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CN104285290B - 冷却板、其制法以及半导体制造装置用部件 - Google Patents

冷却板、其制法以及半导体制造装置用部件 Download PDF

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CN104285290B
CN104285290B CN201480001113.1A CN201480001113A CN104285290B CN 104285290 B CN104285290 B CN 104285290B CN 201480001113 A CN201480001113 A CN 201480001113A CN 104285290 B CN104285290 B CN 104285290B
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CN
China
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coldplate
composite material
carbide
compact substance
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井上胜弘
胜田佑司
片居木俊
天野真悟
杉本博哉
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NGK Insulators Ltd
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Abstract

半导体制造装置用部件(10)具有氧化铝制静电卡盘(20)、冷却板(30)、以及冷却板-卡盘接合层(40)。冷却板(30)具有第1～第3基板(31～33)、形成于第1以及第2基板(31、32)之间的第1金属接合层(34)、形成于第2以及第3基板(32、33)之间的第2金属接合层(35)、以及制冷剂通路(36)。第1～第3基板(31～33)由致密质复合材料形成，所述致密质复合材料中碳化硅的含量最多，并且含有硅化钛、钛碳化硅以及碳化钛。金属接合层(34、35)通过在第1以及第2基板(31、32)之间，以及在第2以及第3基板(32、33)之间夹持Al-Si-Mg系或Al-Mg系的金属接合材料并将各基板(31～33)进行热压接合而形成。

Description

冷却板、其制法以及半导体制造装置用部件
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。
该冷却板中，通过金属接合层进行接合的各基板由上述致密质复合材料制成。该致密质复合材料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。由此，将这样的冷却板与氧化铝陶瓷部件接合而得的半导体制造装置用部件，即使在低温与高温之间反复使用，冷却板与氧化铝陶瓷部件也不会发生剥离，在维持高散热性能的状态下，耐用期间变长。另外，由上述致密质复合材料制成的基板彼此难以通过电子束焊接等进行接合，由树脂粘接材料接合时冷却性能降低，但是此处，由于通过使用了金属接合材料的热压接合(ThermalCompressionBonding，简称为TCB)来进行接合，因而可比较容易地进行接合，而且可获得良好的冷却性能。
在本发明的冷却板中，前述金属接合层优选采用含有Mg或者含有Si及Mg的铝合金接合材料作为前述金属接合材料，通过在该接合材料的固相线温度以下的温度进行热压接合而形成。这样一来，可获得更良好的冷却性能。
在本发明的冷却板中，前述致密质复合材料优选碳化钛的质量％小于前述硅化钛的质量％以及前述钛碳化硅的质量％。前述致密质复合材料优选前述硅化钛的质量％大于前述钛碳化硅的质量％。前述致密质复合材料优选在前述碳化硅颗粒彼此的间隙中以覆盖前述碳化硅颗粒表面的方式存在前述硅化钛、前述钛碳化硅以及前述碳化钛中的至少一种。前述致密质复合材料优选前述碳化钛分散于前述硅化钛的内部。前述硅化钛优选为TiSi2。前述致密质复合材料与氧化铝在40℃～570℃时的平均线性热膨胀系数之差优选为0.5ppm/K以下。前述致密质复合材料在40℃～570℃时的平均线性热膨胀系数优选为7.2～8.2ppm/K。前述致密质复合材料的热导率优选为75W/mK以上。前述致密质复合材料的4点弯曲强度优选为200MPa以上。前述致密质复合材料，在将纵90μm×横120μm的区域放大1000倍的SEM图像(反射电子图像)中，长径10μm以上的碳化硅颗粒的数量优选为16个以上。
本发明的冷却板的制法是制造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的方法，该方法包含如下工序：
(a)使用致密质复合材料制作第1～第3基板的工序，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，
(b)从前述第2基板的一个面到另一个面冲孔成与前述制冷剂通路相同的形状，在前述第2基板上形成冲孔部的工序，以及
(c)在前述第1基板与前述第2基板的一个面之间，以及在前述第3基板与前述第2基板的另一个面之间分别夹持金属接合材料，将前述第1～第3基板进行热压接合的工序；
或者，该方法包含如下工序：
(a)使用致密质复合材料制作第1基板以及第2基板的工序，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，
(b)在前述第2基板的一个面上形成成为前述制冷剂通路的槽的工序，以及
(c)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，将两基板进行热压接合的工序。
根据该冷却板的制法，可容易地制造上述冷却板。特别地，由上述致密质复合材料制成的基板彼此难以通过电子束焊接等进行接合，由树脂粘接材料进行接合时冷却性能降低，但是此处，由于通过使用了金属接合材料的热压接合来进行接合，因而可比较容易地进行接合，而且可获得良好的冷却性能。
本发明的冷却板的制法中，在前述工序(c)中，优选采用含有Mg或者含有Si及Mg的铝合金接合材料作为前述金属接合材料，在该接合材料的固相线温度以下的温度进行热压接合。这样一来，可获得具有更良好的冷却性能的冷却板。
本发明的半导体制造装置用部件具有：
氧化铝制静电卡盘，其内置有静电电极以及加热电极，
上述任一种冷却板，以及
冷却板-卡盘接合层，其通过在前述冷却板的前述第1基板的表面与前述静电卡盘之间夹持金属接合材料并将两者进行热压接合而形成。
根据该半导体制造装置用部件，即使在低温与高温之间反复使用，冷却板与氧化铝陶瓷部件也不会发生剥离，在维持高散热性能的状态下，耐用期间变长。另外，可将静电卡盘的热高效地向冷却板释放。
在本发明的半导体制造装置用部件中，前述冷却板-卡盘接合层优选采用含有Mg或者含有Si及Mg的铝合金接合材料作为前述金属接合材料，通过在该接合材料的固相线温度以下的温度进行热压接合而形成。
附图说明
图1为半导体制造装置用部件10的俯视图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为半导体制造装置用部件10的制造工序图。
图4为半导体制造装置用部件10的制造工序图。
图5为第2基板32的说明图。
图6为半导体制造装置用部件110的剖视图。
图7为半导体制造装置用部件110的制造工序图。
图8为第2基板132的说明图。
图9为Si-Ti的2成分状态图。
图10为在实验例2中获得的致密质复合材料的SEM图像(反射电子图像)。
具体实施方式
[半导体制造装置用部件-第1实施方式]
以下，对第1实施方式的半导体制造装置用部件10进行说明。图1为半导体制造装置用部件10的俯视图，图2为图1的A-A剖视图。
半导体制造装置用部件10具有氧化铝制静电卡盘20、冷却板30以及冷却板-卡盘接合层40，所述氧化铝制静电卡盘20可吸附实施等离子体处理的硅制晶片W，所述冷却板30由线性热膨胀系数与氧化铝同程度的致密质复合材料制成，所述冷却板-卡盘接合层40将静电卡盘20与冷却板30进行接合。
静电卡盘20是外径比晶片W的外径小的圆盘状的氧化铝板，内置有静电电极22和加热电极24。静电电极22是可介由棒状的供电端子23通过未图示的外部电源施加直流电压的平面状电极。对该静电电极22施加直流电压时，晶片W通过库仑力而被吸附固定于晶片载置面20a，解除施加直流电压时，晶片W在晶片载置面20a上的吸附固定被解除。加热电极24是为了在静电卡盘20的整面进行配线而按照例如一笔画的要领形成图形，在施加电压时发热而将晶片W加热。可通过从冷却板30的背面分别到达加热电极24的一端以及另一端的棒状的供电端子25对加热电极24施加电压。
冷却板30是外径与静电卡盘20同等或者稍大的圆盘状板，其具有第1基板31、第2基板32、第3基板33、形成于第1基板31与第2基板32之间的第1金属接合层34、形成于第2基板32与第3基板33之间的第2金属接合层35、以及可流通制冷剂的制冷剂通路36。第1～第3基板31、32、33由致密质复合材料形成。该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，详细内容后述。另外，在第2基板32中形成有冲孔部32a。该冲孔部32a是从第2基板32的一个面到另一个面冲孔成与制冷剂通路36相同的形状。第1以及第2金属接合层34、35是通过在第1基板31与第2基板32的一个面之间、以及在第2基板32的另一个面与第3基板33之间夹持Al-Si-Mg系或Al-Mg系的金属接合材料并将各基板31～33进行热压接合而形成。在冷却板30上形成有制冷剂供给孔46a以及制冷剂排出孔46b，所述制冷剂供给孔46a以及制冷剂排出孔46b从与接合有静电卡盘20的面相反侧的面向与晶片载置面20a正交的方向延伸并分别与制冷剂通路36的入口36a以及出口36b连接。另外，在冷却板30上形成有端子插通孔43、45，所述端子插通孔43、45贯通接合有静电卡盘20的面与其相反侧的面。端子插通孔43是用于插通静电电极22的供电端子23的孔，端子插通孔45是用于插通加热电极24的供电端子25的孔。
冷却板-卡盘接合层40是通过在冷却板30的第1基板31与静电卡盘20之间夹持Al-Si-Mg系或Al-Mg系的金属接合材料并将两者进行热压接合而形成的。此外，各供电端子23、25以不与冷却板30、第1以及第2金属接合层34、35、冷却板-卡盘接合层40直接接触的方式构成。
此外，也可以在半导体制造装置用部件10上，以在与晶片载置面20a正交的方向上贯通半导体制造装置用部件10的方式设置气体供给孔、起模顶杆插通孔，所述气体供给孔用于向晶片W的背面供给He气，所述起模顶杆插通孔用于插通将晶片W从晶片载置面20a抬起的起模顶杆。
接着，对半导体制造装置用部件10的使用例进行说明。首先，在未图示的真空腔内设置有半导体制造装置用部件10的状态下，将晶片W载置于晶片载置面20a。而后，通过真空泵将真空腔内进行减压，调整成规定的真空度，对静电电极22施加直流电压使其产生库仑力，将晶片W吸附固定于晶片载置面20a。接着，使真空腔内形成规定压力(例如数十～数百Pa)的反应气体气氛，在该状态下，使其产生等离子体。而后，利用所产生的等离子体进行晶片W的表面的蚀刻。未图示的控制器对供给加热电极24的功率进行控制，使得晶片W的温度成为预先设定的目标温度。
接着，对半导体制造装置用部件10的制造例进行说明。图3和图4为半导体制造装置用部件10的制造工序图。图5为第2基板32的说明图，(a)为俯视图，(b)为(a)的B-B剖视图。
首先，使用上述致密质复合材料，制作第1～第3基板31～33，它们是圆盘状薄型板(参照图3(a))。接着，从第2基板32的一个面到另一个面冲孔成与制冷剂通路36相同的形状，在第2基板32上形成冲孔部32a(参照图3(b)和图5)。冲孔部32a可通过加工中心、水射流法、放电加工等形成。接着，在第1基板31与第2基板32的一个面之间夹持金属接合材料51，并且在第2基板32的另一个面与第3基板33之间夹持金属接合材料52(参照图3(c))，将第1～第3基板31～32进行热压接合(参照图3(d))。由此，冲孔部32a成为制冷剂通路36，在第1基板31与第2基板32之间形成第1金属接合层34，在第2基板32与第3基板33之间形成第2金属接合层35，制成冷却板30。此时，作为金属接合材料51、52，优选使用Al-Si-Mg系或Al-Mg系接合材料。使用这些接合材料的热压接合(TCB)如下进行，在真空气氛下，在加热至固相线温度以下的状态下，将各基板在0.5～2.0kg/mm2的压力下加压1～5小时。其后，形成从冷却板30的背面侧到达制冷剂通路36的入口36a的制冷剂供给孔46a、从冷却板30的背面侧到达制冷剂通路36的出口36b的制冷剂排出孔46b，并且形成贯通冷却板30的表里的端子插通孔43、45(参照图3(e)，虽然在图3(e)中，没有显示出制冷剂通路36的入口36a、出口36b、制冷剂供给孔46a、制冷剂排出孔46b，但关于它们参照图1)。
另一方面，制作埋设有静电电极22以及加热电极24并安装有供电端子23、25的静电卡盘20(参照图4(a))。这样的静电卡盘20可按照例如日本特开2006-196864号公报的记载进行准备。而后，在静电卡盘20的与晶片载置面20a相反侧的面与冷却板30的第1基板31的表面之间夹持金属接合材料28，将供电端子23、25分别插入端子插通孔43、45，将静电卡盘20与冷却板30进行热压接合(参照图4(a))。由此，在静电卡盘20与冷却板30之间形成冷却板-卡盘接合层40，制成半导体制造装置用部件10(参照图4(b))。作为金属接合材料28，优选如上述那样使用Al-Si-Mg系或Al-Mg系接合材料来进行TCB。
根据以上详述的第1实施方式，冷却板30中，通过第1以及第2金属接合层34、35进行接合的第1～第3基板31～33由上述致密质复合材料制成，该致密质复合材料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。由此，将这样的冷却板30与氧化铝陶瓷部件、即静电卡盘20进行接合而得的半导体制造装置用部件10，即使在低温与高温之间反复使用，冷却板30与静电卡盘20也不会发生剥离，在维持高散热性能的状态下，耐用期间变长。另外，由上述致密质复合材料制成的第1～第3基板31～33难以通过电子束焊接等进行接合，在用树脂粘接材料进行接合时，冷却性能降低，但是此处，由于通过使用金属接合材料的TCB进行接合，因而可比较容易地进行接合，而且可获得良好的冷却性能。
另外，由于第1～第3基板31～33的致密性足够高，因而可使冷却液、冷却气体通过冷却板30的内部，冷却效率进一步提高。进而，由于第1～第3基板31～33的强度足够高，因而可耐受制造半导体制造装置用部件10时的加工、接合，也可充分耐受因使用时的温度变化而产生的应力。
[半导体制造装置用部件-第2实施方式]
以下，对第2实施方式的半导体制造装置用部件110进行说明。图6为半导体制造装置用部件110的剖视图。
半导体制造装置用部件110具有氧化铝制静电卡盘20、冷却板130以及冷却板-卡盘接合层40，所述氧化铝制静电卡盘20可吸附实施等离子体处理的硅制晶片W，所述冷却板130由线性热膨胀系数与氧化铝同程度的致密质复合材料制成，所述冷却板-卡盘接合层40将冷却板130与静电卡盘20进行接合。
由于静电卡盘20与第1实施方式相同，因而标记与第1实施方式相同的符号，并省略说明。冷却板130是外径与静电卡盘20同等或者稍大的圆盘状的板，其具有第1基板131、第2基板132、形成于第1基板131与第2基板132之间的金属接合层134、以及可流通制冷剂的制冷剂通路136。第1以及第2基板131、132由与第1实施方式中使用的致密质复合材料相同的材料形成。第2基板132中，在与第1基板131相面对的面上具有成为制冷剂通路136的槽。金属接合层134是通过在第1基板131与第2基板132中设置有槽132a的面之间夹持Al-Si-Mg系或Al-Mg系的金属接合材料并将两基板131、132进行热压接合而形成的。在冷却板130中，与第1实施方式同样形成有分别与制冷剂通路136的入口以及出口连接的制冷剂供给孔以及制冷剂排出孔，但省略它们的图示。另外，在冷却板130中，与第1实施方式同样形成有端子插通孔43、45。由于冷却板-卡盘接合层40与第1实施方式相同，因而省略说明。
由于半导体制造装置用部件110的使用例与第1实施方式相同，因而省略说明。
接着，对半导体制造装置用部件110的制造例进行说明。图7为半导体制造装置用部件110的制造工序图，图8为第2基板132的说明图，(a)为俯视图，(b)为C-C剖视图。首先，使用上述致密质复合材料，制作第1以及第2基板131、132，它们是圆盘状薄型板(参照图7(a))。接着，在第2基板132中与第1基板131相面对的面上形成成为制冷剂通路136的槽132a(参照图7(b)和图8)。槽132a可通过加工中心、水射流法、放电加工等形成。接着，在第1基板131与第2基板132的形成有槽132a的面之间夹持金属接合材料61(参照图7(c))，将第1以及第2基板131、132进行热压接合(参照图7(d))。由此，槽132a成为制冷剂通路136，在第1基板131与第2基板132之间形成金属接合层134，制成冷却板130。此时，作为金属接合材料61，优选如上述那样使用Al-Si-Mg系或Al-Mg系接合材料来进行TCB。由于此后的工序即静电卡盘20与冷却板130的接合工序与第1实施方式相同，因而省略其说明。
根据以上详述的第2实施方式，冷却板130中，通过金属接合层134进行接合的第1以及第2基板131、132由上述致密质复合材料制成，该致密质复合材料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。由此，将这样的冷却板130与氧化铝陶瓷部件、即静电卡盘20进行接合而得的半导体制造装置用部件110，即使在低温与高温之间反复使用，冷却板130与静电卡盘20也不会发生剥离，在维持高散热性能的状态下，耐用期间变长。另外，由上述致密质复合材料制成的第1以及第2基板131、132难以通过电子束焊接等进行接合，在用树脂粘接材料进行接合时，冷却性能降低，但是此处，由于通过使用金属接合材料的TCB进行接合，因而可比较容易地进行接合，而且可获得良好的冷却性能。
另外，由于第1以及第2基板131、132的致密性足够高，因而可使冷却液、冷却气体通过冷却板130的内部，冷却效率进一步提高。进而，由于第1以及第2基板131、132的强度足够高，因而可耐受制造半导体制造装置用部件110时的加工、接合，也可充分耐受因使用时的温度变化而产生的应力。
[致密质复合材料]
上述实施方式中使用的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。此处，开口气孔率设为通过将纯水作为介质的阿基米德法测定的值。
含有37～60质量％的碳化硅颗粒。此处，含量是通过如下的简易定量求得的，即，获取复合材料的X射线衍射图形，并使用数据解析用软件进行简易定量。在碳化硅颗粒仅含有不足37质量％时，由于无法充分提高热导率，因而不优选。另外，超过60质量％时，开口气孔率变大或者强度无法充分提高，因而不优选。关于碳化硅颗粒，在将致密质复合材料的纵90μm×横120μm的区域放大1000倍的SEM图像(反射电子图像)中，优选存在16个以上的长径10μm以上的碳化硅颗粒。这是因为，此时，复合材料的烧结充分，使其充分地致密化。
含有少于碳化硅颗粒的质量％的量的硅化钛、钛碳化硅以及碳化钛。作为硅化钛，列举出TiSi2、TiSi、Ti5Si4、Ti5Si3等，其中优选为TiSi2。另外，作为钛碳化硅，优选为Ti3SiC2(TSC)，作为碳化钛，优选为TiC。碳化钛的质量％优选小于硅化钛的质量％以及钛碳化硅的质量％。硅化钛的质量％优选大于钛碳化硅的质量％。即，关于质量％，优选的是碳化硅最大，硅化钛、钛碳化硅、碳化钛依次变小。例如，可以将碳化硅设为37～60质量％，将硅化钛设为31～41质量％，将钛碳化硅设为5～25质量％，将碳化钛设为1～4质量％。
在碳化硅颗粒彼此的间隙中，优选以覆盖碳化硅颗粒表面的方式存在硅化钛、钛碳化硅以及碳化钛中的至少一种。在碳化硅颗粒高频分散时，气孔容易残存于碳化硅颗粒间，但是如上述那样用其他颗粒覆盖碳化硅颗粒表面时，该气孔容易填埋，容易形成致密且高强度的材料，因而优选。另外，关于碳化钛，除了覆盖碳化硅颗粒的表面以外，优选以分散于硅化钛相的内部的方式存在。在后示图10的SEM图像所示的复合材料的组织中，可确认碳化钛分散于大的硅化钛晶畴内部的情况。可认为，在硅化钛晶畴大的情况下，晶畴自身成为破坏源且担心复合材料的强度降低，但是通过将碳化钛分散于硅化钛内部，从而发挥填补硅化钛相的强度的效果，维持作为复合材料的高强度。
上述实施方式中使用的致密质复合材料的线性热膨胀系数与氧化铝程度相同。因此，将用本发明的致密质复合材料制成的部件与用氧化铝制成的部件进行接合(例如金属接合)时，即使在低温与高温之间反复使用也难以剥离。具体而言，本发明的致密质复合材料与氧化铝在40～570℃时的平均线性热膨胀系数之差优选为0.5ppm/K以下。更具体而言，本发明的致密质复合材料在40～570℃时的平均线性热膨胀系数优选为7.2～8.2ppm/K。此外，在与本发明的致密质复合材料相同的条件下，测定将纯度99.99％以上的氧化铝原料进行热压烧成而得的致密质氧化铝烧结体在40～570℃时的平均线性热膨胀系数，结果为7.7ppm/K。
上述实施方式中使用的致密质复合材料的导热性优异，具体而言热导率优选为75W/mK以上。这样一来，将用该致密质复合材料制成的部件与用氧化铝制成的部件进行金属接合时，可高效地释放氧化铝所具有的热。
上述实施方式中使用的致密质复合材料的强度优异，具体而言4点弯曲强度优选为200MPa以上。这样一来，容易将用该致密质复合材料制成的部件适用于冷却板等。
上述实施方式中使用的致密质复合材料的制法包含如下工序：(a)制作粉体混合物的工序，该粉体混合物含有39～51质量％的平均粒径为10μm以上25μm以下的碳化硅原料颗粒，并且含有为了包含Ti以及Si而选择出的1种以上的原料，对于来自除了碳化硅以外的原料中的Si以及Ti，Si/(Si+Ti)的质量比为0.26～0.54，(b)在非活性气氛下通过热压使前述粉体混合物在1370～1460℃进行烧结的工序。
在工序(a)中，SiC原料的平均粒径不足10μm时，有SiC颗粒的表面积变得过大而使得致密化不足，无法使开口气孔率为1％以下的可能，因此不优选。另外，在SiC原料的平均粒径变大时，由于SiC颗粒的表面积变小因而致密性提高，但是在过于变大时强度可能不足。后示图10的SEM图像所示的SiC颗粒的粒径，即使最大也为25μm左右，因而未必需要使用平均粒径超过25μm的原料颗粒。另外，在将粉体混合物中的碳化硅原料颗粒设为不足39质量％时，可能无法充分提高所获得的复合材料的热导率，因此不优选。另外，在超过51质量％时，可能使得所获得的复合材料致密化不足且开口气孔率超过1％，因此不优选。另外，作为为了包含Ti以及Si而选择出的1种以上的原料，列举出例如金属Ti与金属Si的组合、金属Ti与金属Si与二硅化钛的组合、金属Ti与二硅化钛的组合、仅二硅化钛等。另外，Si/(Si+Ti)的质量比不足0.26时，利用Ti以及Si成分在1330℃生成的液相成分量变得过多或者急剧地大量液相化，因而难以通过热压烧成获得良好的致密体，不优选。即，在烧成温度低时，使得致密化不足，在烧成温度高时，大量生成的液相成分的渗出变多，难以获得开口气孔率1％以下的致密质复合材料。Si/(Si+Ti)的质量比超过0.54时，液相成分量也变多，因而容易产生同样的问题，因而不优选。该Si/(Si+Ti)的质量比更优选为0.29～0.47。
在工序(b)中，作为非活性气氛，列举出真空气氛、氩气气氛、氦气气氛、氮气气氛等。热压烧成时的冲压压力没有特别限定，优选以50～300kgf/cm2进行设定。关于热压烧成时的温度，在1370～1460℃进行烧成。在不足1370℃的温度进行烧成时，有可能使得所获得的复合材料致密化不足且开口气孔率超过1％，因此不优选。在超过1460℃的温度进行烧成时，液相成分的渗出变多，并且难以获得开口气孔率1％以下的致密质复合材料，因而不优选。此外，烧成时间可以根据烧成条件进行适当设定，可以在例如1～10小时之间进行适当设定。
实施例
[半导体制造装置用部件]
实施例的半导体制造装置用部件10中，作为静电卡盘20使用氧化铝制的库仑型静电卡盘，其直径为297mm，厚度为5mm，电介体膜厚(从静电电极22直到晶片载置面20a的厚度)为0.35mm，加热电极24为Nb线圈。另外，作为冷却板30，使用Al-Si-Mg系接合材料(含有88.5重量％的Al、10重量％的Si、1.5重量％的Mg，固相线温度为约560℃)，通过TCB将用后述实验例10的致密质材料制成的第1～第3基板31～33进行接合。TCB如下进行，在真空气氛下，在加热至540～560℃的状态下，将各基板在1.5kg/mm2的压力下加压5小时。所获得的冷却板30的直径为340mm，厚度为32mm。静电卡盘20与冷却板30的接合也使用相同的接合材料通过TCB进行。冷却板-卡盘接合层40的厚度为0.12mm。另一方面，比较例的半导体制造装置用部件，使用通过丙烯酸树脂(热导率0.2W/mK)将铝制的第1～第3基板进行接合而成的冷却板，除此以外，与上述实施例同样地制成。
而且，以流量13L/min使温度25℃的纯水(制冷剂)流动于实施例的半导体制造装置用部件10的冷却板30的制冷剂通路36中，对加热电极24施加规定的功率，使加热电极24发热，对发热时的晶片载置面20a的温度用表面温度计进行监测。对比较例的半导体制造装置用部件也同样进行监测。将其结果示于表1中。根据表1可知，不管施加怎样的功率，实施例的冷却性能都比比较例优异。
表1
[致密质复合材料]
以下，对上述的实施方式中使用的致密质复合材料的优选的适用例进行说明。SiC原料使用纯度97％以上、平均粒径15.5μm或者6.9μm的市售品。平均粒径10.1μm的SiC原料(实验例28)是通过以1：1混合平均粒径15.5μm和6.9μm的SiC原料而调整成的。金属Si原料使用纯度97％以上、平均粒径9.0μm的市售品。金属Ti原料使用纯度99.5％以上、平均粒径31.1μm的市售品。二硅化钛使用纯度99％以上、平均粒径6.9μm的市售品。
1.制造顺序
调和
称量SiC原料、金属Si原料、金属Ti原料以及二硅化钛原料，使其为表2以及表3所示的质量％，以异丙醇作为溶剂，使用尼龙制的罐、直径10mm的内置铁芯的尼龙球进行4小时湿式混合。取出混合后浆料，在氮气气流中在110℃进行干燥。其后，通过30目的筛，形成调和粉末。此外，确认了将称量出的原料约500g投入高速流动混合机(粉体投入部的容量为1.8L)并在搅拌叶片的转速1500rpm下混合时，也可获得与湿式混合同样的材料特性。
成型
将调和粉末在200kgf/cm2的压力下进行单轴加压成型，制作直径50mm、厚度17mm左右的圆盘状成型体，收纳于烧成用石墨模具中。
烧成
通过将圆盘状成型体进行热压烧成而获得了致密质烧结材料。在热压烧成中，将冲压压力设为200kgf/cm2，以表2以及表3所示的烧成温度(最高温度)进行烧成，至烧成结束为止设为真空气氛。烧成温度下的保持时间设为4小时。
2.各实验例
在表2以及表3中示出了，a：各实验例的起始原料组成(质量比)，b：原料中，来自除SiC以外的Si、Ti、TiSi2的Si相对于来自除SiC以外的Si、Ti、TiSi2的Si、Ti的总量的质量比(Si/(Si+Ti))，c：原料SiC的平均粒径，d：热压烧成温度，e：烧成时的有无液相渗出，f：在将致密质复合材料的纵90μm×横120μm的区域放大1000倍的SEM图像(反射电子图像)中长径10μm以上的SiC颗粒的数量，g：根据XRD测定结果求得的复合材料的构成相及其量比(简易定量结果)，h：复合材料的基本特性(开口气孔率、体积密度、4点弯曲强度、线性热膨胀系数、热导率)。此外，在实验例1～44中，实验例2～5、7、9～12、14、16～19、22～25、27、28、31～34、43是适于在上述实施方式中使用的致密质复合材料，剩余的是不适合的材料。
表2
表3
3.构成相的简易定量
用研钵将复合材料粉碎，通过X射线衍射装置对晶相进行鉴定。测定条件设为CuKα、40kV、40mA、2θ＝5～70°，使用封入管式X射线衍射装置(BrukerAXS制的D8ADVANCE)。另外，进行构成相的简易定量。该简易定量是根据X射线衍射的峰求出复合材料中所含的晶相的含量。此处，分为SiC、TiSi2、TSC(Ti3SiC2)、TiC以及Si来进行简易定量并求出含量。在简易定量中，利用了BrukerAXS公司的粉末衍射数据解析用软件“EVA”的简易峰形拟合功能(FPMEval.)。本功能是使用已定性的晶相的ICDDPDF卡片的I/Icor(相对于刚玉的衍射强度的强度比)算出构成相的量比。各晶相的PDF卡片序号使用了SiC：00-049-1428、TiSi2：01-071-0187、TSC：01-070-6397、TiC：01-070-9258(TiC0.62)、Si：00-027-1402。
4.基本特性的测定
(1)平均粒径
使用日机装株式会社制的MicrotrackMT3300EX，以纯水作为分散介质进行测定。
(2)开口气孔率以及体积密度
通过以纯水作为介质的阿基米德法来进行测定。
(3)4点弯曲强度
按照JIS-R1601求出。
(4)线性热膨胀系数(在40～570℃时的平均线性热膨胀系数)
使用BrukerAXS(株)制的TD5020S(卧式示差膨胀测定方式)，在氩气氛中，在升温速度20℃/分钟的条件下2次升温至650℃，根据第2次的测定数据算出在40～570℃时的平均线性热膨胀系数。标准试样使用装置附带的氧化铝标准试样(纯度99.7％、体积密度3.9g/cm3、长度20mm)。准备另1根该氧化铝标准试样，在相同条件下测定线性热膨胀系数的值为7.7ppm/K。
(5)热导率
通过激光闪光法进行测定。
(6)SEM观察
进行致密质复合材料的SEM观察。在SEM观察中，利用电子显微镜(SEM；飞利浦公司制XL30)以反射电子图像观察致密质复合材料的剖面。对反射电子图像的观察在加速电压20kV、亮点尺寸4的条件下进行。
5.结果
(1)实验例1～7
在实验例1～7中，将原料混合成Si/(Si+Ti)的值为0.298，将混合而成的粉体混合物在表2中记载的温度进行热压烧成。SiC原料使用平均粒径15.5μm的SiC原料。其结果，在将烧成温度设为1370～1460℃时，获得了开口气孔率为1％以下且4点弯曲强度、热导率足够高，且与氧化铝的线性热膨胀系数之差为0.5ppm/K以内的致密质复合材料(实验例2～5、7)。然而，在将烧成温度设为1480℃时，在热压烧成时发生渗出，所获得的复合材料的开口气孔率超过1％，致密性欠缺(实验例1)。另外，在将烧成温度设为1350℃时，也获得了开口气孔率超过1％的非致密性复合材料(实验例6)。此外，渗出是指在高温下产生的液相或气相成分从烧成窑具的间隙渗出的状态下进行烧结。渗出的发生导致烧成的材料的组成偏差、致密化不足，此外还关系到烧成窑具的腐蚀、磨损，故而不优选。
(2)实验例8～14
在实验例8～14中，将原料混合成Si/(Si+Ti)的值为0.342，将混合而成的粉体混合物在表2中记载的温度进行热压烧成。SiC原料使用了平均粒径15.5μm的SiC原料。其结果，在将烧成温度设为1370～1460℃时，获得了开口气孔率为1％以下且4点弯曲强度、热导率足够高，且与氧化铝的线性热膨胀系数之差为0.5ppm/K以内的致密质复合材料(实验例9～12、14)。然而，在将烧成温度设为1480℃时，在热压烧成时发生渗出，所获得的复合材料的开口气孔率超过1％，致密性欠缺(实验例8)。另外，在将烧成温度设为1350℃时，也获得了开口气孔率超过1％的非致密性复合材料(实验例13)。
(3)实验例15～27
在实验例15～27中，将原料混合成Si/(Si+Ti)的值为0.396，将混合而成的粉体混合物在表2中记载的温度进行热压烧成。SiC原料使用了平均粒径15.5μm的SiC原料。此外，在实验例15～26中使用SiC、金属Si以及金属Ti作为原料，但是在实验例27中使用SiC、金属Ti以及TiSi2作为原料。其结果，在将烧成温度设为1370～1460℃时，获得了开口气孔率为1％以下且4点弯曲强度、热导率足够高，且与氧化铝的线性热膨胀系数之差为0.5ppm/K以内的致密质复合材料(实验例16～19、22～25、27)。然而，在将烧成温度设为1480℃时，在热压烧成时发生渗出，所获得的复合材料的开口气孔率超过1％，致密性欠缺(实验例15、21)。另外，在将烧成温度设为1350℃时，也获得了开口气孔率超过1％的非致密性复合材料(实验例20、26)。此外，在实验例27中，虽然使用了不同的原料，但是获得了与实验例22～25同等的良好的致密质复合材料。
(4)实验例28，29
在实验例28中，如表3所示那样，以1:1混合平均粒径15.5μm和6.9μm的SiC原料，使平均粒径为10.1μm，使用该平均粒径10.1μm的SiC原料，将原料混合成Si/(Si+Ti)的值为0.396，将混合而成的粉体混合物在1430℃进行热压烧成。其结果，获得了开口气孔率为1％以下且4点弯曲强度、热导率足够高，且与氧化铝的线性热膨胀系数之差为0.5ppm/K以内的致密质复合材料。另一方面，在实验例29中，如表3所示那样，使用平均粒径6.9μm的SiC，将原料混合成Si/(Si+Ti)的值为0.396，将混合而成的粉体混合物在1430℃进行热压烧成。其结果，获得了开口气孔率超过1％的非致密性复合材料。由此可知，为了获得致密质复合材料，应当将SiC原料的平均粒径设为10μm以上。
(5)实验例30～35
在实验例30～35中，将原料混合成Si/(Si+Ti)的值为0.468，将混合而成的粉体混合物在表3中记载的温度进行热压烧成。SiC原料使用平均粒径15.5μm的SiC原料。其结果，在将烧成温度设为1370～1460℃时，获得了开口气孔率为1％以下且4点弯曲强度、热导率足够高，且与氧化铝的线性热膨胀系数之差为0.5ppm/K以内的致密质复合材料(实验例31～34)。然而，在将烧成温度设为1480℃时，在热压烧成时发生渗出，所获得的复合材料的开口气孔率超过1％，致密性欠缺(实验例30)。另外，在将烧成温度设为1350℃时，所获得的复合材料也是开口气孔率超过1％的非致密性复合材料(实验例35)。
(6)实验例36～41
在实验例36～41中，如表3所示那样，将原料混合成Si/(Si+Ti)的值超过0.54，将混合而成的粉体混合物在各不相同的温度进行热压烧成。SiC原料使用平均粒径15.5μm的SiC原料。其结果，在1350℃以上进行热压烧成时，在烧成时发生了渗出。另外，除了实验例38以外，获得了开口气孔率超过1％的非致密性复合材料。这些复合材料中，作为构成相没有包含TiC，替代其包含有Si。进而，4点弯曲强度也大体上低。另外，将实验例37与上述实验例35进行比较时，均为高气孔率，但是包含TiC作为构成相的实验例35的弯曲强度高。这可认为是由于TiC分散于硅化钛内部，因而高强度化。
(8)实验例42～44、17、23
在实验例42～44以及实验例17、23中，如表3所示那样，将原料混合成Si/(Si+Ti)的值为0.396，将混合而成的粉体混合物在1430℃进行热压烧成。但是，使用作原料的SiC、金属Si以及金属Ti的质量％变为各不相同的值。其结果，在SiC原料超过59质量％时，复合材料中的SiC颗粒超过60质量％，获得了4点弯曲强度、热导率足够高的复合材料，但是成为开口气孔率超过1％的非致密性材料，与氧化铝的线性热膨胀系数差超过0.5ppm/K(实验例42)。另一方面，SiC原料不足30质量％时，复合材料中的SiC颗粒不足37质量％，热导率没有成为足够高的值(实验例44)。与此相对，在SiC原料的质量％为适当的范围时，获得了开口气孔率为1％以下且4点弯曲强度、热导率充分高，且与氧化铝的线性热膨胀系数之差为0.5ppm/K以内的致密质复合材料(实验例43、17、23)。
(9)总结
在实验例2～5、7、9～12、14、16～19、22～25、27、28、31～34、43中获得的致密质复合材料与氧化铝的线性热膨胀系数之差为0.5ppm/K以内，热导率、致密性以及强度足够高。由此，关于将由这样的致密质复合材料形成的第1材料与由氧化铝形成的第2材料进行金属接合而得的半导体制造装置用部件，即使在低温与高温之间反复使用，第1材料与第2材料也不会发生剥离，因此耐用期间变长。此外，观察这些实验例的话，用于获得致密质复合材料的原料组成的SiC落入39～51质量％的范围，致密质复合材料中的SiC颗粒落入37～60质量％的范围。
6.考察
(1)关于SiC原料的平均粒径
在获得致密质复合材料方面，可知SiC原料的平均粒径优选为10μm以上25μm以下。SiC原料的平均粒径不足10μm时，由于粒径小的SiC颗粒的比率提高，因而有SiC颗粒的表面积变得过大使得致密化不足，无法使开口气孔率为1％以下的可能(实验例29)。此外，SiC为骨料，由于在SiC的表面与其它成分反应，因而烧成后的SiC颗粒的平均粒径相比于SiC原料的平均粒径略微变小。SiC原料的平均粒径变大时，SiC颗粒的表面积变小，因而致密性提高，但是在过于变大时有强度不足的可能。后示图10的SEM图像所示的SiC颗粒的粒径即使最大也为25μm左右，因而未必需要使用平均粒径超过25μm的原料颗粒。
(2)关于构成相
在获得致密质复合材料方面，作为构成相必须含有37～60质量％的SiC颗粒，并且含有分别少于SiC的质量％的量的TiSi2、TSC以及TiC。在SiC颗粒超过60质量％时，成为开口气孔率超过1％的非致密性材料，获得与氧化铝的线性热膨胀系数差为0.5ppm/K以上的复合材料(实验例42)。另外，在SiC颗粒不足37质量％时，热导率没有成为足够高的值(实验例44)。
(3)关于Si/(Si+Ti)
关于表2、3所示的b的质量比，即Si/(Si+Ti)，将Si-Ti的2成分状态图示于图9中。Si/(Si+Ti)与状态图的上侧的横轴一致。Si/(Si+Ti)的值优选落入适当范围0.26～0.54(在图9上侧的横轴上为26wt％～54wt％)。落入该适当范围时，在烧成中以任意比率生成用化学式TiSi2、TiSi、Ti5Si4、Ti5Si3所示的硅化钛。因此，通过这些硅化钛与SiC颗粒的表面反应从而生成二硅化钛、钛碳化硅、钛碳化物(TiCx)。
Si/(Si+Ti)的值偏离上述适当范围时，即超过0.54或者不足0.26时，根据2成分状态图可知，利用Ti以及Si成分在1330℃生成的液相成分量变得过多，或者急剧地大量液相化，因而难以通过热压烧成获得良好的致密体，不优选。即，在烧成温度低时使得致密化不足，在烧成温度高时大量生成的液相成分的渗出变多，难以获得开口气孔率1％以下的致密质复合材料。进而，在该区域，在设想为量产时，无法确保必需的可烧结的温度范围(例如30℃以上)，因此不优选。具体而言，如实验例36～41那样，在Si/(Si+Ti)超过适当范围的上限时，在烧成时不生成TiC，观察到渗出的情况多。另外，所获得的复合材料的开口气孔率也超过1％，或4点弯曲强度不足200MPa。Si/(Si+Ti)落入上述适当范围时，只要烧成温度为1370℃～1460℃的范围，就不会在热压烧成时发生渗出。
(4)关于烧成温度
在烧成温度超过1460℃时，即使原料组成是适当的，开口气孔率也超过1％，没有致密化(实验例1、8、15、21、30)。这被认为是由于在热压烧成时发生了渗出。另一方面，在烧成温度不足1370℃时，即使原料组成是适当的，开口气孔率也仍然超过1％，没有致密化(实验例6、13、20、26、35)。由此可知，烧成温度为1370～1460℃是适合的。
(5)关于SEM图像(反射电子图像)
图10是实验例2的反射电子图像的照片。该照片是在将致密质复合材料的剖面研磨后，将纵90μm×横120μm的区域放大1000倍而得到的SEM图像(反射电子图像)。在图10中，浓灰色的颗粒是SiC颗粒，SiC颗粒间的灰色组织是TiSi2，SiC颗粒间的明灰色组织是TSC，分散于TiSi2中的柱状组织是TiC(明亮度与TSC同水平)。由图10可知，SiC颗粒的表面被TSC、TiSi2、TiC中的至少一种覆盖。根据图10，对整个形状容纳于视野范围内的各SiC颗粒求出长径(颗粒的最大直径)。结果，长径10μm以上的SiC颗粒的数量是34个。在其它实验例中，对于适于在上述实施方式中使用的致密质复合材料，也拍摄了反射电子图像的照片，求出了长径10μm以上的SiC颗粒的数量，结果如表2以及表3所示那样为16个以上。
本申请将2013年3月15日提出申请的日本国专利申请第2013-052866号作为优先权主张的基础，通过引用将其全部内容包含于本说明书中。
产业上的可利用性
本发明的冷却板例如可用于与氧化铝制的静电卡盘、基座等进行金属接合的冷却板。
附图标记说明
10半导体制造装置用部件、20静电卡盘、20a晶片载置面、22静电电极、23供电端子、24加热电极、25供电端子、28金属接合材料、30冷却板、31第1基板、32第2基板、32a冲孔部、33第3基板、34第1金属接合层、35第2金属接合层、36制冷剂通路、36a入口、36b出口、40冷却板-卡盘接合层、43端子插通孔、45端子插通孔、46a制冷剂供给孔、46b制冷剂排出孔、51金属接合材料、52金属接合材料、61金属接合材料、110半导体制造装置用部件、130冷却板、131第1基板、132第2基板、132a槽、134金属接合层、136制冷剂通路。

Claims (18)

1.一种冷却板，其为在内部形成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，并且含有分别少于所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，其由所述致密质复合材料制成，并具有冲孔成与所述制冷剂通路相同形状的冲孔部，
第3基板，其由所述致密质复合材料制成，
第1金属接合层，其通过在所述第1基板与所述第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，其通过在所述第2基板与所述第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。
2.一种冷却板，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，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，并且含有分别少于所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，由所述致密质复合材料制成，在与所述第1基板相面对的面上具有成为所述制冷剂通路的槽，以及
金属接合层，其通过在所述第1基板与所述第2基板中设置有所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。
3.根据权利要求1或2所述的冷却板，其中，所述金属接合层采用含有Mg或者含有Si及Mg的铝合金接合材料作为所述金属接合材料，通过在该金属接合材料的固相线温度以下的温度进行热压接合而形成。
4.根据权利要求1或2所述的冷却板，其中，所述致密质复合材料中，碳化钛的质量％小于所述硅化钛的质量％以及所述钛碳化硅的质量％。
5.根据权利要求1或2所述的冷却板，其中，所述致密质复合材料中，所述硅化钛的质量％大于所述钛碳化硅的质量％。
6.根据权利要求1或2所述的冷却板，其中，所述致密质复合材料中，在所述碳化硅颗粒彼此的间隙中，以覆盖所述碳化硅颗粒表面的方式存在所述硅化钛、所述钛碳化硅以及所述碳化钛中的至少一种。
7.根据权利要求1或2所述的冷却板，其中，所述致密质复合材料中，所述碳化钛分散于所述硅化钛的内部。
8.根据权利要求1或2所述的冷却板，其中，所述硅化钛为TiSi2。
9.根据权利要求1或2所述的冷却板，其中，所述致密质复合材料与氧化铝在40℃～570℃时的平均线性热膨胀系数之差为0.5ppm/K以下。
10.根据权利要求1或2所述的冷却板，其中，所述致密质复合材料在40℃～570℃时的平均线性热膨胀系数为7.2～8.2ppm/K。
11.根据权利要求1或2所述的冷却板，其中，所述致密质复合材料的热导率为75W/mK以上。
12.根据权利要求1或2所述的冷却板，其中，所述致密质复合材料的4点弯曲强度为200MPa以上。
13.根据权利要求1或2所述的冷却板，其中，所述致密质复合材料中，在将纵90μm×横120μm的区域放大1000倍的SEM图像即反射电子图像中，长径10μm以上的碳化硅颗粒的数量为16个以上。
14.一种冷却板的制法，其为制造内部形成有制冷剂通路且用于冷却氧化铝陶瓷部件的冷却板的方法，该方法包含如下工序：
(a)使用致密质复合材料制作第1～第3基板的工序，所述致密质复合材料含有37～60质量％的碳化硅颗粒，并且含有分别少于所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，
(b)从所述第2基板的一个面到另一个面冲孔成与所述制冷剂通路相同的形状，在所述第2基板上形成冲孔部的工序，
(c)在所述第1基板与所述第2基板的一个面之间，以及在所述第3基板与所述第2基板的另一个面之间分别夹持金属接合材料，将所述第1～第3基板进行热压接合的工序。
15.一种冷却板的制法，其为制造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的方法，该方法包含如下工序：
(a)使用致密质复合材料制作第1基板以及第2基板的工序，所述致密质复合材料含有37～60质量％的碳化硅颗粒，并且含有分别少于所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，
(b)在所述第2基板的一个面上形成成为所述制冷剂通路的槽的工序，
(c)在所述第1基板与所述第2基板中设置有所述槽的面之间夹持金属接合材料，将两基板进行热压接合的工序。
16.根据权利要求14或15所述的冷却板的制法，其中，在所述工序(c)中，采用含有Mg或者含有Si及Mg的铝合金接合材料作为所述金属接合材料，在该金属接合材料的固相线温度以下的温度进行热压接合。
17.一种半导体制造装置用部件，其具有：
氧化铝制静电卡盘，其内置有静电电极以及加热电极，
权利要求1～13中任一项所述的冷却板，以及
冷却板-卡盘接合层，其通过在所述冷却板的所述第1基板的表面与所述静电卡盘之间夹持金属接合材料并将两者进行热压接合而形成。
18.根据权利要求17所述的半导体制造装置用部件，其中，所述冷却板-卡盘接合层采用含有Mg或者含有Si及Mg的铝合金接合材料作为所述金属接合材料，通过在该金属接合材料的固相线温度以下的温度进行热压接合而形成。
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