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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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