TWI728327B - 複合燒結體、半導體製造裝置構件及複合燒結體之製造方法 - Google Patents

複合燒結體、半導體製造裝置構件及複合燒結體之製造方法 Download PDF

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Abstract

複合燒結體具備Al2 O3 、與MgAl2 O4 。該複合燒結體中的Al2 O3 之含有率為95.5重量%以上。該複合燒結體中的Al2 O3 之平均燒結粒徑為2μm以上且4μm以下。該複合燒結體中的Al2 O3 之燒結粒徑分布之標準偏差為0.35以下。該複合燒結體之體積密度為3.94g/cm3 以上且3.98g/cm3 以下。該複合燒結體中的MgAl2 O4 與Al2 O3 之結晶相量之比為0.003以上且0.01以下。藉此，可提供一種具有高耐電壓及高體積電阻率之複合燒結體。

Description

複合燒結體、半導體製造裝置構件及複合燒結體之製造方法
本發明係關於複合燒結體、半導體製造裝置構件及複合燒結體之製造方法。
以往，在半導體基板之製造裝置等中，利用了：利用庫侖力或Johnson-Rahbek力來吸附並固持半導體基板之靜電吸盤、加熱半導體基板之加熱器、組合此等之靜電吸盤加熱器等基座(susceptor)。該基座要求高耐電壓及高體積電阻率。該基座例如使用以氧化鋁作為主相之燒結體來製造。
然而，若在煅燒上述燒結體時發生氧化鋁之異常粒成長，則有燒結體之材料特性大幅變動之情形。於是，在日本特開2017-095333號公報(文獻1)中，以抑制氧化鋁之粒成長作為目的，藉由於以氧化鋁作為主成分之煅燒原料添加氧化 鎂，將氧化鋁之平均燒結粒徑設為3μm至18μm，將燒結粒徑分布之變動係數設為7%~21%。
又，在日本特開2013-321270號公報(文獻2)中，藉由於以氧化鋁作為主成分之煅燒原料添加二氧化矽、氧化鎂、氧化鈣及氧化鋯，將氧化鋁之平均燒結粒徑設為0.8μm~4.6μm，將體積密度設為3.80g/cm3~3.92g/cm3。
在日本特開2005-272293號公報(文獻3)中，揭示了一種燒結體組成為氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣及氧化矽，平均粒徑為3.5μm至19.0μm的燒結體(表3)作為半導體製造裝置用構件所使用之氧化鋁燒結體的實施例。
在日本特開2012-216816號公報(文獻4)中，記載了一種藉由混合100重量份的氧化鋁粉末、0.2重量份的氧化鎂、0.3重量份的氟化鎂、分散劑及溶劑，進行成形及煅燒所製造之靜電吸盤用陶瓷成形體(段落0058~0061)作為實施例5。在實施例5之陶瓷成形體中，陶瓷粒子之平均粒徑為0.9μm，標準偏差為0.3μm。又，實施例5之陶瓷成形體之粒界組成為MgAl2O4及MgO(表2)。在該陶瓷成形體中，藉由將陶瓷粒子之平均粒徑設為0.7μm~1.2μm，可格外地抑制微粒(particle)產生(段落0018)。
在日本特開2015-109318號公報(文獻5)中，記載了一種在以氧化鋁之結晶作為主相之陶瓷製的銲針(bonding capillary)中，為了謀求提升耐摩耗性，將氧化鋁之平均粒徑設為0.68μm以下，將粒徑分布之變動係數設為0.49以下之技術。
在日本特開2017-95333號公報(文獻6)中，揭示了一種於氧化鋁粒子之粒界存在MgAl2O4粒子之氧化鋁燒結體。在表2之比較例9~10中，揭示了一種燒結體中的氧化鋁粒子之平均粒徑為2~3μm，粒徑變動係數為6~8%之相對而言較小的氧化鋁燒結體。在比較例9~10之燒結體中，體積密度為3.83g/cm3~3.85g/cm3，MgAl2O4/氧化鋁結晶相量比為0.021~0.027。
在日本專利第6032022號公報(文獻7)中，揭示了一種於氧化鋁添加有4~20重量%的碳化矽之靜電吸盤用之介電質材料。在日本特開2002-324833號公報(文獻8)中，揭示了一種對在氧化鋁添加有1~10重量%的碳化矽之混合粉末進行成形，燒結所得之成形體，藉此製造靜電吸盤用絕緣構件之技術。
在上述的文獻1之燒結體中，當將氧化鋁之平均燒結粒徑設為下限值的3μm時，燒結粒徑分布之變動係數變大為13%，燒結粒徑之均勻性低。另一方面，當將燒結粒徑分布之變動係數設為下限值的7%時，平均燒結粒徑變大為7μm。又，在文獻1之燒結體中，由上述的變動係數及平均燒結粒徑求出的氧化鋁之燒結粒徑分布之標準偏差為0.39~3.57。由該標準偏差亦可知道在文獻1之燒結體中，燒結粒徑之均勻性低。亦即，在文獻1之燒結體中，難以兼顧平均燒結粒徑之縮小、與燒結粒徑之均勻性提升。又，在該燒結體中，最大強度亦為不夠高的485MPa。再者，在該燒結體中，由於氧化鋁之粒成長抑制不充分，因此耐電壓及體積電阻率亦低，茲認為若煅燒條件變動則材料特性亦大幅變動。
文獻2之燒結體的體積密度相對而言較低，燒結體中的缺陷亦為較多的0.7%~3.9%。又，燒結粒徑之最大值為平均值的1.6倍以上，茲認為燒結粒徑之均勻性低。因此，茲認為燒結體之強度低，耐電壓及體積電阻率亦低。
在文獻4之陶瓷成形體中，陶瓷粒子之平均粒徑為較小的0.7μm~1.2μm，而從關於抑制微粒產生的段落0018之記載來看，茲認為難以將該平均粒徑設為大於1.2μm。因此，茲認為難以將文獻3與文獻4組合，而將文獻4之粒徑標準偏差為0.3μm的陶瓷粒子之平均粒徑如文獻3般設為3.5μm~19.0μm。在文獻5之銲針中亦相同，從關於提升耐摩耗性之記載來看，茲認為難以將氧化鋁之平均粒徑設為大於0.68μm。
然而，在使用文獻4之陶瓷成形體的靜電吸盤中，若MgAl2O4之含有率變高，則陶瓷成形體之熱膨脹率增大，與作為內部電極使用之金屬或合金之熱膨脹率之差變大。因此，在燒結步驟中，有因該熱膨脹率之差，在陶瓷成形體發生裂痕和破裂等損傷之虞。然而，在文獻4中，並未提及MgAl2O4之含有率等。
另一方面，在文獻6之上述比較例9~10之氧化鋁燒結體中，雖然有提及MgAl2O4/氧化鋁結晶相量比，但該結晶相量比為較高的0.021~0.027，因此有在燒結時發生氧化鋁燒結體之損傷之虞。又，比較例9~10之氧化鋁燒結體，其體積密度亦如上述般較低，因此有耐電壓、體積電阻率及彎曲強度等變低之虞。
在文獻7之介電質材料中，由於可成為導電通路的碳化矽之添加量相對而言較多，因此耐電壓及體積電阻率難以變高。此外，該介電質材料係在腐蝕環境下，隨著耐蝕性相對而言較低的碳化矽之腐蝕及脫落，靜電吸盤表面之凹凸變得顯著，成為粒子進一步脫落之原因，亦有每單位時間之腐蝕量變大，或者產生微粒之虞。在文獻8之靜電吸盤用絕緣構件中亦相同。
本發明係以複合燒結體作為目標，以提供一種具有高耐電壓、高體積電阻率及高彎曲強度之複合燒結體作為目的。又，亦以抑制在製造時之複合燒結體之損傷作為目的。
本發明之較佳的一種形態之複合燒結體係具備氧化鋁、與鎂鋁尖晶石。前述氧化鋁之含有率為95.5重量%以上。前述氧化鋁之平均燒結粒徑為2μm以上且4μm以下。前述氧化鋁之燒結粒徑分布之標準偏差為0.35以下。前述複合燒結體之體積密度為3.94g/cm3以上且3.98g/cm3以下。前述鎂鋁尖晶石與前述氧化鋁之結晶相量之比為0.003以上且0.01以下。根據本發明，可提供一種具有高耐電壓、高體積電阻率及高彎曲強度之複合燒結體。又，亦可抑制在製造時之複合燒結體之損傷。
較佳為前述複合燒結體進一步具備碳化矽，前述碳化矽之含有率為0.01重量%以上且4重量%以下。
較佳為前述複合燒結體之鎂之含有率為0.35重量%以下。
較佳為前述複合燒結體之耐電壓為100kV/mm以上。
較佳為前述複合燒結體之250℃下的體積電阻率為1.0x1015Ω‧cm以上。
較佳為前述複合燒結體之4點彎曲強度為450MPa以上。
本發明亦以在半導體製造裝置中使用之半導體製造裝置構件作為目標。本發明之較佳的一種形態之半導體製造裝置構件，係使用上述的複合燒結體來製作。根據本發明，可提供一種具有高耐電壓及高體積電阻率之半導體製造裝置構件。
較佳為前述半導體製造裝置構件具備：使用前述複合燒結體來製作，於頂面載置半導體基板之板狀的本體部；與配置於前述本體部之內部的內部電極。
本發明亦以複合燒結體之製造方法作為目標。本發明之較佳的一種形態之複合燒結體之製造方法具備：a)將混合有氧化鋁與氧化鎂之混合粉末成形為規定形狀的成形體之步驟、與b)煅燒前述成形體以生成複合燒結體之步驟。在前述a)步驟中，前述混合粉末中的前述氧化鋁之含有率為95.5重量%以上。在前述b)步驟結束後的前述氧化鋁之平均燒結粒徑為2μm以上且4μm以下。在前述b)步驟結 束後的前述氧化鋁之燒結粒徑分布之標準偏差為0.35以下。前述複合燒結體之體積密度為3.94g/cm3以上且3.98g/cm3以下。前述複合燒結體具備鎂鋁尖晶石，前述鎂鋁尖晶石與前述氧化鋁之結晶相量之比為0.003以上且0.01以下。根據本發明，可輕易地製造具有高耐電壓、高體積電阻率及高彎曲強度之複合燒結體。又，亦可抑制在製造時之複合燒結體之損傷。
較佳為在前述a)步驟中，前述混合粉末包含碳化矽，前述混合粉末中的前述碳化矽之含有率為0.01重量%以上且4重量%以下。
較佳為在前述a)步驟中，前述混合粉末中的前述氧化鎂之含有率為0.5重量%以下。
較佳為在前述b)步驟中，煅燒溫度為1550℃以上且1700℃以下。
上述目的及其它目的、特徵、態樣及優點，係參照添附之圖式而藉由以下進行之本發明之詳細說明來表明。
1:基座
9:基板
21:本體部
22:基底部
23:內部電極
211:(本體部之)頂面
S11~S12:步驟
81:MgAl2O4
82:SiC
【圖1】靜電吸盤之剖面圖。
【圖2】表示製造吸盤本體之流程的圖。
【圖3】複合燒結體之研磨面的SEM圖像。
圖1係本發明之一種實施形態之基座1之剖面圖。基座1係在半導體製造裝置中使用之半導體製造裝置構件。基座1係從圖1中的下側支撐約略圓板狀的半導體基板9(以下簡稱為「基板9」)。在以下的說明中，將圖1中的上側及下側簡稱為「上側」及「下側」。又，將圖1中的上下方向簡稱為「上下方向」。圖1中的上下方向不需要與基座1設置於半導體製造裝置時之實際的上下方向一致。
基座1具備本體部21、基底部22、與內部電極23。本體部21係使用後述的複合燒結體來製作之約略板狀(例如約略圓板狀)的構件。於本體部21之頂面211上載置基板9。基底部22係在俯視下大於本體部21之約略板狀(例如約略圓板狀)的構件。本體部21係設置於基底部22上。
內部電極23係配置(亦即埋設)於本體部21之內部。內部電極23例如為金屬製的約略圓板狀的構件。內部電極23係以由具有相對而言較高的熔點之金屬來形成為較佳。作為該金屬，例如可使用：鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉑(Pt)、錸(Re)、鉿(Hf)、或此等之合金。
在圖1所示之例中，基座1係利用庫侖力或Johnson-Rahbek力來吸附並固持基板9之靜電吸盤。在基座1中，藉由在內部電極23與基板9之間施加直流電壓，本體部21之中，內部電極23與基板9之間的部位發揮作為介電質層的作用，基板9 吸附於本體部21之頂面211。雖然未圖示，在本體部21之內部亦可設置用來加熱基板9之電阻式發熱元件(亦即加熱器電極)。
基座1之本體部21係使用包含氧化鋁(Al2O3)、碳化矽(SiC)、與鎂鋁尖晶石(MgAl2O4)之複合燒結體來製作。鎂鋁尖晶石亦簡稱為「尖晶石」。在以下的說明中，以本體部21整體為使用該複合燒結體所製作者來說明。
構成本體部21之複合燒結體(以下簡稱為「複合燒結體」)之主相係上述的Al2O3。在該複合燒結體中，SiC之粒子及MgAl2O4之粒子分散在Al2O3中。
複合燒結體中的Al2O3之含有率為95.5重量%以上且小於100重量%。Al2O3之含有率較佳為97重量%以上，更佳為98.5重量%以上。Al2O3之含有率之上限只要小於100重量%則未特別限定，典型而言，該含有率為99.8重量%以下，更典型而言為99重量%以下。
又，複合燒結體中的SiC之含有率較佳為4重量%以下，更佳為2重量%以下，進一步更佳為1重量%以下。SiC之含有率之下限並未特別限定，典型而言，該含有率為0.1重量%以上，更典型而言為0.5重量%以上。複合燒結體亦可實質上未包含SiC。此外，「實質上未包含SiC」係指複合燒結體中的SiC之含有率小於0.01重量%。
該複合燒結體中的鎂(Mg)之含有率較佳為0.35重量%以下。該Mg之含有率係指上述的MgAl2O4所包含之Mg、及固溶於Al2O3之Mg等複合燒結體所包含之全Mg之含有率。Mg之含有率更佳為0.07重量%以下。Mg之含有率之下限只要大於0重量%則未特別限定，典型而言，該含有率為0.02重量%以上，更典型而言為0.05重量%以上。
複合燒結體之視孔隙度較佳為小於0.1%，更佳為小於0.05%，進一步更佳為實質上0.0%。複合燒結體之體積密度較佳為3.94g/cm3~3.98g/cm3，更佳為3.96g/cm3~3.97g/cm3。
複合燒結體之耐電壓(亦即絕緣耐壓)較佳為100kV/mm以上，更佳為150kV/mm以上，進一步更佳為200kV/mm以上。
250℃下的複合燒結體之體積電阻率較佳為1.0x1015Ω‧cm以上，更佳為5.0x1015Ω‧cm以上，進一步更佳為1.0x1016Ω‧cm以上。
複合燒結體之4點彎曲強度較佳為450MPa以上，更佳為500MPa以上，進一步更佳為550MPa以上。
複合燒結體中的Al2O3之平均燒結粒徑較佳為2μm~4μm，更佳為2.3μm~3.7μm，進一步更佳為2.5μm~3.5μm。複合燒結體中的Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差為0.35以下，較佳為0.25以下，更佳為0.15以下。
其次，一邊參照圖2一邊說明上述的複合燒結體(亦即基座1之本體部21)之製造方法之一例。在製造複合燒結體時，首先得到混合有Al2O3、SiC、與MgO之混合粉末。然後，將該混合粉末成形為規定形狀的成形體(步驟S11)。例如在步驟S11中，Al2O3、SiC及MgO之粉末藉由在有機溶劑中濕式混合而作成漿液。接著，乾燥該漿液而作成混合粉末(亦即調合粉末)，該混合粉末成形為上述成形體。濕式混合時之溶劑亦可例如為離子交換水。又，Al2O3、SiC及MgO之粉末亦可不藉由濕式混合，藉由乾式混合來混合。
該混合粉末例如藉由填充於單軸加壓成形用之模具，而成形為規定形狀的成形體。當成形體之形狀為板狀時，混合粉末亦可藉由填充於熱壓模具等來成形。該成形體之成形只要可維持形狀，則亦可藉由其它各種方法來進行。又，亦可如前述的漿液，在具有流動性的狀態下流入模具後去除溶劑成分，作成規定形狀的成形體。步驟S11所成形之成形體例如為與本體部21大致相同形狀的約略圓板狀。
在步驟S11中，上述混合粉末中的Al2O3之含有率為95.5重量%以上且小於100重量%。該混合粉末中的SiC之含有率係以4.0重量%以下為較佳。又，混合粉末中的MgO之含有率係以大於0重量%且0.5重量%以下為較佳。混合粉末中的MgO之含有率更佳為0.03重量%以上。
一旦在步驟S11中得到成形體，則煅燒該成形體，生成包含Al2O3、SiC及MgAl2O4之上述的複合燒結體(步驟S12)。在步驟S12中，混合粉末中的Al2O3與MgO反應，生成MgAl2O4。步驟S12中的煅燒溫度(亦即煅燒時之最高溫度)較佳為1550℃~1700℃。在步驟S12中，例如藉由熱壓法來進行成形體之煅燒。具體而言，可藉由於熱壓模具配置成形體並進行加熱及加壓，得到複合燒結體。成形體之煅燒例如在真空環境下或非氧化性環境下進行。熱壓時之加熱溫度、加壓壓力及煅燒時間可適宜決定。
在步驟S11中，混合粉末係混合有Al2O3、與MgO者，亦可實質上未包含SiC。此外，「實質上未包含SiC」係指混合粉末中的SiC之含有率小於0.01重量%。此時，在步驟S12中生成之複合燒結體包含Al2O3及MgAl2O4，實質上未包含SiC。
內部電極23亦可例如藉由與步驟S11同時進行而於上述成形體之內部埋設金屬材料，在步驟S12中該金屬材料與成形體一起煅燒，而生成於本體部21之內部。或者，內部電極23亦可藉由夾在由步驟S11~S12所生成之2個複合燒結體之間，配置於由該2個複合燒結體所形成之本體部21之內部。內部電極23之生成及配置可藉由各種方法來進行。
其次，一邊參照表1~表4一邊說明本發明之複合燒結體之實施例1~22、及用來與該複合燒結體比較之比較例1~7之複合燒結體。在表1中，顯示複合燒結體之原料組成及煅燒溫度。該原料組成表示原料的混合粉末中的各成分之重量%。
如表1所示，在比較例1中，僅將Al2O3作為原料，MgO及SiC等添加物未包含於原料。在比較例2、實施例1~3及比較例3中，僅將Al2O3及MgO作為原料，SiC未包含於原料。在實施例4~22及比較例4~7中，原料包含Al2O3、MgO及SiC。
<原料粉末>
作為原料利用之Al2O3係純度99.99%以上、平均粒徑0.4~0.6μm的市售Al2O3之粉末。作為原料利用之MgO係純度99.9%以上、平均粒徑1μm以下的市售之MgO粉末。作為原料利用之SiC係純度99%以上的市售之SiC粉末。在實施例4~8中，原料SiC之平均粒徑為0.3μm。在實施例9~22及比較例4~7中，原料SiC之平均粒徑為2.5μm。
<混合粉末>
以成為表1所示之重量%的方式秤量上述原料粉末，利用球磨機進行濕式混合15小時。在該濕式混合中，使用φ3mm的氧化鋁玉石，利用之溶劑為異丙醇(IPA)。然後，使藉由濕式混合所得之漿液在N2環境下乾燥，藉由30目數的篩子進行整粒，得到原料的混合粉末。此外，亦可藉由旋轉蒸發器使漿液乾燥後，藉由100目數的篩子進行整粒，得到混合粉末。或者，亦可利用噴霧乾燥機等來得到造粒粉末。又，在濕式混合中於漿液混入碳成分之情形，亦可因應需要，對混合粉末進行熱處理以去除碳成分。該熱處理例如在450℃下5小時以上，在大氣環境下進行。
<成形>
將上述混合粉末以100~150kgf/cm2的壓力單軸加壓成形，製作φ50mm、厚度20mm左右的圓板狀成形體，收納於熱壓模具。成形壓力並未特別限制，只要可維持形狀則可變更為各式各樣。混合粉末亦可在未成形之粉的狀態下填充於熱壓模具。
<煅燒>
在真空環境下藉由熱壓法來煅燒上述成形體。加壓壓力設為250kgf/cm2。加熱時之最高溫度為1550℃~1700℃，在最高溫度下之保持時間設為4~8小時。
【表1】
Figure 108109447-A0305-02-0017-1
【表2】
Figure 108109447-A0305-02-0018-3
【表3】
Figure 108109447-A0305-02-0019-6
【表4】
Figure 108109447-A0305-02-0020-8
<評價>
將藉由上述的煅燒所得之複合燒結體加工為各種評價用，進行表2~表4所記載之評價。
關於複合燒結體之構成相，係對於利用研缽來粉碎複合燒結體而得之粉末，藉由X光繞射(XRD：X-ray diffraction)裝置來鑑定結晶相。測定條件設為CuKα、40Kv、40mA、2θ=10~70°，使用封入管式X光繞射裝置(Bruker AXS股份有限公司製D8-ADVANCE)。測定之步寬設為0.02°。又，當構成相之含量少，無法利用X光繞射偵測波峰時，藉由使用SEM(掃描式電子顯微鏡)和EDX(能量分散型X光分析)之微構造觀察，確認構成相之存在。
複合燒結體中的MgAl2O4與Al2O3之結晶相量之比，係藉由採用上述的X光繞射之測定結果，將MgAl2O4結晶相之(311)面之波峰強度除以Al2O3結晶相之(113)面之波峰強度來求出。該結晶相量之比係將複合燒結體中的MgAl2O4之結晶相量除以Al2O3之結晶相量之值，以下亦稱為「MgAl2O4/Al2O3結晶相量比」。
複合燒結體中的Mg及Si之含有率係藉由根據「JIS R1649」之分析方法來求出。
視孔隙度及體積密度係藉由將純水作為媒介之阿基米德法來測定。
Al2O3之燒結粒徑係利用截距法來測定。具體而言，係在觀察複合燒結體之研磨面的SEM圖像畫出任意線條數的線段，求出長度L的線段所橫貫之結晶粒子數n。此外，線段末端位於結晶粒子內之情形，該結晶粒子計為1/2個。將線段之長度L除以n之值作為平均結晶粒度(亦即平均切片長度)l，將該l乘以係數1.5之值 作為平均燒結粒徑。又，從利用上述截距法所得之結果算出Al2O3之燒結粒徑之標準偏差。
耐電壓係藉由根據「JIS C2141」之方法，使用厚度0.2mm的試驗片，在大氣中且室溫下施加直流電壓所測定之即時耐電壓。此外，測定裝置之性能上無法測定大於200kV/mm的耐電壓。4點彎曲強度係根據「JIS R1601」進行4點彎曲試驗來算出。
體積電阻率係藉由根據「JIS C2141」之方法，在真空環境下以250℃測定。試驗片形狀設為φ50mmx0.4mm。主電極之直徑為20mm。保護電極之內徑及外徑分別為30mm及40mm。施加電極之直徑45mm。主電極、保護電極及施加電極係以Ag(銀)來形成。施加電壓設為5kV/mm。讀取施加電壓60分鐘後的電流值，從該電流值算出體積電阻率。
<比較例1~2>
比較例1~2之煅燒溫度為1600℃。比較例1之燒結體之構成相為Al2O3單相。Al2O3之平均燒結粒徑大於4μm，Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差大於0.35。亦即，Al2O3之平均燒結粒徑大，燒結粒徑之均勻性低。比較例1之燒結體之耐電壓小於100kV/mm，4點彎曲強度小於450MPa，250℃下的體積電阻率小於1.0x1015Ω‧cm。亦即，在比較例1中，耐電壓、4點彎曲強度及體積電阻率皆低。
比較例2之複合燒結體之構成相為Al2O3及MgAl2O4。Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差大於0.35，Al2O3之燒結粒徑之均勻性低。比較例2之複合燒結體之4點彎曲強度小於450MPa。亦即，在比較例2中，4點彎曲強度低。
<實施例1~3、比較例3>
在實施例1~3及比較例3中，原料未包含SiC，原料中的MgO之含有率為0.07重量%以上且互相不同。又，實施例1~3及比較例3之煅燒溫度為1600℃。在實施例1~3及比較例3中，藉由X光繞射所鑑定之複合燒結體之構成相為Al2O3及MgAl2O4。
在實施例1~3及比較例3中，複合燒結體中的Al2O3之含有率為95.5重量%以上，Mg之含有率為0.35重量%以下。詳細而言，在實施例1~2中，複合燒結體中的Mg之含有率為0.07重量%以下。在實施例1~3中，複合燒結體中的MgAl2O4/Al2O3結晶相量比為0.003~0.008。另一方面，在比較例3中，MgAl2O4/Al2O3結晶相量比為較大的0.020。
在實施例1~3及比較例3中，複合燒結體之視孔隙度小於0.05%，實質上0.0%。複合燒結體之體積密度為3.96g/cm3以上且3.97g/cm3以下。複合燒結體之體積密度係隨著原料中的MgO之含有率變大而變小。
在實施例1~3及比較例3中，複合燒結體中的Al2O3之平均燒結粒徑為2μm以上且4μm以下，Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差為0.35以下。亦即，Al2O3之平 均燒結粒徑小，燒結粒徑之均勻性高。詳細而言，在實施例1~3及比較例3中，複合燒結體中的Al2O3之平均燒結粒徑為3.5μm以下。Al2O3之平均燒結粒徑、及Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差係隨著原料中的MgO之含有率變大而變小。
在實施例1~3及比較例3中，複合燒結體之耐電壓為100kV/mm以上，4點彎曲強度為450MPa以上，250℃下的體積電阻率為1.0x1015Ω‧cm以上。亦即，在實施例1~3及比較例3中，耐電壓、4點彎曲強度及體積電阻率皆高。詳細而言，實施例2~3及比較例3之複合燒結體之250℃下的體積電阻率為5.0x1015Ω‧cm以上。複合燒結體之耐電壓、4點彎曲強度及體積電阻率係隨著原料中的MgO之含有率變大而變高。
<實施例4~8>
在實施例4~8中，原料中的MgO之含有率相同，SiC之含有率互相不同。又，實施例4~8之煅燒溫度為1600℃。在實施例4中，藉由X光繞射所鑑定之複合燒結體之構成相為Al2O3及MgAl2O4，未偵測出SiC。這是因為原料中的SiC為微量，波峰強度低，而藉由微構造觀察，可確認到包含SiC之相。在實施例5~8中，藉由X光繞射所鑑定之複合燒結體之構成相為Al2O3、MgAl2O4及SiC。
在實施例4~8中，複合燒結體中的Al2O3之含有率為95.5重量%以上，Mg之含有率為0.35重量%以下。詳細而言，複合燒結體中的Mg之含有率為0.07重量%以下。複合燒結體中的MgAl2O4/Al2O3結晶相量比為0.004~0.007。複合燒結體之視孔隙度小於0.05%，實質上0.0%。複合燒結體之體積密度為3.94g/cm3以上且 3.98g/cm3以下。複合燒結體之體積密度係隨著原料中的SiC之含有率變大而變小。
在實施例4~8中，複合燒結體中的Al2O3之平均燒結粒徑為2μm以上且4μm以下，Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差為0.35以下。亦即，Al2O3之平均燒結粒徑小，燒結粒徑之均勻性高。詳細而言，實施例4~8之複合燒結體中的Al2O3之平均燒結粒徑為3μm以下。又，實施例4之複合燒結體中的Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差為0.25以下，實施例5~8之複合燒結體中的Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差為0.15以下。Al2O3之平均燒結粒徑、及Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差係隨著原料中的SiC之含有率變大而變小。
在實施例4~8中，複合燒結體之耐電壓為100kV/mm以上，4點彎曲強度為450MPa以上，250℃下的體積電阻率為1.0x1015Ω‧cm以上。亦即，在實施例4~8中，耐電壓、4點彎曲強度及體積電阻率皆高。詳細而言，實施例4~8之複合燒結體之耐電壓大於200kV/mm，4點彎曲強度為550MPa以上。又，實施例4之複合燒結體之250℃下的體積電阻率為5.0x1015Ω‧cm以上，實施例5~8之複合燒結體之250℃下的體積電阻率為1.0x1016Ω‧cm以上。複合燒結體之4點彎曲強度及體積電阻率係隨著原料中的SiC之含有率變大而變高。
<實施例9~13>
在實施例9~13中，原料中的MgO之含有率相同，SiC之含有率互相不同。又，實施例9~13之煅燒溫度係與實施例4~8同為1600℃。在實施例9~13中， 如上所述，原料SiC之粒徑大於實施例4~8。在實施例9中，與實施例4同樣地，藉由X光繞射所鑑定之複合燒結體之構成相為Al2O3及MgAl2O4，藉由微構造觀察，可確認到包含SiC之相。在實施例10~13中，藉由X光繞射所鑑定之複合燒結體之構成相為Al2O3、MgAl2O4及SiC。
在實施例9~13中，複合燒結體中的Al2O3之含有率為95.5重量%以上，Mg之含有率為0.35重量%以下。詳細而言，複合燒結體中的Mg之含有率為0.07重量%以下。複合燒結體中的MgAl2O4/Al2O3結晶相量比為0.005~0.006。複合燒結體之視孔隙度小於0.05%，實質上0.0%。複合燒結體之體積密度為3.94g/cm3以上且3.98g/cm3以下。複合燒結體之體積密度係隨著原料中的SiC之含有率變大而變小。
在實施例9~13中，複合燒結體中的Al2O3之平均燒結粒徑為2μm以上且4μm以下，Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差為0.35以下。亦即，Al2O3之平均燒結粒徑小，燒結粒徑之均勻性高。詳細而言，實施例9~13之複合燒結體中的Al2O3之平均燒結粒徑為3μm以下。又，實施例9之複合燒結體中的Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差為0.2以下，實施例10~13之複合燒結體中的Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差為0.15以下。Al2O3之平均燒結粒徑、及Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差係隨著原料中的SiC之含有率變大而變小。
在實施例9~13中，複合燒結體之耐電壓為100kV/mm以上，4點彎曲強度為450MPa以上，250℃下的體積電阻率為1.0x1015Ω‧cm以上。亦即，在實施例9 ~13中，耐電壓、4點彎曲強度及體積電阻率皆高。詳細而言，實施例9~13之複合燒結體之耐電壓大於200kV/mm，4點彎曲強度為550MPa以上，250℃下的體積電阻率為1.0x1016Ω‧cm以上。複合燒結體之4點彎曲強度及體積電阻率係隨著原料中的SiC之含有率變大而變高。
此外，若比較實施例4~8與實施例9~13，則不太能見到原料中的SiC之粒徑之差所致之影響。茲認為這是因為在濕式混合原料時SiC之粉末經粉碎，粉碎後之粒徑無大幅差異。因此，可提升原料所包含之SiC之粒徑選擇的自由度。
<實施例14、比較例4>
在實施例14及比較例4中，原料中的SiC之含有率及粒徑與實施例11相同，MgO之含有率大於實施例11。又，實施例14及比較例4之煅燒溫度係與實施例11同為1600℃。在實施例14及比較例4中，藉由X光繞射所鑑定之複合燒結體之構成相係與實施例11同為Al2O3、MgAl2O4及SiC。
在實施例14及比較例4中，複合燒結體中的Al2O3之含有率為95.5重量%以上，Mg之含有率為0.35重量%以下。在實施例14中，複合燒結體中的MgAl2O4/Al2O3結晶相量比為0.010。另一方面，在比較例4中，複合燒結體中的MgAl2O4/Al2O3結晶相量比為較大的0.022。
在實施例14及比較例4中，複合燒結體之視孔隙度小於0.05%，實質上0.0%。複合燒結體之體積密度為3.94g/cm3以上且3.98g/cm3以下。複合燒結體之體積密度係隨著原料中的MgO之含有率變大而變小。
在實施例14及比較例4中，複合燒結體中的Al2O3之平均燒結粒徑為2μm以上且4μm以下，Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差為0.35以下。亦即，Al2O3之平均燒結粒徑小，燒結粒徑之均勻性高。詳細而言，實施例14及比較例4之複合燒結體中的Al2O3之平均燒結粒徑為3μm以下。又，實施例14及比較例4之複合燒結體中的Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差為0.15以下。即使將原料中的MgO之含有率設為大於0.1重量%之情形，亦可得到Al2O3之平均燒結粒徑小，燒結粒徑之均勻性高的複合燒結體。實施例14及比較例4之複合燒結體中的Al2O3之平均燒結粒徑、及Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差係與實施例11相同程度。
在實施例14及比較例4中，複合燒結體之耐電壓為100kV/mm以上，4點彎曲強度為450MPa以上，250℃下的體積電阻率為1.0x1015Ω‧cm以上。亦即，在實施例14及比較例4中，耐電壓、4點彎曲強度及體積電阻率皆高。詳細而言，實施例14及比較例4之複合燒結體之耐電壓大於200kV/mm，4點彎曲強度為550MPa以上，250℃下的體積電阻率為1.0x1016Ω‧cm以上。複合燒結體之4點彎曲強度及體積電阻率係隨著原料中的MgO之含有率變大而變高。
<實施例15~17>
在實施例15~17中，原料中的MgO之含有率相同，SiC之量互相不同。又，實施例15~17之煅燒溫度為1550℃。在實施例15中，與實施例4同樣地，藉由X光繞射所鑑定之複合燒結體之構成相為Al2O3及MgAl2O4，藉由微構造觀察，可確認到包含SiC之相。在實施例16~17中，藉由X光繞射所鑑定之複合燒結體之構成相為Al2O3、MgAl2O4及SiC。圖3係實施例17之複合燒結體之研磨面的SEM圖像。在圖3中，將複合燒結體中的MgAl2O4及SiC個別以附有符號81及82之圓圈圍起來表示。
在實施例15~17中，複合燒結體中的Al2O3之含有率為95.5重量%以上，Mg之含有率為0.35重量%以下。詳細而言，複合燒結體中的Mg之含有率為0.07重量%以下。複合燒結體中的MgAl2O4/Al2O3結晶相量比為0.005~0.007。複合燒結體之視孔隙度小於0.05%，實質上0.0%。複合燒結體之體積密度為3.94g/cm3以上且3.98g/cm3以下。複合燒結體之體積密度係隨著原料中的SiC之含有率變大而變小。
在實施例15~17中，複合燒結體中的Al2O3之平均燒結粒徑為2μm以上且4μm以下，Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差為0.35以下。亦即，Al2O3之平均燒結粒徑小，燒結粒徑之均勻性高。詳細而言，實施例15~17之複合燒結體中的Al2O3之平均燒結粒徑為3μm以下，Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差為0.1以下。Al2O3之平均燒結粒徑、及Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差係隨著原料中的SiC之含有率變大而變小。
在實施例15~17中，複合燒結體之耐電壓為100kV/mm以上，4點彎曲強度為450MPa以上，250℃下的體積電阻率為1.0x1015Ω‧cm以上。亦即，在實施例15~17中，耐電壓、4點彎曲強度及體積電阻率皆高。詳細而言，實施例15~17之複合燒結體之耐電壓大於200kV/mm，4點彎曲強度為550MPa以上，250℃下的體積電阻率為1.0x1016Ω‧cm以上。複合燒結體之4點彎曲強度及體積電阻率係隨著原料中的SiC之含有率變大而變高。
<實施例18~19>
在實施例18~19中，原料中的SiC之含有率及粒徑與實施例17相同，MgO之含有率小於實施例17。又，實施例18~19之煅燒溫度係與實施例17同為1550℃。在實施例18~19中，藉由X光繞射所鑑定之複合燒結體之構成相係與實施例17同為Al2O3、MgAl2O4及SiC。
在實施例18~19中，複合燒結體中的Al2O3之含有率為95.5重量%以上，Mg之含有率為0.35重量%以下。詳細而言，複合燒結體中的Mg之含有率為0.05重量%以下。複合燒結體中的MgAl2O4/Al2O3結晶相量比為0.003~0.004。複合燒結體之視孔隙度小於0.05%，實質上0.0%。複合燒結體之體積密度為3.94g/cm3以上且3.98g/cm3以下。
在實施例18~19中，複合燒結體中的Al2O3之平均燒結粒徑為2μm以上且4μm以下，Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差為0.35以下。亦即，Al2O3之平均燒結粒徑小，燒結粒徑之均勻性高。詳細而言，實施例19之複合燒結體中的Al2O3 之平均燒結粒徑為3μm以下。又，實施例19之複合燒結體中的Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差為0.15以下。即使將原料中的MgO之含有率設為小於0.1重量%之情形，亦可得到Al2O3之平均燒結粒徑小，燒結粒徑之均勻性高的複合燒結體。
在實施例18~19中，複合燒結體之耐電壓為100kV/mm以上，4點彎曲強度為450MPa以上，250℃下的體積電阻率為1.0x1015Ω‧cm以上。亦即，在實施例18~19中，耐電壓、4點彎曲強度及體積電阻率皆高。詳細而言，實施例18~19之複合燒結體之耐電壓大於200kV/mm，4點彎曲強度為550MPa以上，250℃下的體積電阻率為1.0x1016Ω‧cm以上。複合燒結體之4點彎曲強度及體積電阻率係隨著原料中的MgO之含有率變大而變高。
如同從實施例18~19可知，當煅燒溫度為1550℃時，即使原料中的MgO之含有率小於0.1重量%，亦可得到Al2O3之平均燒結粒徑小，Al2O3之燒結粒徑之均勻性高，耐電壓、4點彎曲強度及體積電阻率亦高的複合燒結體。
<比較例5、實施例20~21>
在比較例5及實施例20~21中，原料中的MgO之含有率相同，SiC之量互相不同。又，比較例5及實施例20~21之煅燒溫度為1650℃。在比較例5中，與實施例4同樣地，藉由X光繞射所鑑定之複合燒結體之構成相為Al2O3及MgAl2O4，藉由微構造觀察，可確認到包含SiC之相。在實施例20~21中，藉由X光繞射所鑑定之複合燒結體之構成相為Al2O3、MgAl2O4及SiC。
在比較例5及實施例20~21中，複合燒結體中的Al2O3之含有率為95.5重量%以上，Mg之含有率為0.35重量%以下。詳細而言，複合燒結體中的Mg之含有率為0.07重量%以下。複合燒結體中的MgAl2O4/Al2O3結晶相量比為0.006~0.007。複合燒結體之視孔隙度小於0.05%，實質上0.0%。複合燒結體之體積密度為3.94g/cm3以上且3.98g/cm3以下。複合燒結體之體積密度係隨著原料中的SiC之含有率變大而變小。
在比較例5中，複合燒結體中的Al2O3之平均燒結粒徑大於4μm，Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差大於0.35。另一方面，在實施例20~21中，複合燒結體中的Al2O3之平均燒結粒徑為2μm以上且4μm以下，Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差為0.35以下。亦即，在實施例20~21中，Al2O3之平均燒結粒徑小，燒結粒徑之均勻性高。詳細而言，實施例20~21之複合燒結體中的Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差為0.25以下。Al2O3之平均燒結粒徑、及Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差係隨著原料中的SiC之含有率變大而變小。
在實施例20~21中，複合燒結體之耐電壓為100kV/mm以上，4點彎曲強度為450MPa以上，250℃下的體積電阻率為1.0x1015Ω‧cm以上。亦即，在實施例20~21中，耐電壓、4點彎曲強度及體積電阻率皆高。詳細而言，實施例20~21之複合燒結體之耐電壓大於200kV/mm，4點彎曲強度為500MPa以上，250℃下的體積電阻率為1.0x1016Ω‧cm以上。另一方面，比較例5之4點彎曲強度小於450MPa。複合燒結體之4點彎曲強度及體積電阻率係隨著原料中的SiC之含有率變大而變高。
<比較例6~7、實施例22>
在比較例6~7及實施例22中，原料中的MgO之含有率相同，SiC之量互相不同。又，比較例6~7及實施例22之煅燒溫度為1700℃。在比較例6中，與實施例4同樣地，藉由X光繞射所鑑定之複合燒結體之構成相為Al2O3及MgAl2O4，藉由微構造觀察，可確認到包含SiC之相。在比較例7及實施例22中，藉由X光繞射所鑑定之複合燒結體之構成相為Al2O3、MgAl2O4及SiC。
在比較例6~7及實施例22中，複合燒結體中的Al2O3之含有率為95.5重量%以上，Mg之含有率為0.35重量%以下。詳細而言，複合燒結體中的Mg之含有率為0.07重量%以下。複合燒結體中的MgAl2O4/Al2O3結晶相量比為0.006~0.008。複合燒結體之視孔隙度小於0.05%，實質上0.0%。複合燒結體之體積密度為3.94g/cm3以上且3.98g/cm3以下。複合燒結體之體積密度係隨著原料中的SiC之含有率變大而變小。
在比較例6~7中，複合燒結體中的Al2O3之平均燒結粒徑大於4μm，Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差大於0.35。另一方面，在實施例22中，複合燒結體中的Al2O3之平均燒結粒徑為2μm以上且4μm以下，Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差為0.35以下。亦即，在實施例22中，Al2O3之平均燒結粒徑小，燒結粒徑之均勻性高。詳細而言，實施例22之複合燒結體中的Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差為0.25以下。Al2O3之平均燒結粒徑、及Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差係隨著原料中的SiC之含有率變大而變小。
在實施例22中，複合燒結體之耐電壓為100kV/mm以上，4點彎曲強度為450MPa以上，250℃下的體積電阻率為1.0x1015Ω‧cm以上。亦即，在實施例22中，耐電壓、4點彎曲強度及體積電阻率皆高。詳細而言，實施例22之複合燒結體之耐電壓為195kV/mm，250℃下的體積電阻率為1.0x1016Ω‧cm。另一方面，比較例6~7之4點彎曲強度小於450MPa。複合燒結體之耐電壓、4點彎曲強度及體積電阻率係隨著原料中的SiC之含有率變大而變高。
如以上所說明，上述的複合燒結體具備Al2O3、與MgAl2O4。該複合燒結體中的Al2O3之含有率為95.5重量%以上。該複合燒結體中的Al2O3之平均燒結粒徑為2μm以上且4μm以下。該複合燒結體中的Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差為0.35以下。像這樣，可藉由抑制複合燒結體中的Al2O3之粒成長，提升燒結粒徑分布之均勻性，而提供一種具有高耐電壓及高體積電阻率之複合燒結體。又，在該複合燒結體中，由於燒結粒徑分布之均勻性高，因此可抑制煅燒條件之變動所致之複合燒結體之特性(例如耐電壓和體積電阻率等)變動。因此，可提供一種量產性非常高的複合燒結體。
具體而言，複合燒結體之耐電壓係以100kV/mm以上為較佳。藉此，可適宜地防止或抑制複合燒結體之絕緣破壞。該耐電壓更佳為150kV/mm以上，進一步更佳為200kV/mm以上。又，複合燒結體之250℃下的體積電阻率係以1.0x1015Ω‧cm以上為較佳。藉此，可防止或抑制經由複合燒結體的電流之洩漏。該體積電阻率更佳為5.0x1015Ω‧cm以上，進一步更佳為1.0x1016Ω‧cm以上。
在上述的複合燒結體中，藉由將Al2O3之平均燒結粒徑設為4μm以下，可更降低燒結粒徑分布之標準偏差，實現進一步的高耐電壓及進一步的高體積電阻率。又，藉由將Al2O3之平均燒結粒徑設為2μm以上，可抑制Al2O3粒子自複合燒結體脫離，抑制微粒產生。該平均燒結粒徑更佳為2.3μm以上且3.7μm以下，進一步更佳為2.5μm以上且3.5μm以下。
上述的複合燒結體之體積密度為3.94g/cm3以上且3.98g/cm3以下。像這樣，藉由使體積密度變大而使複合燒結體變得緻密，可實現進一步的高耐電壓及進一步的高體積電阻率。又，在複合燒結體中，亦可實現高彎曲強度。該體積密度因SiC之含有率而變化，而更佳為3.96g/cm3以上且3.97g/cm3以下。
上述的複合燒結體中的MgAl2O4與Al2O3之結晶相量之比為0.003以上且0.01以下。像這樣，藉由將該結晶相量之比設為0.003以上，可適宜地抑制複合燒結體中的Al2O3之粒成長。又，藉由將該結晶相量之比設為0.01以下，可抑制複合燒結體所包含之MgAl2O4之量變得過大，抑制前述的起因於熱膨脹率之差的複合燒結體之損傷(例如裂痕或破裂)。
複合燒結體係以具備SiC為更佳，該SiC之含有率係以0.01重量%以上且4重量%以下為較佳。像這樣，藉由在複合燒結體中包含MgAl2O4及SiC，可適宜地抑制Al2O3之粒成長，降低Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差。又，藉由將SiC之含有率設為4重量%以下，可抑制起因於SiC之複合燒結體的耐電壓及體積電阻率 之降低、及複合燒結體之耐蝕性之劣化。該SiC之含有率更佳為2重量%以下，進一步更佳為1重量%以下。
複合燒結體中的Mg之含有率並沒有什麼上限，而以0.35重量%以下為較佳。藉此，可提供一種在用途為半導體製造裝置構件之情形屢次要求之高純度的複合燒結體。該Mg之含有率更佳為0.07重量%以下。在原料未包含SiC、包含MgO之情形，複合燒結體中的Mg之含有率係以0.05重量%以上為較佳。又，在原料包含SiC及MgO之情形，該Mg之含有率係以0.02重量%以上為較佳。藉此，可適宜地抑制Al2O3之粒成長。
如上所述，複合燒結體之4點彎曲強度係以450MPa以上為較佳。藉此，可適宜地防止或抑制複合燒結體破損。該4點彎曲強度更佳為500MPa以上，進一步更佳為550MPa以上。
如上所述，複合燒結體由於具有高耐電壓及高體積電阻率，因此適於在半導體製造裝置中使用之半導體製造裝置構件。複合燒結體尤其適於在高功率蝕刻裝置等高功率半導體製造裝置中使用之半導體製造裝置構件。作為使用該複合燒結體所製作之半導體製造裝置構件之適合的一例，可列舉上述的基座1。基座1係如上所述，具備使用複合燒結體所製作之本體部21、與配置於本體部21之內部的內部電極23。
如上所述，複合燒結體之製造方法具備：將混合有Al2O3與MgO之混合粉末成形為規定形狀的成形體之步驟(步驟S11)、與煅燒該成形體以生成複合燒結體之步驟(步驟S12)。在步驟S11中，混合粉末中的Al2O3之含有率為95.5重量%以上。在步驟S12結束後的Al2O3之平均燒結粒徑為2μm以上且4μm以下。又，步驟S12結束後的Al2O3之燒結粒徑分布之標準偏差為0.35以下。該複合燒結體之體積密度為3.94g/cm3以上且3.98g/cm3以下。該複合燒結體具備MgAl2O4，MgAl2O4與Al2O3之結晶相量之比為0.003以上且0.01以下。根據該製造方法，可輕易地製造一種具有高耐電壓、高體積電阻率及高彎曲強度之緻密的複合燒結體。又，可抑制在製造複合燒結體時的損傷。
如上所述，在步驟S11中，混合粉末係以包含SiC為較佳，該混合粉末中的SiC之含有率係以0.01重量%以上且4重量%以下為較佳。藉此，可抑制起因於SiC之複合燒結體的耐電壓及體積電阻率之降低、及複合燒結體之耐蝕性之劣化。
如上所述，在步驟S11中，混合粉末中的MgO之含有率係以0.5重量%以下為較佳。藉此，可降低複合燒結體中的Mg之含有率。
又，在步驟S12中，煅燒溫度為1550℃以上且1700℃以下。如上所述，由於可抑制煅燒條件之變動所致之複合燒結體之特性變動，因此可在廣泛的煅燒溫度範圍內實現上述的複合燒結體之特性。
上述的複合燒結體、半導體製造裝置構件、及複合燒結體之製造可以有各種變形。
複合燒結體中的SiC之含有率可小於0.01重量%，亦可大於4重量%。又，複合燒結體可實質上未包含SiC。
複合燒結體中的Mg之含有率可大於0.35重量%。
複合燒結體之耐電壓可小於100kV/mm。
複合燒結體之250℃下的體積電阻率可小於1.0x1015Ω‧cm。
複合燒結體之4點彎曲強度可小於450MPa。
在複合燒結體之製造方法中，在步驟S11中，混合粉末中的SiC之含有率可小於0.01重量%，亦可大於4重量%。又，在步驟S11中，混合粉末中的MgO之含有率可大於0.5重量%。在步驟S12中，煅燒溫度可小於1550℃，亦可大於1700℃。
在基座1中，內部電極23可為電漿處理用之RF電極。或者，亦可除了靜電吸盤用之內部電極23以外，亦於本體部21之內部配置電漿處理用之RF電極。
在基座1中，本體部21之一部分可由與上述的複合燒結體不同的材料(例如實質上未包含MgAl2O4之Al2O3燒結體)來形成。
上述的複合燒結體，除了基座1以外，亦可使用於製作設置於半導體製造裝置之其它半導體製造裝置構件(例如環(ring)、鐘罩(dome)等)。又，亦可藉由該複合燒結體來製作在半導體製造裝置以外的裝置使用之構件。例如，複合燒結體可使用於製作支撐半導體基板以外的基板之基座，亦可使用於製作加熱對象物之陶瓷加熱器。
上述實施形態及各變形例中的構成，只要沒有互相矛盾，亦可適宜組合。
雖然已經詳細地描寫以說明發明，惟前述的說明係舉例而非限定。因此，只要未超出本發明之範圍，則能說可以有許多的變形和態樣。
[產業上之可利用性]
本發明可利用於關於半導體製造裝置之領域，例如可利用於製造利用庫侖力或Johnson-Rahbek力來吸附並固持半導體基板之基座。
1‧‧‧基座
9‧‧‧基板
21‧‧‧本體部
22‧‧‧基底部
23‧‧‧內部電極

Claims (11)

  1. 一種複合燒結體，其具備：氧化鋁、與鎂鋁尖晶石，該氧化鋁之含有率為95.5重量%以上，該氧化鋁之平均燒結粒徑為2μm以上且4μm以下，該氧化鋁之燒結粒徑分布之標準偏差為0.35以下，該複合燒結體之體積密度為3.94g/cm3以上且3.98g/cm3以下，該鎂鋁尖晶石與該氧化鋁之結晶相量之比為0.003以上且0.01以下。
  2. 如請求項1之複合燒結體，其中，進一步具備碳化矽，該碳化矽之含有率為0.01重量%以上且4重量%以下。
  3. 如請求項1或2之複合燒結體，其中，鎂之含有率為0.35重量%以下。
  4. 如請求項1或2之複合燒結體，其中，耐電壓為100kV/mm以上。
  5. 如請求項1或2之複合燒結體，其中， 250℃下的體積電阻率為1.0x1015Ω‧cm以上。
  6. 如請求項1或2之複合燒結體，其中，4點彎曲強度為450MPa以上。
  7. 一種半導體製造裝置構件，其係在半導體製造裝置中使用之半導體製造裝置構件，其中，使用如請求項1至6中任一項之複合燒結體來製作。
  8. 如請求項7之半導體製造裝置構件，其具備：使用該複合燒結體來製作，於頂面載置了半導體基板之板狀的本體部；與配置於該本體部之內部的內部電極。
  9. 一種複合燒結體之製造方法，其具備：a)將混合有氧化鋁與氧化鎂之混合粉末成形為規定形狀的成形體之步驟、與b)煅燒該成形體以生成複合燒結體之步驟，在該b)步驟中，加熱時之最高溫度為1550℃以上且1700℃以下，於該最高溫度之保持時間為4小時以上且8小時以下，在該a)步驟中，該混合粉末中的該氧化鋁之含有率為95.5重量%以上，在該b)步驟結束後的該氧化鋁之平均燒結粒徑為2μm以上且4μm以下，在該b)步驟結束後的該氧化鋁之燒結粒徑分布之標準偏差為0.35以下，該複合燒結體之體積密度為3.94g/cm3以上且3.98g/cm3以下， 該複合燒結體具備鎂鋁尖晶石，該鎂鋁尖晶石與該氧化鋁之結晶相量之比為0.003以上且0.01以下。
  10. 如請求項9之複合燒結體之製造方法，其中，在該a)步驟中，該混合粉末包含碳化矽，該混合粉末中的該碳化矽之含有率為0.01重量%以上且4重量%以下。
  11. 如請求項9或10之複合燒結體之製造方法，其中，在該a)步驟中，該混合粉末中的該氧化鎂之含有率為0.5重量%以下。
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