JP2003192429A - Low thermal expansion ceramic material and parts and mirror for manufacturing device for semiconductor using the same - Google Patents

Low thermal expansion ceramic material and parts and mirror for manufacturing device for semiconductor using the same

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JP2003192429A
JP2003192429A JP2001395382A JP2001395382A JP2003192429A JP 2003192429 A JP2003192429 A JP 2003192429A JP 2001395382 A JP2001395382 A JP 2001395382A JP 2001395382 A JP2001395382 A JP 2001395382A JP 2003192429 A JP2003192429 A JP 2003192429A
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JP
Japan
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thermal expansion
low thermal
ceramics
coefficient
weight
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Japanese (ja)
Inventor
Kazunori Takenouchi
一憲 竹之内
Masahiro Nakahara
正博 中原
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramic material which is to be used as parts for manufacturing semiconductors, the parts to be disposed in an exposure device using extreme UV projection exposure techniques (EUVL) and to accept high heat quantity for the exposure process, and which hardly causes thermal deformation and which shows high heat conduction by radiation. <P>SOLUTION: The low thermal expansion ceramic material has 1×10<SP>-6</SP>/°C coefficient of thermal expansion at 0 to 20°C and ≥80% average emissivity at 3.33 to 25.42 μm wavelengths. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、極紫外線露光技術
(EUVL)を用いた露光装置におけるレチクル(マス
ク)やウエハステージ位置計測用ミラー等若しくはそれ
らの支持部材、成膜装置やエッチング装置におけるウエ
ハを保持するためのサセプタ若しくは真空チャック、又
はその他半導体製造プロセスにおける各種治具や真空装
置用構造部材などに用いられる低熱膨張セラミックス及
び該低熱膨張セラミックスを用いた半導体製造装置用部
品に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reticle (mask) in an exposure apparatus using extreme ultraviolet exposure technology (EUVL), a wafer stage position measuring mirror or the like, or a supporting member thereof, a wafer in a film forming apparatus or an etching apparatus. The present invention relates to a low thermal expansion ceramics used for a susceptor or a vacuum chuck for holding, a jig for various semiconductor manufacturing processes, a structural member for a vacuum device, and the like, and a semiconductor manufacturing device component using the low thermal expansion ceramics.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体デバイスの集積度の向上に
伴って、回路パターンの露光転写精度を上げるよう要求
が高まってきており、この要求に対応する技術としてエ
ネルギーレベルの高い超短波長の紫外線(波長13n
m)やX線(波長0.1〜10nm)による極紫外線投
影露光技術(EUVL)が用いられるようになってきて
いる。上記極紫外線投影露光技術(EUVL)を用いた
極紫外線縮小投影露光装置の概略構成を図1に示す。
2. Description of the Related Art In recent years, as the degree of integration of semiconductor devices has improved, there has been a growing demand to increase the accuracy of exposure and transfer of circuit patterns. As a technology to meet this demand, ultra-short wavelength ultraviolet rays having a high energy level ( Wavelength 13n
m) and X-ray (wavelength 0.1 to 10 nm) extreme ultraviolet projection exposure technology (EUVL) has come to be used. FIG. 1 shows a schematic configuration of an extreme ultraviolet reduction projection exposure apparatus using the extreme ultraviolet projection exposure technology (EUVL).

【0003】図1で1は、照明光学系であって、チャン
バ8内の所定位置に配置され、光源から放射された極紫
外線を集光した後、レチクルステージ3に保持され、露
光パターンを備えるレチクル2面上に所定の大きさのビ
ームに成形するものである。レチクル2を照射した極紫
外線は、ミラー4a、4bを組み合わせた縮小光学系4
を通して、ウエハステージ6上に保持されたウエハ5面
上に縮小結合される。また、ウエハステージ6上に搭載
され、ミラー面を備えるウエハステージ位置計測用ミラ
ー7は、ウエハステージ6の位置決めを計測するもので
ある(特開平7−263322号公報、「極紫外線リソ
グラフィー用光学系の開発と評価」(Oplus E2
000年5月)参照)。露光処理を行うに際し、チャン
バ8内の真空度が10-5Paを超える高真空から低真空
領域で極紫外線をウエハ5に照射すると、光路上にある
空気により極紫外線の減衰が著しくなるため、チャンバ
8内の真空度を少なくとも10-5Pa以下の超高真空に
維持しなければならない。このような超高真空中で極紫
外線を照射すると、レチクル2、レチクルステージ3、
ミラー4a、4b、ウエハステージ6、ウエハステージ
位置計測用ミラー7等の半導体製造装置用部品に熱が発
生するが、超高真空中であるため熱の逃げ場がなく、そ
の温度は著しく上昇し、露光転写精度が低下することに
なる。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an illumination optical system, which is arranged at a predetermined position in a chamber 8 and collects extreme ultraviolet rays emitted from a light source and then holds it on a reticle stage 3 to provide an exposure pattern. A beam having a predetermined size is formed on the surface of the reticle 2. The extreme ultraviolet light emitted from the reticle 2 is reduced by the reduction optical system 4 in which the mirrors 4a and 4b are combined.
Through, it is reduced and coupled onto the surface of the wafer 5 held on the wafer stage 6. A wafer stage position measuring mirror 7 mounted on the wafer stage 6 and having a mirror surface measures the positioning of the wafer stage 6 (Japanese Patent Laid-Open No. 7-263322, "Optical system for extreme ultraviolet lithography". Development and Evaluation "(Oplus E2
(May 000))). When the wafer 5 is irradiated with extreme ultraviolet rays in the high vacuum to low vacuum region where the degree of vacuum in the chamber 8 exceeds 10 −5 Pa when performing the exposure process, the extreme ultraviolet rays are significantly attenuated by the air on the optical path. The degree of vacuum in the chamber 8 must be maintained at an ultrahigh vacuum of at least 10 −5 Pa or less. When extreme ultraviolet rays are irradiated in such an ultra-high vacuum, the reticle 2, reticle stage 3,
Heat is generated in the semiconductor manufacturing equipment components such as the mirrors 4a and 4b, the wafer stage 6, the wafer stage position measuring mirror 7, etc. However, since there is no escape area for heat in the ultra-high vacuum, the temperature rises significantly, The exposure transfer accuracy will be reduced.

【0004】従来、上記半導体製造装置用部品に用いら
れるセラミックスには、比較的安価で、化学的にも安定
しているという理由でアルミナ質セラミックスや窒化珪
素質セラミックスが広く用いられている。
Conventionally, alumina-based ceramics and silicon nitride-based ceramics have been widely used as ceramics used for the above-mentioned parts for semiconductor manufacturing equipment because they are relatively inexpensive and chemically stable.

【0005】また、最近では、コージェライト等の低熱
膨張セラミックスや高純度の石英を半導体製造装置用部
品として応用することが提案されている(特開平8−1
43329号公報、特開平11−209171号公報、
特開2000−247732号参照)。特開平8−14
3329号公報では、高純度の石英を半導体製造におい
て使用されるフランジ、治具、断熱フィン、炉心管、均
熱管等の構成材料として用いることが提案されている。
Recently, it has been proposed to apply low thermal expansion ceramics such as cordierite and high-purity quartz as parts for semiconductor manufacturing equipment (Japanese Patent Laid-Open No. 8-1).
No. 43329, JP-A No. 11-209171,
See JP-A-2000-247732). JP-A-8-14
In 3329 gazette, it is proposed to use high-purity quartz as a constituent material of a flange, a jig, a heat insulating fin, a core tube, a soaking tube and the like used in semiconductor manufacturing.

【0006】また、特開平11−209171号公報や
特開2000−247732号では、コージェライト質
セラミックスを真空装置用構造部材、サセプタ、真空チ
ャック、露光装置におけるステージ、あるいはウエハス
テージ位置計測用ミラーを始めとする半導体製造装置用
部材等に用いることが提案されている。
Further, in Japanese Patent Laid-Open Nos. 11-209171 and 2000-247732, cordierite ceramics are used as a structural member for a vacuum device, a susceptor, a vacuum chuck, a stage in an exposure device, or a wafer stage position measuring mirror. It has been proposed to use it as a member for a semiconductor manufacturing device and the like.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
製造装置用部品として一般に用いられてきたアルミナ質
セラミックスや窒化珪素質セラミックスは、金属に比べ
て熱膨張係数が小さいものの、0〜20℃における熱膨
張係数はそれぞれ約5.0×10-6/℃、約1.5×1
-6/℃であり、雰囲気温度が0.1℃変化すると、例
えば、一辺の長さが0.5m程度のウエハステージでは
数μmの変形が発生することになり、露光等の精密さを
要求される工程ではこの変形のために、半導体の生産性
が低下するという課題があった。
However, although alumina ceramics and silicon nitride ceramics which have been generally used as parts for semiconductor manufacturing equipment have a smaller coefficient of thermal expansion than metals, they have a thermal expansion coefficient of 0 to 20 ° C. Coefficients are about 5.0 × 10 -6 / ° C and about 1.5 × 1 respectively
When the ambient temperature changes by 0 ° C./0.1° C., for example, a wafer stage having a side length of about 0.5 m will be deformed by several μm. In the required process, there is a problem that the productivity of the semiconductor is reduced due to this deformation.

【0008】これに対し、石英はアルミナ質セラミック
スや窒化珪素質セラミックスより0〜20℃における熱
膨張係数が0.45×10-6/℃と小さい材料であるも
のの、波長3.33〜25.42nmにおける平均放射
率が67%と小さいために、石英を超紫外線露光技術
(EUVL)を用いた露光装置の半導体製造装置用部品
に用いた場合、熱が逃げにくいという課題があった。
On the other hand, although quartz is a material whose coefficient of thermal expansion at 0 to 20 ° C. is 0.45 × 10 −6 / ° C., which is smaller than that of alumina ceramics and silicon nitride ceramics, quartz has wavelengths of 3.33 to 25. Since the average emissivity at 42 nm is as small as 67%, there is a problem that heat is difficult to escape when quartz is used as a component for a semiconductor manufacturing device of an exposure apparatus using the extreme ultraviolet exposure technology (EUVL).

【0009】また、特開平11−209171号公報や
特開2000−247732号で提案されるコージェラ
イト質セラミックスは、熱膨張係数が1×10-6/℃以
下とされているものの、低熱膨張特性と大きな放射特性
を同時に兼ね備えるものではなかった。 そこで、本発
明は、低熱膨張特性を備え、しかも放射率の大きいセラ
ミックスを提供することを目的とするものである。ま
た、本発明は、上記セラミックスを用いた半導体製造装
置用部材を提供することを目的とするものである。
The cordierite-based ceramics proposed in JP-A-11-209171 and JP-A-2000-247732 have a low coefficient of thermal expansion, even though they have a coefficient of thermal expansion of 1 × 10 −6 / ° C. or less. It was not one that had both great radiation characteristics at the same time. Therefore, an object of the present invention is to provide a ceramic having a low thermal expansion characteristic and a large emissivity. Another object of the present invention is to provide a member for semiconductor manufacturing equipment using the above ceramics.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の低熱膨
張セラミックスは、0〜20℃における熱膨張係数が1
×10-6/℃以下であって、波長3.33〜25.42
μmにおける平均放射率が80%以上であることを特徴
とする。
Therefore, the low thermal expansion ceramics of the present invention has a thermal expansion coefficient of 1 at 0 to 20 ° C.
× 10 −6 / ° C. or less and a wavelength of 3.33 to 25.42
The average emissivity in μm is 80% or more.

【0011】また、本発明の熱膨張セラミックスは、室
温における熱伝導率が3W/m・k以上であることを特
徴とする。
Further, the thermal expansion ceramics of the present invention are characterized in that the thermal conductivity at room temperature is 3 W / m · k or more.

【0012】また、本発明の低熱膨張セラミックスは、
波長3.33〜25.42μmにおける平均放射率が9
4%以上であるコージェライト粉末に対し、希土類酸化
物粉末を1〜20重量%の割合で添加、混合して得られ
た混合粉末を所望の成形手段で成形した後、温度110
0〜1450℃で焼成することにより得られることを特
徴とする。
The low thermal expansion ceramics of the present invention is
The average emissivity at a wavelength of 3.33 to 25.42 μm is 9
The rare earth oxide powder is added and mixed in a proportion of 1 to 20% by weight with respect to the cordierite powder of 4% or more and the mixed powder obtained is molded by a desired molding means, and then the temperature is set to 110.
It is characterized by being obtained by firing at 0 to 1450 ° C.

【0013】また、本発明の半導体製造装置用部品は、
上記低熱膨張セラミックスから形成されることを特徴と
する。
Further, the parts for semiconductor manufacturing equipment of the present invention are
It is characterized by being formed from the low thermal expansion ceramics.

【0014】また、本発明のミラーは、上記低熱膨張セ
ラミックスを用いたミラーであって、真空中で使用され
ることを特徴とする。
Further, the mirror of the present invention is a mirror using the above low thermal expansion ceramics and is characterized by being used in a vacuum.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図1を用いて本発明の実施
の形態を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0016】図1で、1は照明光学系であって、チャン
バ8内の所定位置に配置され、光源から放射された極紫
外線を集光した後、レチクルステージ3に保持され、露
光パターンを備えるレチクル2面上に所定の大きさのビ
ームに成形するものである。レチクル2を照射した極紫
外線は、ミラー4a、4bを組み合わせた縮小光学系4
を通して、ウエハステージ6上に保持されたウエハ5面
上に縮小結合される。また、ウエハステージ6上に搭載
され、ミラー面を備えるウエハステージ位置計測用ミラ
ー7は、ステージ6の位置決めを計測するためのもので
ある。露光処理の際、チャンバ8内の真空度は10-5
a以下の超高真空に保たれる。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an illumination optical system, which is arranged at a predetermined position in a chamber 8 and collects extreme ultraviolet rays emitted from a light source, and then is held on a reticle stage 3 to have an exposure pattern. A beam having a predetermined size is formed on the surface of the reticle 2. The extreme ultraviolet light emitted from the reticle 2 is reduced by the reduction optical system 4 in which the mirrors 4a and 4b are combined.
Through, it is reduced and coupled onto the surface of the wafer 5 held on the wafer stage 6. A wafer stage position measuring mirror 7 mounted on the wafer stage 6 and having a mirror surface is for measuring the positioning of the stage 6. During the exposure process, the vacuum degree in the chamber 8 is 10 −5 P.
It is maintained in an ultrahigh vacuum of a or less.

【0017】本発明の低熱膨張セラミックスは、0〜2
0℃における熱膨張係数が1×10 -6/℃以下であっ
て、略遠赤外線の波長領域の一部である波長3.33〜
25.42μmにおける平均放射率が80%以上である
ことが重要であり、レチクル2、レチクルステージ3,
ミラー4a、4b、ウエハステージ6、ウエハステージ
位置計測用ミラー7等の半導体製造装置用部品として用
いられることが好適である。
The low thermal expansion ceramics of the present invention are 0 to 2
Coefficient of thermal expansion at 0 ° C is 1 × 10 -6Below / ℃
The wavelength of 3.33, which is part of the wavelength range of the far infrared rays
The average emissivity at 25.42 μm is 80% or more
Is important, reticle 2, reticle stage 3,
Mirrors 4a, 4b, wafer stage 6, wafer stage
For use as parts for semiconductor manufacturing equipment such as position measurement mirror 7
Is preferred.

【0018】ここで、上記低熱膨張セラミックスの0〜
20℃における熱膨張係数を1×10-6/℃以下とした
のは、熱膨張係数が1×10-6/℃を超えると、温度変
化による寸法変化が大きくなるため、上記半導体製造装
置用部品に用いた場合、露光処理の際、露光転写精度の
低下を招くからである。
Here, 0 to 0 of the above low thermal expansion ceramics is used.
The coefficient of thermal expansion at 20 ° C. is set to 1 × 10 −6 / ° C. or less, because when the coefficient of thermal expansion exceeds 1 × 10 −6 / ° C., dimensional change due to temperature change becomes large, so This is because when it is used for a component, the exposure transfer accuracy is lowered during the exposure process.

【0019】また、波長3.33〜25.42μmにお
ける平均放射率を80%以上としたのは、平均放射率が
80%未満であると、上記半導体製造装置用部品に用い
た場合、露光装置内の雰囲気は真空であるため、これら
半導体製造装置用部品の輻射による熱伝導を大きくする
ことができず、温度上昇を抑制することができないから
である。
Further, the average emissivity at the wavelength of 3.33 to 25.42 μm is set to 80% or more. When the average emissivity is less than 80%, when it is used for the above-mentioned semiconductor manufacturing device parts, the exposure apparatus is used. This is because the atmosphere inside is a vacuum, so that the heat conduction due to the radiation of these semiconductor manufacturing device components cannot be increased and the temperature rise cannot be suppressed.

【0020】ここで、波長3.33〜25.42μmに
おける平均放射率とは、波長3.33〜25.42μm
における積分放射率の平均値をいい、遠赤外線分光放射
計を用いて測定することができる。また、波長3.33
〜25.42nmという波長域を選んだのは、この波長
域の平均放射率が熱伝導に大きく寄与するからである。
Here, the average emissivity at a wavelength of 3.33 to 25.42 μm means a wavelength of 3.33 to 25.42 μm.
Is the average value of the integrated emissivity in, and can be measured using a far infrared spectroradiometer. Also, the wavelength 3.33
The wavelength range of ˜25.42 nm is selected because the average emissivity in this wavelength range greatly contributes to heat conduction.

【0021】また、本発明の低熱膨張セラミックスは、
0〜20℃における熱膨張係数が1×10-6/℃以下で
あって、波長3.33〜25.42μmにおける平均放
射率が80%以上であることに加え、室温における熱伝
導率が3W/m・k以上であることが好ましい。
Further, the low thermal expansion ceramics of the present invention is
The coefficient of thermal expansion at 0 to 20 ° C. is 1 × 10 −6 / ° C. or less, the average emissivity at wavelengths of 3.33 to 25.42 μm is 80% or more, and the thermal conductivity at room temperature is 3 W. / M · k or more is preferable.

【0022】室温における熱伝導率を3W/m・k以上
としたのは、熱伝導率が3W/m・k未満であると、露
光装置の構成が上記半導体製造装置用部品と接する部品
が少ない構成となる場合、これら部品を通じて、極紫外
線の照射によって発生した熱を速やかに逃がすことがで
きず、温度上昇を抑制することができないからである。
The reason why the thermal conductivity at room temperature is 3 W / m · k or more is that when the thermal conductivity is less than 3 W / m · k, the number of parts of the exposure apparatus that come into contact with the above-mentioned semiconductor manufacturing apparatus parts is small. This is because, in the case of the configuration, the heat generated by the irradiation of the extreme ultraviolet rays cannot be quickly released through these parts, and the temperature rise cannot be suppressed.

【0023】本発明の低熱膨張セラミックスは、秤量、
調合したガラス原料を溶融し、成形、徐冷した後、結晶
核を生成させる熱処理、次いで結晶化を促進する熱処理
を行うことで発現した主結晶相がβ−石英固溶体(β−
SiO2固溶体)及び/またはβ−石英(β−SiO2
であり、且つ前記主結晶相の合計結晶量が60〜70重
量%であって、副成分としてAl2325〜30重量
%、P250.1〜10重量%、Li2O0.1〜6重
量%、TiO20.1〜4重量%、ZrO20.1〜4重
量%、ZnO0〜4重量%、MgO0〜2重量%、K2
O0.1〜2重量%、Na2O0.1〜2重量%を含有
したガラスセラミックスであることが好ましい。
The low thermal expansion ceramics of the present invention are
After the prepared glass raw material is melted, molded, and gradually cooled, a heat treatment for generating crystal nuclei and a heat treatment for promoting crystallization are performed, and the main crystal phase developed is β-quartz solid solution (β-
SiO 2 solid solution) and / or β-quartz (β-SiO 2 ).
And the total crystal amount of the main crystal phase is 60 to 70% by weight, and Al 2 O 3 25 to 30% by weight, P 2 O 5 0.1 to 10% by weight, and Li 2 O0 as auxiliary components. 1 to 6% by weight, TiO 2 0.1 to 4% by weight, ZrO 2 0.1 to 4% by weight, ZnO 0 to 4% by weight, MgO 0 to 2 % by weight, K 2
A glass ceramic containing 0.1 to 2 % by weight of O and 0.1 to 2 % by weight of Na 2 O is preferable.

【0024】ここで、固溶体とはβ−石英の結晶の一部
が置換されたり、結晶間に原子が侵入しているものをい
う。
Here, the solid solution refers to one in which a part of β-quartz crystal is replaced or atoms penetrate into the crystal.

【0025】上記主結晶相をβ−石英固溶体(β−Si
2固溶体)及び/またはβ−石英(β−SiO2)とし
たのは、β−石英固溶体(β−SiO2固溶体)やβ−
石英(β−SiO2)は、本発明の低熱膨張セラミック
スの熱膨張係数に寄与する重要な要素であり、正の熱膨
張係数を有するガラス相中に、負の熱膨張係数を有する
上記主結晶相を析出させることでガラスセラミックス全
体として熱膨張係数を所望の数値範囲内に制御すること
ができるからである。
The above-mentioned main crystal phase is a β-quartz solid solution (β-Si
O 2 solid solution) and / or β-quartz (β-SiO 2 ) means β-quartz solid solution (β-SiO 2 solid solution) or β-quartz.
Quartz (β-SiO 2 ) is an important factor contributing to the coefficient of thermal expansion of the low thermal expansion ceramics of the present invention, and the main crystal having a negative coefficient of thermal expansion in the glass phase having a positive coefficient of thermal expansion. This is because by precipitating the phase, the thermal expansion coefficient of the glass ceramic as a whole can be controlled within a desired numerical range.

【0026】ここで、前記主結晶相の合計結晶量を60
〜70重量%としたのは、60重量%未満では副成分の
組み合わせによっては熱膨張係数が1×10-6/℃を超
えることがあるからであり、一方70重量%を超えると
十分な耐食性が得られなくなるからである。
Here, the total crystal amount of the main crystal phase is 60
The reason for setting the content to 70% by weight is that if it is less than 60% by weight, the coefficient of thermal expansion may exceed 1 × 10 −6 / ° C. depending on the combination of subcomponents, while if it exceeds 70% by weight, sufficient corrosion resistance is obtained. Is not obtained.

【0027】また、Al23を25〜30重量%とした
のは、25重量%未満では、原ガラスの溶融が難しくな
ることで原ガラスの均質性が低下するとともに、上記主
結晶相を必要量生成しにくくなるからであり、一方30
重量%を超えると原ガラスの融点が高くなり過ぎ、作業
性が悪くなるからである。
The content of Al 2 O 3 is set to 25 to 30% by weight. When the content of Al 2 O 3 is less than 25% by weight, it becomes difficult to melt the raw glass and the homogeneity of the raw glass is deteriorated. This is because it is difficult to generate the required amount, while 30
This is because if the content exceeds 10% by weight, the melting point of the raw glass becomes too high and the workability deteriorates.

【0028】また、Li2Oは主結晶相の一部であるβ
−石英固溶体の構成要素となる重要な成分であり、Li
2Oを0.1〜6重量%としたのは、0.1重量%未満
では、十分な結晶量が得られないからであり、一方、6
重量%を超えると上記熱処理後に得られたガラスセラミ
ックスの強度が低下するためでる。
Li 2 O is a part of the main crystal phase β
Li, which is an important component that constitutes the quartz solid solution,
The reason why 2 O is 0.1 to 6% by weight is that if less than 0.1% by weight, a sufficient amount of crystals cannot be obtained.
This is because if the content is more than wt%, the strength of the glass ceramics obtained after the above heat treatment decreases.

【0029】また、P25、TiO2、ZrO2は、いず
れも結晶核形成剤として作用し、いずれの成分も0.1
重量%以上であることが好ましい。一方、P25を10
重量%以下、TiO2を4重量%以下、ZrO2を4重量
%以下としたのは、P25が10重量%を超えるか、若
しくはTiO2またはZrO2がそれぞれ4重量%を超え
ると原ガラスの溶融が難しくなり、未溶融物が発生する
ことがあるからでる。
Further, P 2 O 5 , TiO 2 and ZrO 2 all act as crystal nucleating agents, and all the components are 0.1
It is preferably at least wt%. Meanwhile, P 2 O 5 is 10
% By weight, TiO 2 by 4% by weight or less, and ZrO 2 by 4% by weight or less means that P 2 O 5 exceeds 10% by weight, or TiO 2 or ZrO 2 exceeds 4% by weight, respectively. This is because it becomes difficult to melt the raw glass and unmelted material may be generated.

【0030】また、ZnO、MgOは、いずれも主結晶
相の一部であるβ−石英固溶体の構成要素となる重要な
成分であり、これら各成分をそれぞれ4重量%以下、2
重量%以下としたのは、ZnOが4重量%を超えるかM
gOが2重量%を超えると、他の副成分との組み合わせ
によっては熱膨張係数が1×10-6/℃を超えることが
あるからである。但し、主結晶相すべてがβ−石英であ
る場合には、ZnO、MgOを含んでいなくてもよい。
Further, ZnO and MgO are both important components which are constituent elements of the β-quartz solid solution which is a part of the main crystal phase, and each of these components is 4% by weight or less, 2
Weight% or less means that ZnO exceeds 4% by weight or M
This is because when gO exceeds 2% by weight, the coefficient of thermal expansion may exceed 1 × 10 −6 / ° C. depending on the combination with other subcomponents. However, when all the main crystal phases are β-quartz, ZnO and MgO may not be included.

【0031】また、K2O、Na2Oはガラス原料の溶融
温度を低下させるのとともに、成形時のガラスの失透を
抑制する作用を備えており、この成分をいずれも0.1
〜2重量%としたのは0.1重量%未満ではガラス原料
の溶融温度を低下させたり、成形時のガラスの失透を十
分抑制することができないからであり、一方、2重量%
を超えるとガラスセラミックスの強度が低下するからで
ある。
Further, K 2 O and Na 2 O have the effects of lowering the melting temperature of the glass raw material and suppressing devitrification of the glass during molding.
The reason why the content is set to 2% by weight is that if it is less than 0.1% by weight, the melting temperature of the glass raw material cannot be lowered and devitrification of the glass at the time of molding cannot be sufficiently suppressed.
This is because the strength of the glass-ceramics is reduced when it exceeds.

【0032】さらに、均質なガラスセラミックスを得る
ために、ガラス原料を溶融させる際の清澄剤としてAs
23が0.1〜2重量%含まれることが好ましく、また
不可避不純物として、CaO、Fe23、Y23をそれ
ぞれ0.2重量%以下で含んでいても何等差し支えな
い。
Further, in order to obtain a homogeneous glass ceramics, As is used as a fining agent when melting the glass raw material.
2 O 3 is preferably contained in an amount of 0.1 to 2 % by weight, and CaO, Fe 2 O 3 , and Y 2 O 3 may be contained in an amount of 0.2% by weight or less as unavoidable impurities.

【0033】なお、上記主結晶相及び副成分の比率は、
蛍光X線分析装置や原子吸光分析装置を用いて測定すれ
ばよい。
The ratio of the main crystalline phase and the subcomponents is
It may be measured using a fluorescent X-ray analyzer or an atomic absorption spectrometer.

【0034】次に、上記低熱膨張セラミックスを得るた
めの製造方法について説明する。
Next, a manufacturing method for obtaining the above low thermal expansion ceramics will be described.

【0035】先ず、上述したガラスセラミックスの組成
となるように酸化物、炭酸塩、水酸化物、硝酸塩等のガ
ラス原料を秤量、調合し、坩堝等に入れた後、温度14
00〜1500℃で6〜8時間、撹拌しながら溶融し、
清澄な状態の原ガラスを得る。この溶融された原ガラス
を鋳込み成形等で成形し、除歪のため徐冷する。
First, glass raw materials such as oxides, carbonates, hydroxides, and nitrates are weighed and mixed so as to have the above-mentioned glass-ceramic composition, and the raw materials are put into a crucible or the like, and the temperature is set to 14
Melt with stirring at 00 to 1500 ° C. for 6 to 8 hours,
Obtain raw glass in a clear state. This melted raw glass is molded by casting or the like, and is gradually cooled to remove strain.

【0036】次いで、徐冷された上記原ガラスを温度6
20〜800℃で保持し、核形成を促進する。ここで、
核形成を促進させる温度を620〜800℃としたの
は、620℃未満でも800℃を超えても結晶核が生成
しないからである。
Then, the slowly cooled raw glass is heated to a temperature of 6
Hold at 20-800 ° C to promote nucleation. here,
The temperature at which the nucleation is promoted is set to 620 to 800 ° C. because crystal nuclei are not generated even at a temperature lower than 620 ° C. or higher than 800 ° C.

【0037】上記核形成終了後、温度700〜950℃
で結晶化させる。ここで、結晶化のための温度を700
〜950℃としたのは、700℃未満では十分な量の主
結晶相が成長せず、950℃より高いと上記原ガラスが
溶解するとともに、β−スポジュメン等ヤング率を低く
する結晶が析出するからである。
After completion of the nucleation, the temperature is 700 to 950 ° C.
Crystallize with. Here, the temperature for crystallization is 700
The reason why the temperature is set to 950 ° C. is that if the temperature is lower than 700 ° C., a sufficient amount of the main crystal phase does not grow, and if the temperature is higher than 950 ° C., the above-mentioned raw glass melts and crystals that lower the Young's modulus such as β-spodumene are deposited. Because.

【0038】上記結晶化終了後、50℃/hr以下の速
度で徐冷する。ここで、徐冷の速度を50℃/hrとし
たのは、負の熱膨張係数を有する結晶が析出しているた
め、50℃/hrを超える速度で急冷すると、クラック
が入るおそれがあるからである。
After completion of the above crystallization, it is annealed at a rate of 50 ° C./hr or less. Here, the slow cooling rate is set to 50 ° C./hr, because crystals having a negative coefficient of thermal expansion are precipitated, and therefore, rapid cooling at a rate exceeding 50 ° C./hr may cause cracks. Is.

【0039】また、本発明の低熱膨張セラミックスはコ
ージライト質焼結体とすることもできるがその場合の製
造方法を説明する。
Further, the low thermal expansion ceramics of the present invention can be made into a cordierite-based sintered body, and the manufacturing method in that case will be described.

【0040】先ず、平均粒径が10μm以下、波長3.
33〜25.42μmにおける平均放射率が94%以上
のコージェライト粉末に対して、平均粒径10μm以下
の希土類酸化物粉末を1〜20重量%の割合で添加した
後、ボールミル等を用い、十分に混合して混合粉末とす
る。ここで、コージェライト粉末の放射率を94%以上
としたのは、94%未満とすると、波長3.33〜2
5.42μmにおける、成形、焼成、研磨工程を経たコ
ージェライト質セラミックスの平均放射率が80%未満
となるからである。また、希土類酸化物粉末を1重量%
以上としたのは、希土類酸化物粉末を1重量%以上添加
することで、希土類酸化物粉末が後の焼成工程でコージ
ェライトの成分と反応し、液相を生成することから、低
温での焼結を実現するとともに焼結が可能な温度領域を
350℃まで拡げることができるからである。
First, the average particle size is 10 μm or less and the wavelength is 3.
After adding the rare earth oxide powder having an average particle size of 10 μm or less at a ratio of 1 to 20% by weight to the cordierite powder having an average emissivity at 33 to 25.42 μm of 94% or more, a ball mill or the like is sufficiently used. To obtain a mixed powder. Here, the emissivity of the cordierite powder is set to be 94% or more, when the emissivity is less than 94%, the wavelength is 3.33 to 2
This is because the average emissivity of the cordierite-based ceramics that has undergone the molding, firing, and polishing steps at 5.42 μm is less than 80%. In addition, 1% by weight of rare earth oxide powder
The above is because the addition of 1 wt% or more of the rare earth oxide powder causes the rare earth oxide powder to react with the components of cordierite in the subsequent firing step to form a liquid phase, so that the firing at a low temperature is performed. This is because the temperature range in which sintering can be achieved and sintering can be performed can be expanded to 350 ° C.

【0041】ここで、平均粒径が10μm以下であっ
て、波長3.33〜25.42μmにおける平均放射率
が94%以上のコージェライト粉末を得るには、平均粒
径5〜10μmのタルク、平均粒径2〜10μmのカオ
リン及び平均粒径4μm以下のアルミナを原料として粉
砕混合することで調整すればよい。
To obtain cordierite powder having an average particle size of 10 μm or less and an average emissivity of 94% or more at a wavelength of 3.33 to 25.42 μm, talc having an average particle size of 5 to 10 μm, It may be adjusted by pulverizing and mixing kaolin having an average particle diameter of 2 to 10 μm and alumina having an average particle diameter of 4 μm or less as raw materials.

【0042】また、希土類酸化物粉末を20重量%以下
としたのは、希土類酸化物粉末が20重量%を超える
と、0〜20℃における低熱膨張セラミックスの熱膨張
係数が1×10-6/℃を超えるからである。
The content of the rare earth oxide powder is set to 20% by weight or less, that is, when the rare earth oxide powder exceeds 20% by weight, the coefficient of thermal expansion of the low thermal expansion ceramics at 0 to 20 ° C. is 1 × 10 -6 / This is because it exceeds ℃.

【0043】なお、上記希土類酸化物粉末を構成する希
土類元素としては、Y、Yb、Lu、Er、Ce、N
d、Sm等が挙げられ、これらの中でも安価に入手でき
るという点でY、Ybが好適である。また、この希土類
元素は、コージェライト結晶の粒界に存在するが、この
希土類元素は、RE23・SiO2またはRE23・2
SiO2等シリケート化合物結晶相(RE:希土類元
素)として存在することが好ましい。粒界相の結晶化に
より、一層の低熱膨張化が実現できるからである。
The rare earth elements forming the above rare earth oxide powder include Y, Yb, Lu, Er, Ce and N.
d, Sm, etc. are mentioned, and among these, Y and Yb are preferable because they can be obtained at a low cost. Further, this rare earth element exists in the grain boundary of the cordierite crystal, but this rare earth element is RE 2 O 3 .SiO 2 or RE 2 O 3 .2.
It preferably exists as a silicate compound crystal phase such as SiO 2 (RE: rare earth element). This is because crystallization of the grain boundary phase can further reduce the thermal expansion.

【0044】次に、上記混合粉末を所望の成形手段、例
えば、金型プレス、冷間静水圧プレス、押し出し成形等
により任意の形状に成形し、成形体とする。
Next, the above-mentioned mixed powder is molded into a desired shape by a desired molding means such as a die press, a cold isostatic press, an extrusion molding, etc.

【0045】そして、上記成形体を大気雰囲気あるいは
Ar等の不活性ガス雰囲気中で、温度1100〜145
0℃で焼成し、1時間当たり100℃以上の降温速度で
徐冷することで、本発明に係る低熱膨張セラミックスを
得ることができる。
Then, the above-mentioned molded body is heated in the atmosphere or an inert gas atmosphere such as Ar at a temperature of 1100 to 145.
The low thermal expansion ceramics according to the present invention can be obtained by firing at 0 ° C. and gradually cooling at a temperature lowering rate of 100 ° C. or more per hour.

【0046】ここで、焼成温度を1100〜1450℃
としたのは、1100℃未満では相対密度95%以上の
緻密な焼結体を得ることができないからであり、145
0℃を超えると、コージェライトが溶解してしまうから
である。また、1時間当たり100℃/時間以上とする
ことで、0〜20℃における低熱膨張セラミックスの熱
膨張係数をより低くすることができるため、好適であ
る。
Here, the firing temperature is 1100 to 1450 ° C.
The reason is that a dense sintered body having a relative density of 95% or more cannot be obtained at a temperature lower than 1100 ° C.
This is because if the temperature exceeds 0 ° C, the cordierite will be dissolved. Further, by setting the rate to 100 ° C./hour or more per hour, the thermal expansion coefficient of the low thermal expansion ceramics at 0 to 20 ° C. can be further lowered, which is preferable.

【0047】特に、緻密化を促進するためには、コージ
ェライト粉末と希土類酸化物粉末との混合粉末をホット
プレス焼成等によって10MPa以上の加圧下、110
0〜1450℃の温度で焼成することが好ましい。な
お、この焼成にあたっては、成形体を炭化珪素質または
アルミナ質の匣鉢内に収納して焼成することが好まし
い。また、上記成形体をさらに緻密化するには、Ar若
しくはN2等の非酸化性ガス雰囲気中、または酸素雰囲
気中、100MPa以上の加圧下で900〜1400℃
の温度で熱間静水圧処理することも可能である。
In particular, in order to accelerate the densification, a mixed powder of cordierite powder and rare earth oxide powder is hot-press fired or the like under a pressure of 10 MPa or more to 110.
The firing is preferably performed at a temperature of 0 to 1450 ° C. In this firing, it is preferable to store the molded body in a silicon carbide-based or alumina-based bowl and perform firing. In order to further densify the molded body, 900 to 1400 ° C under a pressure of 100 MPa or more in a non-oxidizing gas atmosphere such as Ar or N 2 or in an oxygen atmosphere.
It is also possible to carry out hot hydrostatic pressure treatment at the temperature of.

【0048】さらに、上記焼結体をArまたはN2等の
非酸化性ガス雰囲気中、温度1100〜1400℃で熱
処理してコージェライト結晶粒界の結晶化を促進するこ
とにより、前述したシリケート化合物結晶相を析出させ
ることができ、上記熱処理の保持時間は、更に熱膨張係
数を低くしたり、平均放射率を高くしたりする観点から
4時間以上であることが好ましい。
Further, the above-mentioned silicate compound is obtained by heat-treating the above-mentioned sintered body at a temperature of 1100-1400 ° C. in an atmosphere of non-oxidizing gas such as Ar or N 2 to promote crystallization of the cordierite grain boundaries. The crystal phase can be precipitated, and the holding time of the heat treatment is preferably 4 hours or more from the viewpoint of further lowering the coefficient of thermal expansion and increasing the average emissivity.

【0049】以上、本発明の低熱膨張セラミックスをレ
チクル、レチクルステージ,ミラー、ウエハステージ、
ウエハステージ位置計測用ミラー等の半導体製造装置用
部品に用いた場合について説明したが、電子ビーム露光
装置、SQUID(超伝導量子干渉素子)を応用した微
弱磁気検出装置、走査型電子顕微鏡等真空が要求される
装置内で用いられるミラー、成膜装置やエッチング装置
におけるウエハを保持するためのサセプタや真空チャッ
ク、あるいはその他半導体製造プロセスにおける各種治
具や真空装置用構造部材などに用いることもできる。
As described above, the low thermal expansion ceramics of the present invention is applied to the reticle, reticle stage, mirror, wafer stage,
The case of using it for a semiconductor manufacturing device component such as a wafer stage position measuring mirror has been described. However, a vacuum such as an electron beam exposure device, a weak magnetic detection device applying a SQUID (superconducting quantum interference device), a scanning electron microscope, etc. It can also be used as a mirror used in a required apparatus, a susceptor for holding a wafer in a film forming apparatus or an etching apparatus, a vacuum chuck, or various jigs in a semiconductor manufacturing process or a structural member for a vacuum apparatus.

【0050】[0050]

【実施例】以下、本発明の低熱膨張セラミックスの実施
例について説明する。
EXAMPLES Examples of the low thermal expansion ceramics of the present invention will be described below.

【0051】(実施例1)純度99%以上、平均粒径3
μm、平均放射率が94%であるコージェライト粉末に
対して、平均粒径が1μmのY23、Yb23、Er2
3、CeO2の各希土類元素酸化物粉末を表1に示す割
合で調合後、ボールミルで24時間混合して混合粉末と
した。次に、上記混合粉末をプレス成形して、成形体と
した後、この成形体を表1に示す焼成条件で焼成し、焼
結体を得た。
(Example 1) Purity 99% or more, average particle size 3
μm and cordierite powder having an average emissivity of 94%, Y 2 O 3 , Yb 2 O 3 and Er 2 having an average particle size of 1 μm.
O 3 and CeO 2 rare earth element oxide powders were mixed at the ratios shown in Table 1 and then mixed in a ball mill for 24 hours to obtain mixed powders. Next, the mixed powder was press-molded to obtain a molded body, and the molded body was fired under the firing conditions shown in Table 1 to obtain a sintered body.

【0052】そして、サンプルNo.10〜15,1
8,19,22,23,26,27については、焼結
後、表1に示す条件で、熱間静水圧処理を施した。その
後、得られた焼結体を研削あるいは研磨等の加工を施す
ことで、熱膨張係数測定用、平均放射率測定用及び熱伝
導率測定用の各サンプルを得た。
Sample No. 10-15,1
Regarding 8, 19, 22, 23, 26 and 27, hot isostatic treatment was performed under the conditions shown in Table 1 after sintering. Thereafter, the obtained sintered body was subjected to processing such as grinding or polishing to obtain samples for thermal expansion coefficient measurement, average emissivity measurement, and thermal conductivity measurement.

【0053】ここで、熱膨張係数測定用サンプル、平均
放射率測定用サンプル、熱伝導率測定用サンプルの大き
さは、それぞれ幅3mm×厚み4mm×長さ15mm、
直径47mm×厚み2mm、 直径10mm×厚み2.
5mmとし、表1に示す表面粗さRaは、平均放射率測
定用サンプルの上面及び下面の表面粗さである。
Here, the size of the sample for measuring the thermal expansion coefficient, the sample for measuring the average emissivity, and the sample for measuring the thermal conductivity are 3 mm in width × 4 mm in thickness × 15 mm in length, respectively.
Diameter 47 mm x thickness 2 mm, diameter 10 mm x thickness 2.
And 5 mm, the surface roughness R a in Table 1 is a top and bottom surface of the surface roughness of the average emissivity measurement sample.

【0054】また、比較例として、アルミナ質セラミッ
クス及び石英より形成された上記各サンプルも準備し
た。
As a comparative example, the above-mentioned samples made of alumina ceramics and quartz were also prepared.

【0055】ここで、熱膨張係数測定用サンプルを用
い、JIS R 1618(1994)に準拠して0〜
20℃における熱膨張係数を測定した。
Here, a sample for measuring the coefficient of thermal expansion is used, and 0 to 0 in accordance with JIS R 1618 (1994).
The thermal expansion coefficient at 20 ° C. was measured.

【0056】また、平均放射率については、遠赤外線分
光放射計(日本電子(株)製(JIE−E500))に
平均放射率測定用サンプルをセットし、該サンプルの表
面温度を36℃としたときの波長3.33〜25.42
μmにおける平均放射率を算出した。
Regarding the average emissivity, a sample for average emissivity measurement was set in a far infrared spectroradiometer (JIE-E500 manufactured by JEOL Ltd.), and the surface temperature of the sample was set to 36 ° C. Wavelength 3.33 to 25.42
The average emissivity in μm was calculated.

【0057】また、熱伝導率測定用サンプルを用い、J
IS R 1611(1991)に準拠して室温におけ
る熱伝導率を測定した。
Further, using a sample for measuring thermal conductivity, J
The thermal conductivity at room temperature was measured according to ISR 1611 (1991).

【0058】上記サンプルの熱膨張係数、平均放射率、
熱伝導率の測定結果を表1に示す。
Coefficient of thermal expansion, average emissivity,
Table 1 shows the measurement results of the thermal conductivity.

【0059】[0059]

【表1】 [Table 1]

【0060】表1からわかるように本発明の低熱膨張セ
ラミックスであるNo.1〜8,10〜14,16〜2
7の熱膨張係数は、1×10-6/℃以下と低い上、平均
放射率も80%以上と高く良好である。また、上記No
1〜8,10〜14,16〜27の熱伝導率も3W/m
・k以上と高く良好である。
As can be seen from Table 1, No. 1 which is the low thermal expansion ceramics of the present invention. 1-8, 10-14, 16-2
The coefficient of thermal expansion of No. 7 is as low as 1 × 10 −6 / ° C. or less, and the average emissivity is 80% or more, which is good. Also, the above No
The thermal conductivity of 1-8, 10-14, 16-27 is also 3 W / m
・ Higher than k and good.

【0061】(実施例2)先ず、表2に示すガラスセラ
ミックスの組成となるようにガラス原料を秤量、調合
し、坩堝に入れた後、温度1450℃で7時間、撹拌し
ながら溶融し、清澄な状態の原ガラスを得た。この溶融
された原ガラスを鋳込み成形により成形し、除歪のため
徐冷した。
Example 2 First, glass raw materials were weighed and mixed so as to have the composition of the glass ceramics shown in Table 2, put in a crucible, and then melted with stirring at a temperature of 1450 ° C. for 7 hours and clarified. A raw glass in a simple state was obtained. The melted raw glass was cast by casting and gradually cooled to remove strain.

【0062】次いで、徐冷された上記原ガラスを温度7
00℃で保持し、結晶核を生成させた。結晶核生成終了
後、温度830℃で結晶化させた後、50℃/hr以下
の速度で徐冷した。その後、得られたガラスセラミック
スを研削あるいは研磨等の加工を施すことで、熱膨張係
数測定用、平均放射率測定用及び熱伝導率測定用の各サ
ンプルを得た。
Next, the slowly cooled raw glass is heated to a temperature of 7
It was kept at 00 ° C to generate crystal nuclei. After the crystal nucleation was completed, the crystals were crystallized at a temperature of 830 ° C. and then gradually cooled at a rate of 50 ° C./hr or less. Then, the obtained glass ceramics were subjected to processing such as grinding or polishing to obtain samples for thermal expansion coefficient measurement, average emissivity measurement, and thermal conductivity measurement.

【0063】ここで、熱膨張係数測定用サンプル、平均
放射率測定用サンプル、熱伝導率測定用サンプルの大き
さは、それぞれ幅3mm×厚み4mm×長さ15mm、
直径47mm×厚み2mm、 直径10mm×厚み2.
5mmとし、表1に示す表面粗さRaは、平均放射率測
定用サンプルの上面及び下面の表面粗さである。
Here, the size of the thermal expansion coefficient measuring sample, the average emissivity measuring sample, and the thermal conductivity measuring sample were 3 mm wide × 4 mm thick × 15 mm long, respectively.
Diameter 47 mm x thickness 2 mm, diameter 10 mm x thickness 2.
And 5 mm, the surface roughness R a in Table 1 is a top and bottom surface of the surface roughness of the average emissivity measurement sample.

【0064】ここで、熱膨張係数測定用サンプルを用
い、JIS R 1618(1994)に準拠して0〜
20℃における熱膨張係数を測定した。
Here, a sample for measuring the coefficient of thermal expansion is used, and it is 0 to 0 in accordance with JIS R 1618 (1994).
The thermal expansion coefficient at 20 ° C. was measured.

【0065】また、平均放射率については、遠赤外線分
光放射計(日本電子(株)製(JIE−E500))に
平均放射率測定用サンプルをセットし、該サンプルの表
面温度を36℃としたときの波長3.33〜25.42
μmにおける平均放射率を算出した。
Regarding the average emissivity, a sample for measuring the average emissivity was set in a far infrared spectroradiometer (JIE-E500, manufactured by JEOL Ltd.), and the surface temperature of the sample was set to 36 ° C. Wavelength 3.33 to 25.42
The average emissivity in μm was calculated.

【0066】また、熱伝導率測定用サンプルを用い、J
IS R 1611(1991)に準拠して室温におけ
る熱伝導率を測定した後、蛍光X線分析装置(日本フィ
リップス社製(PW−1404))により主結晶相及び
Li2O以外の副成分の比率、原子吸光分析装置(セイ
コー電子工業社製(SAS7500))によりLi2
の比率を測定した。
Further, using a sample for measuring thermal conductivity, J
After measuring the thermal conductivity at room temperature in accordance with ISR 1611 (1991), the ratio of the main crystal phase and the subcomponents other than Li 2 O was measured by a fluorescent X-ray analyzer (PW-1404 manufactured by Nippon Phillips). , Li 2 O by atomic absorption spectrometer (Seiko Denshi Kogyo (SAS7500))
Was measured.

【0067】上記サンプルの熱膨張係数、平均放射率、
熱伝導率並びに主結晶相及び副成分の比率を測定した結
果を表2に示す。
Coefficient of thermal expansion, average emissivity,
Table 2 shows the results of measuring the thermal conductivity and the ratios of the main crystal phase and the subcomponents.

【0068】[0068]

【表2】 [Table 2]

【0069】表2からわかるように本発明の低熱膨張セ
ラミックスであるNo.1〜45の熱膨張係数はは、い
ずれも1×10-6/℃以下と低い上、平均放射率も80
%以上と高く良好である。また、上記No.1〜45の
熱伝導率も3W/m・k以上と高く良好である。
As can be seen from Table 2, No. 1 which is the low thermal expansion ceramics of the present invention. The coefficient of thermal expansion of 1 to 45 is as low as 1 × 10 −6 / ° C. or less, and the average emissivity is 80.
%, Which is high and good. In addition, the above No. The thermal conductivity of 1 to 45 is as high as 3 W / m · k or more, which is excellent.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上のように、0〜20℃における熱膨
張係数が1×10-6/℃以下であって、波長3.33〜
25.42μmにおける平均放射率が80%以上である
低熱膨張セラミックスとすることで、材質そのものが熱
による変形を低減できるとともに、輻射による伝熱を大
きくすることができるため、半導体製造装置用部品に用
いると、露光転写精度の低下を未然に防ぐことができ
る。
As described above, the coefficient of thermal expansion at 0 to 20 ° C. is 1 × 10 −6 / ° C. or less and the wavelength is 3.33 to
By using low thermal expansion ceramics having an average emissivity of 80% or more at 25.42 μm, it is possible to reduce deformation of the material itself due to heat and increase heat transfer due to radiation. By using it, it is possible to prevent deterioration of exposure and transfer accuracy.

【0071】また、室温における熱伝導率を3.0W/
m・k以上とすることで、熱伝導による伝熱を大きくす
ることができるため、半導体製造装置用部品に用いる
と、同様に露光転写精度の低下を未然に防ぐことができ
る。
The thermal conductivity at room temperature is 3.0 W /
By setting m / k or more, heat transfer due to heat conduction can be increased. Therefore, when it is used for a semiconductor manufacturing apparatus component, similarly, it is possible to prevent deterioration of exposure transfer accuracy.

【0072】また、波長3.33〜25.42μmにお
ける平均放射率が94%以上であるコージェライト粉末
に対し、希土類酸化物粉末を1〜20重量%の割合で添
加、混合して得られた混合粉末を所望の成形手段で成形
した後、温度1100〜1450℃で焼成することで、
波長3.33〜25.42μmにおける平均放射率が8
0%以上であって、しかも0〜20℃における熱膨張係
数が1×10-6/℃以下の緻密な焼結体を得ることがで
きる。
The rare earth oxide powder was added to and mixed with cordierite powder having an average emissivity of 94% or more at a wavelength of 3.33 to 25.42 μm. After molding the mixed powder by a desired molding means, by firing at a temperature of 1100 to 1450 ° C.,
The average emissivity at a wavelength of 3.33 to 25.42 μm is 8
It is possible to obtain a dense sintered body having a thermal expansion coefficient of 0% or more and a thermal expansion coefficient of 1 × 10 −6 / ° C. or less at 0 to 20 ° C.

【0073】さらに、本発明のミラーは、上記低熱膨張
セラミックスを用いたミラーであって、真空中で使用さ
れることで、ミラーそのものが熱による変形を低減でき
るとともに、輻射による伝熱を大きくすることができる
ため、例えば、真空が要求される装置内の所定位置にミ
ラーを配置した場合、その装置の信頼性を向上させるこ
とができる。
Further, the mirror of the present invention is a mirror using the above low thermal expansion ceramics, and when used in a vacuum, the mirror itself can reduce deformation due to heat and increase heat transfer by radiation. Therefore, for example, when the mirror is arranged at a predetermined position in the device where a vacuum is required, the reliability of the device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の低熱膨張セラミックスを用いた極紫外
線縮小投影露光装置を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an extreme ultraviolet reduction projection exposure apparatus using a low thermal expansion ceramics of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 :照明光学系 2 :レチクル(マスク) 3 :レチクルステージ 4 :ミラー 5 :ウエハ 6 :ウエハステージ 7 :ウエハステージ位置計測用ミラー 8 :チャンバ 1: Illumination optical system 2: Reticle (mask) 3: Reticle stage 4: Mirror 5: Wafer 6: Wafer stage 7: Mirror for wafer stage position measurement 8: Chamber

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】0〜20℃における熱膨張係数が1×10
-6/℃以下であって、波長3.33〜25.42μmに
おける平均放射率が80%以上であることを特徴とする
低熱膨張セラミックス。
1. The coefficient of thermal expansion at 0 to 20 ° C. is 1 × 10.
-6 / ° C or less and an average emissivity at a wavelength of 3.33 to 25.42 µm is 80% or more, a low thermal expansion ceramics.
【請求項2】室温における熱伝導率が3W/m・k以上
であることを特徴とする請求項1に記載の低熱膨張セラ
ミックス。
2. The low thermal expansion ceramics according to claim 1, which has a thermal conductivity of 3 W / m · k or more at room temperature.
【請求項3】波長3.33〜25.42μmにおける平
均放射率が94%以上であるコージェライト粉末に対
し、希土類酸化物粉末を1〜20重量%の割合で添加、
混合して得られた混合粉末を所望の成形手段で成形した
後、温度1100〜1450℃で焼成することにより得
られることを特徴とする低熱膨張セラミックス。
3. A rare earth oxide powder is added at a ratio of 1 to 20% by weight to cordierite powder having an average emissivity of 94% or more at a wavelength of 3.33 to 25.42 μm,
A low thermal expansion ceramics characterized by being obtained by molding the mixed powder obtained by mixing with a desired molding means and then firing at a temperature of 1100 to 1450 ° C.
【請求項4】請求項1乃至3のいずれかに記載の低熱膨
張セラミックスからなることを特徴とする半導体製造装
置用部品。
4. A component for a semiconductor manufacturing apparatus, which is made of the low thermal expansion ceramics according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】請求項1乃至3のいずれかに記載の低熱膨
張セラミックスからなり、真空中で使用されることを特
徴とするミラー。
5. A mirror comprising the low thermal expansion ceramics according to claim 1 and used in a vacuum.
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