复合烧结体、半导体制造装置构件及复合烧结体的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供复合烧结体、半导体制造装置构件及复合烧结体的制造方法。复合烧结体(20)具备以Al2O3为主材料的基材和配置于该基材的内部或表面的电极(23)。电极(23)包含Ru、ZrO2和Al2O3。由此，能够抑制电极(23)中的ZrO2的偏集。其结果，能够抑制由该偏集的影响导致的电极(23)与基材的热膨胀系数之差所引起的基材的裂纹、电极(23)的剥离。电极(23)的剥离。电极(23)的剥离。

【技术实现步骤摘要】
复合烧结体、半导体制造装置构件及复合烧结体的制造方法


[0001]本专利技术涉及复合烧结体、半导体制造装置构件及复合烧结体的制造方法。
[0002]本申请主张基于2020年9月14日申请的日本专利申请JP2020
‑
153841、以及在2021年6月25日申请的日本专利申请JP2021
‑
105533的优先权的利益，将这些申请的所有公开并入本申请中。

技术介绍

[0003]以往，在半导体基板的制造装置等中，利用吸附保持半导体基板的静电卡盘、加热半导体基板的加热器、将它们组合而成的静电卡盘加热器等的基座。该基座具备以陶瓷烧结体为主材料的基材和配置于该基材的内部等的电极。为了减小电阻率，该电极通常以金属为主材料而形成。
[0004]上述基座例如通过将基材与电极一体烧成而形成。在该烧成中，有可能产生由基材的热膨胀系数与电极的热膨胀系数之差引起的不良影响。例如，有可能在基材产生裂纹，或者电极从基材剥离。另外，在基材薄的情况下，也有可能在基材产生翘曲。
[0005]因此，在国际公开第2016/042957号(文献1)中，提出了如下技术：通过将设置于作为氧化铝或稀土金属氧化物的烧结体的陶瓷基体中的电极的主成分设为钌，并添加氧化锆、氮化钛或氧化铝作为填料成分，从而降低陶瓷基体与电极的热膨胀系数之差，抑制陶瓷基体的翘曲。
[0006]然而，在基座的制作中，在基材的表面印刷电极材料的糊剂并进行一体烧成的情况下，该糊剂被基材吸引，有可能导致电极材料中的特定成分偏集于基材侧。例如，如文献1那样，在使用在钌中添加了氧化锆的电极的情况下，由于在糊剂中的氧化锆偏集于基材侧的状态下进行烧成，因此电极与基材的热膨胀系数之差局部增大，有可能产生基材的裂纹、电极的剥离等。认为：所述氧化锆的偏集是由于钌富于延展性而不容易粉碎，因此糊剂中的钌的粒径比较大(例如，十几μm)，而相对于此，氧化锆的粒径小(例如，0.1μm)。

技术实现思路

[0007]本专利技术面向复合烧结体，其目的在于，抑制电极中的特定成分的偏集。
[0008]本专利技术的优选的一个方式涉及的复合烧结体具备以氧化铝为主材料的基材和配置于所述基材的内部或表面的电极。所述电极包含钌、氧化锆和氧化铝。
[0009]根据该复合烧结体，能够抑制电极中的氧化锆的偏集。
[0010]优选的是，所述电极与所述基材的热膨胀系数之差的绝对值在40℃以上且1000℃以下的范围时为0.3ppm/℃以下。
[0011]优选的是，所述电极在室温下的电阻率为3.0
×
10
‑5Ω
·
cm以下。
[0012]优选的是，所述电极中的所述氧化锆和所述氧化铝的合计含有率为20体积％以上。
[0013]优选的是，所述电极中的所述氧化铝的含有率为所述氧化锆的含有率的0.2倍以
上且3.6倍以下。
[0014]优选的是，所述电极中的所述氧化铝的含有率大于所述氧化锆的含有率的3.6倍且为所述氧化锆的含有率的3.8倍以下。
[0015]优选的是，所述电极中的固体物中的所述钌、所述氧化锆和所述氧化铝的合计含有率为100体积％。
[0016]优选的是，在所述电极中，通过X射线衍射法得到的所述钌的主峰强度相对于所述钌和所述氧化锆的主峰强度之和比为0.80以上且小于1.0。
[0017]优选的是，若将与所述电极厚度方向平行的所述电极的截面SEM图像在厚度方向上进行3等分，并从厚度方向的一侧起依次设为第一区域、第二区域和第三区域，则中央的所述第二区域中的所述氧化锆的面积为所述第二区域与所述基材之间的所述第一区域中的所述氧化锆的面积的0.5倍以上且2.0倍以下。
[0018]优选的是，所述电极与所述基材的密合强度为90MPa以上。
[0019]本专利技术还面向在半导体制造装置中使用的半导体制造装置构件。该半导体制造装置构件使用上述的复合烧结体来制作。所述基材为圆板状。所述基材的主面用于载置半导体基板。
[0020]本专利技术还面向复合烧结体的制造方法。该复合烧结体的制造方法具备：a)准备第一构件及第二构件的工序，所述第一构件及第二构件为以氧化铝为主材料的成型体、预烧体或烧结体；b)在所述第一构件上赋予含有钌、氧化锆及氧化铝的糊状的电极材料并使其干燥的工序；c)在所述第一构件上层叠所述第二构件而形成层叠体的工序；以及d)对所述层叠体进行热压烧成的工序。
[0021]优选的是，所述a)工序中的所述第一构件是预烧体或带成型体。
[0022]优选的是，所述d)工序结束后的所述电极与所述第一构件的热膨胀系数之差的绝对值在40℃以上且1000℃以下的范围时为0.3ppm/℃以下。
[0023]优选的是，所述d)工序中的烧成温度为1550℃以上且1650℃以下。
[0024]上述的目的以及其他目的、特征、方式以及优点通过参照附图在以下进行的本专利技术的详细说明来明确。
附图说明
[0025]图1是一个实施方式涉及的基座的剖视图。
[0026]图2是表示复合烧结体的制造流程的图。
[0027]图3是实施例的复合烧结体的截面SEM图像。
[0028]图4是表示求出电极的密合强度时的试验片和夹具的剖视图。
[0029]图5是比较例的复合烧结体的截面SEM图像。
[0030]符号说明
[0031]1：基座，9：基板，20：复合烧结体，21：主体部，23：电极，231：第一区域，232：第二区域，233：第三区域，S11～S15：步骤。
具体实施方式
[0032]图1是本专利技术的一个实施方式涉及的基座1的剖视图。基座1是在半导体制造装置
中使用的半导体制造装置构件。基座1从图1中的下侧支撑大致圆板状的半导体基板9(以下，简称为“基板9”)。在以下的说明中，将图1中的上侧和下侧简称为“上侧”和“下侧”。另外，将图1中的上下方向简称为“上下方向”。图1中的上下方向未必需要与将基座1设置于半导体制造装置时的实际的上下方向一致。
[0033]基座1具备主体部21、基部22以及电极23。主体部21是以陶瓷为主材料的大致板状(例如大致圆板状)的基材。在主体部21的上侧的主面(即，上表面)上载置基板9。基部22是在俯视时比主体部21大的大致板状(例如大致圆板状)的构件。主体部21安装于基部22上。在图1所示的例子中，电极23配置(即埋设)于主体部21的内部。电极23例如是在俯视时呈预定图案的大致带状的构件。电极23优选由具有较高熔点的材料形成。主体部21和电极23是由多个材料形成的复合烧结体。在以下的说明中，也将主体部21以及电极23统称为“复合烧结体20”。关于主体部21以及电极23的材料如后所述。需要说明的是，电极23的形状可以进行各种变更。另外，电极23也可以设置于主体部21的表面。
[0034]在图1所示的例子中，基座1是通过对电极23施加直流电压而产生的热来对基板9本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合烧结体，其具备：以氧化铝为主材料的基材；以及配置在所述基材的内部或表面的电极，所述电极包含钌、氧化锆和氧化铝。2.根据权利要求1所述的复合烧结体，其中，所述电极与所述基材的热膨胀系数之差的绝对值在40℃以上且1000℃以下的范围时为0.3ppm/℃以下。3.根据权利要求1或2所述的复合烧结体，其中，所述电极在室温下的电阻率为3.0
×
10
‑5Ω
·
cm以下。4.根据权利要求1～3中任一项所述的复合烧结体，其中，所述电极中的所述氧化锆和所述氧化铝的合计含有率为20体积％以上。5.根据权利要求1～4中任一项所述的复合烧结体，其中，所述电极中的所述氧化铝的含有率是所述氧化锆的含有率的0.2倍以上且3.6倍以下。6.根据权利要求1～4中任一项所述的复合烧结体，其中，所述电极中的所述氧化铝的含有率大于所述氧化锆的含有率的3.6倍且为所述氧化锆的含有率的3.8倍以下。7.根据权利要求1～6中任一项所述的复合烧结体，其中，所述电极中的固体物中的所述钌、所述氧化锆和所述氧化铝的合计含有率为100体积％。8.根据权利要求1～7中任一项所述的复合烧结体，其中，在所述电极中，通过X射线衍射法得到的所述钌的主峰强度相对于所述钌和所述氧化锆的主峰强度之和的比为0.80以上且小于1.0。9.根据权利要求1～8中任一项所述的复合烧结体，其中，若将与所述电极的厚度方向平行的所述电极的截面SEM图...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫西启太，阿闭恭平，永井明日美，山口浩文，青柳宗一郎，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：