JP2002321967A - Low thermal expansion ceramic - Google Patents

Low thermal expansion ceramic

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JP2002321967A
JP2002321967A JP2001126307A JP2001126307A JP2002321967A JP 2002321967 A JP2002321967 A JP 2002321967A JP 2001126307 A JP2001126307 A JP 2001126307A JP 2001126307 A JP2001126307 A JP 2001126307A JP 2002321967 A JP2002321967 A JP 2002321967A
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thermal expansion
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ceramics
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an excellent ceramic material suitably used as members for a semiconductor manufacturing device, which simultaneously satisfy compactness, high rigidity, low thermal expansion properties, and conductivity. SOLUTION: The ceramic for the material has the following characteristics: the porosity of its pores is <=7%, the pores are closed cell pores, the mean diameter of the pores is <=5 μm, its specific rigidity [Young's modulus (GPa)/ density (g/cm<3> )] is >=30, its thermal expansion coefficient measured on the basis of JIS R1618 is <=3×10<-7> /K, and its specific volume resistance value according to JIS C2141 is 10<5> -10<9> Ω.cm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体露光装置な
どの製造装置用部材として好適に使用できるセラミック
スに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic which can be suitably used as a member for a manufacturing apparatus such as a semiconductor exposure apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体素子の製造装置用に使
用される部材、例えば、Siウエハ等の配線を形成する
工程や、ウエハを支持または保持するために使用される
サセプタ、真空チャック、そして絶縁リングやその他の
治具等、また、露光装置のXYテーブルの部材において
は、比較的安価で、化学的にも安定であることからセラ
ミックスがそれらの基材に用いられている。
2. Description of the Related Art A susceptor, a vacuum chuck, a susceptor used for supporting or holding a wafer, a process for forming a wiring such as a Si wafer, and a member used for a semiconductor device manufacturing apparatus. Ceramics are used as base materials for insulating rings, other jigs, and the like, and members of the XY table of the exposure apparatus because they are relatively inexpensive and chemically stable.

【0003】一方、近年、半導体素子の回路パターン寸
法の微細化と高集積化は、急速に進化しており、いわゆ
るフォトリソグラフィプロセスに要求される微細化のレ
ベルは、ますます厳しくなりつつある。
On the other hand, in recent years, the miniaturization and high integration of circuit pattern dimensions of semiconductor devices have been rapidly evolving, and the level of miniaturization required for a so-called photolithography process is becoming increasingly severe.

【0004】中でもフォトリソグラフィの中心となる、
半導体の微細パターンを形成するための露光プロセスに
おいては、0.1μm以下の位置決め精度が要求されて
きている。
[0004] Above all, it is the center of photolithography.
In an exposure process for forming a fine pattern of a semiconductor, a positioning accuracy of 0.1 μm or less has been required.

【0005】従来のセラミックスを、これら半導体製造
装置に適用すると、部材の寸法変化等による露光の位置
合わせ誤差が生じるなど、特性が不足し、得られる製品
の品質や歩留まりに大きな影響が生じることがあった。
When the conventional ceramics are applied to these semiconductor manufacturing apparatuses, the characteristics are insufficient, such as an exposure alignment error due to a dimensional change of the members, and the quality of the obtained product and the yield are greatly affected. there were.

【0006】かかる問題を解決するため、近年、特開平
11−100275号公報等に開示されているような、
熱膨張係数の小さいコーディエライト系セラミックスを
半導体製造装置用部材に適用する技術が開発されてい
る。
In order to solve such a problem, recently, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-100275 and the like,
Techniques for applying cordierite ceramics having a small coefficient of thermal expansion to members for semiconductor manufacturing equipment have been developed.

【0007】また、かかる問題を解決する技術として、
耐熱衝撃性や断熱性が高く、低熱膨張係数を有する素材
であるリチウムアルミノシリケイ酸塩のスポジューメン
を、カルシウムシリケートと複合化して半導体製造装置
用部材に適用する技術が、特開平11−92216号公
報に開示されており、また、耐熱性、比切削性に優れ、
機械加工が容易なチタン酸アルミニウムを半導体製造装
置用部材に適用する技術が、特開平11−60240号
公報に開示されている。
Further, as a technique for solving such a problem,
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-92216 discloses a technology in which a lithium aluminosilicate silicate, which is a material having a high thermal shock resistance and a high heat insulating property and having a low coefficient of thermal expansion, is combined with calcium silicate and applied to a member for a semiconductor manufacturing apparatus. It is disclosed in the gazette, and has excellent heat resistance and specific machinability,
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-60240 discloses a technique in which aluminum titanate, which is easy to machine, is applied to a member for a semiconductor manufacturing apparatus.

【0008】しかしながら、これら従来技術のセラミッ
クスを、半導体製造装置用部材の基材に用いると、10
〜40℃の雰囲気温度範囲において、約0.1℃の雰囲
気温度の変化で、数100nm(0.1μm)の寸法変
化が生じ、熱膨張係数が大きくなることがあった。
However, when these prior art ceramics are used as a base material of a member for a semiconductor manufacturing apparatus, the following problems arise.
In an atmosphere temperature range of 4040 ° C., a change in the atmosphere temperature of about 0.1 ° C. may cause a dimensional change of several 100 nm (0.1 μm), resulting in a large thermal expansion coefficient.

【0009】また、これら熱膨張係数の大きなセラミッ
クスは一般に気孔率の高い、いわゆる多孔質構造である
ために強度的に脆くなり、さらに塵、埃が気孔中に詰ま
る等の問題もあった。
Further, these ceramics having a large coefficient of thermal expansion generally have a high porosity, that is, a so-called porous structure, so that they are brittle in terms of strength, and there is also a problem that dust and dirt are clogged in the pores.

【0010】このため、熱間静水圧成形(HIP)によ
り、いわば2段の焼成を行ってセラミックスを緻密化す
る方法がとられている。
For this reason, a method has been adopted in which the ceramics are densified by so-called two-stage firing by hot isostatic pressing (HIP).

【0011】さらに、一般的に上述したセラミックスは
絶縁体であり、半導体製造工程において、ステージ等の
移動によって摩擦が生じ、荷電するおそれがあった。こ
のような荷電したセラミックス部材は塵埃の付着が発生
しやすく、半導体ウエハを汚染する危険があった。
Further, generally, the above-mentioned ceramic is an insulator, and in a semiconductor manufacturing process, friction is generated due to movement of a stage or the like, and there is a possibility of being charged. Such a charged ceramic member is liable to cause dust to adhere thereto, and has a risk of contaminating a semiconductor wafer.

【0012】かかる現象は、半導体に形成する、露光に
よる配線の幅が細くなる程、顕著となる傾向があり、特
に精度の高い配線を形成する必要がある場合は、上記し
たような従来技術によるセラミックスを適用することは
甚だ困難であった。
Such a phenomenon tends to become more remarkable as the width of the wiring formed on the semiconductor by exposure becomes narrower. In particular, when it is necessary to form a wiring with high precision, the above-described conventional technique is used. It has been extremely difficult to apply ceramics.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、かか
る従来技術の問題点に鑑み、緻密性、高剛性、導電性及
び低熱膨張性を同時に満足し、高精度の材料特性が要求
される半導体製造装置用部材における基材として好適に
用いられるセラミックスを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems of the prior art, it is an object of the present invention to provide high-precision material characteristics that simultaneously satisfy denseness, high rigidity, conductivity, and low thermal expansion. An object of the present invention is to provide ceramics suitably used as a base material in a member for a semiconductor manufacturing apparatus.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次の手段を採用する。即ち、平均径が
5μm以下の独立した気孔を有するセラミックスであっ
て、(1)該気孔の気孔率が7%以下であり、(2)比
剛性(ヤング率(GPa)/密度(g/cm3 ))が3
0以上であり、(3)JIS R1618による熱膨張
係数が3×10-7/K以下であり、(4)JIS C2
141による体積固有抵抗値が105〜109Ω・cmで
ある低熱膨張セラミックスである。
The present invention employs the following means in order to solve the above-mentioned problems. That is, ceramics having independent pores with an average diameter of 5 μm or less, (1) the porosity of the pores is 7% or less, and (2) the specific rigidity (Young's modulus (GPa) / density (g / cm) 3 )) is 3
0 or more, (3) the coefficient of thermal expansion according to JIS R1618 is 3 × 10 −7 / K or less, and (4) JIS C2
It is a low-thermal-expansion ceramic having a volume resistivity according to 141 of 10 5 to 10 9 Ω · cm.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明者らは、半導体製造装置用
部材における基材に好適に用いられうるセラミックスに
ついて鋭意検討し、いわゆる独立気孔という特定形態の
気孔を有し、かつ、該気孔の気孔率と平均気孔径とが特
定される範囲にあり、さらに、比剛性と熱膨張係数が特
定される範囲にあるセラミックスにより、かかる課題を
一挙に解決することを見いだしたものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present inventors have studied diligently about ceramics which can be suitably used as a base material in a member for a semiconductor manufacturing apparatus, and have so-called independent pores having a specific form of pores. It has been found that such a problem can be solved all at once by using a ceramic in which the porosity and the average pore diameter are in the specified range and the specific stiffness and the thermal expansion coefficient are in the specified range.

【0016】本発明のセラミックスは、平均径が5μm
以下の独立した気孔を有するセラミックスであって、
(1)該気孔の気孔率が7%以下であり、(2)比剛性
(ヤング率(GPa)/密度(g/cm3 ))が30以
上であり、(3)JIS R1618による熱膨張係数
が3×10-7/K以下であり、(4)JIS C214
1による体積固有抵抗値が105〜109Ω・cmである
低熱膨張性セラミックスである。
The ceramic of the present invention has an average diameter of 5 μm.
A ceramic having the following independent pores,
(1) The porosity of the pore is 7% or less, (2) the specific rigidity (Young's modulus (GPa) / density (g / cm 3 )) is 30 or more, and (3) the coefficient of thermal expansion according to JIS R1618. Is not more than 3 × 10 −7 / K, and (4) JIS C214
1 is a low thermal expansion ceramic having a volume resistivity of 10 5 to 10 9 Ω · cm.

【0017】比剛性が30未満、又は、熱膨張係数が3
×10-7/Kを越えると、露光装置用部材に適用した場
合、位置決め時の振動や部材の寸法変化等による露光の
位置合わせ誤差が生じるため精度が低下し、高微細な配
線回路を形成することができないことがある。
The specific rigidity is less than 30, or the coefficient of thermal expansion is 3
Exceeding × 10 -7 / K, when applied to a member for an exposure apparatus, an exposure alignment error occurs due to vibration at the time of positioning or a change in the size of the member, etc., thereby lowering the accuracy and forming a fine wiring circuit. You may not be able to.

【0018】また、体積固有抵抗値が範囲を超えると帯
電し塵や埃の付着が起こり、範囲を下回ると接触してい
る露光用部材との間に電位差が生じ、スパークを起こし
易くなる。
If the volume specific resistance exceeds the range, it is charged and dust or dirt adheres. If the volume specific resistance falls below the range, a potential difference is generated between the exposure member and the contacting exposure member, and a spark is easily generated.

【0019】本発明によるセラミックスは、主成分とし
て、例えば、スポジューメン、ユークリプタイト、リン
酸ジルコニル、又はチタン酸アルミニウム等を使用する
ことにより製造されうるものである。
The ceramics according to the present invention can be produced by using, for example, spodumene, eucryptite, zirconyl phosphate, or aluminum titanate as a main component.

【0020】ここに「主成分」とは、対象成分が、50
〜100重量%、好ましくは55〜99重量%、より好
ましくは70〜99重量%、セラミックス中に含まれて
いることをいう。
Here, the "main component" means that the target component is 50
-100% by weight, preferably 55-99% by weight, more preferably 70-99% by weight.

【0021】ここにスポジューメンとは、[Li2 O・
Al2 3 ・4SiO2 ]、ユークリプタイトは、[L
2O・Al23・2SiO2]、リン酸ジルコニルは、
[(ZrO)227]、チタン酸アルミニウムは、[T
iO2 ・Al2 3 ]の一般式で、それぞれ表される、
いわゆる複合酸化物より主としてなるセラミックスをい
う。
The term "spodumene" used herein means [Li 2 O.
Al 2 O 3 .4SiO 2 ] and eucryptite are [L
i 2 O.Al 2 O 3 .2SiO 2 ], zirconyl phosphate is
[(ZrO) 2 P 2 O 7], aluminum titanate, [T
iO 2 · Al 2 O 3 ].
A ceramic mainly composed of a so-called composite oxide.

【0022】これら主成分となるセラミックスにおい
て、スポジューメンとユークリプタイトは、セラミック
ス100重量%中、55〜90重量%、好ましくは60
〜95重量%、また、リン酸ジルコニル、チタン酸アル
ミニウムは、セラミックス100重量%中、55〜99
重量%、好ましくは60〜99重量%となるよう、それ
ぞれ配合するのが良い。
In these ceramics as main components, spodumene and eucryptite are 55 to 90% by weight, preferably 60% by weight, based on 100% by weight of the ceramics.
To 95% by weight, and zirconyl phosphate and aluminum titanate are 55 to 99% in 100% by weight of ceramics.
%, Preferably 60 to 99% by weight.

【0023】これらの主成分は、焼結体を低熱膨張化す
るために機能する重要な成分であり、通常、各組成が範
囲を上回るとヤング率の低いものとなり、また、範囲を
下回ると熱膨張が大きくなる傾向がある。
These main components are important components that function to lower the thermal expansion of the sintered body. Generally, when each composition exceeds the range, the Young's modulus becomes low, and when the composition falls below the range, the thermal conductivity decreases. The expansion tends to increase.

【0024】これらスポジューメン、ユークリプタイ
ト、リン酸ジルコニル、チタン酸アルミニウムは、絶縁
性があり、低比重であり、室温での熱膨張係数が負の値
を示し、室温付近での温度上昇に伴って収縮する性質を
有するセラミックスであり、そのヤング率も、100G
Pa未満とやや低く、脆いものであることから、物性向
上のため、剛性の高い別種のセラミックスを配合するの
が好ましい。
These spodumene, eucryptite, zirconyl phosphate, and aluminum titanate have insulating properties, low specific gravity, a negative coefficient of thermal expansion at room temperature, and increase with increasing temperature near room temperature. Is a ceramic that has the property of shrinking and has a Young's modulus of 100G
Since it is slightly lower than Pa and is brittle, it is preferable to mix another kind of ceramic having high rigidity in order to improve physical properties.

【0025】かかる別種のセラミックスの具体例として
は、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化
ケイ素ウィスカー、酸化錫、炭素、窒化チタン、炭化チ
タン、ホウ化チタン、及びチタン酸鉄からなる群から選
ばれる少なくとも1種が挙げられる。
Specific examples of such another type of ceramics include those selected from the group consisting of silicon nitride, silicon carbide, aluminum nitride, silicon nitride whiskers, tin oxide, carbon, titanium nitride, titanium carbide, titanium boride, and iron titanate. At least one of them.

【0026】それら別種のセラミックス(以下、副成分
という)の配合量は、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ア
ルミニウム、窒化ケイ素ウィスカー、酸化錫、炭素、窒
化チタン、炭化チタン、ホウ化チタン、及びチタン酸鉄
からなる群から選ばれる少なくとも1種のセラミックス
を配合する場合は、セラミックス100重量%中、1〜
44重量%、好ましくは10〜35重量%の範囲内、チ
タン酸鉄を単独で配合する場合は、1.5〜10重量%
の範囲内とするのが良い。このような副成分は、正の熱
膨張係数を示し、室温で膨張する性質を有するものであ
る。また、導電性を有するものもある。このため、各組
成が範囲を下回ると、得られるセラミックスは、通常、
低ヤング率のものや絶縁体となり、範囲を上回ると、熱
膨張が大きくなる。
The amounts of these different types of ceramics (hereinafter referred to as subcomponents) are as follows: silicon nitride, silicon carbide, aluminum nitride, silicon nitride whiskers, tin oxide, carbon, titanium nitride, titanium carbide, titanium boride, and titanic acid. When blending at least one ceramic selected from the group consisting of iron, 1 to 100% by weight of the ceramic
44% by weight, preferably in the range of 10 to 35% by weight, when iron titanate alone is blended, 1.5 to 10% by weight
It is better to be within the range. Such an auxiliary component has a positive coefficient of thermal expansion and has the property of expanding at room temperature. Some have conductivity. For this reason, if each composition falls below the range, the resulting ceramic is usually
If the material has a low Young's modulus or an insulator, and exceeds the range, thermal expansion increases.

【0027】かかる副成分を前記主成分に追加して配合
することにより、熱膨張の加成性によって本発明による
セラミックスのJIS R1618による熱膨張係数
が、3×10-7/K以下、好ましくは1×10-7/K以
下とすることが可能となる。さらに、それら副成分の中
で、導電性を有するものを適当量配合することにより、
得られるセラミックスに、適正な導電性を付与すること
も可能となる。
By adding such an auxiliary component to the main component, the ceramic according to the present invention has a thermal expansion coefficient of 3 × 10 -7 / K or less, preferably 3 × 10 −7 / K or less, due to the additive property of thermal expansion. It becomes possible to make it 1 × 10 −7 / K or less. Furthermore, by blending an appropriate amount of those having conductivity among the sub-components,
Appropriate conductivity can be imparted to the obtained ceramics.

【0028】また、本発明によるセラミックスは、主成
分及び副成分の配合量を上記した範囲内とすることによ
り、材料中の気孔が分離独立した、いわゆる独立気孔を
有するものとなり、次式(1)で表される気孔率が7%
以下、好ましくは3%以下となりうるのである。
The ceramics according to the present invention have so-called independent pores in which the pores in the material are separated and independent by setting the blending amounts of the main component and the subcomponent within the above-mentioned ranges. ) Has a porosity of 7%
Or less, preferably 3% or less.

【0029】 気孔率(%)=[1−(実際の密度/理論密度)]×100・・・(1) また、本発明では、例えば、主成分にスポジューメンを
使用し、副成分に窒化ケイ素及び窒化チタンを使用する
ことにより、JIS R1602によるヤング率が10
0GPa以上、JIS C2141による体積固有抵抗
値が、105〜109Ω・cmとなりうることから、好ま
しい。
Porosity (%) = [1- (actual density / theoretical density)] × 100 (1) In the present invention, for example, spodumene is used as a main component and silicon nitride is used as a sub-component. And titanium nitride, the Young's modulus according to JIS R1602 is 10
0 GPa or more, since the volume resistivity according to JIS C2141 can be 10 5 to 10 9 Ω · cm, it is preferable.

【0030】これにより、得られるセラミックスの導電
性が著しく高まり、帯電による塵、埃の付着が効果的に
防止され、異物による露光不良が低減するため、半導体
製造装置用部材に、さらに好適なものとなる。
[0030] Thereby, the conductivity of the obtained ceramics is remarkably increased, dust and dust due to electrification are effectively prevented, and exposure defects due to foreign matter are reduced. Becomes

【0031】以下、本発明によるセラミックスの製造法
の一例を説明する。本発明によるセラミックスは、例え
ば、粒径が5μm以下である、前記したような主成分と
副成分で構成される無機粒子を、ボールミル等により十
分に粉砕、混合し、金型プレス、冷間静水圧プレス、押
し出し成型等の成形手段により任意の形状に成形した
後、加圧焼結法又は常圧焼結法により、900〜190
0℃、好ましくは900〜1860℃の温度範囲で焼結
することによって製造することができる。
Hereinafter, an example of the method for producing a ceramic according to the present invention will be described. The ceramics according to the present invention is obtained, for example, by sufficiently pulverizing and mixing the above-mentioned inorganic particles having a particle size of 5 μm or less and composed of the above main components and subcomponents with a ball mill or the like, using a die press, cold static After being molded into an arbitrary shape by molding means such as hydraulic pressing and extrusion molding, 900 to 190 by pressure sintering method or normal pressure sintering method.
It can be manufactured by sintering at a temperature of 0 ° C, preferably 900 to 1860 ° C.

【0032】かかる製造方法においては、混合する主成
分の無機粒子や副成分の無機粒子等の種類に応じて各々
適合した製造条件を選択するのが好ましい。例えば、主
成分の無機粒子にスポジューメン、リン酸ジルコニルを
使用する場合には、900〜1350℃の温度範囲で焼
結するのが良く、ユークリプタイトを使用する場合に
は、900〜1300℃の温度範囲で焼結するのが良
い。また、チタン酸アルミニウムを使用する場合には、
1300〜1860℃の温度範囲で焼成するのが良い。
In such a production method, it is preferable to select production conditions that are suitable for each type of inorganic particles as the main component and inorganic particles as the subcomponent to be mixed. For example, when spodumene or zirconyl phosphate is used for the inorganic particles of the main component, sintering is preferably performed in a temperature range of 900 to 1350 ° C. It is good to sinter in the temperature range. When using aluminum titanate,
It is preferable to bake in a temperature range of 1300 to 1860 ° C.

【0033】また、これら製造条件において、焼結時間
は1〜10時間の範囲とするのが良い。
Under these manufacturing conditions, the sintering time is preferably in the range of 1 to 10 hours.

【0034】尚、これら焼結における雰囲気は、大気
中、減圧下、又は不活性ガス雰囲気中のいずれかについ
て、焼成する材料の配合成分によって適宜選択するのが
良い。
The atmosphere in the sintering may be appropriately selected depending on the composition of the material to be fired, either in the air, under reduced pressure, or in an inert gas atmosphere.

【0035】本発明によるセラミックスは、試料支持台
等の半導体製造装置用部材の基材として好適に使用でき
るものとなる。
The ceramic according to the present invention can be suitably used as a substrate of a member for a semiconductor manufacturing apparatus such as a sample support.

【0036】[0036]

【実施例】以下、実施例により、本発明をさらに詳細に
説明する。 (実施例1〜6、比較例1〜4)平均粒径5μmのスポ
ジューメン粉末又はユークリプタイト粉末と、平均粒径
4μmの窒化ケイ素粉末と、平均粒径1μmの窒化チタ
ン粉末とを表1、2に示す割合とし、ビーズミルで2時
間混合した。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. (Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 to 4) Table 1 shows spodumene powder or eucryptite powder having an average particle size of 5 μm, silicon nitride powder having an average particle size of 4 μm, and titanium nitride powder having an average particle size of 1 μm. The mixture was mixed in a bead mill for 2 hours.

【0037】次に、ホットプレスを用いて0.3MPa
の圧力を加えながら、表1、2に示す条件で加圧して焼
結試料を作成し、この焼結試料を鏡面研磨して平板状に
加工した。上記平板状セラミックスに対して、JIS
R1618による、0〜50℃の温度範囲における熱膨
張係数を測定した。また、JIS R1602に従っ
て、超音波パルス法により、室温でのヤング率を測定し
た。また、JIS C2141に従って、室温での体積
固有抵抗値を測定した。
Next, 0.3 MPa using a hot press
While applying the pressure, pressure was applied under the conditions shown in Tables 1 and 2 to prepare a sintered sample, and the sintered sample was mirror-polished and processed into a flat plate shape. JIS for the above flat ceramics
The thermal expansion coefficient in the temperature range of 0 to 50 ° C. by R1618 was measured. Further, Young's modulus at room temperature was measured by an ultrasonic pulse method according to JIS R1602. Further, the volume resistivity at room temperature was measured according to JIS C2141.

【0038】さらに、気孔の平均径は、走査型電子顕微
鏡により観察して定量した。これら測定結果を表1、2
に纏めて示す。
Further, the average diameter of the pores was quantified by observation with a scanning electron microscope. Tables 1 and 2 show these measurement results.
It is summarized and shown.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】[0040]

【表2】 [Table 2]

【0041】表1に、焼結温度を一定条件とし、スポジ
ューメン、窒化ケイ素、窒化チタンの配合比を変更した
結果を示す。ここに比較例1では焼結体を得ることがで
きなかった。また、比較例2で得られた平板状セラミッ
クスは、体積固有抵抗値10 12Ω・cm以上であり、い
わゆる絶縁体であった。
Table 1 shows that the sintering temperature was constant,
The mixing ratio of silicon, silicon nitride and titanium nitride was changed.
The results are shown. Here, in Comparative Example 1, a sintered body can be obtained.
I didn't come. In addition, the plate-shaped ceramic obtained in Comparative Example 2 was used.
Box has a volume resistivity of 10 12Ω · cm or more
It was just an insulator.

【0042】一方、窒化ケイ素、窒化チタンを所定の比
率で配合した実施例1〜3では、独立気孔の気孔率が3
%以下、その平均径1μm以下、比剛性42以上と優れ
た値を示した。
On the other hand, in Examples 1 to 3 in which silicon nitride and titanium nitride were blended at a predetermined ratio, the porosity of the closed pores was 3%.
%, An average diameter of 1 μm or less, and a specific rigidity of 42 or more.

【0043】また、実施例1〜3では、ヤング率が11
0GPa以上と高い値を示し、さらには体積固有抵抗値
が106〜109Ω・cmとなった。
In Examples 1 to 3, the Young's modulus was 11
The value was as high as 0 GPa or more, and the volume resistivity was 10 6 to 10 9 Ω · cm.

【0044】表2に、焼結温度を一定条件とし、ユーク
リプタイト、窒化ケイ素、窒化チタンの配合比を変更し
た結果を示す。比較例3では焼結体を得ることができな
かった。また、比較例4で得られた平板状セラミックス
は、体積固有抵抗値1012Ω・cm以上であり、いわゆ
る絶縁体であった。
Table 2 shows the results obtained by changing the mixing ratio of eucryptite, silicon nitride and titanium nitride while keeping the sintering temperature constant. In Comparative Example 3, a sintered body could not be obtained. The plate-shaped ceramic obtained in Comparative Example 4 had a volume resistivity of 10 12 Ω · cm or more, and was a so-called insulator.

【0045】一方、窒化ケイ素、窒化チタンを所定の比
率で配合した実施例4〜6では、独立気孔の気孔率が3
%以下、その平均径1μm以下、比剛性41以上と、優
れた値を示した。
On the other hand, in Examples 4 to 6 in which silicon nitride and titanium nitride were blended at a predetermined ratio, the porosity of the closed pores was 3
% Or less, an average diameter of 1 μm or less, and a specific rigidity of 41 or more, showing excellent values.

【0046】また、実施例1〜3では、ヤング率が11
0GPa以上と高い値を示し、さらには体積固有抵抗値
が106〜109Ω・cmとなった。
In Examples 1 to 3, the Young's modulus is 11
The value was as high as 0 GPa or more, and the volume resistivity was 10 6 to 10 9 Ω · cm.

【0047】このように、各実施例に示すセラミックス
では、半導体製造用部材として使用するのに要求される
導電性特性を効果的に付与することができた。
As described above, the ceramics shown in each of the examples were able to effectively impart the conductive properties required for use as a member for semiconductor production.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明によれば、雰囲気の温度変化に対
して寸法の変化が僅少な優れた特性を有するセラミック
スを提供できる。
According to the present invention, it is possible to provide a ceramic having excellent characteristics with a small dimensional change with respect to a change in the ambient temperature.

【0049】また、本発明によるセラミックスは、高微
細な回路を形成するためのウエハ露光処理を行う半導体
製造装置用部品、例えば、露光装置用ステージ等に好適
に提供できるものとなる。
Further, the ceramic according to the present invention can be suitably provided to a part for a semiconductor manufacturing apparatus for performing a wafer exposure process for forming a fine circuit, for example, a stage for an exposure apparatus.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G030 AA16 AA17 AA21 AA27 AA36 AA39 AA41 AA45 AA47 AA49 AA51 AA52 AA54 AA60 BA01 BA02 BA20 BA24 HA16 4G031 AA11 AA12 AA21 AA29 AA31 AA33 AA36 AA37 AA38 AA40 BA01 BA02 BA20 BA24  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page F term (reference) 4G030 AA16 AA17 AA21 AA27 AA36 AA39 AA41 AA45 AA47 AA49 AA51 AA52 AA54 AA60 BA01 BA02 BA20 BA24 HA16 4G031 AA11 AA12 AA21 AA29 AA31 AA33 AA36 AA37

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】平均径が5μm以下の独立した気孔を有す
るセラミックスであって、(1)該気孔の気孔率が7%
以下であり、(2)比剛性(ヤング率(GPa)/密度
(g/cm3 ))が30以上であり、(3)JIS R
1618による熱膨張係数が3×10-7/K以下であ
り、(4)JIS C2141による体積固有抵抗値が
105〜109Ω・cmである低熱膨張セラミックス。
1. A ceramic having independent pores having an average diameter of 5 μm or less, wherein (1) the porosity of the pores is 7%.
(2) Specific rigidity (Young's modulus (GPa) / density (g / cm 3 )) is 30 or more, and (3) JIS R
(4) Low thermal expansion ceramics having a coefficient of thermal expansion of 3 × 10 −7 / K or less according to 1618 and (4) a volume resistivity of 10 5 to 10 9 Ω · cm according to JIS C2141.
【請求項2】JIS R1602によるヤング率が10
0GPa以上である請求項1記載のセラミックス。
2. Young's modulus according to JIS R1602 is 10
The ceramic according to claim 1, which has a GPa of 0 GPa or more.
【請求項3】スポジューメン、ユークリプタイト、リン
酸ジルコニル、又はチタン酸アルミニウムを主成分とす
る請求項1又は2記載のセラミックス。
3. The ceramic according to claim 1, which comprises spodumene, eucryptite, zirconyl phosphate, or aluminum titanate as a main component.
【請求項4】窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミニウ
ム、窒化ケイ素ウィスカー、酸化錫、炭素、窒化チタ
ン、炭化チタン、ホウ化チタン、及びチタン酸鉄からな
る群から選ばれる少なくとも1種を含む請求項1〜3の
いずれかに記載のセラミックス。
4. The method according to claim 1, wherein the material contains at least one selected from the group consisting of silicon nitride, silicon carbide, aluminum nitride, silicon nitride whiskers, tin oxide, carbon, titanium nitride, titanium carbide, titanium boride, and iron titanate. The ceramic according to any one of 1 to 3, above.
【請求項5】請求項1〜4のいずれかに記載のセラミッ
クスを基材に使用してなる半導体製造装置用部材。
5. A member for a semiconductor manufacturing apparatus using the ceramic according to claim 1 as a substrate.
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