JP2002308683A

JP2002308683A - 表面凹凸化したセラミックス部材及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002308683A
Application number: JP2001369519A
Authority: JP
Inventors: Kazuhide Kawai; 和秀河合; Shunzo Shimai; 駿蔵島井; Masato Takahashi; 真人高橋; Hiroaki Shidara; 広明設楽; Fumio Tokutake; 文夫徳岳
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-12-04
Publication date: 2002-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】ガス放出性が抑制・防止されながら、一方で
は、表面に付着・堆積する異種物に対してすぐれたアン
カー効果を呈する表面凹凸化したセラミックス部材、及
びその製造方法の提供。【解決手段】純度が９５重量％以上の緻密質セラミッ
クスを基材とし、かつ表面層が、基材を形成するセラミ
ックスの平均粒子径の０．５〜５０倍径で、かつ深さ方
向に径大部がある微細孔を含む凹凸構造と成っているこ
とを特徴とする表面凹凸化（多孔質化）したセラミック
ス部材である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面層の形態を凹
凸状に制御したセラミックス部材およびその製造方法に
係り、さらに詳しくは異種物質が付着・接着し易い深さ
方向に径大部がある微細孔を含む凹凸構造を表面に有す
る緻密質なセラミックス部材、およびその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば半導体デバイスの製造プロセス
のうち、ＰＶＤやＣＶＤのような成膜工程、あるいは腐
食性ガスを使用するエッチング工程で、一般的に、微細
加工の工程が構成されている。そして、製造プロセスに
占める割合は、半導体デバイスの加工度の微細化、複雑
化に伴って増加傾向にある。なお、上記成膜工程やエッ
チング工程などは、真空あるいはプラズマ雰囲気、高温
というような厳しい条件で行われるため、プラズマに曝
される処理容器としては、耐食性を有するセラミックス
材料が使用されている。

【０００３】図８は、ヘリコン波プラズマエッチング装
置の概略構成を示す断面図である。図８において、１は
エッチングガス供給口２および真空排気口３を有するエ
ッチング処理室であり、その処理室１の外周部にはアン
テナ４、電磁石５および永久磁石６が設置されている。
また、前記処理室１内には、被処理体となる半導体ウエ
ハー７を支持する下部電極８が配置されている。さら
に、前記アンテナ４は、第１のマッチングネットワーク
９を介して第１の高周波電源１０に接続し、下部電極８
は、第２のマッチングネットワーク１１を介して第２の
高周波電源１２に接続している。

【０００４】そして、このエッチング装置によるエッチ
ング加工は、次のように行われる。すなわち、下部電極
８面に半導体ウエハー７をセットし、エッチング処理室
１内を真空化した後に、エッチングガス供給口２からエ
ッチングガスを供給する。その後、アンテナ４および下
部電極８に、対応するマッチングネットワーク９，１１
を介して第１の高周波電源１０，１２から、たとえば周
波数１３．５６ＭＨｚの高周波電流を流す。一方、電磁
石５に所要の電流を流して磁界を発生させることによ
り、エッチング処理室１内に高密度のプラズマを発生さ
せる。そして、このプラズマエネルギーによって、エッ
チングガスを原子状態に分解し、半導体ウエハー７面に
形成された膜のエッチング加工が行われる。

【０００５】ところで、この種の製造装置では、エッチ
ングガスとして、たとえば四塩化炭素（ＣＣｌ_４）、塩
化ホウ素（ＢＣｌ_３）などの塩素系ガス、もしくはフッ
化炭素（ＣＦ_４，Ｃ_４Ｆ_８）、フッ化窒素（ＮＦ_３）、
フッ化硫黄（ＳＦ_６）などのフッ素系ガスを使用する。
したがって、エッチング処理室１の内壁面など、腐食性
ガス雰囲気下でプラズマに曝される構成部材について
は、耐プラズマ性が要求される所以である。

【０００６】上記耐プラズマ性を要求される構成部材と
して、たとえば周期律表第２Ａ族，第３Ａ族のうち少な
くとも１種を含む化合物を主体とし、表面粗さ（Ｒａ）
１μｍ以下、気孔率３％以下のセラミックス焼結体（特
開平１０−４５４６１号公報）が知られている。また、
プラズマに曝される表面を気孔率が３％以下のイットリ
ウムアルミニウムガーネット焼結体で形成するととも
に、表面を中心線平均粗さ（Ｒａ）１μｍ以下としたセ
ラミックス焼結体（特開平１０−２３６８７１号公報）
が提案されている。なお、耐プラズマ性部材は、使用箇
所が真空系、高温度下などであるため、雰囲気に悪影響
を与えないこととなども重要で、たとえばガス放出性な
どは不具合に作用する。ここで、ガスの吸着は部材表面
におけるガス分子の吸着であり、また、ガス吸着量は表
面積に比例するので、ガス放出性を考慮すると平坦面状
態が望ましいことになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記プラズ
マエネルギーを利用する成膜手段やエッチング手段にお
いては、次のような問題がある。たとえば成膜過程で、
被成膜面だけでなく、プラズマに曝される処理室内壁面
や被成膜基体を支持する支持体面などにも、成膜成分粒
子が付随的に付着・堆積して成膜する。そして、これら
処理室内壁面や支持体面などに付着・堆積した成膜成分
の一部が、前記付着面から剥離ないし離脱して、小さな
粒子（パーティクル）が被成膜面に付着する現象があ
る。

【０００８】ここで、処理室内壁面などから離脱した小
さな粒子（パーティクル）の再付着は、たとえば形成中
の回路パターンなど成膜の遮断や品質低下などとなっ
て、成膜製品の信頼性ないし歩留まり低下を招来する。
このパーティクル離脱防止能を付与するため、処理室内
壁面などを構成する耐プラズマ性部材の表面を粗面化す
る手段が提案されている（特開２０００−１９１３７０
号公報）。すなわち、ブラスト処理によって、表面粗さ
（Ｒａ）が１μｍを超えるように表面を粗面化し、付着
・堆積する膜との物理的な結合を強めて剥離し難くする
（アンカー効果の付与）手段が知られている。

【０００９】しかしながら、上記ブラスト処理による粗
面化手段では、ガス放出性の問題を抱える一方、充分な
アンカー効果を付与できず、依然としてパーティクル離
脱の問題が残されている。すなわち、上記粗面化手段に
よる粗面は、溝状もしくは波状の表面積が大幅に拡大化
する凹凸面であり、外側に向かって広開する形状（断面
Ｖ字形）を呈しているため、アンカー効果を示すとはい
え、そのアンカー効果が不十分であり、パーティクル離
脱防止機能の向上・改善が望まれている。また、上記凹
凸面化による表面積の広大化、及びブラスト処理によっ
て生じる微細な傷の存在による表面積の広大化は、処理
室内でのガス吸着、吸着したガスの離脱・放出に作用す
るため、成膜などに悪影響を及ぼす恐れもある。さら
に、ブラスト処理により剥落寸前までダメージを受けて
いる表面は、使用時の温度変化により剥離し、セラミッ
クス部材表面自身がパーティクルの原因となる不具合が
ある。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、ガス放出性が抑制・防止されながら、一方では、表
面に付着・堆積する異種物に対してすぐれたアンカー効
果を呈する表面の一部もしくは全体が凹凸化したセラミ
ックス部材、及びその製造方法の提供を目的とする。

【００１１】また、本発明は、前記表面状態を利用し、
セラミックスとの接合、膜との接合、金属との接合など
他の部材との接合を改善でき、さらには人工骨、触媒バ
イオリアクターなど、幅広い用途に利用できる材料を提
供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、純度
が９５重量％以上の緻密質セラミックスを基材とし、か
つ表面層が、基材を形成するセラミックスの平均粒子径
の０．５〜５０倍径で、かつ深さ方向に径大部がある微
細孔を含む凹凸構造と成っていることを特徴とする表面
凹凸化したセラミックス部材である。なお、微細孔の径
は基材で形成するセラミックスの平均粒子径の０．５〜
１０倍径であれば、より好ましい。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１記載の表面凹
凸化したセラミックス部材において、緻密質な基材が純
度９９重量％以上であること特徴とする。

【００１４】請求項３の発明は、請求項１もしくは請求
項２記載の表面凹凸化したセラミックス部材において、
緻密質な基材が理論密度の９０％以上であること特徴と
する。

【００１５】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３いずれか一記載の表面凹凸化したセラミックス部材に
おいて、緻密質な基材がアルミナ、イットリウムアルミ
ニウムガーネット、窒化アルミニウム、イットリア、ジ
ルコニア、リン酸カルシウム系セラミックスであること
特徴とする。

【００１６】請求項５の発明は、純度が９５重量％以上
で、理論密度の９０％を超える緻密質セラミックス基材
の表面を酸性エッチング液中で侵食処理し、セラミック
スの平均粒子径の０．５〜５０倍径で、かつ深さ方向に
径大部がある微細孔を含む凹凸構造化することを特徴と
する表面凹凸化したセラミックス部材の製造方法であ
る。ここで、微細孔の径は、基材を形成する平均粒子径
の０．５〜１０倍径であれば、より好ましい。

【００１７】請求項６の発明は、請求項５記載の表面凹
凸化したセラミックス部材の製造方法において、酸性エ
ッチング液温度を加熱することを特徴とする。

【００１８】請求項７の発明は、請求項５もしくは請求
項６記載の表面凹凸化したセラミックス部材の製造方法
において、酸性エッチング液に０．２ＭＰａ以上の圧力
を加えることを特徴とする。

【００１９】請求項８の発明は、請求項５ないし請求項
７いずれか一記載の表面凹凸化したセラミックス部材の
製造方法において、酸性エッチング液が硫酸もしくは燐
酸を含む水溶液であることを特徴とする。

【００２０】請求項９の発明は、請求項５ないし請求項
８いずれか一記載の表面凹凸化したセラミックス部材の
製造方法において、酸性エッチング液で侵食処理した後
にセラミックスの融点の２／３以上の温度で加熱処理す
ることを特徴とする。

【００２１】請求項１ないし９の発明は、次のような考
察及び知見に基づいてなされたものである。

【００２２】第１に、多結晶セラミックス（焼結体）
は、粒子同士が粒界を介して接合・一体化した微細構造
をなしており、一般的に、結晶粒子（内部）に較べて、
結晶粒子間に偏析する不純物の存在量が多い粒界部の方
が侵食され易い。しかしながら、その理由・作用は明確
でないが、多結晶セラミックスの構成成分の純度が、９
５重量％以上、より好ましくは９９重量％以上の場合、
粒子自体の侵食速度と粒子間（粒界）の侵食速度との差
が小さくなって、ほとんど同時的な侵食が進行する。そ
して、表面層（たとえば深さ８０μｍ程度）は、多結晶
セラミックスの平均粒子径の０．５〜５０倍径で、かつ
深さ方向に径大部がある平均的粒子サイズオーダーの微
細孔を含む凹凸構造に侵食される。

【００２３】第２に、上記侵食は、粒子自体及び粒子粒
界の差別なく、ほぼ同時に行われる。そして、表面層に
おける深さ方向に径大部がある微細孔を含む凹凸構造化
の侵食は、加熱したエッチング液の使用、加圧したエッ
チング液の使用、あるいは加熱・加圧したエッチング液
の使用など、エッチング条件を厳しく設定すると、より
容易に達成できる。ここで、深さ方向に径大部がある微
細孔を含む凹凸構造化の侵食は、多結晶セラミックスを
構成している結晶粒子の平均粒子径の０．５〜５０倍の
開口径であり、この範囲内が、より効果的・経済的であ
る。また、表面層の凹凸構造を成す微細孔は、深さ方向
側に径大部が存在する構造であり、先端側同士が連接す
る形態を採って投錨形の場合もある。

【００２４】第３に、上記セラミックス焼結体を成す結
晶粒子の平均粒子径の０．５〜５０倍径で、深さ方向に
径大部がある微細孔を含む凹凸構造は、実質的に、表面
層のみであり、基体部が緻密でガス吸着作用ないしガス
放出作用もほとんど無視できる。したがって、たとえば
真空系の構成材料、あるいは微細孔を含む凹凸構造面
（アンカー効果）を被接合面とする複合体（積層体）用
の基材、バイオ部材用の基材などとして有効である。

【００２５】なお、深さ方向に径大部がある微細孔を含
む凹凸構造化は、セラミックス焼結体を作製する工程に
おいて、たとえば緻密化可能なセラミックス成形体表面
に、可燃性物質粒子（たとえば樹脂粒子）などを含有す
るセラミックス層を設け、乾燥後、焼結して多孔化する
手段でも得ることができる。しかし、本発明のように、
表面から一様な深さに薄い凹凸構造層を設けることは、
非常に困難であり、また、燒結段階で気孔が塞がれた
り、粒子が丸味を帯びたりし易く、本発明に係る特性を
十分に満たすものではない。

【００２６】請求項１ないし９の発明において、緻密質
セラミックス（基材）は、たとえばアルミナ、アルミナ
−シリカ系、イットリウムアルミニウムガーネット系、
窒化アルミニウム系、窒化ケイ素系、イットリア系、ジ
ルコニア系、リン酸カルシウム系セラミックスなどが用
途に応じて適宜選択する。たとえば耐プラズマ性を要求
される部材の場合は、アルミナ系、イットリウムアルミ
ニウムガーネット系、イットリア系が、耐熱性を要求さ
れる構成部材や複合形（積層形）構成部材の場合は、窒
化アルミニウム系、窒化ケイ素系、ジルコニア系が、生
体部材などに関しては、アルミナ、ジルコニア、アルミ
ナ−ジルコニア、リン酸カルシウム系セラミックスなど
がそれぞれ挙げられる。なお、これらの緻密質な基材
は、純度９５重量％以上、好ましくは９９重量％以上、
その密度も理論密度の９０％以上、好ましくは９５％以
上であることが望ましい。

【００２７】請求項５ないし９の発明において、表面を
酸性エッチング液中で侵食処理し、平均粒子径の０．５
〜５０倍径で、深さ方向に径大部がある微細孔を含む凹
凸構造化するセラミックス基材は、その純度が９５質量
％以上であるだけでなく、理論密度の９０％を超える緻
密質なセラミックスが選ばれる。つまり、純度が９５重
量％以上、より好ましくは９９重量％以上で、理論密度
の９０％を超える緻密質なセラミックスを基材（素材）
としないと、表面を酸性エッチング液中で侵食処理した
とき、所要の深さ方向に径大部がある微細孔を含む凹凸
構造化することができないためである。

【００２８】請求項５ないし９の発明において、エッチ
ング処理に当たり酸性エッチング液温度を加熱、及び／
または酸性エッチング液に０．２ＭＰａ以上の圧力を加
えることによって、前記表面層を深さ方向に径大部があ
る微細孔を含む凹凸構造化する侵食処理が、より容易な
いし確実に進行し、歩留まりよく、かつ量産的に表面凹
凸化したセラミックス部材を提供できる。ここで、酸性
エッチング液としては、一般的に、硫酸もしくは燐酸を
含む水溶液である。なお、酸性エッチング液の加熱温度
の上限は、硫酸などの熱分解が起こらない範囲内に設定
される。

【００２９】請求項５ないし９の発明において、酸性エ
ッチング液で侵食処理を施して、表面層を凹凸化したセ
ラミックス部材につき、そのセラミックスの融点の２／
３以上の温度で加熱処理することにより、表面の凹凸構
造を形成する深さ方向に径大部がある微細孔が、よりス
ムースな連接状態に整形される。すなわち、酸性エッチ
ングの侵食によって形成された微細孔の凹凸構造の尖っ
た部分などが、再結晶化によって整形され、異種粒子も
しくは接合剤などが進入・担持され易くなり、すぐれた
付着性ないしアンカー効果を呈するようになる。

【００３０】請求項１ないし４の発明では、基材（基
質）部が緻密で、表面層が平均粒子径の０．５〜５０倍
径で、深さ方向に径大部がある微細孔を含む凹凸構造を
形成している。つまり、表面層は、単純な一方向性の孔
でなく、複雑な曲路をなす投錨的な孔を有する構成を採
っており、この表面層に一旦付着した粒子類などは、前
記投錨的な作用・効果に伴って、容易に離脱・飛散しな
い状態が維持される。したがって、たとえば蒸着やスパ
ツタリングなどの手段において、処理室内壁面などに付
着・堆積した成膜成分膜の部分的な離脱・飛散に起因す
る不都合・不具合を回避できるだけでなく、ガス放出性
も抑制されているので、歩留まりよく、信頼性の高い加
工品へ加工できる。

【００３１】請求項５ないし９の発明では、付着・堆積
した成膜成分膜の部分的な離脱・飛散に起因する不都合
・不具合を回避できるだけでなく、ガス放出性も抑制さ
れて、信頼性の高い加工品への加工が可能なセラミック
ス部材を歩留まりよく、かつ量産的に提供できる。

【００３２】なお、本発明に係るセラミックス部材にお
いて、表面凹凸化層の凹凸化（程度によっては多孔質化
ともいえるが）されているとは言え、その骨格部は基材
と同じく緻密なものであり、強度や耐食性などは、他の
手段で形成した多孔質体に較べてすぐれている。また、
表面からどのくらいの深さまで凹凸化させるかは任意で
あるが、１０〜１０００μｍ程度、もしくは多孔化とい
える程度に設定すれば、特に、効果が大きい。５０〜３
００μｍ程度であれば、特に、半導体用として好まし
い。ここで、断面構造的には、表面に形成されている凹
凸構造層の深さよりも深部にまで気孔が点在するように
凹凸させると、アンカー効果がより一層確実化する。さ
らに、セラミックス基材の平均粒子径も５〜１００μｍ
程度が好ましく、より好ましくは５０μｍ以下である。

【００３３】中でも、半導体製造装置用に用いるアルミ
ナ材としては、高純度で平均粒径の比較的大きなものが
望ましい。平均粒径は好ましくは１０〜５０μｍであ
り、より好ましくは１０〜４５μｍである。また、純度
も９９．５％以上であるものが好ましく、特に好ましく
は９９．９％以上がよい。このような好ましいアルミナ
として透光性を有するものがある。透光性アルミナは、
酸による処理後も強度が十分で、凹凸形状がアンカー効
果を得るのに適している。

【００３４】以下、図面に代る電子顕微鏡写真を参照し
て実施例を説明する。

【００３５】実施例１

【００３６】純度９９．７重量％、嵩密度３．９７ｇ／
ｃｍ３、平均粒径４０μｍのアルミナセラミックス板を
用意する一方、硫酸濃度２５重量％の硫酸水溶液を酸性
エッチング液として用意する。次いで、アルミナセラミ
ックス板を、酸性エッチング液中に浸漬し、所定の時間
エッチング処理を行って、表面層（約８０μｍ以内）を
平均粒子径の０．５〜１０倍径で、深さ方向に径大部が
ある微細孔を含む凹凸構造化した。なお、このエッチン
グ処理に当たっては、表１に示すように、酸性エッチン
グ液２５〜２３０℃に維持し、また、酸性エッチング液
に対して０．１〜１０ＭＰａの圧力を加え、エッチング
液の維持温度及び加圧力を考慮したエッチング時間を設
定した。

【００３７】

【表１】

【００３８】上記エッチング処理したアルミナセラミッ
クス板の厚さ方向断面を電子顕微鏡で観察評価したとこ
ろ、いずれの場合も、内側（基体）がもとの緻密度を有
し、表面８０μｍ程度の層が平均粒子径の０．５〜１０
倍径で、深さ方向に径大部がある微細孔を含む凹凸構造
化したセラミックス部材であった。たとえば、図１に断
面的に、また図２に平面的に、それぞれ示すような表面
状態をなしていた。なお、図１、図２は、エッチング液
温度２３０℃、エッチング液圧１ＭＰａの場合であり、
表面層が、平均粒子径の０．５〜１０倍径で、深さ方向
に径大部がある微細孔を含む複雑な凹凸構造を成してい
る。

【００３９】また、上記表面を深さ方向に径大部がある
微細孔を含む複雑な凹凸構造化したアルミナセラミック
スで、プラズマＣＶＤ装置の処理室を構成し、成膜時に
おける処理室系への影響（ガス放出）、成膜成分粒子の
付着・離脱の状況を評価したところ、正常な操作が可能
であった。つまり、成膜条件への影響もなく、処理室壁
面などに付随的に付着した成膜成分粒子の離脱・剥離も
認められず、すぐれたアンカー効果を有し、正常な成膜
を持続できることを確認した。

【００４０】さらに、上記表面を深さ方向に径大部があ
る微細孔を含む複雑な凹凸構造化したアルミナセラミッ
クスの凹凸構造化面に、接着剤層を介して金属板もしく
は樹脂板を張り合わせて複合体化した場合、あるいは前
記アルミナセラミックスの凹凸構造化面に、融着性を有
する樹脂板を積層一体化した場合も強固な一体性を示し
た。つまり、アルミナセラミックスの凹凸構造化面は、
複合体ないし積層体の製造に当たって、すぐれたアンカ
ー効果を呈することが確認された。

【００４１】なお、上記ではエッチング液として硫酸水
溶液を使用したが、燐酸水溶液やフッ酸水溶液であって
もよい。つまり、濃度やエッチング性能などを考慮し
て、エッチング液温度、エッチング液に対する圧力、エ
ッチング時間を適宜選択すれば、同様に、深さ方向に径
大部がある微細孔を含む複雑な凹凸構造化した表面層を
有するアルミナセラミックスを得ることができる。

【００４２】実施例２

【００４３】純度９７重量％、嵩密度４．３２ｇ／ｃｍ
３、平均粒径５μｍのイットリウムアルミニウムガーネ
ット板を用意する一方、硫酸濃度２５重量％の硫酸水溶
液を酸性エッチング液として用意する。次いで、イット
リウムアルミニウムガーネット板を、２３０℃の温度に
維持した酸性エッチング液中に浸漬し、３時間エッチン
グ処理を行って、表面層（約８０μｍ以内）を平均粒子
径の０．５〜５０倍径で、深さ方向に径大部がある微細
孔を含む凹凸構造化した。図３、図４は、上記イットリ
ウムアルミニウムガーネット板の深さ方向に径大部があ
る微細孔を含む凹凸構造の表面層を、異なる倍率で平面
的に示したものである。また、図５は凹凸構造内の状態
（様子）を、さらに拡大して示したものである。

【００４４】上記表面を深さ方向に径大部がある微細孔
を含む複雑な凹凸構造化したイットリウムアルミニウム
ガーネット板も、実施例１の場合と同様の使用態様にお
いて、同様の作用・効果が認められた。たとえば前記凹
凸構造化面に、接着剤層を介して金属板もしくは樹脂板
を張り合わせて複合体化した場合、あるいは前記アルミ
ナセラミックスの凹凸構造化面に、融着性を有する酸化
物やフッ化物層層などを設け、積層一体化した場合も強
固な一体性を示した。つまり、アルミナセラミックスの
凹凸構造化面は、複合体ないし積層体に当たって、すぐ
れたアンカー効果を呈することが確認された。

【００４５】実施例３

【００４６】上記実施例１で得られたアルミナ板を、さ
らに、水素雰囲気中、１８００℃で３時間加熱処理し
た。その結果を、図６、図７に示す。なお、図７は、図
６の拡大図である。

【００４７】図６、図７から明らかのように、水素雰囲
気中での高温での処理により、アルミナ板の結晶バウン
ダリーは、結晶形を維持したまま、丸味を帯びた形状と
なった。そして、この構造体においても、すぐれたアン
カー効果を呈することが確認された。

【００４８】本発明は、上記実施例に限定されるもので
なく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を
採ることができる。たとえば緻密なセラミックス基材
が、イットリア焼結体、ジルコニア焼結体、窒化ケイ素
焼結体、窒化アルミニウム焼結体、ジルコニア燒結体、
リン酸カルシウム系燒結体（リン酸三カルシウム、リン
酸四カルシウム、ハイドロキシアパタイトなど）などの
場合も同様の作用・効果が得られる。

【００４９】また、その使用例も幅広い用途が挙げられ
る。たとえば緻密なセラミックス基材の表面層をしっか
りとした凹凸構造（多孔質）化することにより、人工骨
など生体用部材として使用できる。すなわち、アルミ
ナ、ジルコニア、アルミナ−ジルコニア、リン酸カルシ
ウム系セラミックスを基材とし、表面を凹凸面化するこ
とにより、生体との一体化をより一層促進できる。さら
に、表面の凹凸面化層に、触媒を塗布したり、あるいは
別（異種）の性質を有するコーティング層を設けるなど
することも可能である。

【００５０】

【発明の効果】請求項１ないし４の発明によれば、基材
（基質）部が緻密で、表面層深さ方向に径大部がある微
細孔を含む凹凸構造を形成する構造を採っている。つま
り、表面層は、複雑な曲路をなす投錨的な孔を有する構
成を採っており、この表面層に一旦付着した粒子類など
は、前記投錨的な作用・効果に伴って、すぐれたアンカ
ー効果を呈し、付着する粒子や形成する膜の離脱・剥離
などの不都合・不具合が全面的に回避・解消される。ま
た、ガス放出性も抑制されているので、たとえば蒸着や
スパツタリングの処理室内壁面などの構成部材としての
使用で、歩留まりよく、信頼性の高い加工が可能とな
る。

【００５１】請求項５ないし９の発明によれば、すぐれ
たアンカー効果を有するだけでなく、ガス放出性も抑制
されて、信頼性の高い加工が可能なセラミックス構造部
材を歩留まりよく、かつ量産的に提供することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係る表面凹凸化（多孔質化）し
たセラミックス部材の電子顕微鏡写真で、表面層の微細
孔を含む凹凸構造の断面図。

【図２】第１の実施例に係る表面凹凸化（多孔質化）し
たセラミックス部材の電子顕微鏡写真で、表面層の微細
孔を含む凹凸構造の平面図。

【図３】第２の実施例に係る表面凹凸化（多孔質化）し
たセラミックス部材の電子顕微鏡写真で、表面層の微細
孔を含む凹凸構造を示す平面図。

【図４】第２の実施例に係る表面凹凸化（多孔質化）し
たセラミックス部材の電子顕微鏡写真で、表面層の微細
孔を含む凹凸構造を図３とは異なる倍率で示す平面図。

【図５】第２の実施例に係る表面凹凸化（多孔質化）し
たセラミックス部材の電子顕微鏡写真で、凹凸構造を形
成する粒子の様子を示す拡大斜視図。

【図６】第３の実施例に係る表面凹凸化（多孔質化）し
たセラミックス部材の電子顕微鏡写真で、表面層の微細
孔を含む凹凸構造を示す平面図。

【図７】第３の実施例に係る表面凹凸化（多孔質化）し
たセラミックス部材の電子顕微鏡写真で、表面層の微細
孔を含む凹凸構造を図７とは異なる倍率で示す平面図。

【図８】プラズマエッチング装置の概略構成例を示す断
面図。

【符号の説明】

１……エッチング処理室２……エッチングガス供給口３……真空排気口４……アンテナ５……電磁石６……永久磁石７……半導体ウエハー８……下部電極９、１１……マッチングネットワーク１０、１２……高周波電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋真人神奈川県秦野市曽屋30 東芝セラミックス株式会社秦野事業所開発研究所内 (72)発明者設楽広明神奈川県秦野市曽屋30 東芝セラミックス株式会社秦野事業所開発研究所内 (72)発明者徳岳文夫神奈川県秦野市曽屋30 東芝セラミックス株式会社秦野事業所開発研究所内Ｆターム(参考） 4C081 AB03 CF011 CF151 DA01 DB07 EA02 5F004 BA20 BB29 DA00 DA01 DA05 DA11 DA17 DA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】純度が９５重量％以上の緻密質セラミッ
クスを基材とし、かつ表面層が、基材を形成するセラミ
ックスの平均粒子径の０．５〜５０倍径で、かつ深さ方
向に径大部がある微細孔を含む凹凸構造となっているこ
とを特徴とする表面凹凸化したセラミックス部材。
【請求項２】緻密質な基材が純度９９重量％以上であ
ること特徴とする請求項１記載の表面凹凸化したセラミ
ックス部材。
【請求項３】緻密質な基材が理論密度の９０重量％以
上であること特徴とする請求項１もしくは請求項２記載
の表面凹凸化したセラミックス部材。
【請求項４】緻密質な基材がアルミナ、イットリウム
アルミニウムガーネット、窒化アルミニウム、イットリ
ア、ジルコニア、リン酸カルシウム系セラミックスであ
ること特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか一記
載の表面凹凸化したセラミックス部材。
【請求項５】純度が９５重量％以上で、理論密度の９
０％を超える緻密質セラミックス基材の表面を酸性エッ
チング液中で侵食処理し、セラミックスの平均粒子径の
０．５〜５０倍径で、かつ深さ方向に径大部がある微細
孔を含む凹凸構造化することを特徴とする表面凹凸化し
たセラミックス部材の製造方法。
【請求項６】酸性エッチング液温度を加熱することを
特徴とする請求項５記載の表面凹凸化したセラミックス
部材の製造方法。
【請求項７】酸性エッチング液に０．２ＭＰａ以上の
圧力を加えることを特徴とする請求項５もしくは請求項
６記載の表面凹凸化したセラミックス部材の製造方法。
【請求項８】酸性エッチング液が硫酸もしくは燐酸を
含む水溶液であることを特徴とする請求項５ないし請求
項７いずれか一記載の表面凹凸化したセラミックス部材
の製造方法。
【請求項９】酸性エッチング液で侵食処理した後にセ
ラミックスの融点の２／３以上の温度で加熱処理するこ
とを特徴とする請求項５ないし請求項８いずれか一記載
の表面凹凸化したセラミックス部材の製造方法。