[发明专利]氧化锆增韧的氧化铝陶瓷烧结体

说明书

本发明提供了一种具有至少一个表面的烧结陶瓷体，该烧结陶瓷体包含：包含Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;的第一结晶相和8体积％至20体积％的包含ZrOsubgt;2/subgt;的第二结晶相，其中该第一结晶相为连续基体，并且该第二结晶相分散在该连续基体中，其中该烧结陶瓷体具有孔，其中该孔具有如通过SEM测量的0.1μm至5μm的最大孔径，其中如根据ASTM E228‑17所测量，烧结陶瓷体在25℃‑200℃至25℃‑1400℃的温度范围内表现出6.899×10‑6/℃至9.630×10supgt;‑6/supgt;/℃的热膨胀系数，其中该烧结陶瓷体具有99％至100％的相对密度并且在最大尺寸上具有0.2％至小于5％的密度变化，其中该最大尺寸为200mm至625mm，并且其中Si不存在于该烧结陶瓷体中或者其以100ppm或更少的量存在于该烧结陶瓷体中。

技术领域

本公开涉及包含氧化铝和氧化锆的烧结陶瓷组合物，所述烧结陶瓷组合物在用作半导体加工工具的部件时表现出高强度和低RF传输损耗。这些部件可以是诸如室衬里、RF或微波透明窗、喷头、聚焦环、晶圆吸盘、气体注射器或喷嘴、屏蔽环、夹紧环、混合歧管和气体分配组件的部件。本公开还涉及制备烧结陶瓷组合物的方法。

背景技术

氧化铝基烧结体在耐热性、耐化学性、耐等离子体性和导热性方面是优异的，并且在高频区域中具有小的介电损耗角正切(tanδ)。因此，氧化铝基烧结体例如用作在等离子体处理装置、半导体/液晶显示装置制造用蚀刻器、CVD装置等中使用的构件，或者用作待涂覆的耐等离子体构件的基材。

为了改善氧化铝基烧结体的耐腐蚀性和介电损耗角正切(介电损耗)，已经提出了各种建议，但是在本领域中仍然需要既具有耐腐蚀性、高导热性又具有低介电损耗特性并且适合用作可以在其上均匀地沉积致密膜的基材的氧化铝基烧结体。本领域中还需要满足这些性能要求，但也足够大以制造大尺寸，例如最大尺寸在200mm与超过600mm之间的部件的氧化铝基烧结体。

发明内容

这些和其他需要通过如本文所公开的各种实施方案、方面和配置来解决：

实施方案1.一种具有至少一个表面的烧结陶瓷体，所述烧结陶瓷体包含：包含Al₂O₃的第一结晶相和8体积％至20体积％的包含ZrO₂的第二结晶相，其中所述第一结晶相为连续基体，并且所述第二结晶相分散在所述连续基体中，其中所述烧结陶瓷体具有孔，其中所述孔具有通过如SEM测量的0.1μm至5μm的最大孔径，其中如根据ASTM E228-17所测量，烧结陶瓷体在25℃-200℃至25℃-1400℃的温度范围内表现出6.899×10-6/℃至9.630×10^-6/℃的热膨胀系数，其中所述烧结陶瓷体具有99％至100％的相对密度并且在最大尺寸上具有0.2％至小于5％的密度变化，其中所述最大尺寸为200mm至625mm，并且其中Si不存在于所述烧结陶瓷体中或者其以100ppm或更少的量存在于所述烧结陶瓷体中。

实施方案2.根据实施方案1所述的烧结陶瓷体，其中所述第二结晶相以12％至25％的量存在。

实施方案3.根据前述实施方案中任一项所述的烧结陶瓷体，其中所述第二结晶相以所述烧结陶瓷体的5体积％至15体积％的量存在。

实施方案4.根据前述实施方案中任一项所述的烧结陶瓷体，其中Si以14ppm至100ppm存在。

实施方案5.根据实施方案1至3中任一项所述的烧结陶瓷体，其中如果存在，则Si以不超过14ppm存在。

实施方案6.根据前述实施方案中任一项所述的烧结陶瓷体，其中如通过ICPMS测定，所述烧结陶瓷体的痕量元素Li、Na、Mg、K、Ca、B、P、Fe、Cu、Cr、Zn、In、Sn和Sb(总计)的总杂质含量为50ppm或更少。