[发明专利]冷却板、其制法以及半导体制造装置用部件

说明书

技术领域

本发明涉及冷却板、其制法以及半导体制造装置用部件。

背景技术

在半导体工艺中高温化的静电卡盘上，为了散热而接合有冷却板。在此情况下，有时会使用氧化铝作为静电卡盘的材料，使用铝作为冷却板的材料，使用树脂作为接合材料。氧化铝与铝的线性热膨胀系数差非常大，例如，氧化铝的线性热膨胀系数为7.9ppm/K(RT-800℃：内田老鹤圃《陶瓷的物理》)、铝的线性热膨胀系数为31.1ppm/K(RT-800℃：日本热物性学会编，《新编热物性手册》)。在这样的静电卡盘中，由于使用了柔软的树脂作为接合材料，因此可缓和因该线性热膨胀系数差而产生的应力。然而，由于树脂是有机材料，因而具有散热性低、容易在高温下分解、容易经时劣化这样的特性。因此，在高温工艺中难以长期使用。鉴于这样的情况，确认到以金属接合作为代替树脂的高散热的接合材料是有效的。在金属接合中，使用例如铝、焊料、银焊料等作为接合材料。然而，金属没有树脂那样的柔软度，无法缓和因静电卡盘与冷却板之间的线性热膨胀系数差而产生的应力。

在静电卡盘与冷却板的接合中采用金属接合时，作为冷却板所必需的特性，列举有：与静电卡盘的线性热膨胀系数差小，为了维持散热性而热导率高，为了使冷却液或冷却气体通过而致密性高，为了耐受加工、安装等而强度高等。作为在某种程度上满足这样的特性的材料，列举有专利文献1中公开的复合材料。该复合材料是TiC基Ti-Si-C系复合材料，其具有由1.0～20.0vol％的Ti₃SiC₂、0.5～8.0vol％的SiC、余量为TiC构成的相。在此可认为，由于TiC与氧化铝的线性热膨胀系数差小，因而专利文献1的以TiC基为主相的Ti-Si-C系复合材料与氧化铝的热膨胀系数差也小。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4809092号公报

发明内容

发明想要解决的课题

但是，虽然根据专利文献1，认定该TiC基Ti-Si-C系复合材料可充分活用TiC所具有的高导热性，但是原本TiC的热导率不过为31.8W/mK(日本热物性学会编，《新编热物性手册》，养贤堂，2008年3月，p.291-294)，不是称为高导热性的水平。因此，不能说是TiC基Ti-Si-C系复合材料也具有高导热性。

本发明是为了解决这种问题而完成的，其主要目的在于提供一种冷却板，其为在内部具有制冷剂通路且用于冷却氧化铝陶瓷部件的冷却板，其与氧化铝的线性热膨胀系数差极其小，热导率、致密性以及强度足够高。

用于解决问题的方案

本发明的冷却板是内部具有制冷剂通路且用于冷却氧化铝陶瓷部件的冷却板，该冷却板具有：

第1基板，其由致密质复合材料制成，所述致密质复合材料含有37～60质量％的碳化硅颗粒，并且含有分别少于前述碳化硅颗粒的质量％的量的硅化钛、钛碳化硅以及碳化钛，开口气孔率为1％以下，

第2基板，其由前述致密质复合材料制成，并具有冲孔成与前述制冷剂通路相同形状的冲孔部，

第3基板，其由前述致密质复合材料制成，

第1金属接合层，其通过在前述第1基板与前述第2基板之间夹持金属接合材料并将两基板进行热压接合从而形成于两基板间，以及

第2金属接合层，其通过在前述第2基板与前述第3基板之间夹持金属接合材料并将两基板进行热压接合从而形成于两基板间；

或者，该冷却板具有：

第1基板，其由致密质复合材料制成，所述致密质复合材料含有37～60质量％的碳化硅颗粒，并且含有分别少于前述碳化硅颗粒的质量％的量的硅化钛、钛碳化硅以及碳化钛，开口气孔率为1％以下，

第2基板，其由前述致密质复合材料制成，在与前述第1基板相面对的面上具有成为前述制冷剂通路的槽，以及

金属接合层，其通过在前述第1基板与前述第2基板中设置有前述槽的面之间夹持金属接合材料并将两基板进行热压接合而形成。