JP2002220277A

JP2002220277A - 黒色低熱膨張セラミックスおよび露光装置用部材

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Publication number: JP2002220277A
Application number: JP2001015409A
Authority: JP
Inventors: Yasuki Yoshitomi; 靖樹吉富; Tadahisa Arahori; 忠久荒堀
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-01-24
Filing date: 2001-01-24
Publication date: 2002-08-09
Anticipated expiration: 2021-01-24
Also published as: JP4446611B2

Abstract

(57)【要約】【課題】低熱膨張性、剛性および耐磨耗性を兼ね備
え、さらに低抵抗であり、黒色を呈するセラミックスを
提供する。【解決手段】該セラミックスは、（ａ）コーディエラ
イト、スポジューメンおよびユークリプタイトよりなる
群から選ばれた少なくとも１種、（ｂ）カーボン、なら
びに（ｃ）４ａ族元素、５ａ族元素および６ａ族元素の
炭化物、窒化物、ホウ化物およびケイ化物ならびに炭化
ケイ素、炭化ホウ素および窒化ケイ素よりなる群から選
ばれた少なくとも１種を含有する。成分（ａ）、（ｂ）
および（ｃ）の含有率はそれぞれ、５７vol％〜９９．
８９vol％、０．０１vol％〜３．０vol％、および０．
１vol％〜４０vol％である。このセラミックスにおい
て、気孔率は０．５％以下であり、体積固有抵抗率は１
０⁸Ωｃｍ以下であり、１０℃〜４０℃における熱膨張
係数は１×１０^-6／℃以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、黒色低熱膨張セラ
ミックスおよびそれを使用した露光装置用部材に関し、
特に、コーディエライト、スポジューメンあるいはユー
クリプタイトを主体とし、優れた耐磨耗性を有する緻密
質低熱膨張セラミックス、およびそのようなセラミック
スによって少なくとも部分的に構成される部材、特に、
半導体集積回路あるいは液晶集積回路などを作製する際
に半導体ウェーハあるいは液晶ガラス基板に露光処理を
施す露光装置の部材、たとえば、真空チャック、ステー
ジあるいはステージ位置測定ミラーなどの治具に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩなどの高集積化に伴い、回路の超
微細化が進められ、その線幅は半導体においては０．１
ミクロンを切るレベルにまで到達しようとしている。そ
してこのような回路を形成するための露光装置に要求さ
れる精度も年々高くなってきており、それに伴い、露光
装置に使用される部材として、熱膨張率の低いものが開
発されてきている。

【０００３】例えば、特開平11-209171号公報は、コー
ディエライトを８０重量％以上、望ましくは希土類元素
を酸化物換算で１〜２０重量％含有し、気孔率が０．１
％以下、１０〜４０℃における熱膨張係数が１×１０^-6
／℃以下である緻密質低熱膨張セラミックスからなる半
導体製造装置用部材を開示する。

【０００４】また、特開平11-343168号公報は、さらに
遮光性を満足させたものとして、コーディエライトを８
０重量％以上、望ましくは希土類元素を酸化物換算で１
〜２０重量％含有し、気孔率が０．５％以下、カーボン
含有量が０．１〜２．０重量％であり、１０〜４０℃に
おける熱膨張係数が１×１０^-6／℃以下である低熱膨張
黒色セラミックス、およびそのような低熱膨張セラミッ
クスからなる半導体製造装置用部材を開示する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】回路の超微細化が進む
につれて、半導体あるいは液晶ガラス基板の露光精度を
確保するため、例えば露光装置用真空チャックやステー
ジ位置測定ミラー向け材料について、低い熱膨張係数お
よび高い剛性（ヤング率）が求められる。従来より低膨
張材として利用されてきた材料のうち石英、スポジュー
メン、チタン酸アルミニウム、結晶化ガラスなどは、剛
性に問題があった。一方、従来の緻密質コーディエライ
ト材、あるいは、特開平11-209171号公報および特開平1
1-343168号公報に開示されているような低熱膨張セラミ
ックスは、低い熱膨張係数および高い剛性の上記条件を
満たしうる。

【０００６】しかし、緻密質コーディエライト材をはじ
めとする多くの低膨張セラミックス、例えば特開平11-2
09171号公報および特開平11-343168号公報に開示される
ようなセラミックスは、いずれも耐磨耗性に劣ってい
る。そのような従来の低熱膨張セラミックスを例えばウ
ェーハ保持用真空チャックとして使用した場合、ウェー
ハに接触する面が磨耗することにより保持面の平坦性が
失われ、露光不良がおこりやすくなる。

【０００７】また、露光装置における半導体ウェーハ保
持用真空チャックには、ウェーハ載置時に発生する静電
気によりパーティクルがウェーハに付着し露光不良を起
こしやすくなるという問題がある。回路の超微細化に対
応するためには、静電気を除去できるよう真空チャック
に低抵抗のセラミックスを用いることが必要である。

【０００８】また視認性および防汚性の観点から、半導
体製造装置に使用されるセラミックス部材は、黒色等の
色がついていることが望ましい。この点に関し、特開平
11-209171号公報に開示される低熱膨張セラミックス
は、基本的に白色または薄い灰色であり、この要求を満
たしていない。一方、特開平11-343168号公報は、カー
ボンを含有することにより黒色を呈する低熱膨張セラミ
ックスを開示する。しかし、上述したように、上記いず
れの低熱膨張セラミックスも耐磨耗性に劣っている。

【０００９】本発明の目的は、低熱膨張性、剛性および
耐磨耗性を兼ね備え、さらに低抵抗であり、黒色を呈す
るセラミックスおよびそれを使用した露光装置用部材を
提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
に対し鋭意研究を重ねた結果、コーディエライト、スポ
ジューメンおよびユークリプタイトのうち少なくとも１
種に、周期律表の４ａ族元素、５ａ族元素および６ａ族
元素の炭化物、窒化物、ホウ化物およびケイ化物ならび
に炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭化ホウ素（Ｂ₄Ｃ）および
窒化ケイ素のうち少なくとも１種と、カーボンとを所定
割合で添加し、得られた混合物を緻密に焼結させること
により、コーディエライト、スポジューメン、ユークリ
プタイトの低熱膨張特性を阻害することなく、上記要求
を満たし得るセラミックスを提供できることを見出し
た。

【００１１】すなわち、本発明により黒色低熱膨張セラ
ミックスが提供され、該セラミックスは、以下の成分
（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を含有する。（ａ）コーディエライト、スポジューメンおよびユーク
リプタイトよりなる群から選ばれた少なくとも１種。（ｂ）カーボン。（ｃ）４ａ族元素、５ａ族元素および６ａ族元素の炭化
物、窒化物、ホウ化物およびケイ化物ならびに炭化ケイ
素、炭化ホウ素および窒化ケイ素よりなる群から選ばれ
た少なくとも１種。

【００１２】本発明によるセラミックスにおいて、成分
（ａ）の含有率は５７vol％〜９９．８９vol％であり、
成分（ｂ）の含有率は０．０１vol％〜３．０vol％であ
り、成分（ｃ）の含有率は０．１vol％〜４０vol％であ
る。

【００１３】また、上記組成の本発明による黒色低熱膨
張セラミックスにおいて、気孔率は０．５％以下であ
り、体積固有抵抗率は１０⁸Ωｃｍ以下であり、１０℃
〜４０℃における熱膨張係数は１×１０^-6／℃以下であ
る。

【００１４】さらに本発明により、上記黒色低熱膨張セ
ラミックスからなる露光装置用部材が提供される。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明では、剛性、緻密性、低熱
膨張性、低抵抗性、黒色、耐磨耗性のすべてを兼ね備え
るセラミックス材料を得るため、主材としてコーディエ
ライト、スポジューメン、ユークリプタイトまたはそれ
らの組合せ（上記成分（ａ））を使用し、それに、上記
成分（ｂ）および（ｃ）を添加する。低熱膨張材として
知られているチタン酸アルミニウムは、緻密化が困難で
あり、緻密化できたとしても剛性が低く使用には耐える
ことができない。前述したとおりスポジューメンは、そ
れ自体剛性が比較的低いが、高い剛性を有する材料であ
る４ａ族元素、５ａ族元素および６ａ族元素の炭化物、
窒化物、ホウ化物およびケイ化物ならびにＳｉＣ、Ｂ₄
Ｃおよび窒化ケイ素のうち少なくとも１種とともに焼結
体を構成することにより、剛性の高いセラミックス材料
をもたらすことができる。本発明による低熱膨張セラミ
ックスにおいて、コーディエライト、スポジューメン、
ユークリプタイトまたはそれらの組合せの含量は、５７
vol％〜９９．８９vol％である。その含量が５７vol％
より低いと、得られるセラミックスの熱膨張係数が高く
なってくる。一方、その含量が９９．８９vol％より高
くなると、添加材料の効果が十分に得られなくなる。な
お、本発明による低熱膨張セラミックス中の成分含量を
示す体積百分率（vol％）は、例えば、二次イオン質量
分析法（ＳＩＭＳ）あるいは原子吸光法、ＩＣＰ発光分
析法などの方法によって成分の質量％を求めた後、当該
質量％を当該成分の一般的な比重で除することにより、
得ることができる。

【００１６】本発明は、さらに添加材料としてカーボン
（成分（ｂ））を使用する。本発明で主材としてあげた
コーディエライト、スポジューメン、ユークリプタイト
またはそれらの組合せは、いずれも体積固有抵抗率が１
０¹⁴Ω・ｃｍ以上と高抵抗である。添加材料としてカー
ボンを使用することで、焼結体の低抵抗化をはかること
ができる。本発明において低抵抗とは、体積固有抵抗率
が１０⁸Ω・ｃｍ以下を指す。この１０⁸Ω・ｃｍレベル
は、製品表面の静電気除去を目的とするときの臨界的な
抵抗値であり、抵抗率がこのレベル以下である本発明の
セラミックスは、静電気が速やかに除去できることを特
徴とする。本発明によるセラミックスの体積固有抵抗率
の範囲は、たとえば、１０Ω・ｃｍ〜１０⁸Ω・ｃｍで
ある。

【００１７】また、カーボンを添加することで、セラミ
ックスの黒色化も同時にはかることができる。カーボン
の添加方法としては、例えば、カーボンを含有する還元
雰囲気下で成形体を焼成して雰囲気からカーボンを含浸
させる方法や、カーボン粉末あるいは焼成後にカーボン
が残り得る樹脂を成形前に混合して不活性雰囲気または
非酸化性雰囲気中で焼成してカーボンの揮散を抑制する
方法がある。残留カーボンの含量の分析には、サンプル
の加熱により発生する炭酸ガス量を電気伝導度法または
赤外線吸収法で測定する。セラミックス中のカーボン含
量は０．０１〜３．０vol％とする。０．０１vol％より
も少ないと、低抵抗化と黒色化をはかることができな
い。また、３vol％よりも多いと、焼結体の緻密化が困
難になり、それにより気孔率の向上と剛性の低下を招
く。

【００１８】本発明は、さらに添加材料として、４ａ族
元素、５ａ族元素もしくは６ａ族元素の炭化物、窒化
物、ホウ化物もしくはケイ化物、またはＳｉＣ、Ｂ₄Ｃ
もしくは窒化ケイ素、またはそれらの組合せ（成分
（ｃ））を使用する。これらは、いずれも高い硬度およ
び高い剛性を保有し、添加することで製品に耐磨耗性と
高い剛性を付与することができる。添加材料である炭化
物、窒化物、ホウ化物およびケイ化物を構成する４ａ族
元素には、たとえば、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム
（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）等があり、５ａ族元素に
は、たとえば、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タ
ンタル（Ｔａ）等があり、６ａ族元素には、たとえば、
クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン
（Ｗ）等がある。添加材料の好ましい具体例として、タ
ングステンカーバイド（炭化タングステン）、炭化チタ
ン、炭化タンタル、窒化ジルコニウム、窒化タンタル、
ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウム、ケイ化タンタル、
ケイ化モリブデン、窒化ケイ素、炭化ケイ素、Ｂ₄Ｃを
挙げることができる。特に、タングステンカーバイド、
窒化ケイ素、炭化ケイ素、Ｂ₄Ｃは、高硬度、高剛性に
加え、低熱膨張性を合わせ持ち、製品の低熱膨張性を損
なわずに、上記課題を解決させることが可能であり、望
ましい。

【００１９】セラミックス中の成分（ｃ）の含有量は
０．１vol％〜４０vol％である。その含有量が０．１vo
l％未満の場合、セラミックスにおいて剛性や耐磨耗性
が十分に発揮されない。一方、その含有量が４０vol％
を超えると、セラミックスにおいて低熱膨張性が十分発
揮されなくなる。

【００２０】本発明による低膨張セラミックスの気孔率
は、０．５％以下であり、好ましくは０．２％以下であ
り、より好ましくは０．１％以下である。気孔率が０．
５％を超えると、セラミックスについての必要な剛性や
強度が得られなくなる。また、本発明による低膨張セラ
ミックスの熱膨張係数は１０℃〜４０℃で１×１０^-6／
℃以下である。この熱膨張係数が１×１０^-6／℃を上回
るセラミックスは、上述したより高い精度を必要とする
用途に十分答えることができなくなる。この熱膨張係数
の範囲は、−０．３〜１×１０^-6／℃とすることがで
き、−０．３〜０．５×１０^-6／℃が好ましい。

【００２１】また、剛性に関し、本発明によるセラミッ
クスは、７０ＧＰａ以上のヤング率、好ましくは１３０
ＧＰａ以上のヤング率を有することができる。一般的
に、ヤング率が低くても使用部材の厚みを増すことで必
要な剛性を得ることは可能であるが、７０ＧＰａを下回
るとセラミックス部材の設計上、使用上の障害となり好
ましくない。本発明によるセラミックス材は、例えば７
０〜２５０ＧＰａ、好ましくは１２０〜２５０ＧＰａの
ヤング率を有することができる。

【００２２】本発明による低膨張セラミックスは、希土
類元素を含んでいても、含まなくともよい。本発明にお
いて、希土類元素の化合物、典型的には希土類元素酸化
物を使用しなくとも、下記に示すような製造方法により
十分緻密な低熱膨張セラミックスを得ることができる。

【００２３】本発明によるセラミックスを製造するにあ
たり、主材（成分（ａ））として、平均粒径が１０μｍ
以下（例えば２〜３μｍ）のコーディエライト粉末、ス
ポジューメン粉末、ユークリプタイト粉末のうちの少な
くとも１種を使用し、成分（ｂ）として平均粒径が０．
１μｍ以下のカーボン粉末、成分（ｃ）として平均粒径
が１μｍ以下のものを使用するのが好ましい。また、カ
ーボン粉末そのままを混合する代わりに、焼成後にカー
ボンが残り得る樹脂等、例えばフェノール樹脂やフラン
樹脂を成形前に混合しても良い。この場合、樹脂成分を
混合する際に使用するアルコールや水などに樹脂を溶か
すことができるため、得られる成形体に均一にカーボン
分を分散させることができる。

【００２４】成分（ｃ）として、タングステンカーバイ
ド、窒化ケイ素、炭化ケイ素、Ｂ₄Ｃが、高硬度、高剛
性に加え低熱膨張性を合せ持つため、より好ましい。こ
れは次の理由による。焼結体の熱膨張係数は、混合原料
の体積比率と相関するため、これらの低膨張性を有する
原料を使用する場合は、他の原料よりもより多くの量を
使用することが可能となる。それにより、焼結体のヤン
グ率および耐磨耗性の両方を向上させることが可能とな
る。

【００２５】上記原料を調合し、アルコールや水などの
溶媒でボールミル混合し、得られた混合物を乾燥させ
て、原料粉末を得ることができる。得られた粉末を所定
条件にてホットプレス焼成して、緻密質焼結体を得るこ
とができる。この焼結条件は、例えば、コーディエライ
ト主材においては、窒素やアルゴンなどの不活性雰囲気
下、１３００〜１４５０℃で５０〜５００kgf/cm²、ス
ポジューメン主材においては、同様雰囲気下、１２００
〜１３５０℃で５０〜５００kgf/cm²、ユークリプタイ
ト主材においては、同様雰囲気下、１１５０〜１３００
℃で５０〜５００kgf/cm²などの条件が適している。得
られた焼結体は、研削や研磨などにより所望の製品形状
に機械加工することができる。

【００２６】なお、上記ホットプレス焼成に関わらず、
その他の焼成方法を用いてもよい。特に大型の製品を量
産する場合などは、常圧焼成あるいは高温等方加圧焼成
（ＨＩＰ）にて行うことができる。

【００２７】上述してきた本発明によるセラミックス
は、黒色で、低熱膨張性、低抵抗性、剛性および耐磨耗
性が要求される用途に適用することができ、本発明によ
るセラミックスを使用して種々の製品を提供することが
できる。そのような製品は、一部が本発明によるセラミ
ックスで構成されたものでもよく、全体が本発明による
セラミックスで構成されたものでもよい。一部が本発明
によるセラミックスで構成された製品では、低熱膨張
性、低抵抗性、剛性および耐磨耗性を必要とする作動面
の表面を本発明によるセラミックスで形成することが望
ましい。そのような例を図１に示す。図１（ａ）に示す
製品20aでは、１つの表層部21aが、本発明によるセラミ
ックスからなり、他の部分25aが他の材料からなってい
る。図１（ｂ）に示す製品20bでは、３つの表層部21b、
22bおよび23bが本発明によるセラミックスからなり、他
の部分25bが他の材料からなっている。図１（ｃ）に示
す製品20cでは、製品全体を覆う表層部21cが本発明によ
るセラミックスからなり、他の部分25cが他の材料から
なっている。特定の用途の製品について、より低い熱膨
張性が要求される場合、高い剛性および耐磨耗性が求め
られる部分を本発明によるセラミックスで構成し、他の
部分を例えばコーディエライト、スポジューメン、ある
いはユークリプタイトによって、好ましくはコーディエ
ライトのみによって構成することができる。すなわち、
図１（ａ）〜（ｃ）に示す製品において、他の部分25
a、25bおよび25cを、コーディエライト、スポジューメ
ン、あるいはユークリプタイトによって、好ましくはコ
ーディエライトのみによって構成することができる。こ
うすることで、製品の平均熱膨張係数は、コーディエラ
イト、スポジューメンまたはユークリプタイトに近づ
き、低熱膨張性をさらに確保し、必要な部分において低
抵抗性、耐磨耗性などのその他の特性も満足させること
ができる。この場合、所定の部分を構成する本発明のセ
ラミックスの厚みは、２０μｍ〜５ｍｍが好ましい。す
なわち、上記表層部の厚みは、２０μｍ〜５ｍｍが好ま
しい。

【００２８】また、本発明によるセラミックスと他の材
料（好ましくはコーディエライト）とを組合わせて特定
の用途に供する製品を得る場合、表面層と母材との熱膨
張差による歪みが生じる場合があるため、表面層と母材
との間に中間層を設けてもよい。そのような中間層を設
けた構造の例を図２に示す。図に示す構造において、母
材31に接して中間層32が設けられ、中間層32上に本発明
によるセラミックスからなる表層部33が設けられてい
る。中間層32は、母材31と表層部33との間の熱膨張係数
を有することが好ましい。中間層32は、母材31を構成す
る材料の割合が表層部33より多い層とすることができ
る。また、中間層32は、母材31により近い部分ほど母材
31を構成する材料の割合が高くなる一方、表層部33によ
り近い部分ほど表層部に近い組成となる傾斜組成を有し
てもよい。例えば、母材31がコーディエライト、スポジ
ューメンまたはユークリプタイトからなる場合、中間層
32は、表層部33と同じ添加材料を含有する一方、表層部
33よりもコーディエライト、スポジューメンまたはユー
クリプタイトの濃度（含量）が高い層とすることができ
る。また、その代わりに、中間層32は、表層部と同じ添
加材料およびコーディエライト、スポジューメンまたは
ユークリプタイトを含む一方、母材31に近づくにしたが
って、添加材料の濃度が段階的あるいは連続的に減少
し、コーディエライト、スポジューメンまたはユークリ
プタイトの濃度が段階的あるいは連続的に上昇する傾斜
組成を有してもよい。上述した中間層の厚みは、例え
ば、２０μｍ〜１０ｍｍとすることができ、２０μｍ〜
５ｍｍが好ましい。

【００２９】上述したような部分的に本発明によるセラ
ミックスからなる製品は、例えば、ホットプレスにおい
て、型に原料粉末を投入し、仮成形した後、異なる原料
を投入することにより製造することができる。また、多
段プレス成形を用いて、製品の外周面と内部の材質が異
なる製品を製造することができる。さらに、金型プレス
成形の手法により同様の製品を得ることもできる。

【００３０】特に本発明による低熱膨張セラミックス
は、露光装置を構成する部品の材料として適しており、
本発明により、少なくとも一部が上記低熱膨張セラミッ
クスからなる露光装置用部材が提供される。例えば、真
空チャック、ステージ部材、その他ブロック部材などの
一部または全体を本発明によるセラミックスで構成する
ことができる。

【００３１】真空チャックの場合、少なくともピンを形
成する表層部（ウェーハと接触する部分）を本発明によ
るセラミックスで構成することができる。また、円盤形
状の真空チャック全体を本発明によるセラミックスで構
成してもよい。また、このような真空チャックの一部を
本発明によるセラミックスで構成する場合、他の部分を
上述したような他の材料、好ましくはコーディエライ
ト、スポジューメンまたはユークリプタイトを使用した
構成とすることができる。本発明によるセラミックス
は、このような真空チャックに対し、低熱膨張性、低抵
抗性、剛性および耐磨耗性を有するパーティクルの付着
が起こりにくい作動面をもたらすことができる。また、
本発明によるセラミックスは、黒色を呈することがで
き、したがって、視認性および防汚性の観点からも優れ
た真空チャックを提供することができる。

【００３２】なお、本発明において、真空チャックを構
成するセラミックスの気孔率は０．１％以下が好まし
く、また、該当セラミックスの最大ポア径は５μｍ以下
が好ましく、２μｍ以下がより好ましい。ポア径をより
小さくすることにより、ポアに付着し得るパーティクル
をさらに減らし、高い露光精度を維持することができ
る。

【００３３】また、さらに高い耐磨耗性が要求される用
途では、本発明によるセラミックスの表面を、周期律表
における第３族、第４族、第５族および第６族に属する
金属または半金属の炭化物、窒化物、炭窒化物より選ば
れた少なくとも１種のセラミックス材料、例えば、Ａ
ｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ等の炭化
物、窒化物、炭窒化物、またはそれらの組合せ、より具
体的には、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＳｉＣ、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ｃｒ
Ｎ、ＴｉＡｌＮ等からなる皮膜で覆ってもよい。そのよ
うな皮膜の厚みは、例えば１〜４０μｍである。耐磨耗
性皮膜は、一般的なＰＶＤ法およびＣＶＤ法のいずれに
よっても形成することができる。

【００３４】

【実施例】純度９９％以上、平均粒径が３μｍのコーデ
ィエライト粉末、β−スポジューメン粉末、あるいはβ
−ユークリプタイト粉末に、平均粒径が０．１μｍのカ
ーボン粉末と、平均粒径が０．５μｍの４ａ族元素、５
ａ族元素もしくは６ａ族元素の炭化物、窒化物、ホウ化
物もしくはケイ化物、またはＳｉＣ、Ｂ₄Ｃもしくは窒
化ケイ素とを、焼結後に表１に示す割合となるよう調合
した後、エタノール溶媒を使用してボールミルで２４時
間混合した。得られた混合粉末を乾燥した後、表１に示
す温度において、窒素またはアルゴンの不活性雰囲気
下、４９００Ｐａ（５００kgf/cm²）の圧力下でホット
プレス焼成し、気孔率が０．１％以下の緻密質焼結体を
得た。得られた焼結体の物性調査結果を表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１に示す耐磨耗性はピンオンディスク法
で測定した。測定された耐磨耗性が主材とほぼ同一のも
のには×、主材よりも優れているものについては○を付
与している。また低抵抗性について、体積固有抵抗率が
１０⁸Ω・cmを超えるものは×、それ以下のものは○を
付与している。黒色については、黒色化できたものには
○、できていないものには×を付与している。さらに、
表１において総合評価の欄に、熱膨張係数が１×１０^-6
を超えるか、あるいは主材よりも耐磨耗性が優れない
か、もしくは体積抵抗率が１０⁸Ω・cmを超えるものに
は×を付与し、本発明に従うものには○を付与してい
る。

【００３７】なお、カーボンの含量が３vol％を超える
ものについては、焼結体の気孔率が０．５％を超えてし
まい、緻密化することができなかった。

【００３８】表１に示す結果は、コーディエライト、ス
ポジューメンおよびユークリプタイトのうちの少なくと
も１材質を５７〜９９．８９vol％の割合で含有し、残
分のうち、カーボンを０．０１〜３．０vol％の割合で
含有し、４ａ族元素、５ａ族元素および６ａ族元素の炭
化物、窒化物、ホウ化物およびケイ化物、ならびにＳｉ
Ｃ、Ｂ₄Ｃおよび窒化ケイ素のうち、少なくとも１材質
を添加材として０．１〜４０vol％の割合で含有する焼
結体は、コーディエライト、スポジューメンあるいはユ
ークリプタイトの低熱膨張特性を阻害することなく、黒
色で、低抵抗性、耐磨耗性が向上した、好ましい剛性を
有するものであることを示している。

【００３９】

【発明の効果】以上、説明した通り、本発明によれば、
低熱膨張性を有するとともに、低抵抗性と耐磨耗性に加
えて高い剛性を有し、さらに黒色を呈するセラミックス
を提供することができる。本発明による黒色低膨張セラ
ミックスは、低熱膨張性、低抵抗性、耐磨耗性および剛
性が要求される種々の用途に適用することができ、特
に、露光装置用真空チャック、ステージ部材などの半導
体製造装置用部品あるいは液晶製造装置用部品に適用す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明によるセラミック
スを部分的に使用した製品の構造を示す概略断面図であ
る。

【図２】本発明によるセラミックスを部分的に使用し
た他の製品の構造を示す概略断面図である。

【符号の説明】

２０ａ，２０ｂ，２０ｃ製品、２１ａ，２１ｂ，２２
ｂ，２３ｂ，２１ｃ本発明によるセラミックスからな
る表層部、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ他の材料からなる
部分。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4G030 AA02 AA07 AA36 AA37 AA45 AA46 AA47 AA49 AA52 AA54 AA60 BA19 BA24 CA01 5F031 CA02 CA05 HA02 HA03 HA16 MA27 PA26 5F046 AA28 CC08 CC10 DA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コーディエライト、スポジューメンおよ
びユークリプタイトよりなる群から選ばれた少なくとも
１種を５７vol％〜９９．８９vol％、カーボンを０．０１vol％〜３．０vol％、４ａ族元素、５ａ族元素および６ａ族元素の炭化物、窒
化物、ホウ化物およびケイ化物ならびに炭化ケイ素、炭
化ホウ素および窒化ケイ素よりなる群から選ばれた少な
くとも１種を０．１vol％〜４０vol％含有し、気孔率が０．５％以下、体積固有抵抗率が１０⁸Ωｃｍ
以下、１０℃〜４０℃における熱膨張係数が１×１０^-6
／℃以下であることを特徴とする黒色低熱膨張セラミッ
クス。
【請求項２】少なくとも一部が請求項１に記載の黒色
低熱膨張セラミックスからなることを特徴とする露光装
置用部材。