复合烧结体、静电卡盘部件、静电卡盘装置及复合烧结体的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的复合烧结体含有作为主相的金属氧化物、作为副相的碳化硅及金属氧化物中所含的金属元素的硅酸盐，放大倍率1000倍下的600μm2的视场内的硅酸盐的平均凝集直径为5μm以下。以下。以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合烧结体、静电卡盘部件、静电卡盘装置及复合烧结体的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种复合烧结体、静电卡盘部件、静电卡盘装置及复合烧结体的制造方法。
[0002]本申请主张基于2019年5月22日于日本申请的日本专利申请2019
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096053号及2019年5月22日于日本申请的日本专利申请2019
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096046号的优先权，并将其内容援用于此。

技术介绍

[0003]在实施等离子体工序的半导体制造装置中，使用能够将板状试样(晶片)容易地安装并固定在试样台上，并且能够将该晶片维持在所期望的温度的静电卡盘装置。静电卡盘装置具备一个主表面为载置晶片的载置面的基体及在与载置于载置面上的晶片之间产生静电力(库仑力)的静电吸附用电极(例如，参考专利文献1)。基体通常以陶瓷烧结体为形成材料来形成。
[0004]这种静电卡盘装置利用在晶片与静电吸附用电极之间产生的静电力来固定晶片。具体而言，在静电卡盘装置中，在固定晶片时，对静电吸附用电极施加电压，从而在晶片与静电吸附用电极之间产生静电力。另一方面，在拆除固定在载置面上的晶片时，停止对静电吸附用电极施加电压，从而使晶片与静电吸附用电极之间的静电力消失。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本专利第4744855号公报

技术实现思路

[0008]专利技术要解决的技术课题
[0009]在暴露于等离子体工序的静电卡盘装置中，基体不可避免地因等离子体而受损(等离子体腐蚀)。在该情况下，若是基体的一部分特别容易受到等离子体的侵蚀的结构，则容易受到等离子体的侵蚀的部分比周围先受损，有可能会缩短基体的寿命。因此，要求进行改善。
[0010]并且，在静电卡盘装置中，已知如下技术：为了减少晶片的面内温度分布(温度差)，在试样台上设置微细的槽，并使气体制冷剂(例如氦)在该槽中流动，由此冷却载置于试样台上的晶片。在这种静电卡盘装置中，为了提高均热性，可考虑提高制冷剂的气压来提高冷却效率。另一方面，在提高制冷剂的气压的情况下，为了不使晶片因从制冷剂承受的压力而脱离，对静电卡盘装置要求高吸附力。为了获得高吸附力，优选静电卡盘装置的基体的介电常数高。
[0011]进而，近年来，使用半导体的器件趋于高集成化，从而在制造器件时需要针对配线或绝缘层等各种材料的显微加工技术。此时，对用于绝缘层的电介质进行干蚀刻时和对用
于配线的金属进行干蚀刻时的晶片的管理温度不同。因此，要求一种在宽温度范围内适当地保持晶片且能够进行干蚀刻的静电卡盘装置。
[0012]为了能够可靠地实施利用干蚀刻的显微加工，要求抑制蚀刻时的入射离子的散射，从而使入射离子入射于所期望的位置。因此，近年来，在使用静电卡盘装置的半导体制造装置中，偏置(RF)电压的低频化日益进展。
[0013]然而，若偏置电压低频化，则与偏置电压为高频的情况相比，静电卡盘装置中的陶瓷烧结体制基体的电特性会发生变化。具体而言，若施加低频的交流电压，则基体的电特性较强地受到体积固有电阻值(单位：Ω
·
cm)的影响。存在如下关系：体积固有电阻值越小，依赖于体积固有电阻值的介电损耗角正切越大。
[0014]若基体的介电损耗角正切变大，则在施加交流电压时，基体容易发热，因此需要进行改善。
[0015]本专利技术是鉴于这种情况而完成的，其目的在于，提供一种不易受到局部的等离子体侵蚀的复合烧结体。即，其目的在于，提供一种即使受到等离子体侵蚀，受损也均匀且轻微的复合烧结体。并且，其目的在于，提供一种在宽温度范围内兼具高介电常数和低介电损耗角正切的静电卡盘用复合烧结体。
[0016]进而，其目的在于，提供一种使用如上所述的复合烧结体的静电卡盘部件、静电卡盘装置。进而，其目的在于，提供一种能够容易制造这种复合烧结体的复合烧结体的制造方法。
[0017]用于解决技术课题的手段
[0018]为了解决上述问题，本专利技术的第一方式提供一种复合烧结体，其含有：作为主相的金属氧化物；作为副相的碳化硅；及所述金属氧化物中所含的金属元素的硅酸盐，放大倍率1000倍下的600μm2的视场内的所述硅酸盐的平均凝集直径为5μm以下。
[0019]本专利技术的第一方式的复合烧结体优选具有以下特点。以下特点还优选相互组合。
[0020]在本专利技术的第一方式中，可以是，在所述视场内，所述硅酸盐所占的区域的面积与所述金属氧化物所占的区域和所述碳化硅所占的区域的合计面积之比为30％以下。
[0021]在本专利技术的第一方式中，可以是，复合烧结体的平均硬度为2
×
104N/mm2以上，平均杨氏模量为3.5
×
105N/mm2以上。
[0022]在本专利技术的第一方式中，可以是，所述碳化硅的晶粒分散于所述金属氧化物的晶粒内及所述金属氧化物的晶体晶界，以面积比计，相对于所述碳化硅的晶粒的总面积，分散于所述金属氧化物的晶粒内的所述碳化硅的晶粒的面积的比例为25％以上。
[0023]在本专利技术的第一方式中，可以是，所述金属氧化物为氧化铝或氧化钇。
[0024]在本专利技术的第一方式中，可以是，所述金属氧化物的平均晶体粒径为1.2μm以上且10μm以下。
[0025]本专利技术的第二方式提供一种静电卡盘部件，其具有：板状的基体，将第一方式的复合烧结体用作形成材料来形成且一个主表面为载置板状试样的载置面；及静电吸附用电极，设置于所述基体的与所述载置面相反的一侧或所述基体的内部。
[0026]本专利技术的第二方式提供一种静电卡盘装置，其具备上述静电卡盘部件。
[0027]本专利技术的第三方式提供一种复合烧结体的制造方法，其包括：预氧化工序，对碳化硅粒子的表面进行氧化处理；分别喷射所述预氧化工序中处理的所述碳化硅粒子和金属氧
化物粒子，使它们相互碰撞的同时混合到一起，从而获得含有分散介质的浆料的工序；在所述浆料中添加分散剂之后，将所述浆料的pH调整成包括在所述浆料中的所述金属氧化物粒子的表面电荷成为正且所述浆料中的所述碳化硅粒子的表面电荷成为负的pH范围内的工序；从调整pH之后的所述浆料中去除分散介质，从而获得含有所述金属氧化物粒子和所述碳化硅粒子的颗粒的工序；在非氧化性气氛下，以300℃以上且600℃以下加热所述颗粒之后，在氧化性气氛下进行加热，以对所述颗粒的表面进行氧化处理的工序；对被施以氧化处理的所述颗粒进行成型来获得成型体的工序；及在非氧化性气氛下，以25MPa以上的压力压实所述成型体的同时加热至1600℃以上来进行加压烧结的工序。
[0028]为了解决上述问题，本专利技术的第四方式提供一种复合烧结体，其含有作为主相的金属氧化物和作为副相的碳化硅，在24℃以上且400℃以下的整个范围内，200Hz的相对介电常数及1MHz的相对介电常数均为10以上，在24℃以上且400℃以下的整个范围内，200Hz的介电损耗角正切及1MHz的介电损耗角正切均为0.04以下。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种复合烧结体，其含有：作为主相的金属氧化物；作为副相的碳化硅；及所述金属氧化物中所含的金属元素的硅酸盐，放大倍率1000倍下的600μm2的视场内的所述硅酸盐的平均凝集直径为5μm以下。2.根据权利要求1所述的复合烧结体，其中，在所述视场内，所述硅酸盐所占的区域的面积与所述金属氧化物所占的区域和所述碳化硅所占的区域的合计面积之比为30％以下。3.根据权利要求1或2所述的复合烧结体，其中，硅酸盐所凝集的部分的平均硬度为2
×
104N/mm2以上，平均杨氏模量为3.5
×
105N/mm2以上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合烧结体，其中，所述碳化硅的晶粒分散于所述金属氧化物的晶粒内及所述金属氧化物的晶体晶界，以面积比计，相对于所述碳化硅的晶粒的总面积，分散于所述金属氧化物的晶粒内的所述碳化硅的晶粒的面积的比例为25％以上。5.根据权利要求1至4中任一项所述的复合烧结体，其中，所述金属氧化物为氧化铝或氧化钇。6.根据权利要求1至5中任一项所述的复合烧结体，其中，所述金属氧化物的平均晶体粒径为1.2μm以上且10μm以下。7.一种静电卡盘部件，其具有：板状的基体，将权利要求1至6中任一项所述的复合烧结体用作形成材料来形成且一个主表面为载置板状试样的载置面；及静电吸附用电极，设置于所述基体的与所述载置面相反的一侧或所述基体的内部。8.一种静电卡盘装置，其具备权利要求7所述的静电卡盘部件。9.一种复合烧结体的制造方法，其包括：预氧化工序，对碳化硅粒子的表面进行氧化处理；分别高速喷射所述预氧化工序中处理的所述碳化硅粒子和金属氧化物粒子，使它们相互碰撞的同时混合到一起，从而获得含有分散介质的浆料的工序；在所述浆料中添加分散剂之后，将所述浆料的pH调整成包括在所述浆料中的所述金属氧化物粒子的表面电荷成为正且所述浆料中的所述碳化硅粒子的表面电荷成为负的pH范围内的工序；从调整pH之后的所述浆料中去除分散介质，从而获得含有所述金属氧化物粒子和所述碳化硅粒子的颗粒的工序；在非氧化性气氛下，以300℃以上且600℃以下加热所述颗粒之后，在氧化性气氛下进行加热，以对所述颗粒的表面进行氧化处理的工序；对被施以氧化处理的所述颗粒进行成型来获得成型体的工序；及在非...

【专利技术属性】
技术研发人员：日高宣浩，大友惠，有川纯，
申请(专利权)人：住友大阪水泥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：