(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化アルミニウム粉末と炭素含有成分とを混合する工程と、前記工程において得られた混合物を圧縮成型する工程と、
前記工程において得られた成型体を非酸素雰囲気中で焼結する工程と、
前記工程において得られた焼結体を酸素含有雰囲気中で熱処理する工程と、
を含むことを特徴とする複合セラミックスの製造方法。
【請求項２】
窒化アルミニウム相と、アルミニウム酸窒化物相と、遊離炭素とを含む複合セラミックス焼結体を、酸素含有雰囲気中で熱処理することを特徴とする多孔質複合セラミックスの製造方法。
【請求項３】
窒化アルミニウム相と、アルミニウム酸窒化物相と、遊離炭素とを含み、開気孔率が５％以下である複合セラミックス焼結体であって、前記遊離炭素が３次元的に連結していることを特徴とする、複合セラミックス焼結体。
【請求項４】
体積抵抗率が０．０１〜１０，０００Ωｃｍであることを特徴とする、請求項３に記載の複合セラミックス焼結体。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の複合セラミックス焼結体を、放電加工することを特徴とするセラミックス焼結製品の製造方法。
【請求項６】
窒化アルミニウム相と、アルミニウム酸窒化物相と、遊離炭素とを含んでなる複合セラミックス焼結体を、放電加工してセラミックス焼結製品を製造した後、酸素含有雰囲気中で熱処理することを特徴とする、窒化アルミニウム相とアルミニウム酸窒化物相とを含んでなり、かつ多孔質である複合セラミックスからなるセラミックス製品の製造方法。
【請求項７】
請求項６の方法により製造されるセラミックス製品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複合セラミックスに関し、さらに詳しくは、電子材料、構造材、及びフィルターなどのセラミックス製品に好適に使用することができる多孔質複合セラミックスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
窒化アルミニウムセラミックスは、高耐熱性、高電気絶縁性、高熱伝導性、及び高耐食性などの種々の特性に優れるため、従来より、半導体の放熱板及び回路基板などの電子材料、並びに半導体製造装置部材などの構造材、さらには特開平５−２４６７７５号及び特開平６−３２７９２１号公報に記載されているようなフィルターなどにも使用されている。
窒化アルミニウムセラミックスをフィルターなどとして使用する場合には、例えば、特開平５−２４６７７５号及び特開平６−３２７９２１号公報に記載されているように、窒化アルミニウムセラミックス粉末中に炭素や有機発泡剤などを予め混合させておき、これを焼結中に消失させることにより多孔質化する技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように多孔質な窒化アルミニウムセラミックスを製造するに当っては、緻密なバルク状の窒化アルミニウムセラミックスを製造する場合よりも焼結温度を低下させる必要がある。
従って、焼結が不十分となり熱伝導率が低下するとともに耐熱衝撃性も低下するという問題があった。また、強度や靱性も低下するため、機械加工性も低下するという問題があった。
【０００４】
さらには、窒化アルミニウムが空気中の水分と反応し、刺激臭の強いアンモニアを発生してしまうという問題もあった。
本発明は、耐熱衝撃性に優れるとともに、機械加工性にも優れ、さらにはアンモニアなどの刺激臭物質を発生することのない複合セラミックスを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
窒化アルミニウム粉末と炭素含有成分とを混合する工程と、前記工程において得られた混合物を圧縮成型する工程と、前記工程において得られた成型体を非酸素雰囲気中で焼結する工程と、前記工程において得られた焼結体を酸素含有雰囲気中で熱処理する工程と、
を含むことを特徴とする複合セラミックスの製造方法である。
本発明の製造方法による複合セラミックスは、単一の窒化アルミニウム相からなる従来の窒化アルミニウムセラミックスとは異なり、窒化アルミニウム相に加えてアルミニウム酸窒化物相を含むものである。
したがって、本発明による複合セラミックスを電子材料として、あるいは構造材などとして使用した場合、上記したように従来の多孔質窒化アルミニウムセラミックスを使用した場合とは異なり、耐熱衝撃性及び機械加工性の劣化のないセラミックス部品を製造することができる。
【０００６】
また、本発明の複合セラミックスは、刺激臭の強いアンモニアなどを発生することがない。
これらの原因については明確ではないが、以下のように推察される。
すなわち、本発明の複合セラミックスは、窒化アルミニウム相とアルミニウム酸窒化物相との複合体であるため、窒化アルミニウム単相からなる従来の窒化アルミニウムセラミックスに比べ靱性が高くなる。
さらに、本発明の複合セラミックスは、一旦緻密な複合焼結体を経由するために、従来の多孔質窒化アルミニウムセラミックスよりも粒子同士の結合が強くなる。また、アルミニウム酸窒化物相は窒化アルミニウム相に比べて熱伝導率が著しく劣ることがなく、その上、本発明の複合セラミックスは粒子同士の結合が強いため、従来の多孔質窒化アルミニウムセラミックスに比べ熱伝導性が劣らない。
【０００７】
したがって、本発明の複合セラミックスは耐熱衝撃性及び機械加工性に優れるものである。
また、このように窒化アルミニウム相とアルミニウム酸窒化物相とからなる複合体は、前記のように粒子同士の結合が強く、また非常に安定であるために、空気中に存在する水と反応するようなことはない。したがって、アンモニアなどの刺激臭を有する物質を発生することもない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を発明の実施の形態に則して詳細に説明する。
本発明の複合セラミックスは、基本的には窒化アルミニウム相とアルミニウム酸窒化物相とから構成されており、さらには不可避的な不純物として、複合セラミックスを製造する際に使用する炭素源からの不可避的な炭素などを含んでいてもよい。
【０００９】
本発明の複合セラミックスは多孔質であることが必要であり、その開気孔率の下限は１０体積％であることが好ましく、さらには２５体積％であることが好ましい。開気孔率が１０体積％未満であると、通気性が減少するため好ましくない。
【００１０】
また、開気孔率の上限は６５体積％であることが好ましく、さらには４５体積％であることが好ましい。開気孔率が６５体積％を超えると、靱性及び熱伝導度が低下し、良好な耐熱衝撃性及び機械加工性を得ることができない。
【００１１】
さらに、本発明の複合セラミックスは、窒化アルミニウム相とアルミニウム酸窒化物相との合計に対するアルミニウム酸窒化物相の割合の下限が、０．０１であることが好ましく、さらには０．１であることが好ましい。前記下限が０．０１より小さいと、複合セラミックスの靱性が低下し、良好な機械加工性を得ることができない。
【００１２】
また、前記アルミニウム酸窒化物相の割合の上限は、０．７５であることが好ましく、さらには０．６０であることが好ましい。前記上限が０．７５を超えると、熱伝導度が低下するため好ましくない。
【００１３】
尚、前記アルミニウム酸窒化物相の割合は、ＣｕＫα線によるＸ線回折測定において、２θ＝３０〜４０度の範囲における、前記窒化アルミニウム相のピーク強度の面積和をＡとし、同じく、２θ＝３０〜４０度の範囲におけるアルミニウム酸窒化物相のピーク強度の面積和をＢとしたとき、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）で規定される値を、前記窒化アルミニウム相と前記アルミニウム酸窒化物相の合計に対する前記アルミニウム酸窒化物相の割合と定義したものである。
【００１４】
本発明の複合セラミックスの製造方法は、特に限定されるものではないが、好ましくは以下のようにして製造する。
まず、窒化アルミニウム粉末と、炭素含有成分と、さらに好ましくは酸化イットリウム及び酸化エルビウムなどの希土類酸化物、あるいは炭酸カルシウムなどの焼結助剤とをポットミルなどを用いて混合する。
【００１５】
混合は原料成分のみの、いわゆる乾式の混合法で行うこともできるが、均一に混合するためには、イソプロピルアルコール（以下、ＩＰＡと略すことがある）などの有機溶媒中で混合する、いわゆる湿式の混合法を用いることもできる。
【００１６】
本発明で使用することのできる窒化アルミニウム粉末は、還元窒化法及び直接還元法などの方法により製造したものである。
また、本発明で使用することのできる炭素含有成分としては、グラファイト、カーボンブラックなどの不定形炭素、ボロンカーバイドなどの炭化物、及びセルロースなどの有機物で、焼成により水素と酸素が反応揮発し、結果的に炭素が残るものでもよい。
【００１７】
次に、得られた混合物を所定の金型に入れ、さらにこの金型をプレス機に設置して、所定の成型圧力を加えることにより成型体を製造する。
また、均一な成型密度の成型体を得るには、上記のようにプレス機で予備成型した後、冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）により成型体を製造することもできる。
続いて、得られた成型体をホットプレス法及びホットアイソタティックプレス法（ＨＩＰ）などの方法により焼結する。これらの中でも、コスト低減の観点からホットプレス法を用いることが好ましい。
【００１８】
さらに、最終的に得られる複合セラミックスの十分な靱性と熱伝導度とを確保するためには、本焼結によって得られる焼結体の開気孔率が、５％以下であることが好ましく、さらには１％以下であることが好ましい。
【００１９】
図１は、本発明の一実施例において、このような焼結工程を経て得られる焼結体のＸ線回折ピークを示す図である。
また、図３は同じく本発明の一実施例における焼結工程を経て得られる焼結体断面の反射電子像（ＢＥＩ）である。
図１における回折ピークは、ＪＣＰＤＳカード番号２５−１１３３の窒化アルミニウム、ＪＣＰＤＳカード番号３５−０８３０のアルミニウム酸窒化物、ＪＣＰＤＳカード番号２６−１０７９のグラファイトの回折ピークの重ね合わせとして説明できる。
すなわち、この焼結体は、窒化アルミニウム相、アルミニウム酸窒化物相、及びグラファイトなどの遊離炭素から構成されていることが分かる。
【００２０】
同様に、図３においては、図中の黒い部分で示される遊離炭素であるグラファイトが、図中の灰色の部分で示される窒化アルミニウム相、及びアルミニウム酸窒化物相で形成される相間に存在している様子が分かる。
本発明においては、上述したように非酸化性雰囲気中で焼結して、窒化アルミニウムセラミックス焼結体を製造するものである。それにもかかわらず、前記焼結体中にアルミニウム酸窒化物相が存在する原因は、窒化アルミニウムセラミックスを製造する際に使用する炭素源中に、不純物としての酸素が固溶または吸着しており、この酸素が焼結工程中において、窒化アルミニウムと反応するためと推察される。
【００２１】
また図３より、遊離炭素は３次元的に連結していることが分かる。このように遊離炭素が３次元的に連結すると、後に示す熱処理において、遊離炭素を容易に除去することができ、さらには、所望する開気孔率を有する多孔質複合セラミックスを簡易に得ることができる。
【００２２】
さらに、上記焼結体の体積抵抗率は、放電加工を可能ならしめるために０．０１〜１０，０００Ωｃｍであることが好ましく、さらには０．１〜１００Ωｃｍであることが好ましい。
次に得られた焼結体に対して熱処理を施す。この熱処理は、前記のように遊離炭素を除去するために行うものである。
【００２３】
すなわち、焼結体を酸化性雰囲気中で５００〜９００℃、好ましくは６００〜８００℃に加熱し、１〜１００時間、好ましくは２〜２０時間保持する。すると、焼結体中の遊離炭素と焼結雰囲気中の酸素とが反応して二酸化炭素（ＣＯ2 ）を形成し、さらに、この二酸化炭素は焼結体中に形成されている開気孔を通って焼結体表面へ抜けるため、焼結体中の遊離炭素が除去されるものである。
尚、この熱処理温度は焼結温度に比較して十分に低い温度であるため、この熱処理工程において、複合セラミックスの焼結が進行することはない。
【００２４】
図２は、本発明の一実施例における複合セラミックスのＸ線回折ピークを示した図である。
図２における回折ピークは、ＪＣＰＤＳカード番号２５−１１３３の窒化アルミニウム、ＪＣＰＤＳカード番号３５−０８３０のアルミニウム酸窒化物の回折ピークの重ね合わせとして説明できる。
【００２５】
すなわち、本発明の複合セラミックスは、窒化アルミニウム相とアルミニウム酸窒化物相とから構成されている。
また、遊離炭素からのピークは観察されず、上記熱処理工程において遊離炭素が有効に除去されていることが分かる。
この熱処理後の反射電子像は、図４のようになり、遊離炭素が存在していた黒い部分は、そのまま空孔になって存在し、開気孔を構成する。
以上のような工程を経ることにより、本発明の複合セラミックスを得ることができる。
【００２６】
本発明の複合セラミックスの開気孔率は、上記工程における混合する炭素含有成分量、成型条件及び焼結条件などに依存する。
混合する炭素含有成分量を多くすると、後に除去される遊離炭素の量が増すため開気孔率が増加する。
また、成型圧力を高くすると開気孔率の小さい複合セラミックスを得ることができる。
焼結温度を低く、又は焼結時間を短くすると、焼結自体が進行しなくなるために、結果として開気孔率の小さい複合セラミックスを得ることができる。
【００２７】
本発明の複合セラミックスから製品を製造する場合は、多孔質化して後に機械加工をしても良いが、加工屑が気孔に入り込む等の問題がある。このため、上記の焼結工程を経て得られた多量の遊離炭素を含有した、非多孔質の焼結体に所定の加工を施して所定の製品形状に仕上げた後に、酸化性雰囲気下での熱処理を行うことが好ましい。
【００２８】
また、本発明の複合セラミックスは、上述したように、電子材料などの比較的微細な製品に使用する場合が多いため、例えば、このような場合は、放電加工によって焼結体を加工することが好ましい。
上述のように、本発明の複合セラミックスは、熱処理前は多量の遊離炭素を含む緻密な焼結体であり、また、この遊離炭素は空間的に連結しているために比較的高い導電性を示す。したがって、この熱処理前の焼結体は放電加工による加工性が極めて良好である。
【００２９】
以上のようにして製造された複合セラミックスは、上述したように、半導体の放熱板や回路基板などの電子材料、並びに半導体製造装置部材などの構造材などに使用することができる。
これらの中でも、半導体製造装置は、半導体製造プロセス中のエッチング工程やクリーニング工程において、三弗化窒素ガス（ＮＦ3 ）などの腐食性ガスに晒されるため、特に、耐腐食性などの特性が強く要求されている。したがって、本発明の複合セラミックスは、このような半導体製造装置の部材に対しては、特に好ましく用いることができる。
【００３０】
図５は、半導体装置の一例としての、ヒータ付きの静電チャックの概略を示す断面図である。
略円盤形状の基体５の側周面５ｄにはリング状のフランジ５ｃが設けられており、基体５の内部には静電チャック電極１２が埋設されている。また、半導体ウエハ２の設置面５ａ側には、所定の厚さの誘電層３が形成されている。
基体５の支持部分４側には、端子７が埋設されており、さらに、この端子７の端面は、基体５の背面５ｂに露出している。また、半導体ウエハ２と基体５との熱伝導を良好に行うために、基体５の所定箇所には、ヘリウムガスを導入するためのガス導入孔６が形成されている。
端子７には電線１０Ａを介して、直流電源１１が接続されている。また、半導体ウエハ２には、直流電源１１の負極が電線１０Ｂを介して接続されている。
静電チャック電極１２と基体５の背面５ｂとの間には、基体５内に抵抗発熱体８が埋設されている。抵抗発熱体８の両端部は、それぞれ端子９に接続されており、端子９はそれぞれ外部端子１４に接続されている。
この抵抗発熱体８は、半導体ウエハ２を吸着しながら加熱するためのものであり、必須の要素ではない。
【００３１】
上述した静電チャックにおいて、例えば、絶縁性が要求される基体５及び誘電層３を、本発明の複合セラミックスから形成することにより、半導体製造プロセス中の腐食性ガスによる影響を低減しつつ、軽量化及びガス透過性の付与が可能となる。
また、上記静電チャックのガス導入孔６の部分に、本発明の複合セラミックスを使用することにより、半導体ウエハ２と基体５との熱伝導性をさらに良好な状態にすることができるとともに、多孔質であるためにフィルタ効果をも付与することができる。
さらに、図示してはいないが、反応チャンバへの腐食性ガス導入孔を、本発明の複合セラミックスから形成することによって、このガス導入孔に耐腐食性及びフィルタ効果を付与することもできる。
【００３２】
【実施例】
以下に、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。
実施例１
還元窒化法で得られた窒化アルミニウム粉末（トクヤマ社製、グレードＦ）とグラファイト（片山化学社製，試薬ＣＰ）重量比６：４に秤量し、ポットミルを用いてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）溶媒中で混合した後、ＩＰＡを揮発させて窒化アルミニウム及びグラファイトからなる混合粉を得た。
その後、この混合粉を金型に入れ、２００ｋｇｆ／ｃｍ2 の成型圧で一軸プレスして、直径５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円柱状の成型体を得た。
【００３３】
次に、この成型体をグラファイトダイスに入れ、温度１９００℃の還元性雰囲気中で、２００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力を負荷して２時間保持した。
この焼結体の開気孔率をアルキメデス法により、体積抵抗率を２端子法により測定した。さらに、Ｘ線回折により焼結体を構成する相を同定するとともに、放電加工の可否を調べた。結果を表１に示す。
【００３４】
次に、この焼結体に、大気中で、８００℃、１０時間の熱処理を実施して、多孔質セラミックスを得た。
この複合セラミックスの開気孔率をアルキメデス法により測定した。また、上記同様にＸ線回折により、この複合セラミックスを構成する相を同定するとともに、実施の形態に示したような方法でアルミニウム酸窒化物相の割合を調べた。さらに、靱性を４点曲げ法により、熱伝導度をレーザフラッシュ法により評価した。
また、複合セラミックスのアンモニアの発生の有無を調べるため、得られた複合セラミックスを水中に１時間浸漬させた。
以上、得られた結果を表２に示す。
【００３５】
実施例２及び実施例３
窒化アルミニウム粉末とグラファイトとの混合比を、重量比４：６及び８：２にした以外は実施例１と同様にして実施した。
複合セラミックス焼結体及び複合セラミックスの開気孔率などの諸特性は実施例１と同様にして評価した。結果を表１及び表２に示す。
【００３６】
実施例４
窒化アルミニウム粉末とグラファイトに加えて、焼結助剤として酸化イットリウム（信越化学社製）を使用し、これらを重量比５７：４０：３にして混合するとともに、この混合粉の圧縮成型工程において、１０００ｋｇｆ／ｃｍ2 の冷間静水圧プレスを実施した以外は、実施例１と同様にして実施した。
複合セラミックス焼結体及び複合セラミックスの開気孔率などの諸特性は実施例１と同様にして評価した。結果を表１及び表２に示す。
【００３７】
実施例５
窒化アルミニウム粉末とグラファイトとを重量比７：３に秤量し、さらにこの混合粉に対して、適量の有機バインダーを加えてペーストを作製し、押し出し成型により、実施例１と同じ円柱状の成型体を得た。
また、焼結体の熱処理を７００℃、２０時間に代えた以外は実施例１と同様にして焼結工程を実施した。
複合セラミックス焼結体及び複合セラミックスの開気孔率などは諸特性は実施例１と同様にして評価した。結果を表１及び表２に示す。
【００３８】
実施例６
窒化アルミニウム粉末とグラファイトに加えて、焼結助剤として炭酸カルシウム（日亜化学社製）を使用し、これらを重量比５５：４０：５に秤量して混合した以外は、実施例５と同様にして円柱状の成型体を製造した。
温度を１８５０℃にした以外は、実施例１と同様にして、得られた成型体をホットプレスした。
さらに、得られた焼結体に大気中で、７００℃、２０時間の熱処理を実施して複合セラミックスを得た。
複合セラミックス焼結体及び複合セラミックスの開気孔率などの諸特性は実施例１と同様にして評価した。結果を表１及び表２に示す。
【００３９】
実施例７
炭素含有成分としてセルロースを用い、さらに焼結助剤として酸化エルビウムを用いた。
上記実施例と同じ窒化アルミニウム粉末と、これらセルロース及び酸化エルビウムとを、重量比１９：８０：１で混合し、実施例４と同様の方法により直径５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円柱状の成型体を得た。
得られた複合セラミックス焼結体の諸特性は実施例１と同様にして測定した。結果を表１に示す。
次に、この成型体に、還元性雰囲気中で、温度１９５０℃、２時間のホットプレスを実施した後、酸素雰囲気中で８００℃、１０時間の熱処理を行った。
得られた複合セラミックスの諸特性は実施例１と同様にして測定した。結果を表２に示す。
【００４０】
実施例８
ホットプレスを温度１８００℃、２時間の条件で行い、さらに、酸素雰囲気中での熱処理を７００℃、２０時間の条件で行った以外は、実施例１と同様にして実施した。
得られた複合セラミックス焼結体、及び複合セラミックスの諸特性は、実施例１と同様に測定した。結果を表１及び表２に示す。
【００４１】
実施例９
図５に示すような形態の窒化アルミニウム粉末からなる静電チャック成型体の中に電極を埋設し、この成型体を１９００℃で４時間ホットプレスして静電チャック焼結体を製造した。本実施例で使用した電極は、直径０．１２ｍｍのモリブデン線を、１インチ当たり５０本の密度で編んで製造した、図６に示すような形態の金網電極である。
得られた静電チャック焼結体に、図５のガス導入孔６に相当する、直径３ｍｍの直線貫通孔を、同心円状となるように４つ形成した。
【００４２】
一方、実施例１と同様にして製造した、熱処理前の複合セラミックス焼結体から、前記直線貫通孔に挿入する直径３ｍｍのピンを、放電加工により製造した。
このピンを前記直線貫通孔に挿入し、再度ホットプレス焼成することにより、前記静電チャック焼結体と拡散接合させた。
続いて、この焼結体を大気中で８００℃、１０時間の熱処理を行うことにより、前記ピン中に存在する遊離炭素を除去して、多孔質のピンを製造した。
この多孔質ピンが挿入された孔をガス導入孔として使用することにより、半導体ウエハ２と基体５との熱伝導性が改善され、半導体ウエハの温度調節を簡易に行うことができるようになった。
また、この静電チャックを実施例１と同様にして水中に浸漬させたところ、アンモニアは全く発生しなかった。
【００４３】
比較例１
上記実施例と同じ窒化アルミニウム粉末を使用し、この粉末を実施例４と同様の方法により成型して、直径５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円柱状の成型体を得た。
次に、この成型体を窒化ホウ素製のダイスに入れて、窒素雰囲気下、１９００℃で２時間常圧焼結を実施した。
この複合セラミックスの開気孔率などは実施例と同様にして測定した。結果を表１及び表２に示す。
【００４４】
比較例２
比較例１と同様な方法により複合セラミックス焼結体を製造し、さらにこの焼結体に、大気中で、８００℃、１０時間の熱処理を実施した。
複合セラミックス焼結体及び複合セラミックスの開気孔率などの諸特性は上記実施例と同様にして測定した。結果を表１及び表２に示す。
【００４５】
比較例３
実施例４と同じ窒化アルミニウム粉末及び酸化イットリウムを使用した。これらを重量比９５：５に秤量し、実施例１と同じ方法によって成型して、直径５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円柱状の成型体を得た。
次に、この成型体に、窒素雰囲気中で、１７００℃、２時間の常圧焼結を実施した。
得られた複合セラミックスの開気孔率などの諸特性は、実施例と同様の方法により測定した。結果を表１及び表２に示す。
【００４６】
比較例４
上記窒化アルミニウム粉末に加えて、実施例６と同じ炭酸カルシウムを用い、これらを重量比９８：２に秤量して、実施例１と同様の方法により混合した。
さらに、得られた混合粉に有機バインダーを加え、実施例５及び６と同様の方法を用いて、直径５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円柱状の成型体を得た。
次に、得られた成型体に、窒素雰囲気中で、１７２０℃、２時間の常圧焼結を実施した。
上記同様、得られた複合セラミックスの開気孔率などの諸特性は、実施例と同様の方法により測定した。結果を表１及び表２に示す。
【００４７】
比較例５
上記窒化アルミニウム粉末に対し、炭素含有成分としてカーボンブラック（三菱化学社製）を使用した。
次に、これらを重量比９９．５：０．５で秤量し、実施例１と同様な方法によって混合した。さらに、実施例４と同様な方法でプレスすることにより、直径５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円柱状の成型体を得た。
得られた成型体に還元性雰囲気中で、１９００℃、２時間常圧焼結を行い、複合セラミックスを得た。
上記同様、得られた複合セラミックスの開気孔率などは、実施例と同様の方法により測定した。結果を表１及び表２に示す。
【００４８】
表１から、実施例における熱処理前の複合セラミックス焼結体は、窒化アルミニウム相と、アルミニウム酸窒化物相と、遊離炭素の相とから構成されていることが分かる。一方、比較例に示すように、複合セラミックスの製造過程で、炭素含有成分を使用しないか、又は極端に少ない場合には、窒化アルミニウム相の単相のみから窒化アルミニウムセラミックスが構成されていることが分かる。
【００４９】
また、実施例の複合セラミックス焼結体は、体積抵抗率が比較例の窒化アルミニウムセラミックスよりも低い値を示している。これは、図３に示す写真からも分かるように、良好な導電性を示す遊離炭素が、窒化アルミニウム相とアルミニウム酸窒化物相とからなる相の間に３次元的に存在しているためと考えられる。
【００５０】
したがって、熱処理前の複合セラミックス焼結体は、良好な導電性を示すために放電加工の実施が可能である。
表２からは、本発明による複合セラミックスは、窒化アルミニウム相とアルミニウム酸窒化物相とから構成されていることが分かる。一方、炭素含有物質を使用しないか、又は極端にこの量が少ない比較例では、窒化アルミニウム相のみから構成されていることが分かる。
【００５１】
そして、実施例に示す複合セラミックスは、比較例と同等又は高い開気孔率を有するにもかかわらず、一旦緻密な複合焼結体を経由し、かつアルミニウム酸窒化物相が存在することに起因して、優れた強度及び熱伝導性を示すことが分かる。
さらに、一旦緻密な複合焼結体を経由することに起因して、この多孔質の複合セラミックスが水と接触した場合においても、アンモニアなどを発生することがない。
【００５２】
【表１】
0003983362.tif 000002
【００５３】
【表２】
0003983362.tif 000003
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の複合セラミックスは、一旦緻密な複合焼結体を経由すること、及び窒化アルミニウム相に加えて、アルミニウム酸窒化物相が存在することに起因して、高い開気孔率を有するにもかかわらず、耐熱衝撃性及び機械加工性に優れるとともに、アンモニアなどの刺激臭を伴うガスを発生することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における複合セラミックス焼結体のＸ線回折ピークを示す図である。
【図２】本発明の一実施例における複合セラミックスのＸ線回折ピークを示す図である。
【図３】本発明の一実施例における複合セラミックス焼結体の電子反射像を示す図である。
【図４】本発明の一実施例における複合セラミックスの電子反射像を示す図である。
【図５】ヒータ付きの静電チャックの概略を示す断面図である。
【図６】本実施例における静電チャック電極の形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  ヒータ付きの静電チャック、２  半導体ウエハ、３  誘電層、４  基体の支持部分、５  基体、５ａ  半導体ウエハの設置面、５ｂ  基体の背面、５ｃ  フランジ、５ｄ  基体の側周面、６  ガス導入孔、７  端子、８  抵抗発熱体、９  端子、１０Ａ、Ｂ  電線、１１  直流電源、１２  静電チャック電極、１４  外部端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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