复合烧结体、半导体制造装置部件以及复合烧结体的制造方法制造方法及图纸

复合烧结体具备Al

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合烧结体、半导体制造装置部件以及复合烧结体的制造方法
本专利技术涉及复合烧结体、半导体制造装置部件以及复合烧结体的制造方法。
技术介绍
以往，在半导体基板的制造装置等中，采用利用库仑力或约翰生·拉别克力吸附半导体基板进行保持的静电卡盘、对半导体基板进行加热的加热器、将静电卡盘和加热器组合的静电卡盘加热器等基座。对于该基座，要求具有高耐电压及高体积电阻率。该基座是使用例如以氧化铝为主相的烧结体而制造的。但是，如果在上述烧结体烧成时发生氧化铝的异常粒生长，则有时烧结体的材料特性大幅变动。因此，在日本特开2017－095333号公报(文献1)中，出于抑制氧化铝的粒生长的目的，在以氧化铝为主成分的烧成原料中添加氧化镁，由此，使氧化铝的平均烧结粒径为3μm～18μm，使烧结粒径分布的变异系数为7％～21％。另外，在日本特开2013－321270号公报(文献2)中，在以氧化铝为主成分的烧成原料中添加二氧化硅、氧化镁、氧化钙以及氧化氧化锆，由此，使氧化铝的平均烧结粒径为0.8μm～4.6μm，堆积密度为3.80g/cm3～3.92g/cm3。在日本特开2005－272293号公报(文献3)中公开一种烧结体，作为半导体制造装置用部件中使用的氧化铝烧结体的实施例，烧结体组成为氧化铝、氧化镁、氧化钙以及氧化硅，平均粒径为3.5μm～19.0μm(表3)。在日本特开2012－216816号公报(文献4)中记载一种静电卡盘用陶瓷成型体，作为实施例5，将氧化铝粉末100重量份、氧化镁0.2重量份、氟化镁0.3重量份、分散剂以及溶剂混合，进行成型及烧成，由此制造静电卡盘用陶瓷成型体(段落0058～0061)。在实施例5的陶瓷成型体中，陶瓷粒子的平均粒径为0.9μm，标准偏差为0.3μm。另外，实施例5的陶瓷成型体的晶界组成为MgAl2O4及MgO(表2)。该陶瓷成型体中，通过使陶瓷粒子的平均粒径为0.7μm～1.2μm，可明显抑制微粒的产生(段落0018)。在日本特开2015－109318号公报(文献5)中记载有如下技术，即，在以氧化铝的晶体为主相的陶瓷制的接合毛细管中，使氧化铝的平均粒径为0.68μm以下，粒径分布的变异系数为0.49以下，以便实现耐磨损性的提高。在日本特开2017－95333号公报(文献6)中公开一种氧化铝烧结体，其中，在氧化铝粒子的晶界存在MgAl2O4粒子。在表2的比较例9～10中，公开了一种氧化铝烧结体，烧结体中的氧化铝粒子的平均粒径为2～3μm，粒径变异系数较小，为6～8％。在比较例9～10的烧结体中，堆积密度为3.83g/cm3～3.85g/cm3，MgAl2O4/氧化铝晶相量比为0.021～0.027。在日本特许第6032022号公报(文献7)中公开一种静电卡盘用的电介质材料，其中，在氧化铝中添加了4～20重量％的碳化硅。在日本特开2002－324833号公报(文献8)中公开如下技术，即，将在氧化铝中添加1～10重量％的碳化硅得到的混合粉末成型，将得到的成型体烧结，由此制造静电卡盘用绝缘部件。上述文献1的烧结体中，在使氧化铝的平均烧结粒径为下限值3μm的情况下，烧结粒径分布的变异系数增大至13％，烧结粒径的均匀性较低。另一方面，在使烧结粒径分布的变异系数为下限值7％的情况下，平均烧结粒径增大至7μm。另外，文献1的烧结体中，根据上述的变异系数及平均烧结粒径求出的氧化铝的烧结粒径分布的标准偏差为0.39～3.57。根据该标准偏差也可知：文献1的烧结体中，烧结粒径的均匀性较低。即，文献1的烧结体中，很难同时实现平均烧结粒径的缩小和烧结粒径的均匀性提高。另外，该烧结体中，最大强度也只有485MPa，并不十分高。此外，认为：该烧结体中，由于氧化铝的粒生长抑制不充分，所以耐电压及体积电阻率也较低，如果烧成条件发生变动，则材料特性也大幅变动。对于文献2的烧结体，堆积密度较低，烧结体中的缺陷也多达0.7％～3.9％。另外，烧结粒径的最大值为平均值的1.6倍以上，认为烧结粒径的均匀性较低。因此，认为：烧结体的强度较低，耐电压及体积电阻率也较低。文献4的陶瓷成型体中，陶瓷粒子的平均粒径低至0.7μm～1.2μm，根据与抑制微粒的产生相关的段落0018的记载，难以考虑使该平均粒径大于1.2μm。因此，难以考虑将文献3结合于文献4而使文献4的粒径标准偏差为0.3μm的陶瓷粒子的平均粒径像文献3那样为3.5μm～19.0μm。文献5的接合毛细管中，也同样地，根据与提高耐磨损性的记载，难以考虑使氧化铝的平均粒径大于0.68μm。但是，在使用文献4的陶瓷成型体的静电卡盘中，如果MgAl2O4的含有率升高，则陶瓷成型体的热膨胀率增大，与作为内部电极使用的金属或合金的热膨胀率之差增大。因此，在烧结工序中，有可能因该热膨胀率之差而在陶瓷成型体产生裂纹、裂缝等损伤。然而，文献4中，没有提及MgAl2O4的含有率等。另一方面，文献6的上述比较例9～10的氧化铝烧结体中，虽然提及了MgAl2O4/氧化铝晶相量比，但是，该晶相量比高达0.021～0.027，因此，有可能在烧结时发生氧化铝烧结体的损伤。另外，比较例9～10的氧化铝烧结体的堆积密度也如上所述较低，因此，耐电压、体积电阻率以及弯曲强度等有可能降低。文献7的电介质材料中，由于能够形成导电路径的碳化硅的添加量较多，因此，耐电压及体积电阻率难以升高。应予说明，该电介质材料，在腐蚀气氛下，随着耐腐蚀性较低的碳化硅腐蚀及脱落，静电卡盘表面的凹凸变得显著，导致粒子进一步脱落，还有可能发生每单位时间的腐蚀量增大，或者产生微粒。文献8的静电卡盘用绝缘部件中也是同样的。
技术实现思路
本专利技术涉及复合烧结体，其目的在于，提供具有高耐电压、高体积电阻率以及高弯曲强度的复合烧结体。另外，其目的还在于，抑制制造时复合烧结体损伤。本专利技术的一个优选方案所涉及的复合烧结体具备氧化铝和镁铝尖晶石。所述氧化铝的含有率为95.5重量％以上。所述氧化铝的平均烧结粒径为2μm以上且4μm以下。所述氧化铝的烧结粒径分布的标准偏差为0.35以下。所述复合烧结体的堆积密度为3.94g/cm3以上且3.98g/cm3以下。所述镁铝尖晶石与所述氧化铝的晶相量之比为0.003以上且0.01以下。根据本专利技术，能够提供具有高耐电压、高体积电阻率以及高弯曲强度的复合烧结体。另外，还能够抑制制造时复合烧结体损伤。优选为，所述复合烧结体还具备碳化硅，所述碳化硅的含有率为0.01重量％以上且4重量％以下。优选为，所述复合烧结体的镁的含有率为0.35重量％以下。优选为，所述复合烧结体的耐电压为100kV/mm以上。优选为，所述复合烧结体的250℃下的体积电阻率为1.0×1015Ω·cm以上。优选为，所述复合烧结体的4点弯曲强度为450MPa以上。本专利技术还涉及半导体制造装置中使用的半导体制造装置部件。本专利技术的一个优选方案所涉及的半导体制造装置部件是使用上述的复合烧结体而制作的。根据本专利技术，能够提供具有高耐电压及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合烧结体，其中，/n具备：氧化铝和镁铝尖晶石，/n所述氧化铝的含有率为95.5重量％以上，/n所述氧化铝的平均烧结粒径为2μm以上且4μm以下，/n所述氧化铝的烧结粒径分布的标准偏差为0.35以下，/n所述复合烧结体的堆积密度为3.94g/cm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180328 JP PCT/JP2018/0128321.一种复合烧结体，其中，
具备：氧化铝和镁铝尖晶石，
所述氧化铝的含有率为95.5重量％以上，
所述氧化铝的平均烧结粒径为2μm以上且4μm以下，
所述氧化铝的烧结粒径分布的标准偏差为0.35以下，
所述复合烧结体的堆积密度为3.94g/cm3以上且3.98g/cm3以下，
所述镁铝尖晶石与所述氧化铝的晶相量之比为0.003以上且0.01以下。


2.根据权利要求1所述的复合烧结体，其中，
还具备碳化硅，
所述碳化硅的含有率为0.01重量％以上且4重量％以下。


3.根据权利要求1或2所述的复合烧结体，其中，
镁的含有率为0.35重量％以下。


4.根据权利要求1至3中的任一项所述的复合烧结体，其中，
耐电压为100kV/mm以上。


5.根据权利要求1至4中的任一项所述的复合烧结体，其中，
250℃下的体积电阻率为1.0×1015Ω·cm以上。


6.根据权利要求1至5中的任一项所述的复合烧结体，其中，
4点弯曲强度为450MPa以上。


7.一种半导体制造装置部件，其在半导体制造装置中被使用，其中，
所述半导体制造装置部件是使用权利要求1至6中的任一项所述的复合烧结体而制作的。


8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿闭恭平，西村升，永井明日美，胜田祐司，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP