高介电性导热性组合物及高介电性导热性部件的制作方法

本发明涉及高介电性导热性组合物以及由其固化物构成的高介电性导热性部件，更具体地，涉及用于在半导体蚀刻装置中抑制被蚀刻处理的被处理基板的温度上升的导热性部件以及形成其的导热性组合物。

背景技术：

1、在半导体蚀刻装置中，在载置晶圆等被处理基板的卡盘机构部的外周部与设置在被处理基板的外周部的边缘环之间配置有导热性部件，对由于蚀刻作业传递到边缘环的热进行散热。导热性部件例如通过在有机硅等橡胶基材中混合氧化铝等金属氧化物或氮化物等导热性优异的导热性填料并固化或成型而得到。这种导热性填料具有高的热导率，但相对介电常数低，因此作为导热性部件的介电特性低。

2、作为构成半导体蚀刻装置的卡盘机构部，广泛采用静电卡盘方式，在静电卡盘方式中使用的导热性部件以外的部件中，使用相对介电常数高的介电材料。因此，如果能够对导热性部件也赋予同等的相对介电常数，则蚀刻装置内的各部件间的相对介电常数的差变小，因此有可能有助于提高蚀刻作业时的成品率。因此，作为对导热性部件赋予高相对介电常数的技术，例如在专利文献1中，提出了通过将钛酸钡等高介电常数微粒和氮化物等导热性微粒组合并混合在聚合物基材中，形成同时具有高相对介电常数和散热性的高介电绝缘散热片的技术。

3、[现有技术文献]

4、[专利文献]

5、[专利文献1]  特开2013－8724号公报

技术实现思路

1、[发明要解决的课题]

2、然而，在专利文献1中，为了获得高相对介电常数而使用钛酸钡等高介电常数微粒，但由于高介电常数微粒的导热性差，因此将高介电常数微粒和导热性微粒混合而得到的片（导热部件）存在导热性降低的问题。因此，在利用高频电流的半导体蚀刻装置中，由于是应散热的热量也多的严格的环境，因此不希望导热部件的导热性降低，而希望具备高导热性的同时，具有与所应用的半导体蚀刻装置的卡盘机构部及其周边部件的相对介电常数同等高的相对介电常数以及足够低的介电损耗角正切tanδ的高介电特性。

3、此外，在半导体蚀刻装置中，为了均匀地进行晶圆的表面的处理，不优选边缘环和卡盘机构通电，而希望导热部件具有电绝缘性。另外，对于配置于半导体蚀刻装置的卡盘机构部的外周部和设置于被处理基板的外周部的边缘环之间的导热部件，为了无间隙地安装在外周部与边缘环之间，因此要求适度的柔软性。

4、本发明是鉴于这样的实际情况而完成的，其目的在于提供一种具有电绝缘性和适度的柔软性、同时具有高导热性和高介电特性的高介电性导热性部件以及能够形成该高介电性导热性部件的高介电性导热性组合物。

5、[解决课题的手段]

6、为了达到上述目的，本发明的高介电性导热性组合物包含树脂（a）和导热性填料（b）。导热性填料（b）的含量为组合物整体的50～88体积%，导热性填料（b）包含体积电阻率为1. 0×10～1.0×108ω·cm的第1导热性填料（b1）。在本发明的高介电性导热性组合物中，该第1导热性填料（b1）的含量为组合物整体的7～35体积%。这样的高介电性导热性组合物可以形成在树脂中填充有导热性填料的固化物。该固化物具有电绝缘性和适度的柔软性，可以作为配置在半导体蚀刻装置的卡盘机构部的外周部和设置在被处理基板的外周部的边缘环之间的导热部件使用。另外，该固化物可成为兼具高导热性和高介电特性（在本说明书中，也称为高介电性，是指相对介电常数高且介电损耗角正切tanδ低。）的高介电性导热性部件，即使在半导体蚀刻装置中，作为配置在载置晶圆等被处理基板的静电卡盘的外周部和设置在被处理基板的外周部的边缘环之间的导热性部件使用，也能够减小与其他部件的相对介电常数的差。另外，由于介电损耗角正切tanδ高的固化物因电场引起的发热量也高，所以在产生高频电场的装置中，作为导热部件不能发挥充分的功能，但本发明的高介电性导热性组合物的固化物由于介电损耗角正切tanδ低，因此适合用于产生高频电场的半导体蚀刻装置等。

7、本发明的高介电性导热性部件由上述高介电性导热性组合物的固化物构成。该高介电性导热性部件配置在设置于半导体蚀刻装置中的被处理基板的外周部的边缘环和载置该被处理基板的静电卡盘的外周部之间，相对介电常数为8以上，热导率为1.0w/m·k以上，且介电损耗角正切tanδ为0.01以下，树脂（a）为聚有机硅氧烷。本发明的高介电性导热性部件，当相对介电常数为8以上、热导率为1.0w/m·k以上、且介电损耗角正切tanδ为0.01以下时，相对介电常数及热导率足够高，介电损耗角正切tanδ足够小，因此，在产生高频电场的半导体蚀刻装置中，适合用作载置晶圆等被处理基板的静电卡盘的外周部和设置在被处理基板的外周部的边缘环之间的导热性部件。

8、优选地，在本发明的高介电性导热性部件中，上述第1导热性填料（b1）的平均粒径d50为0.1～100μm。本发明的高介电性导热性部件在第1导热性填料（b1）的平均粒径d50为0.1～100μm的范围中，相对介电常数显示出较高值。另外，第1导热性填料（b1）更优选平均粒径d50为10～40μm。另外，在第1导热性填料（b1）的平均粒径d50为10～40μm的范围中，体积电阻率与相对介电常数一起显示出较高值。需要说明的是，本说明书中的平均粒径d50是指在体积基准的累计粒径分布中，来自小粒径侧的累计粒子体积为总粒子体积的50%的粒径d50，例如是通过激光衍射·散射法测定的值。

9、在本发明的高介电性导热性部件中，上述第1导热性填料（b1）优选由选自由金属硅和碳化硅组成的组中的至少一种材料构成。由于第1导热性填料（b1）由这些材料构成，本发明的高介电性导热性部件能够形成具有足够高相对介电常数的导热性片，适合用于产生高频电场的半导体蚀刻装置等。

10、在本发明的高介电性导热性部件中，上述导热性填料（b）还包含体积电阻率超过1.0×108ω·cm的第2导热性填料（b2），第2导热性填料（b2）的含量优选为上述组合物整体的40～80体积%。该第2导热性填料（b2）优选由选自由氧化铝、氮化铝、氮化硼、氮化硅、金刚石、氢氧化铝和氧化镁组成的组中的至少一种材料构成。

11、作为包含这样的第2导热性填料（b2）的组合物的固化物的高介电性导热性部件，在不使体积电阻率和硬度恶化的情况下能够兼顾高热导率和高相对介电常数。本发明的高介电性导热性部件的体积电阻率优选为1.0×109ω·cm以上，硬度优选为asker c5～75（sris 0101标准，23±2℃），通过这样构成，适合用于产生高频电场的半导体蚀刻装置等。

12、在本发明的半导体蚀刻装置中，组装有上述的高介电性导热性部件。由于上述高介电性导热性部件同时具有高导热性和高相对介电常数，因此蚀刻装置内的各部件间的相对介电常数的差变小，因此有可能有助于提高蚀刻作业时的成品率。

13、[发明的效果]

14、根据本发明，可以提供具有电绝缘性和适度的柔软性、兼具高导热性和高介电特性的高介电性导热性部件以及能够形成该高介电性导热性部件的高介电性导热性组合物。由此形成的高介电性导热性部件即使在利用高频电流的半导体蚀刻装置这样的应散热的热量多的严格的环境下也能够发挥充分的散热性能。