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公開番号2024145464
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-15
出願番号2023057826
出願日2023-03-31
発明の名称複合材料焼結体、接合体、半導体製造装置用部材、および、複合材料焼結体の製造方法
出願人日本碍子株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C04B 35/56 20060101AFI20241004BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】従来とは異なる構成相からなり、窒化アルミニウムとの線熱膨張係数差が従来と同等かあるいは従来よりも小さく、かつ、緻密質の複合材料焼結体を提供する。
【解決手段】複合材料焼結体が、炭化珪素と、珪化タングステンと、炭化タングステンとから構成され、炭化珪素を14.4wt%以上48.6wt%以下含有し、開気孔率が1%以下である、ようにした。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
炭化珪素と、珪化タングステンと、炭化タングステンとから構成され、
炭化珪素を１４．４ｗｔ％以上４８．６ｗｔ％以下含有し、
開気孔率が１％以下である、
ことを特徴とする複合材料焼結体。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
請求項１に記載の複合材料焼結体であって、
４０℃～５５０℃での熱膨張係数と、窒化アルミニウムの４０℃～５５０℃での熱膨張係数との差が、０．５ｐｐｍ／Ｋ以下である、
ことを特徴とする複合材料焼結体。
【請求項３】
請求項２に記載の複合材料焼結体であって、
開気孔率が０．１％以下である、
ことを特徴とする複合材料焼結体。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の複合材料焼結体であって、
炭化珪素の個々の結晶粒子の表面が、珪化タングステンまたは炭化タングステンの少なくとも一方にて覆われていることにより、炭化珪素の結晶粒子同士の間隙に、珪化タングステンまたは炭化タングステンの少なくとも一方の結晶粒子が存在する、
ことを特徴とする複合材料焼結体。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の複合材料焼結体であって、
珪化タングステンの含有量が、炭化珪素の含有量よりも大きい、
ことを特徴とする複合材料焼結体。
【請求項６】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の複合材料焼結体であって、
４点曲げ強度が２００ＭＰａ以上である、
ことを特徴とする複合材料焼結体。
【請求項７】
請求項６に記載の複合材料焼結体であって、
４点曲げ強度が３５０ＭＰａ以上である、
ことを特徴とする複合材料焼結体。
【請求項８】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の複合材料焼結体であって、
熱伝導率が９０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である、
ことを特徴とする複合材料焼結体。
【請求項９】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の複合材料焼結体であって、
破壊靭性値が６．０ＭＰａ・ｍ
１／２
～８．８ＭＰａ・ｍ
１／２
である、
ことを特徴とする複合材料焼結体。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の複合材料焼結体であって、
ヤング率が２７３ＧＰａ～５９４ＧＰａである、
ことを特徴とする複合材料焼結体。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材料焼結体に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体プロセス中で高温化する静電チャックには、放熱のために冷却板が接合されている。例えば、静電チャックの材料がアルミナである場合の冷却板の構成材として好適な、炭化珪素、珪化チタン、チタンシリコンカーバイド、および炭化チタンからなる複合材料の緻密質の焼結体が、すでに公知である（例えば、特許文献１参照）。係る複合材料焼結体は、アルミナとの線熱膨張係数の差が小さく、かつ、緻密かつ高強度という特徴を有する。
【０００３】
また、静電チャックの材料が窒化アルミニウムである場合の冷却板の構成材として好適な、炭化珪素、チタンシリコンカーバイド、および炭化チタンからなる複合材料の緻密質の焼結体も、すでに公知である（例えば、特許文献２参照）。係る複合材料焼結体は、窒化アルミニウムとの線熱膨張係数差が小さく、かつ、緻密かつ高強度という特徴を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１４－１９８６６２号公報
特開２０１４－２０８５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
窒化アルミニウムの４０℃～５７０℃における線熱膨張係数は５．１ｐｐｍ／Ｋであるところ、特許文献２に開示された複合材料の４０℃～５７０℃における線熱膨張係数の好適な範囲は、５．４ｐｐｍ／Ｋ～６．０ｐｐｍ／Ｋとされている。特許文献２に開示されたようなＴｉ－Ｓｉ－Ｃ系の複合材料焼結体において、５．１ｐｐｍ／Ｋなる線熱膨張係数を実現しようとすると、炭化珪素を増量する必要があるが、係る場合、当該複合材料焼結体の緻密性が低下し、静電チャックの冷却板には適さなくなる、という問題がある。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、従来とは異なる構成相からなり、窒化アルミニウムとの線熱膨張係数差が従来と同等かあるいは従来よりも小さく、かつ、緻密質の複合材料焼結体を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、複合材料焼結体であって、炭化珪素と、珪化タングステンと、炭化タングステンとから構成され、炭化珪素を１４．４ｗｔ％以上４８．６ｗｔ％以下含有し、開気孔率が１％以下である、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明の第２の態様は、第１の態様に係る複合材料焼結体であって、４０℃～５５０℃での熱膨張係数と、窒化アルミニウムの４０℃～５５０℃での熱膨張係数との差が、０．５ｐｐｍ／Ｋ以下である、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第３の態様は、第２の態様に係る複合材料焼結体であって、開気孔率が０．１％以下である、ことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第４の態様は、第１ないし第３の態様のいずれかに係る複合材料焼結体であって、炭化珪素の個々の結晶粒子の表面が、珪化タングステンまたは炭化タングステンの少なくとも一方にて覆われていることにより、炭化珪素の結晶粒子同士の間隙に、珪化タングステンまたは炭化タングステンの少なくとも一方の結晶粒子が存在する、ことを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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