JP2002356346A - 高耐久性石英ガラス、これを用いた部材及び装置 - Google Patents
高耐久性石英ガラス、これを用いた部材及び装置Info
- Publication number
- JP2002356346A JP2002356346A JP2001166310A JP2001166310A JP2002356346A JP 2002356346 A JP2002356346 A JP 2002356346A JP 2001166310 A JP2001166310 A JP 2001166310A JP 2001166310 A JP2001166310 A JP 2001166310A JP 2002356346 A JP2002356346 A JP 2002356346A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- quartz glass
- plasma
- weight
- quarts glass
- durability
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ハロゲン化物ガスおよびそのプラズマを用いる
半導体製造装置または液晶製造装置の部材として好適に
使用することのできる耐久性の高い石英ガラスを、高純
度でかつ石英ガラスの持つ良好な加工性、低発塵性を失
うことなく提供すること、及びこのような優れた石英ガ
ラスを用いた装置を提供する。 【解決の手段】Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｈｆ及び
Ｚｒからなる群より選ばれる少なくとも１種以上の元素
を０．０１重量％以上２重量％以下含有することを特徴
とする、プラズマを利用する装置用の石英ガラス、石英
ガラス部材、及びこれを用いた半導体製造装置または液
晶製造装置を用いる。
半導体製造装置または液晶製造装置の部材として好適に
使用することのできる耐久性の高い石英ガラスを、高純
度でかつ石英ガラスの持つ良好な加工性、低発塵性を失
うことなく提供すること、及びこのような優れた石英ガ
ラスを用いた装置を提供する。 【解決の手段】Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｈｆ及び
Ｚｒからなる群より選ばれる少なくとも１種以上の元素
を０．０１重量％以上２重量％以下含有することを特徴
とする、プラズマを利用する装置用の石英ガラス、石英
ガラス部材、及びこれを用いた半導体製造装置または液
晶製造装置を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は耐久性及び加工性が
改善された石英ガラス、これを用いたプラズマを使用す
る装置用の部材に関し、さらに詳しくはプラズマを用い
た半導体製造装置または液晶製造装置用部材として好適
に使用することのできる耐久性及び加工性に優れた石英
ガラス、石英ガラス部材及びこの石英ガラス部材を用い
た装置に関する。
改善された石英ガラス、これを用いたプラズマを使用す
る装置用の部材に関し、さらに詳しくはプラズマを用い
た半導体製造装置または液晶製造装置用部材として好適
に使用することのできる耐久性及び加工性に優れた石英
ガラス、石英ガラス部材及びこの石英ガラス部材を用い
た装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造分野や液晶製造分野において
はプラズマを用いた製造装置が多用されており、特に近
年の半導体集積回路の微細化に伴いプラズマを用いたド
ライエッチング工程はその重要性を増しつつある。そし
てこれらの製造工程では弗素系ガスや塩素系ガス等のハ
ロゲン化物ガスが必要不可欠である。
はプラズマを用いた製造装置が多用されており、特に近
年の半導体集積回路の微細化に伴いプラズマを用いたド
ライエッチング工程はその重要性を増しつつある。そし
てこれらの製造工程では弗素系ガスや塩素系ガス等のハ
ロゲン化物ガスが必要不可欠である。
【０００３】このハロゲン化物ガスおよびそのプラズマ
は、その反応性の高さからドライエッチング工程におけ
るエッチングガスや熱ＣＶＤ工程のクリーニングガスな
ど様々な工程で利用されており、利用されるハロゲン化
物ガスの種類も弗素系ガスであるＨＦ、ＣＦ4、ＣＨ
Ｆ3、ＮＦ3、塩素系ガスであるＣｌ2、ＨＣｌ、ＢＣ
ｌ3、ＣＣｌ4、臭素系ガスであるＢｒ2、ＨＢｒ等その
種類は極めて豊富である。
は、その反応性の高さからドライエッチング工程におけ
るエッチングガスや熱ＣＶＤ工程のクリーニングガスな
ど様々な工程で利用されており、利用されるハロゲン化
物ガスの種類も弗素系ガスであるＨＦ、ＣＦ4、ＣＨ
Ｆ3、ＮＦ3、塩素系ガスであるＣｌ2、ＨＣｌ、ＢＣ
ｌ3、ＣＣｌ4、臭素系ガスであるＢｒ2、ＨＢｒ等その
種類は極めて豊富である。
【０００４】また、プラズマを用いたこれら半導体製造
装置や液晶製造装置の内部では、プラズマ生成時に重要
である高周波透過性に優れ、かつ比較的安価に高純度な
複雑形状の部材を製造可能である石英ガラス部材が多用
されている。なお石英ガラス部材が比較的安価な理由と
しては、石英ガラスの原料である高純度の水晶粉末が安
価な点と、機械加工が容易で酸水素炎による溶着が可能
である等、加工性に優れている点が挙げられる。
装置や液晶製造装置の内部では、プラズマ生成時に重要
である高周波透過性に優れ、かつ比較的安価に高純度な
複雑形状の部材を製造可能である石英ガラス部材が多用
されている。なお石英ガラス部材が比較的安価な理由と
しては、石英ガラスの原料である高純度の水晶粉末が安
価な点と、機械加工が容易で酸水素炎による溶着が可能
である等、加工性に優れている点が挙げられる。
【０００５】これに対しアルミナや窒化珪素等のセラミ
ックス部材の利用も進んではいるが、高純度なものは石
英ガラスに比べ高価であり、また粒界から腐蝕が進行し
粒子脱落を起こすことでパーティクルの発生原因となる
など課題が多い。
ックス部材の利用も進んではいるが、高純度なものは石
英ガラスに比べ高価であり、また粒界から腐蝕が進行し
粒子脱落を起こすことでパーティクルの発生原因となる
など課題が多い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように、石英ガラ
スは優れた特性を多数有するものの、ハロゲン化物ガス
およびそのプラズマと接触する部位では石英ガラス表面
からエッチングが進行するため、石英ガラス部材がその
使用と共に徐々にエッチングされ減肉される現象が生じ
ていた。この石英ガラスの減肉現象は石英ガラス部材の
寿命を低下させるだけでなく、異常放電の原因ともなり
うるため、解決すべき問題点であった。
スは優れた特性を多数有するものの、ハロゲン化物ガス
およびそのプラズマと接触する部位では石英ガラス表面
からエッチングが進行するため、石英ガラス部材がその
使用と共に徐々にエッチングされ減肉される現象が生じ
ていた。この石英ガラスの減肉現象は石英ガラス部材の
寿命を低下させるだけでなく、異常放電の原因ともなり
うるため、解決すべき問題点であった。
【０００７】これに対しアルミナや窒化珪素等はこの減
肉現象が極めて小さいという利点があるものの、高純度
の原料粉末を製造することが難しく、また粒界を持つこ
とから減肉時に粒子脱落を起こし半導体や液晶の歩留ま
りを低下させる等の問題を抱えていた。
肉現象が極めて小さいという利点があるものの、高純度
の原料粉末を製造することが難しく、また粒界を持つこ
とから減肉時に粒子脱落を起こし半導体や液晶の歩留ま
りを低下させる等の問題を抱えていた。
【０００８】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであって、ハロゲン化物ガスおよびそのプラズマを用
いる半導体製造装置または液晶製造装置の部材として好
適に使用することのできる耐久性の高い石英ガラスを、
高純度でかつ石英ガラスの持つ良好な加工性、低発塵性
を失うことなく提供すること、及びこのような優れた石
英ガラスを用いた装置を提供することを目的としてい
る。
のであって、ハロゲン化物ガスおよびそのプラズマを用
いる半導体製造装置または液晶製造装置の部材として好
適に使用することのできる耐久性の高い石英ガラスを、
高純度でかつ石英ガラスの持つ良好な加工性、低発塵性
を失うことなく提供すること、及びこのような優れた石
英ガラスを用いた装置を提供することを目的としてい
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる課
題を解決するために鋭意検討した結果、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｈｆ及びＺｒからなる群より選ばれる１
種以上の元素を石英ガラス中に０．０１重量％以上２重
量％以下含有させることで、ハロゲン化物ガスおよびそ
のプラズマを用いる半導体製造装置または液晶製造装置
の部材として好適に使用することのできる耐久性の高い
石英ガラスを、高純度でかつ石英ガラスの持つ良好な加
工性、低発塵性を失うことなく提供できることを見出
し、本願発明を完成するに至った。
題を解決するために鋭意検討した結果、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｈｆ及びＺｒからなる群より選ばれる１
種以上の元素を石英ガラス中に０．０１重量％以上２重
量％以下含有させることで、ハロゲン化物ガスおよびそ
のプラズマを用いる半導体製造装置または液晶製造装置
の部材として好適に使用することのできる耐久性の高い
石英ガラスを、高純度でかつ石英ガラスの持つ良好な加
工性、低発塵性を失うことなく提供できることを見出
し、本願発明を完成するに至った。
【００１０】石英ガラス中に含有させたＭｇ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ、Ｙ、ＨｆおよびＺｒ（以下、「添加元素」と
略す。）は、石英ガラスのハロゲン化物ガスおよびその
プラズマに対する耐久性を向上させる働きを担う。より
詳細に説明すると、ハロゲン化物ガスおよびそのプラズ
マによるエッチングは、ハロゲン化物ガスおよびそのプ
ラズマが被エッチング物をフッ化する過程と、この過程
で生成したハロゲン化物分子が真空中に昇華する過程の
２つの過程により進行する。この両過程の進行速度が大
きければエッチング速度も大となるが、被エッチング物
のハロゲン化物の昇華温度あるいは沸点が十分高けれ
ば、ハロゲン化物の真空中への昇華速度が極端に遅くな
り、エッチング速度は低下することとなる。上述の添加
元素はハロゲン化物の昇華温度あるいは沸点が石英ガラ
スの構成元素であるＳｉＯ2のハロゲン化物であるＳｉ
Ｃｌ4に比べ遙かに高く、それがゆえに添加元素のハロ
ゲン化物が真空中に昇華する速度も石英ガラスに比べ遙
かに小さい。このような理由から、添加元素は石英ガラ
スに比べエッチング速度が極めて小さいという特徴を有
する。
ｒ、Ｂａ、Ｙ、ＨｆおよびＺｒ（以下、「添加元素」と
略す。）は、石英ガラスのハロゲン化物ガスおよびその
プラズマに対する耐久性を向上させる働きを担う。より
詳細に説明すると、ハロゲン化物ガスおよびそのプラズ
マによるエッチングは、ハロゲン化物ガスおよびそのプ
ラズマが被エッチング物をフッ化する過程と、この過程
で生成したハロゲン化物分子が真空中に昇華する過程の
２つの過程により進行する。この両過程の進行速度が大
きければエッチング速度も大となるが、被エッチング物
のハロゲン化物の昇華温度あるいは沸点が十分高けれ
ば、ハロゲン化物の真空中への昇華速度が極端に遅くな
り、エッチング速度は低下することとなる。上述の添加
元素はハロゲン化物の昇華温度あるいは沸点が石英ガラ
スの構成元素であるＳｉＯ2のハロゲン化物であるＳｉ
Ｃｌ4に比べ遙かに高く、それがゆえに添加元素のハロ
ゲン化物が真空中に昇華する速度も石英ガラスに比べ遙
かに小さい。このような理由から、添加元素は石英ガラ
スに比べエッチング速度が極めて小さいという特徴を有
する。
【００１１】さらに、石英ガラス中に含有させた添加元
素は石英ガラスに比べ極めてエッチング速度が小さいこ
とから、ハロゲン化物ガスおよびそのプラズマによるエ
ッチングが進行するに従い添加元素は徐々に石英ガラス
表面に析出／濃縮されることとなる。その結果、エッチ
ングがある程度進行した段階で石英ガラス表面には添加
元素が多量に存在することとなり、ハロゲン化物ガスお
よびそのプラズマと石英ガラスとの接触を妨げる作用を
及ぼすようになる。これにより石英ガラス自身のエッチ
ングも抑制され、ハロゲン化物ガスおよびそのプラズマ
に対する石英ガラスの耐久性を向上させることが可能と
なる。
素は石英ガラスに比べ極めてエッチング速度が小さいこ
とから、ハロゲン化物ガスおよびそのプラズマによるエ
ッチングが進行するに従い添加元素は徐々に石英ガラス
表面に析出／濃縮されることとなる。その結果、エッチ
ングがある程度進行した段階で石英ガラス表面には添加
元素が多量に存在することとなり、ハロゲン化物ガスお
よびそのプラズマと石英ガラスとの接触を妨げる作用を
及ぼすようになる。これにより石英ガラス自身のエッチ
ングも抑制され、ハロゲン化物ガスおよびそのプラズマ
に対する石英ガラスの耐久性を向上させることが可能と
なる。
【００１２】石英ガラスに含有させる添加元素の濃度は
高ければ高いほどハロゲン化物ガスおよびそのプラズマ
に対する耐久性が上がる傾向があるが、その反面添加元
素濃度の増加に伴い急速に石英ガラスの機械的特性は悪
化していく。これは添加元素が石英ガラスを構成するＳ
ｉＯ2のネットワークを切断するためであり、また同時
にＳｉＯ2中の添加元素がクラック源として作用するた
めと考えられる。そのため石英ガラス中に含有させるべ
き添加元素は２重量％以下であることが望ましく、更に
は添加元素濃度は０．５重量％以下であることがより望
ましい。これを超えた濃度の添加元素を含有させると石
英ガラスの機械的特性が悪化し、切断や研削作業中に石
英ガラスの望ましからぬ破損を招くことになる。また一
方、添加元素の濃度が０．０１重量％以下では石英ガラ
スのハロゲン化物ガスおよびそのプラズマに対する耐久
性を向上させることができず、当初の目的を達成するこ
とができない。そのため添加元素の濃度を０．０１重量
％以上、より望ましくは０．０５重量％以上とすること
で石英ガラスの耐久性を向上させることが可能となる。
以上の理由から石英ガラスに含有させる添加元素濃度を
０．０１重量％以上２重量％以下、より望ましくは０．
０５重量％以上０．５重量％以下とすることで、石英ガ
ラスの良好な機械的特性を失うことなく耐久性を向上す
ることが可能となる。
高ければ高いほどハロゲン化物ガスおよびそのプラズマ
に対する耐久性が上がる傾向があるが、その反面添加元
素濃度の増加に伴い急速に石英ガラスの機械的特性は悪
化していく。これは添加元素が石英ガラスを構成するＳ
ｉＯ2のネットワークを切断するためであり、また同時
にＳｉＯ2中の添加元素がクラック源として作用するた
めと考えられる。そのため石英ガラス中に含有させるべ
き添加元素は２重量％以下であることが望ましく、更に
は添加元素濃度は０．５重量％以下であることがより望
ましい。これを超えた濃度の添加元素を含有させると石
英ガラスの機械的特性が悪化し、切断や研削作業中に石
英ガラスの望ましからぬ破損を招くことになる。また一
方、添加元素の濃度が０．０１重量％以下では石英ガラ
スのハロゲン化物ガスおよびそのプラズマに対する耐久
性を向上させることができず、当初の目的を達成するこ
とができない。そのため添加元素の濃度を０．０１重量
％以上、より望ましくは０．０５重量％以上とすること
で石英ガラスの耐久性を向上させることが可能となる。
以上の理由から石英ガラスに含有させる添加元素濃度を
０．０１重量％以上２重量％以下、より望ましくは０．
０５重量％以上０．５重量％以下とすることで、石英ガ
ラスの良好な機械的特性を失うことなく耐久性を向上す
ることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の石英ガラス部材は、Ｍ
ｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、ＨｆおよびＺｒの群から選
ばれる少なくとも１種以上の元素を０．０１重量％以上
２重量％以下含有することを特徴とし、ハロゲン化物ガ
スおよびそのプラズマを利用する半導体製造装置や液晶
製造装置の内部にて用いられる耐久性に優れた石英ガラ
ス部材である。ここで言う製造装置の内部とは、ハロゲ
ン化物ガスおよびそのプラズマに接触する部材を指して
いる。
ｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、ＨｆおよびＺｒの群から選
ばれる少なくとも１種以上の元素を０．０１重量％以上
２重量％以下含有することを特徴とし、ハロゲン化物ガ
スおよびそのプラズマを利用する半導体製造装置や液晶
製造装置の内部にて用いられる耐久性に優れた石英ガラ
ス部材である。ここで言う製造装置の内部とは、ハロゲ
ン化物ガスおよびそのプラズマに接触する部材を指して
いる。
【００１４】本発明の石英ガラス部材は半導体製造装置
や液晶製造装置の内部に設置された反応容器内にてハロ
ゲン化物ガスを導入し、これに高周波やマイクロ波を印
加しプラズマを発生させる装置において使用されるもの
であり、特に石英ガラス部材の減肉が著しいドライエッ
チング装置等において好適に用いることができる。
や液晶製造装置の内部に設置された反応容器内にてハロ
ゲン化物ガスを導入し、これに高周波やマイクロ波を印
加しプラズマを発生させる装置において使用されるもの
であり、特に石英ガラス部材の減肉が著しいドライエッ
チング装置等において好適に用いることができる。
【００１５】ハロゲン化物ガスとしては弗素系ガスであ
るＨＦ、ＣＦ4、ＣＨＦ3、ＮＦ3、塩素系ガスであるＣ
ｌ2、ＨＣｌ、ＢＣｌ3、ＣＣｌ4、臭素系ガスであるＢ
ｒ2、ＨＢｒ等が挙げられる。本発明はこれらのハロゲ
ン化物ガスおよびそのプラズマによる石英ガラス部材の
腐蝕を低減し、高い耐久性を付与することに主たる目的
があるが、この目的を実現しているのは本発明の石英ガ
ラス中に含まれるＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｈｆお
よびＺｒの働きによるものである。
るＨＦ、ＣＦ4、ＣＨＦ3、ＮＦ3、塩素系ガスであるＣ
ｌ2、ＨＣｌ、ＢＣｌ3、ＣＣｌ4、臭素系ガスであるＢ
ｒ2、ＨＢｒ等が挙げられる。本発明はこれらのハロゲ
ン化物ガスおよびそのプラズマによる石英ガラス部材の
腐蝕を低減し、高い耐久性を付与することに主たる目的
があるが、この目的を実現しているのは本発明の石英ガ
ラス中に含まれるＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｈｆお
よびＺｒの働きによるものである。
【００１６】すなわちこれらの添加元素は、そのハロゲ
ン化物の沸点あるいは昇華温度がＳｉＸ4（Ｘはハロゲ
ン元素）よりも高温度であることから、添加元素のハロ
ゲン化物ガスおよびそのプラズマによるエッチング速度
が石英ガラス単体のエッチング速度よりも極めて小さ
い。その結果としてエッチング時に本発明の石英ガラス
表面に添加元素の酸化物あるいはハロゲン化物が濃縮さ
れ、あたかも保護膜であるかのように作用することによ
り、添加元素が石英ガラスのハロゲン化物ガスおよびそ
のプラズマに対する耐久性向上に寄与するのである。そ
してこの効果は本発明の石英ガラスのどの位置において
も発現可能な現象であり、石英ガラスの減肉現象がどれ
ほど進行しようともその効果が低下することがないた
め、これらの添加元素を石英ガラス表面に薄膜化して用
いる場合よりも遙かに寿命が長いという特徴を有してい
る。
ン化物の沸点あるいは昇華温度がＳｉＸ4（Ｘはハロゲ
ン元素）よりも高温度であることから、添加元素のハロ
ゲン化物ガスおよびそのプラズマによるエッチング速度
が石英ガラス単体のエッチング速度よりも極めて小さ
い。その結果としてエッチング時に本発明の石英ガラス
表面に添加元素の酸化物あるいはハロゲン化物が濃縮さ
れ、あたかも保護膜であるかのように作用することによ
り、添加元素が石英ガラスのハロゲン化物ガスおよびそ
のプラズマに対する耐久性向上に寄与するのである。そ
してこの効果は本発明の石英ガラスのどの位置において
も発現可能な現象であり、石英ガラスの減肉現象がどれ
ほど進行しようともその効果が低下することがないた
め、これらの添加元素を石英ガラス表面に薄膜化して用
いる場合よりも遙かに寿命が長いという特徴を有してい
る。
【００１７】ハロゲン化物の沸点あるいは昇華温度がＳ
ｉＸ4よりも遙かに高温である元素はＭｇ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ、Ｙ、ＨｆまたはＺｒ以外にも何種類か存在す
るが、例えばＡｌであればフッ化物の昇華温度が高いも
のの塩化物の昇華温度は１８０℃程度と十分ではなく、
また例えばＮａやＣｕは半導体への汚染が特に懸念され
る元素であり、また例えばＣｄであれば環境への汚染が
懸念される元素であり、また例えばＳｃはあまりに高価
であるなど、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｈｆ、Ｚｒ
以外の元素の使用には好ましからぬ性質が含まれてお
り、本発明の石英ガラス部材に好適に用いることができ
ない。
ｉＸ4よりも遙かに高温である元素はＭｇ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ、Ｙ、ＨｆまたはＺｒ以外にも何種類か存在す
るが、例えばＡｌであればフッ化物の昇華温度が高いも
のの塩化物の昇華温度は１８０℃程度と十分ではなく、
また例えばＮａやＣｕは半導体への汚染が特に懸念され
る元素であり、また例えばＣｄであれば環境への汚染が
懸念される元素であり、また例えばＳｃはあまりに高価
であるなど、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｈｆ、Ｚｒ
以外の元素の使用には好ましからぬ性質が含まれてお
り、本発明の石英ガラス部材に好適に用いることができ
ない。
【００１８】一方、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｈｆ
またはＺｒを主成分とするセラミックス部材は石英ガラ
ス部材に比べ高純度の素材を得ることが難しいため、Ｎ
ａを始めとする不純物が半導体や液晶へ悪影響を及ぼす
ことが懸念される。さらにこれらのセラミックスは粒界
を持つため、粒界から腐食が進行し、ひいては粒子の脱
落によるパーティクルの増加をもたらすという欠点を有
している。そのため、半導体や液晶製造分野で用いる部
材には、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、ＨｆまたはＺｒ
を主成分とするセラミックスを用いるよりも、これらの
元素を石英ガラスに添加する方が望ましい結果を得るこ
とができる。
またはＺｒを主成分とするセラミックス部材は石英ガラ
ス部材に比べ高純度の素材を得ることが難しいため、Ｎ
ａを始めとする不純物が半導体や液晶へ悪影響を及ぼす
ことが懸念される。さらにこれらのセラミックスは粒界
を持つため、粒界から腐食が進行し、ひいては粒子の脱
落によるパーティクルの増加をもたらすという欠点を有
している。そのため、半導体や液晶製造分野で用いる部
材には、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、ＨｆまたはＺｒ
を主成分とするセラミックスを用いるよりも、これらの
元素を石英ガラスに添加する方が望ましい結果を得るこ
とができる。
【００１９】本発明の石英ガラスに添加するＭｇ、Ｃ
ａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、ＨｆまたはＺｒの濃度は高濃度で
あるほど耐久性が向上するが、その反面添加元素濃度が
増すに従い半導体や液晶製造工程にとって望ましくない
不純物の濃度が増加する上、石英ガラスの機械的強度も
急速に低下するため、石英ガラス部材の製造に必要不可
欠である研削や切断等の機械加工が困難になり、ひいて
は石英ガラス素材の製造コストを上昇せしめることにな
る。更に、添加元素濃度が増すに従い石英ガラス部材を
加熱した際の破壊が起こりやすくなるため、酸水素炎を
用いた溶融接合も困難となる。そのため、本発明の石英
ガラスに添加すべきＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｈｆ
またはＺｒの濃度は２重量％以下であることが望まし
く、０．５重量％以下であれば更に望ましい機械的特性
を得ることができる。
ａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、ＨｆまたはＺｒの濃度は高濃度で
あるほど耐久性が向上するが、その反面添加元素濃度が
増すに従い半導体や液晶製造工程にとって望ましくない
不純物の濃度が増加する上、石英ガラスの機械的強度も
急速に低下するため、石英ガラス部材の製造に必要不可
欠である研削や切断等の機械加工が困難になり、ひいて
は石英ガラス素材の製造コストを上昇せしめることにな
る。更に、添加元素濃度が増すに従い石英ガラス部材を
加熱した際の破壊が起こりやすくなるため、酸水素炎を
用いた溶融接合も困難となる。そのため、本発明の石英
ガラスに添加すべきＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｈｆ
またはＺｒの濃度は２重量％以下であることが望まし
く、０．５重量％以下であれば更に望ましい機械的特性
を得ることができる。
【００２０】ところが一方、添加元素濃度があまりに低
濃度であれば、エッチング中に石英ガラス表面で生じる
添加元素の濃縮効果が不十分となり、効果的に耐久性を
向上させることができないため、本発明の石英ガラスに
添加すべきＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、ＨｆまたはＺ
ｒの濃度は０．０１重量％以上であることが望ましく、
０．０５重量％以上であれば更に望ましい。
濃度であれば、エッチング中に石英ガラス表面で生じる
添加元素の濃縮効果が不十分となり、効果的に耐久性を
向上させることができないため、本発明の石英ガラスに
添加すべきＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、ＨｆまたはＺ
ｒの濃度は０．０１重量％以上であることが望ましく、
０．０５重量％以上であれば更に望ましい。
【００２１】なお、本発明の石英ガラスに添加すべき元
素としては、その酸化物の安定性から半導体製造プロセ
スなどへの悪影響が最も少ないことが予想されるＺｒが
最適である。
素としては、その酸化物の安定性から半導体製造プロセ
スなどへの悪影響が最も少ないことが予想されるＺｒが
最適である。
【００２２】更に本発明をその製造方法を例示すること
によって詳しく説明するが、本発明はこれらの製造法に
より何ら限定されるものではない。
によって詳しく説明するが、本発明はこれらの製造法に
より何ら限定されるものではない。
【００２３】まず、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｈｆ
またはＺｒの硝酸塩等を水等の溶媒に溶解させ、この溶
液に水晶粉末を入れ、十分攪拌しながら溶媒を蒸発させ
る。これにより水晶粉末表面には上記添加元素の硝酸塩
が析出する。これを酸水素炎にて溶融し本発明の石英ガ
ラスを得る。
またはＺｒの硝酸塩等を水等の溶媒に溶解させ、この溶
液に水晶粉末を入れ、十分攪拌しながら溶媒を蒸発させ
る。これにより水晶粉末表面には上記添加元素の硝酸塩
が析出する。これを酸水素炎にて溶融し本発明の石英ガ
ラスを得る。
【００２４】このようにして得た石英ガラスは基本的に
はガラス質であり、添加元素近傍もガラス化しているこ
とが望ましいが、添加元素近傍のみが結晶化していても
構わない。
はガラス質であり、添加元素近傍もガラス化しているこ
とが望ましいが、添加元素近傍のみが結晶化していても
構わない。
【００２５】また、この石英ガラスは気泡や粒界を持た
ず緻密であることが望ましい。これはハロゲン化物ガス
およびそのプラズマによる減肉現象が粒界や気泡のある
場所で特に進行しやすいためであり、また粒界や気泡の
存在は機械的特性の悪化にもつながるためである。
ず緻密であることが望ましい。これはハロゲン化物ガス
およびそのプラズマによる減肉現象が粒界や気泡のある
場所で特に進行しやすいためであり、また粒界や気泡の
存在は機械的特性の悪化にもつながるためである。
【００２６】また、添加元素と石英ガラスの相溶性を改
善するための成分として、またプレス成形する際のバイ
ンダー成分として、石英ガラス中にＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、
Ｂａ、Ｙ、ＨｆまたはＺｒ以外の元素を微量に添加して
も構わない。例えば、Ｚｒを添加する際にＡｌ等を微量
に添加して石英ガラスとの相溶性を向上させたり、プレ
ス成型用のバインダーとしてアクリル系有機物質等を添
加しても構わない。
善するための成分として、またプレス成形する際のバイ
ンダー成分として、石英ガラス中にＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、
Ｂａ、Ｙ、ＨｆまたはＺｒ以外の元素を微量に添加して
も構わない。例えば、Ｚｒを添加する際にＡｌ等を微量
に添加して石英ガラスとの相溶性を向上させたり、プレ
ス成型用のバインダーとしてアクリル系有機物質等を添
加しても構わない。
【００２７】このようにして得た石英ガラスを加工して
半導体製造装置または液晶製造装置の部材とする際、そ
の表面形状は特に限定されない。ただし、表面の凹凸は
ハロゲン化物ガスおよびそのプラズマによる減肉を増長
させる傾向があるため、特にハロゲン化物ガスおよびそ
のプラズマによる減肉が激しい部位については研磨やフ
ァイアーポリッシュなどの方法によりその表面粗さを低
く抑えた方がより望ましい。
半導体製造装置または液晶製造装置の部材とする際、そ
の表面形状は特に限定されない。ただし、表面の凹凸は
ハロゲン化物ガスおよびそのプラズマによる減肉を増長
させる傾向があるため、特にハロゲン化物ガスおよびそ
のプラズマによる減肉が激しい部位については研磨やフ
ァイアーポリッシュなどの方法によりその表面粗さを低
く抑えた方がより望ましい。
【００２８】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いてさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
【００２９】粒径５μｍ以下の各種添加元素の酸化物と
粒径２００μｍの水晶粉末を入れ、十分攪拌・混合を行
った。これを酸水素炎または電気炉にて溶融し石英ガラ
スを作製した。こうして得られた石英ガラスに含まれる
添加元素の濃度は、石英ガラスを加圧酸分解（フッ酸）
により溶解した後、ＩＣＰ発光分光法により定量分析を
行うことで求めた。
粒径２００μｍの水晶粉末を入れ、十分攪拌・混合を行
った。これを酸水素炎または電気炉にて溶融し石英ガラ
スを作製した。こうして得られた石英ガラスに含まれる
添加元素の濃度は、石英ガラスを加圧酸分解（フッ酸）
により溶解した後、ＩＣＰ発光分光法により定量分析を
行うことで求めた。
【００３０】次に、作製した石英ガラスからスライドグ
ラス大の板材を切り出し、これを鏡面研磨し、研磨面に
マスクを施した。これを平行平板型プラズマエッチング
装置の電極上に配置し、ＣＦ4／Ｏ2混合ガス又はＢＣｌ
3／Ｃｌ2ガス中で１００Ｗ、１時間プラズマエッチング
を行った。その後マスクを除去し、マスク部（非エッチ
ング部）とエッチング部の段差を表面粗さ計にて測定す
ることで、石英ガラスの耐久性を評価した。この結果を
表１に示した。添加元素未添加の通常の石英ガラスと比
較し、耐久性向上が認められなかったものを×、多少な
りとも耐久性の向上が確認できたものを△、明確に耐久
性向上が認められたものを○とした。
ラス大の板材を切り出し、これを鏡面研磨し、研磨面に
マスクを施した。これを平行平板型プラズマエッチング
装置の電極上に配置し、ＣＦ4／Ｏ2混合ガス又はＢＣｌ
3／Ｃｌ2ガス中で１００Ｗ、１時間プラズマエッチング
を行った。その後マスクを除去し、マスク部（非エッチ
ング部）とエッチング部の段差を表面粗さ計にて測定す
ることで、石英ガラスの耐久性を評価した。この結果を
表１に示した。添加元素未添加の通常の石英ガラスと比
較し、耐久性向上が認められなかったものを×、多少な
りとも耐久性の向上が確認できたものを△、明確に耐久
性向上が認められたものを○とした。
【００３１】更に、作成した石英ガラスの３点曲げ測定
を行い、得られた曲げ強度を加工性の目安とした。この
結果についても表１に示した。添加元素未添加の通常の
石英ガラスと比較し、３点曲げ強度の低下が認められな
いか或いは僅かな強度低下しか認められなかったものを
○、加工可能な程度の強度低下が認められたものは△、
加工が困難になるほど強度の低下が認められたものを×
とした。
を行い、得られた曲げ強度を加工性の目安とした。この
結果についても表１に示した。添加元素未添加の通常の
石英ガラスと比較し、３点曲げ強度の低下が認められな
いか或いは僅かな強度低下しか認められなかったものを
○、加工可能な程度の強度低下が認められたものは△、
加工が困難になるほど強度の低下が認められたものを×
とした。
【００３２】なお、表１の総合評価は、耐久性と加工性
のどちらか一方でも×がついたものには×を、どちらか
一方でも△がついたもには△を、共に○であったものに
は○をつけた。
のどちらか一方でも×がついたものには×を、どちらか
一方でも△がついたもには△を、共に○であったものに
は○をつけた。
【００３３】
【表１】 表１から判るように、石英ガラスの耐久性は添加元素濃
度が増すに従い改善された。しかし、添加元素の濃度が
０．０１重量％未満ではプラズマによる耐久性は殆ど改
善されておらず、添加元素濃度は０．０１重量％以上、
より望ましくは０．０５重量％以上であることが望まし
いことが分かった。
度が増すに従い改善された。しかし、添加元素の濃度が
０．０１重量％未満ではプラズマによる耐久性は殆ど改
善されておらず、添加元素濃度は０．０１重量％以上、
より望ましくは０．０５重量％以上であることが望まし
いことが分かった。
【００３４】一方、添加元素の濃度が０．５０重量％を
超えるあたりから石英ガラスの加工性が徐々に悪化し、
２重量％を超えると研磨加工や酸水素炎による溶融接合
時に石英ガラスが破壊すると言った現象を生じるような
った。このため、石英ガラスの加工性の良さを失わない
ようにするには添加元素の濃度が２重量％以下、より望
ましくは０．５０重量％以下であることが分かった。
超えるあたりから石英ガラスの加工性が徐々に悪化し、
２重量％を超えると研磨加工や酸水素炎による溶融接合
時に石英ガラスが破壊すると言った現象を生じるような
った。このため、石英ガラスの加工性の良さを失わない
ようにするには添加元素の濃度が２重量％以下、より望
ましくは０．５０重量％以下であることが分かった。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、ハロゲン化物ガスおよび
そのプラズマを用いる半導体製造装置または液晶製造装
置の部材として好適に使用することのできる耐久性の高
い石英ガラス部材を、高純度でかつ石英ガラスの持つ良
好な加工性、低発塵性を失うことなく製造することがで
きる。
そのプラズマを用いる半導体製造装置または液晶製造装
置の部材として好適に使用することのできる耐久性の高
い石英ガラス部材を、高純度でかつ石英ガラスの持つ良
好な加工性、低発塵性を失うことなく製造することがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 直樹 山形県山形市東原町３−３−34−202 Ｆターム(参考） 4G062 AA01 BB02 DA08 DB01 DC01 DD01 DE01 DF01 EA01 EA10 EB01 EC01 ED01 ED02 ED03 EE01 EE02 EE03 EF01 EF02 EF03 EG01 EG02 EG03 FA01 FA10 FB01 FC01 FC02 FC03 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FJ02 FJ03 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH18 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM01 NN34 5F004 AA15 BB29 DA00 DA01 DA04 DA05 DA20
Claims (5)
- 【請求項１】Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｈｆ及びＺ
ｒからなる群より選ばれる１種以上の元素を０．０１重
量％以上２重量％以下含有することを特徴とする高耐久
性石英ガラス。 - 【請求項２】元素を０．０５重量％以上０．５重量％以
下含有することを特徴とする請求項１に記載の高耐久性
石英ガラス。 - 【請求項３】ハロゲン化物ガス及びそのプラズマを使用
する装置に用いられることを特徴とする請求項１又は請
求項２に記載の高耐久性石英ガラス部材。 - 【請求項４】請求項３に記載の高耐久性石英ガラス部材
を用いた半導体製造装置。 - 【請求項５】請求項３に記載の高耐久性石英ガラス部材
を用いた液晶製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001166310A JP2002356346A (ja) | 2001-03-26 | 2001-06-01 | 高耐久性石英ガラス、これを用いた部材及び装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-87082 | 2001-03-26 | ||
| JP2001087082 | 2001-03-26 | ||
| JP2001166310A JP2002356346A (ja) | 2001-03-26 | 2001-06-01 | 高耐久性石英ガラス、これを用いた部材及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002356346A true JP2002356346A (ja) | 2002-12-13 |
Family
ID=26612019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001166310A Pending JP2002356346A (ja) | 2001-03-26 | 2001-06-01 | 高耐久性石英ガラス、これを用いた部材及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002356346A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002356347A (ja) * | 2001-06-01 | 2002-12-13 | Tosoh Corp | ジルコニウムの均一な分散性を有する石英ガラス、その製造方法、これを用いた部材及び装置 |
| JP2005097722A (ja) * | 2003-08-25 | 2005-04-14 | Tosoh Corp | 耐蝕性部材及びその製造方法 |
| JP2005336011A (ja) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Tosoh Corp | 耐食性ガラス部材およびその製造方法並びにそれを用いた装置 |
| WO2009017020A1 (ja) * | 2007-08-02 | 2009-02-05 | Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd. | プラズマエッチング用石英ガラス部材 |
| JP2012224544A (ja) * | 2012-08-10 | 2012-11-15 | Shinetsu Quartz Prod Co Ltd | ドープ石英ガラスの製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002220252A (ja) * | 2001-01-16 | 2002-08-09 | Shinetsu Quartz Prod Co Ltd | 石英ガラス及びその製造方法 |
| JP2002220257A (ja) * | 2001-01-16 | 2002-08-09 | Shinetsu Quartz Prod Co Ltd | 石英ガラス及び石英ガラス治具並びにそれらの製造方法 |
| JP2002220242A (ja) * | 2001-01-16 | 2002-08-09 | Shinetsu Quartz Prod Co Ltd | 石英ガラスの製造方法及び石英ガラス |
| JP2002265231A (ja) * | 2001-03-08 | 2002-09-18 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 耐プラズマ性部材およびその製造方法 |
-
2001
- 2001-06-01 JP JP2001166310A patent/JP2002356346A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002220252A (ja) * | 2001-01-16 | 2002-08-09 | Shinetsu Quartz Prod Co Ltd | 石英ガラス及びその製造方法 |
| JP2002220257A (ja) * | 2001-01-16 | 2002-08-09 | Shinetsu Quartz Prod Co Ltd | 石英ガラス及び石英ガラス治具並びにそれらの製造方法 |
| JP2002220242A (ja) * | 2001-01-16 | 2002-08-09 | Shinetsu Quartz Prod Co Ltd | 石英ガラスの製造方法及び石英ガラス |
| JP2002265231A (ja) * | 2001-03-08 | 2002-09-18 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 耐プラズマ性部材およびその製造方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002356347A (ja) * | 2001-06-01 | 2002-12-13 | Tosoh Corp | ジルコニウムの均一な分散性を有する石英ガラス、その製造方法、これを用いた部材及び装置 |
| JP2005097722A (ja) * | 2003-08-25 | 2005-04-14 | Tosoh Corp | 耐蝕性部材及びその製造方法 |
| JP2005336011A (ja) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Tosoh Corp | 耐食性ガラス部材およびその製造方法並びにそれを用いた装置 |
| JP4732712B2 (ja) * | 2004-05-27 | 2011-07-27 | 東ソー株式会社 | 耐食性ガラス部材およびその製造方法並びにそれを用いた装置 |
| WO2009017020A1 (ja) * | 2007-08-02 | 2009-02-05 | Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd. | プラズマエッチング用石英ガラス部材 |
| JP5284960B2 (ja) * | 2007-08-02 | 2013-09-11 | 信越石英株式会社 | プラズマエッチング用石英ガラス部材 |
| JP2012224544A (ja) * | 2012-08-10 | 2012-11-15 | Shinetsu Quartz Prod Co Ltd | ドープ石英ガラスの製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1064986C (zh) | 一种清洗和腐蚀电子显示器以及衬片的组合物 | |
| KR100828112B1 (ko) | 다성분을 가지는 글라스 기판용 미세가공 표면처리액 | |
| JP4709158B2 (ja) | 石英ガラス面の仕上げ方法及びその方法により製造された部品 | |
| KR100284105B1 (ko) | 반도체용 지그 및 그 제조 방법 | |
| JP5502479B2 (ja) | 半導体製造用石英ガラスの組成物及びその製造方法 | |
| JP2746448B2 (ja) | 混合ガス組成物 | |
| KR20080059391A (ko) | 강유전체 단결정, 그것을 이용한 탄성 표면파 필터 및 그제조방법 | |
| TW200304436A (en) | Highly durable silica glass, process for producing same, member comprised thereof, and apparatus provided therewith | |
| JP2002356346A (ja) | 高耐久性石英ガラス、これを用いた部材及び装置 | |
| JP2007137736A (ja) | サファイア基板の製造方法 | |
| JP4439192B2 (ja) | 高耐久性石英ガラス、製造方法、これを用いた部材及び装置 | |
| JP4544425B2 (ja) | 希土類金属部材の製造方法 | |
| JPH06188163A (ja) | 半導体装置作製用ＳｉＣ単結晶基板とその製造方法 | |
| JPH10279349A (ja) | 耐プラズマ性に優れたアルミナセラミックス | |
| WO2010134185A1 (ja) | 洗浄液及び洗浄方法 | |
| JP4614403B2 (ja) | プラズマ耐食性ガラス部材 | |
| JP7028353B1 (ja) | シリコンウェーハの製造方法 | |
| JP2009234877A (ja) | プラズマ処理装置用部材 | |
| JP4126461B2 (ja) | プラズマプロセス装置用部材 | |
| JP2002356339A (ja) | 高耐久性石英ガラス部材 | |
| JP2001257163A (ja) | 炭化珪素部材、耐プラズマ部材及び半導体製造用装置 | |
| TWI414503B (zh) | 電漿蝕刻用石英玻璃構件 | |
| KR100415261B1 (ko) | 전자표시장치및기판용세정및식각조성물 | |
| JP2002193634A (ja) | プラズマ耐食性に優れた石英ガラス及び石英ガラス治具 | |
| JPH07267679A (ja) | 石英ガラス表面処理液およびその使用方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080514 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101201 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110510 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110927 |