒ）とテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）との共重合体、エチレン（Ｅ）とテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）との共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレン（Ｅ）とテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とパーフルオロメチルビニルエーテル（ＰＭＶＥ）との共重合体、ビニリデンフルオライド（ＶＤＦ）とテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とパーフルオロメチルビニルエーテル（ＰＭＶＥ）との共重合体、ビニリデンフルオライド（ＶＤＦ）とパーフルオロメチルビニルエーテル（ＰＭＶＥ）との共重合体、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とパーフルオロアルキルエーテル（ＰＦＡＥ）の共重合体等が挙げられる。これらのうちの１種又は２種以上を用いることが好ましい。

以上のうち、二元系ＦＫＭ、三元系ＦＫＭ、ＦＥＰＭ、ＦＦＫＭ、パーフルオロポリエーテルがより好ましい。

フッ素ゴムの架橋方法としては、ポリオール架橋とパーオキサイド（有機過酸化物）架橋とがあるが、パーオキサイド架橋を用いることが好ましい。

ポリオール架橋は、圧縮永久歪みの点についてはパーオキサイド架橋よりも優れている。しかし、ポリオール架橋の場合、架橋反応の際にＨＦが生成するので、これを吸収するためにＭｇＯ、ＣａＯＨ_２等を添加する必要がある。この結果、ポリオール架橋のフッ素ゴムは、パーオキサイド架橋のフッ素ゴムに比べると、含有金属が多く、プラズマ環境下にて発塵しやすい傾向がある。このことから、半導体製造装置用シール材としては、パーオキサイド架橋の方が好ましい。また、耐薬品性、スチーム性の点（金属酸化物により低下する傾向がある）からも、パーオキサイド架橋の方が好ましい。但し、ポリオール架橋のフッ素ゴムについても、フェノール樹脂粉末を配合することにより圧縮永久歪みが向上する効果は実現するので、ポリオール架橋の場合を排除するものではない。

パーオキサイドは、所定の温度に加熱されたときにゴム成分を架橋させる熱架橋剤である。具体例としては、１，１－ビス（ｔ－ブチルパーオキシ）－３，５，５－トリメチルシクロヘキサン、２，５－ジメチルヘキサン－２，５－ジヒドロパーオキサイド、ジ－ｔ－ブチルパーオキサイド、ｔ－ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、α，α－ビス（ｔ－ブチルパーオキシ）－ｐ－ジイソプロピルベンゼン、２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）－ヘキシン－３、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ－ブチルパーオキシベンゼン、ｔ－ブチルパーオキシマレイン酸、ｔ－ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔ－ブチルパーオキシベンゾエイト等が挙げられる。パーオキサイドは、これらのうちの１種又は２種以上を用いることが好ましく、優れた物性を得る観点から、２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサンを用いることがより好ましい。

また、ポリオール系架橋剤としては、ビスフェノール類が好ましい。具体的には、例えば、２，２－ビス（４－ヒドロキシフェニル）プロパン［ビスフェノールＡ］、２，２－ビス（４－ヒドロキシフェニル）パーフルオロプロパン［ビスフェノールＡＦ］、ビス（４－ヒドロキシフェニル）スルホン［ビスフェノールＳ］、ビスフェノールＡ－ビス（ジフェニルホフェート）、４，４’－ジヒドロキシジフェニル、４，４’－ジヒドロキシジフェニルメタン、２，２－ビス（４－ヒドロキシフェニル）ブタン等のポリヒドロキシ芳香族化合物が挙げられる。ポリオールは、優れた物性を得る観点から、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡＦ等が好ましい。これらはアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩の形であってもよい。

また、本実施形態のシール材において、フェノール樹脂は、反応が完了しているものであることが好ましい。例えば、メタノール中にて加熱環流した際の抽出分が１０質量％以下であるものが好ましい。また、遊離フェノール含有量が５００ｐｐｍ以下のフェノール樹脂が好ましい。

フェノール樹脂の配合量は、圧縮永久歪みを向上する観点から、ゴム成分１００質量部に対し、好ましくは１質量部以上であり、より好ましくは５質量部以上である。また、同じ観点から、フェノール樹脂の配合量は好ましくは５０質量部以下であり、より好ましくは２５質量部以下であり、更に好ましくは１５質量部以下である。

また、フェノール樹脂粉末の平均粒径は、圧縮永久歪みを向上する観点から、好ましくは１μｍ以上である。また、同じ観点から、平均粒径は好ましくは２０μｍ以下であり、より好ましくは１０μｍ以下であり、更に好ましくは６μｍ以下である。

尚、本実施形態において、平均粒径は、レーザー回折散乱法により測定した５０％粒度である。

また、本実施形態のシール材を構成するフッ素ゴム組成物は、フェノール樹脂粉末以外の配合材を含んでいても良い。

例えば、フッ素ゴム組成物は、粉末シリカを含んでいても良い。シリカを含有することにより、架橋して成形すると、耐圧壊性に優れたフッ素ゴム成形体となる。シリカは、乾式シリカや湿式シリカ等の合成非晶質シリカが好ましく、親水性乾式シリカや疎水性乾式シリカ等の乾式シリカがより好ましく、疎水性乾式シリカがさらに好ましい。

また、シリカの含有量は、耐圧壊性を含む優れた物性を得る観点から、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上、より好ましくは５質量部以上であり、また、好ましくは３０質量部以下、より好ましくは２０質量部以下とするのが良い。

尚、シリカは、表面処理されていても良い。例えば、シランカップリング剤によって表面処理され、メチル基、ジメチル基、トリメチル基等が導入されていても良い。

また、シリカは、粉末状であることが望ましい。粉末シリカは、ＢＥＴ理論による比表面積が５０ｍ^２／ｇ以上であることが好ましく、８０ｍ^２／ｇ以上であることがより好ましい。

また、フッ素ゴム組成物に対し、カーボンブラックを配合剤とすることも可能である。カーボンブラックを配合するとプラズマ環境下にて発塵しやすいことから、この点からは配合しない方が好ましい。しかし、カーボンブラックを含むフッ素ゴム組成物においても、フェノール樹脂粉末を更に配合することにより圧縮永久歪みを向上する効果は実現する。カーボンブラックの含有量は、フッ素ゴム１００質量部に対して、好ましくは５質量部以下、より好ましくは３質量部以下、最も好ましくは０質量部である。

また、本実施形態のシール材を構成するフッ素ゴム組成物は、水素サイト保護剤を更に含有していてもよい。水素サイト保護剤は、ゴム製品の製造時に放射線が照射されたとき、ゴム成分の炭素－水素間の結合が切断されて生じる炭素のラジカルに結合する化合物である。

水素サイト保護剤は、分子内にゴム成分の炭素のラジカルに結合するアルケニル基を有するパーフルオロ骨格の化合物、及び／又は、分子内にゴム成分の炭素のラジカルに結合するアルケニル基を有するシロキサン骨格の化合物を含むことが好ましい。アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基等が挙げられる。アルケニル基は、これらのうちのビニル基が好ましい。

分子内にアルケニル基を有するパーフルオロ骨格の化合物としては、例えば、パーフルオロポリエーテル構造の化合物、パーフルオロアルキレン構造の化合物等が挙げられる。分子内にアルケニル基を有するシロキサン骨格の化合物としては、例えば、メチルビニルシロキサンの重合体、ジメチルシロキサンの重合体、ジメチルシロキサンとメチルビニルシロキサンとの共重合体、ジメチルシロキサンとメチルビニルシロキサンとメチルフェニルシロキサンとの共重合体等が挙げられる。その他、付加重合の液状シリコーンゴムである分子中にアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサンが挙げられる。水素サイト保護剤は、これらのうちの１種又は２種以上を用いることが好ましい。

水素サイト保護剤の含有量は、耐プラズマ性を高める観点から、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上、より好ましくは５質量部以上であり、また、好ましくは２０質量部以下、より好ましくは１５質量部以下である。

フッ素ゴム組成物は、更に、可塑剤、加工助剤、加硫促進剤、老化防止剤等を含有していてもよい。

未架橋のフッ素ゴム組成物は、オープンロールなどの開放式のゴム混練機、或いは、ニーダーなどの密閉式のゴム混練機を用いて調製することができる。これらのうち、特にオープンロールなどの開放式のゴム混練機において、優れた混練加工性を得ることができる。

以上のようなフッ素ゴム組成物からシール材を製造するには、例えば、金型を用いた加工を行う。つまり、本実施形態に係る未架橋のフッ素ゴム組成物の所定量を、予熱した金型のキャビティに充填し、次いで型締めした後、その状態で、所定の成形温度及び所定の成形圧力で所定の成形時間だけ保持する。このとき、未架橋のフッ素ゴム組成物がキャビティの形状に成形されるとともに、ゴム成分が架橋剤により架橋して可塑性を喪失する。この成形は、プレス成形であってもよく、また、射出成形であってもよい。成形温度は、例えば１５０℃以上１８０℃以下である。成形圧力は、例えば０．１ＭＰａ以上２５ＭＰａ以下である。成形時間は、例えば３分以上２０分以下である。そして、金型を型開きし、内部から成形品を取り出して冷却することにより、ゴム製品を得ることができる。なお、金型から取り出した成形品に対しては、更に加熱温度１５０℃以上２５０℃以下及び加熱時間２時間以上２４時間以下の熱処理を施してもよい。

以下、本開示の半導体製造装置用シール材について、実施例１～９及び比較例１～１６を説明する。

――シール材の作製――
（実施例１）
フッ素ゴム成分のＦＫＭ（Solvay社製、商品名：テクノフロンP959）１００質量部に対し、架橋剤としての有機過酸化物（日本油脂株式会社製、商品名パーヘキサ25B）１．５質量部と、架橋助剤としてトリアリルイソシアヌレート（TAIC、三菱ケミカル社製）２．０質量部と、フェノール樹脂粉末（エア・ウォーター・ベルパール社製、商品名ベルパールR100）１質量部とを加え、オープンロールにより混練を行った。混練したコンパウンドを１６０℃で１０分間プレス成形した。その後、ギアオーブン中にて２００℃で４時間、二次架橋を行った。得られたシール材を実施例１のシール材とした。尚、ベルパールR100の平均粒径は１．５μｍである。

（実施例２）
フェノール樹脂粉末（ベルパールR100）の配合量を１０質量部（フッ素ゴム１００質量部に対して。以下、配合剤の質量部について、同様にゴム成分１００質量部に対する値であることを省略して記載することがある）とした他は実施例１と同様にして、実施例２のシール材を作製した。

（実施例３）
フェノール樹脂粉末（ベルパールR100）の配合量を２５質量部とした他は実施例１と同様にして、実施例３のシール材を作製した。

（実施例４）
フェノール樹脂粉末（ベルパールR100）の配合量を５０質量部とした他は実施例１と同様にして、実施例４のシール材を作製した。

（実施例５）
フェノール樹脂粉末として、ベルパールR100に代えてベルパールR200（商品名。エア・ウォーター・ベルパール社製）１０質量部を用いた他は実施例１と同様にして、実施例５のシール材を作製した。尚、ベルパールR200の平均粒径は５．８μｍである。

（実施例６）
配合剤として、更にカーボンブラック（Cancarb社製、商品名Thermax N990）１０質量部を加えた他は実施例２と同様にして、実施例６のシール材を作製した。

（実施例７）
フッ素ゴム成分のＦＫＭ（ケマーズ社製、商品名：バイトンE60C）１００質量部に対し、受酸剤としての酸化マグネシウム（協和化学工業社製、商品名：キョーワマグ150）３質量部及び水酸化カルシウム（近江化学工業社製、商品名：カルビット2000）６質量部と、フェノール樹脂粉末（ベルパールR100）１０質量部と、カーボンブラック（Thermax N990）２５質量部とを加え、オープンロールにより混練を行った。混練したコンパウンドを１７０℃で２０分間プレス成形した。その後、ギアオーブン中にて２００℃で２４時間、二次架橋を行った。得られたシール材を実施例７のシール材とした。

（実施例８）
プレス条件を１６０℃で５分間とし、且つ、二次架橋は行わなかった他は実施例２と同様にして、実施例８のシール材を作製した。

（実施例９）
有機過酸化物（パーヘキサ25B）の配合量を０．３質量部とした他は、実施例８と同様にして、実施例９のシール材を作製した。

（比較例１）
フェノール樹脂粉末（ベルパールR100）を配合しなかった他は実施例１と同様にして、比較例１のシール材を作製した。

（比較例２）
フェノール樹脂粉末（ベルパールR100）に代えて、カーボンブラック（Thermax N990）１０質量部を配合した他は実施例１と同様にして、比較例２のシール材を作製した。

（比較例３）
フェノール樹脂粉末（ベルパールR100）に代えて、カーボンブラック（Thermax N990）２５質量部を配合した他は実施例１と同様にして、比較例３のシール材を作製した。

（比較例４）
フェノール樹脂粉末（ベルパールR100）に代えて、カーボンブラック（三菱ケミカル社製、商品名：ダイアブラックH）１０質量部を配合した他は実施例１と同様にして、比較例４のシール材を作製した。

（比較例５）
フェノール樹脂粉末（ベルパールR100）に代えて、シリカ（日本アエロジル社製、商品名：アエロジルR972）１０質量部を配合した他は実施例１と同様にして、比較例５のシール材を作製した。

（比較例６）
フェノール樹脂粉末（ベルパールR100）に代えて、シリカ複合球状硬化メラミン樹脂粒子（日産化学社製、商品名：オプトビーズ2000M）１０質量部を配合した他は実施例１と同様にして、比較例６のシール材を作製した。

（比較例７）
フェノール樹脂粉末（ベルパールR100）に代えて、フッ素樹脂粉末（アルケマ社製、商品名：カイナーMG15）１０質量部を配合した他は実施例１と同様にして、比較例７のシール材を作製した。

（比較例８）
フェノール樹脂粉末（ベルパールR100）に代えて、フッ素樹脂（PVDF）粉末（カイナーMG15）２５質量部を配合した他は実施例１と同様にして、比較例８のシール材を作製した。

（比較例９）
フェノール樹脂粉末（ベルパールR100）に代えて、フッ素樹脂（PTFE）粉末（旭硝子社製、商品名：フルオンL173JE）１０質量部を配合した他は実施例１と同様にして、比較例９のシール材を作製した。

（比較例１０）
フェノール樹脂粉末（ベルパールR100）を配合しなかった他は実施例７と同様にして、比較例１０のシール材を作製した。

（比較例１１）
フェノール樹脂粉末（ベルパールR100）に代えて、カーボンブラック（Thermax N990）１０質量部を配合した他は実施例８と同様にして、比較例１１のシール材を作製した。

（比較例１２）
フェノール樹脂粉末（ベルパールR100）に代えて、カーボンブラック（Thermax N990）１０質量部を配合した他は実施例９と同様にして、比較例１２のシール材を作製した。

（比較例１３）
フェノール樹脂粉末として、ベルパールR100に代えて、ベルパールR800（商品名。エア・ウォーター・ベルパール社製）１０質量部を配合した他は実施例１と同様にして、比較例１３のシール材を作製した。尚、ベルパールR800の平均粒径は２２μｍである。

（比較例１４）
ビニルメチルシリコーンゴム（信越化学社製、商品名KE-871C-U）１００質量部に対し、架橋材としての有機過酸化物（信越化学社製、商品名：C-8）１質量部を加え、オープンロールにより混練を行った。混練したコンパウンドを１６０℃で１０分間プレス成形した。その後、ギアオーブン中にて２００℃で４時間、二次架橋を行った。得られたシール材を比較例１４のシール材とした。

（比較例１５）
混練の際に配合剤としてフェノール樹脂粉末（ベルパールR100）１０質量部を加えたほかは比較例１４と同様にして、比較例１５のシール材を作製した。

（比較例１６）
エチレンプロピレンジエンゴム（JSR社製、商品名：EP51）１００質量部に対し、有機過酸化物（パーヘキサ25B）１．５質量部と、架橋助剤（TAIC）２．０質量部と、フェノール樹脂粉末（ベルパールR100）１０質量部とを加え、オープンロールにより混練を行った。混練したコンパウンドを１６０℃で３０分間プレス成形した。その後、ギアオーブン中にて１６０℃で１時間、二次架橋を行った。得られたシール材を実施例１のシール材とした。得られたシール材を比較例１６のシール材とした。

――試験評価方法――
（硬さ）
作製したシール材の硬さは、JIS K6253-3に従い、タイプＡのデュロメータを用いて瞬間値として測定した。

（引っ張り強さ、伸び、100%モジュラス）
作製したシール材の引っ張り強さ、伸び、及び100%モジュラスは、いずれもJIS K6252に基づき、厚さ２ｍｍの３号ダンベル状試験片により測定した。

（圧縮永久歪み）
作製したシール材の圧縮永久歪みは、JIS K6262に基づき、AS-214 Ｏリングを半分に切った試験片により測定した。

（耐プラズマ性）
作製したシール材の耐プラズマ性は、小型プラズマエッチング装置（神港精機株式会社製）を用いてAS-214 Ｏリングをプラズマに暴露させて、重量減少率を求めることにより測定した。この際、高周波電源は１５００Ｗ、ガスはＯ_２＋ＣＦ_４（５０：１）、圧力は１００Ｐａ、時間は３０分の条件とした。

また、暴露後のＯリングの外観を目視観測し、パーティクルの有無を確認した。

（加硫速度）
シール材の作成時の加硫速度について、JIS K6300-2に準拠した装置を用いてt90を求めた。

――試験評価結果――

表１に、実施例１～５と、比較例１～９及び１３とのシール材について、ゴム組成物の配合及び試験評価結果を記載している。

フェノール樹脂粉末を配合した実施例１～５について、フェノール樹脂粉末を配合しない比較例１と比べると、圧縮永久歪みが改善（低減）すると共に、硬さ及びモジュラスも向上している。

また、実施例１～５について、カーボンブラックを配合した比較例２～４と比べると、圧縮永久歪みに優れる。更に、比較例２～４ではプラズマ照射後に発塵が見られるが、実施例１～５ではプラズマ照射後の発塵は見られない。実施例１～５の重量減少率は、比較例２～４の重量減少率よりも小さい。従って、実施例１～５の方が比較例２～４よりも耐プラズマ性に優れている。

また、実施例１～５について、シリカ、シリカ－メラミン複合体又はＰＶＤＦを配合した比較例５～８と比べると、圧縮永久歪みに優れる。

また、実施例１～５について、ＰＴＦＥを配合した比較例９と比べると、圧縮永久歪みに優れる。また、また、比較例９ではプラズマ照射後に発塵が見られるが、実施例１～５ではプラズマ照射後の発塵は見られない。

以上から、ゴム成分としてフッ素ゴムを用い、フェノール樹脂粉末を配合した実施例１～５について、圧縮永久歪みが改善し、且つ、耐プラズマ性が向上する（プラズマ照射による発塵を抑制する）効果が実現する。

比較例１３は、フェノール樹脂粉末を配合している点では実施例１～５と同様である。但し、実施例１～４のフェノール樹脂粉末の平均粒径が１．５μｍ、実施例５のフェノール樹脂粉末の平均粒径が５．８μｍであるのに対し、比較例１３のフェノールの平均粒径は２２μｍである。比較例１３では圧縮永久歪みは改善せず、実施例１～５と同様の測定条件において崩壊した。従って、フェノール樹脂粉末の粒径には好ましい範囲が存在する。例えば２０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがより好ましく、６μｍ以下であることが更に好ましい。

また、フェノール樹脂粉末の配合量のみが異なる実施例１～４について、実施例２の場合が圧縮永久歪みについては最も優れている。フェノール樹脂粉末のゴム成分１００質量部に対する配合量は、１質量部以上であることが好ましい。また、５０質量部以下であることが好ましく、２５質量部以下であることがより好ましく、１５質量部以下であることが更に好ましい。

次に、表２に、実施例６及び７と、比較例３、１０及び１４～１７とのシール材について、ゴム組成物の配合及び試験評価結果を記載している。

実施例６及び比較例３は、いずれもカーボンブラックが配合された例である。実施例６は、更にフェノール樹脂粉末が配合されている点において比較例３と異なる。半導体製造装置用シール材では、発塵を避ける観点から、カーボンブラックを配合しないことが好ましい。しかし、他の特性に関する要請等から、カーボンブラックを配合することは考えられる。

実施例６と比較例３から、カーボンブラックを配合している場合においても、フェノール樹脂粉末を配合することにより圧縮永久歪みが改善することが示される。

また、実施例７及び比較例１０は、いずれもポリオール架橋系のフッ素ゴムであり、いずれもカーボンブラックが配合されている。実施例７は、更にフェノール樹脂粉末が配合されている点において比較例１０と異なる。

これらの比較から、ポリオール架橋のフッ素ゴムに関しても、フェノール樹脂粉末を配合することにより圧縮永久歪みが改善することが示される。

比較例１４及び１５は、いずれもシリコーンゴムをゴム成分とする。フェノール樹脂粉末は比較例１４では配合されず、比較例１５では配合されている。比較例１５において、圧縮永久歪みは比較例１４よりも劣化している。従って、シリコーンゴムの場合には、フェノール樹脂粉末を配合することによる圧縮永久歪み改善の効果は無い。

更に、比較例１６は、ゴム成分としてＥＰＤＭを用いおり、フェノール樹脂粉末が配合されている。比較例１６では、加硫後に表層が強く硬化し、ひび割れる。硬さ、圧縮永久歪み等について測定不能であり、シール材としては不適である。

これらから、フッ素ゴムをゴム成分としてフェノール樹脂粉末を配合することにより圧縮永久歪みが改善することが示される。

次に、表３に、実施例８及び９と、比較例１、１１及び１２とのシール材について、ゴム組成物の配合及び試験評価結果を記載している。

実施例８は、比較例１に対し、フェノール樹脂粉末を配合している点が異なる。また、比較例１１は、比較例１に対し、カーボンブラックを配合している点が異なる。

実施例８は、比較例１よりも加硫速度（t90）が速くなっている。しかし、比較例１１については、加硫速度が速くなる効果は見られない。このように、フェノール樹脂粉末を加えることにより、加硫速度が速くなるという効果がある。このような効果は、カーボンブラックには無い。

実施例９は、実施例８に対して、架橋剤の配合量を５分の１に減らした例である。この場合にも、加硫速度（t90）は十分に速く、５分間の加硫時間によって十分に加硫が進行している。その結果、圧縮永久歪みが更に向上している。

これに対し、比較例１１及び１２はフェノール樹脂粉末を配合しない例であり、架橋剤の配合量のみが異なる。比較例１２では、比較例１１に対し、架橋剤を減らしたことにより加硫速度（t90）が低下している。この結果、５分間の加硫時間では十分に加硫が進行せず、圧縮永久歪みは劣化している。

本開示のシール材は、圧縮永久歪みに優れると共にプラズマに暴露した際の発塵が抑制されているので、特に半導体製造装置用のシール材として有用である。

Claims

フッ素ゴムとフェノール樹脂粉末とを含むゴム組成物からなり、
前記フッ素ゴム１００質量部に対して、前記フェノール樹脂粉末の配合量は１質量部以上、５０質量部以下であり、
前記フェノール樹脂粉末の平均粒径は、１μｍ以上、２０μｍ以下であることを特徴とする半導体製造装置用シール材。
請求項１において、
前記ゴム組成物は、粉末シリカを更に含むことを特徴とする半導体製造装置用シール材。
請求項１又は２において、
前記ゴム組成物は、水素サイト保護剤を更に含むことを特徴とする半導体製造装置用シール材。