[發明專利]一種含氟氧雜烷烴、包含其的用于半導體制程的冷卻劑及用途

在審

• 申請號: 202111158212.9
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113773177A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 曾一錚;劉星;米欣
• 申請（專利權）人: 深圳市盈石科技有限公司
• 主分類號: C07C43/12
• 分類號: C07C43/12;C07C41/18;C07C41/42;C07C51/58;C07C59/135;C07D301/12;C07D303/48;C09K5/10;H01L21/67
• 代理公司: 北京中知星原知識產權代理事務所(普通合伙) 11868
• 代理人: 張文靜;艾變開

本發明涉及一種含氟氧雜烷烴、包含其的用于半導體制程的冷卻劑及用途。所述用于半導體制程的冷卻劑，包含5～20wt％的所述的含氟氧雜烷烴和80wt％以上的2?氫?全氟?5,8,11?三甲基?3,6,9,12?四氧雜十五烷，所述冷卻劑的沸程為170～190℃，傾點為?78～?82℃，?20℃的運動粘度12cst以下。本申請提供的含氟氧雜烷烴，適合于與沸點較高的2?氫?全氟?5,8,11?三甲基?3,6,9,12?四氧雜十五烷配合，在保證沸點170～190℃的前提下，增加?20～?30℃的冷卻劑的流動性。

技術領域

本發明屬于冷卻領域，具體涉及一種含氟氧雜烷烴、包含其的冷卻劑及用途。

背景技術

半導體制程復雜，包含多個支撐步驟，且每個制程步驟溫度不同，如何對制程溫度進行控制使本領域必須解決的問題。

現有技術中大都采用氦氣將制程過程中的熱量帶走，再將氦氣與冷卻劑進行熱交換完成對制程溫度的控制。經過熱交換的冷卻劑需要再次進入壓縮機進行制冷循環，以保證和氦氣的熱交換效率。

在熱交換過程中，冷卻劑的沸程決定了冷卻劑的使用環境，冷卻劑沸程越高，越能夠適用于制程的高溫單元，但是冷卻劑沸程高的同時容易導致冷卻劑傾點也變高，在壓縮機中制冷時，粘度較大，循環速率變低，影響了冷卻效率。

本領域需要開發一種具有較高沸程，同時低溫粘度合適的適合于半導體制程的冷卻劑。當然所述的冷卻劑需要對環境友好，且導熱性好。

發明內容

針對現有技術的不足，本申請目的之一是提供一種含氟氧雜烷烴，所述含氟氧雜烷烴具有如下結構：

所述含氟氧雜烷烴含有少量的氫原子，GWP(溫室效應潛能值)和ODP(臭氧破壞潛能值)低，環境友好，同時低溫下流動性好，且具有高導熱系數和高比熱，此外目的之一所述含氟氧雜烷烴屬于含氟氧雜烷烴類化合物，與2-氫-全氟-5,8,11-三甲基-3,6,9,12-四氧雜十五烷配合，能夠獲得較高溫度的沸程，較好的低溫流動性，提高冷卻效率。

典型但非限制性的本申請目的之一所述的含氟氧雜烷烴的制備方法，包括如下步驟：

(1)在甲醇水溶液中，于-30～-50℃下，向六氟丙烯中加入(30％濃度)H₂O₂和KOH進行親核氧化反應，得到全氟環氧丙烷；

(2)在非質子溶劑中加入步驟(1)得到的全氟環氧丙烷，加入堿金屬氟化物作為催化劑，得到一端為酰氟的低聚物；

(3)將步驟(2)得到的一端為酰氟的低聚物加入至堿溶液中水解，并加熱脫除二氧化碳，得到含氫的氟代氧雜直鏈烷烴混合物；

(4)將步驟(3)得到的含氫的氟代氧雜直鏈烷烴混合物蒸餾，留取沸程101～103℃的餾份，干燥除水后，得到目的之一所述的含氟氧雜烷烴。

本發明目的之二是提供一種用于半導體制程的冷卻劑，所述冷卻劑包含5～20wt％的目的之一所述的含氟氧雜烷烴和80wt％以上的2-氫-全氟-5,8,11-三甲基-3,6,9,12-四氧雜十五烷，所述冷卻劑的沸程為170～190℃，傾點為-78～-82℃(例如-79℃、-81℃等)，-20℃的運動粘度12cst以下(例如11.5cst、11cst、10.5cst、10cst、9.5cst等)，優選11～12cst。

本發明提供的冷卻劑中以2-氫-全氟-5,8,11-三甲基-3,6,9,12-四氧雜十五烷(結構為)為主要組分，其沸點較高在190℃以上，能夠適合于最高制程溫度較高的半導體制程，但是其低溫下的流動性差，本申請選用目的之一所述的含氟氧雜烷烴與之配合，有效的降低了冷卻劑的傾點，相應的低溫下的流動性也變好了。