本發(fā)明涉及復(fù)合材料燒結(jié)體。

背景技術(shù)：

1、對于半導(dǎo)體工藝中高溫化的靜電卡盤，為了散熱，接合有冷卻板。例如，已知有作為靜電卡盤的材料為氧化鋁時的冷卻板的構(gòu)成材料而優(yōu)選的由碳化硅、硅化鈦、鈦碳化硅及碳化鈦形成的復(fù)合材料的致密質(zhì)的燒結(jié)體(例如參見專利文獻(xiàn)1)。該復(fù)合材料燒結(jié)體具有：與氧化鋁的線熱膨脹系數(shù)之差小、致密且高強(qiáng)度的特征。

2、另外，還已知有作為靜電卡盤的材料為氮化鋁時的冷卻板的構(gòu)成材料而優(yōu)選的由碳化硅、鈦碳化硅及碳化鈦形成的復(fù)合材料的致密質(zhì)的燒結(jié)體(例如參見專利文獻(xiàn)2)。該復(fù)合材料燒結(jié)體具有：與氮化鋁的線熱膨脹系數(shù)差小、致密且高強(qiáng)度的特征。

3、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

4、專利文獻(xiàn)

5、專利文獻(xiàn)1：日本特開2014－198662號公報

6、專利文獻(xiàn)2：日本特開2014－208567號公報

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、氮化鋁于40℃～570℃的線熱膨脹系數(shù)為5.1ppm/k，而專利文獻(xiàn)2所公開的復(fù)合材料于40℃～570℃的線熱膨脹系數(shù)的優(yōu)選范圍為5.4ppm/k～6.0ppm/k。專利文獻(xiàn)2所公開的那樣的ti－si－c系的復(fù)合材料燒結(jié)體中，如果想要實現(xiàn)5.1ppm/k這一線熱膨脹系數(shù)，則需要增加碳化硅的量，這種情況下，存在該復(fù)合材料燒結(jié)體的致密性降低而不適合于靜電卡盤的冷卻板的問題。

2、本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的，其目的在于，提供由與以往不同的構(gòu)成相構(gòu)成、與氮化鋁的線熱膨脹系數(shù)差與以往同等或者比以往小、且致密質(zhì)的復(fù)合材料燒結(jié)體。

3、為了解決上述課題，本發(fā)明的第一方案是一種復(fù)合材料燒結(jié)體，其特征在于，由碳化硅、硅化鎢、以及碳化鎢構(gòu)成，含有14.4wt％以上且48.6wt％以下的碳化硅，開口氣孔率為1％以下。

4、本發(fā)明的第二方案在第一方案所涉及的復(fù)合材料燒結(jié)體的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述復(fù)合材料燒結(jié)體于40℃～550℃的熱膨脹系數(shù)與氮化鋁于40℃～550℃的熱膨脹系數(shù)之差為0.5ppm/k以下。

5、本發(fā)明的第三方案在第二方案所涉及的復(fù)合材料燒結(jié)體的基礎(chǔ)上，其特征在于，開口氣孔率為0.1％以下。

6、本發(fā)明的第四方案在第一至第三方案中的任一項所涉及的復(fù)合材料燒結(jié)體的基礎(chǔ)上，其特征在于，碳化硅的各結(jié)晶粒子的表面由硅化鎢或碳化鎢中的至少一者覆蓋，由此在碳化硅的結(jié)晶粒子彼此的間隙存在硅化鎢或碳化鎢中的至少一者的結(jié)晶粒子。

7、本發(fā)明的第五方案在第一至第四方案中的任一項所涉及的復(fù)合材料燒結(jié)體的基礎(chǔ)上，其特征在于，硅化鎢的含量大于碳化硅的含量。

8、本發(fā)明的第六方案在第一至第五方案中的任一項所涉及的復(fù)合材料燒結(jié)體的基礎(chǔ)上，其特征在于，4點彎曲強(qiáng)度為200mpa以上。

9、本發(fā)明的第七方案在第六方案所涉及的復(fù)合材料燒結(jié)體的基礎(chǔ)上，其特征在于，4點彎曲強(qiáng)度為350mpa以上。

10、本發(fā)明的第八方案在第一至第七方案中的任一項所涉及的復(fù)合材料燒結(jié)體的基礎(chǔ)上，其特征在于，熱傳導(dǎo)率為90w/m·k以上。

11、本發(fā)明的第九方案在第一至第八方案中的任一項所涉及的復(fù)合材料燒結(jié)體的基礎(chǔ)上，其特征在于，斷裂韌性值為6.0mpa·m1/2～8.8mpa·m1/2。

12、本發(fā)明的第十方案在第一至第九方案中的任一項所涉及的復(fù)合材料燒結(jié)體的基礎(chǔ)上，其特征在于，楊氏模量為273gpa～594gpa。

13、本發(fā)明的第十一方案在第十方案所涉及的復(fù)合材料燒結(jié)體的基礎(chǔ)上，其特征在于，楊氏模量為460gpa～594gpa。

14、本發(fā)明的第十二方案是一種接合體，其是將第一部件和第二部件接合而成的，所述接合體的特征在于，所述第一部件由復(fù)合材料燒結(jié)體形成，該復(fù)合材料燒結(jié)體由碳化硅、硅化鎢、以及碳化鎢構(gòu)成，含有14.4wt％以上且48.6wt％以下的碳化硅，開口氣孔率為1％以下，所述第二部件由氮化鋁形成。

15、本發(fā)明的第十三方案在第十二方案所涉及的接合體的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述第一部件于40℃～550℃的熱膨脹系數(shù)與所述第二部件于40℃～550℃的熱膨脹系數(shù)之差為0.5ppm/k以下。

16、本發(fā)明的第十四方案在第十三方案所涉及的接合體的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述第一部件的開口氣孔率為0.1％以下。

17、本發(fā)明的第十五方案在第十二至第十四方案中的任一項所涉及的接合體的基礎(chǔ)上，其特征在于，將所述第一部件和所述第二部件進(jìn)行金屬接合而成。

18、本發(fā)明的第十六方案是一種半導(dǎo)體制造裝置用部件，其具備將第一部件和第二部件接合而成的接合體，所述半導(dǎo)體制造裝置用部件的特征在于，所述第一部件為用于將所述第二部件冷卻的冷卻部件，由復(fù)合材料燒結(jié)體形成，該復(fù)合材料燒結(jié)體由碳化硅、硅化鎢、以及碳化鎢構(gòu)成，含有14.4wt％以上且48.6wt％以下的碳化硅，開口氣孔率為1％以下，所述第二部件由氮化鋁形成。

19、本發(fā)明的第十七方案在第十六方案所涉及的半導(dǎo)體制造裝置用部件的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述第一部件于40℃～550℃的熱膨脹系數(shù)與所述第二部件于40℃～550℃的熱膨脹系數(shù)之差為0.5ppm/k以下。

20、本發(fā)明的第十八方案在第十七方案所涉及的半導(dǎo)體制造裝置用部件的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述第一部件的開口氣孔率為0.1％以下。

21、本發(fā)明的第十九方案在第十六至第十七方案中的任一項所涉及的半導(dǎo)體制造裝置用部件的基礎(chǔ)上，其特征在于，將所述第一部件和所述第二部件進(jìn)行金屬接合而成。

22、本發(fā)明的第二十方案是一種復(fù)合材料燒結(jié)體的制造方法，其特征在于，包括以下工序：混合工序，該工序中，將sic粉末、wsi2粉末、以及wc粉末或w粉末混合而得到粉體混合物；成型工序，該工序中，將所述粉體混合物成型為規(guī)定的形狀而得到成型體；以及燒成工序，該工序中，將所述成型體在非活性氣氛下進(jìn)行熱壓燒成，所述混合工序中，將5.7wt％～27.7wt％的sic粉末、12.5wt％～55.3wt％的wsi2粉末、以及49.5wt％～81.3wt％的wc粉末或17.0wt％～55.7wt％的w粉末按重量比的合計為100wt％進(jìn)行混合，所述燒成工序中，將最高溫度設(shè)為1700℃～1850℃，將壓制壓力設(shè)為225kgf/cm2～300kgf/cm2。

23、本發(fā)明的第二十一方案在第二十方案所涉及的復(fù)合材料燒結(jié)體的制造方法的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述混合工序中，將5.7wt％～13.1wt％的sic粉末、12.5wt％～39.1wt％的wsi2粉末、以及49.5wt％～81.3wt％的wc粉末按重量比的合計為100wt％進(jìn)行混合。

24、發(fā)明效果

25、根據(jù)本發(fā)明的第一至第十一、第二十及第二十一方案，得到即便與氮化鋁接合而在冷熱循環(huán)下使用的情況下也不易發(fā)生剝離的致密質(zhì)的復(fù)合材料燒結(jié)體。

26、另外，根據(jù)本發(fā)明的第十二至第十九方案，由于即便接合體在冷熱循環(huán)下使用也不易發(fā)生部件剝離，所以，能夠使具備該接合體的半導(dǎo)體制造裝置用部件的耐用壽命提高。