JP2014019628A - 低熱膨張セラミックス、露光装置用ステージおよび低熱膨張セラミックスの製造方法 - Google Patents
低熱膨張セラミックス、露光装置用ステージおよび低熱膨張セラミックスの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】温度上昇に対して膨張する正膨張材料および温度上昇に対して収縮する負膨張材料が複合されてなる低熱膨張セラミックスであって、負膨張材料は、リン酸タングステン酸ジルコニウムまたはタングステン酸ジルコニウムからなる。このように、負膨張材料としてユークリプタイトを用いないことでマイクロクラックを前提としないため、マイクロクラックに起因する平面度の経時変化を防止できる。また、耐薬品性を向上できる。
【選択図】図1
Description
本発明の低熱膨張セラミックス(以下、低熱膨張セラミックス)は、正膨張材料および負膨張材料により複合されて形成されている。正膨張材料は、温度上昇に対して膨張する材料である。負膨張材料は、温度上昇に対して収縮する材料である。
次に、上記のように構成される低熱膨張セラミックスの製造方法を説明する。まず、リン酸タングステン酸ジルコニウムまたはタングステン酸ジルコニウムからなる負膨張材料の原料を所定の配合で混合する。リン酸タングステン酸ジルコニウムのリン源としてはリン酸塩が好ましく、リン酸カルシウム、リン酸ナトリウムなどが挙げられるが、仮焼後に仮焼体内に不純物として残留しないリン酸アンモニウムがより好ましい。タングステン源としては三酸化タングステンや、タングステン酸塩、例えばタングステン酸アンモニウムなどが好ましい。ジルコニウム源としては、ジルコニウム化合物が好ましく、ジルコニアや塩化ジルコニウムがより好ましい。
ユークリプタイトの膨張率より負側への膨張率が大きい負膨張材料を正熱膨張材料と複合させることについては、正膨張と負膨張の差が大きすぎて異常な亀裂が発生しうるため、従来は低熱膨張材料として実現できなかった。これは負膨張材料が十分に焼結できていないことに一因がある。すなわち、負膨張材料は、その粒子が粗大すぎると焼結しにくく、微粒過ぎても焼結しにくい。
上記の製造方法に基づき、表1〜表4に示す配合量で、負膨張材料と正膨張材料とを配合し、低熱膨張セラミックスを作製した。そして、得られた焼結体の試料をアルキメデス法により相対密度を測定した。また、得られた低熱膨張セラミックスの20〜100℃での熱膨張率を測定したところ、−2.0×10−6(1/K)以上2.0×10−6(1/K)以下の範囲にあることを確認できた。熱膨張係数は、JIS R3251「低膨張ガラスのレーザ干渉計による線膨張率の測定方法」に規定されている方法により測定した。
2 焼結粒子
Claims (6)
- 温度上昇に対して膨張する正膨張材料および温度上昇に対して収縮する負膨張材料が複合されてなる低熱膨張セラミックスであって、
負膨張材料は、リン酸タングステン酸ジルコニウムまたはタングステン酸ジルコニウムからなることを特徴とする低熱膨張セラミックス。 - 正膨張材料は、酸化アルミニウム、酸化チタンまたは酸化イットリウムからなることを特徴とする請求項1記載の低熱膨張セラミックス。
- 半導体製造工程に用いられ、請求項1または請求項2記載の低熱膨張セラミックスで形成されることを特徴とする露光装置用ステージ。
- 温度上昇に対して膨張する正膨張材料および温度上昇に対して収縮する負膨張材料が複合されてなる低熱膨張セラミックスの製造方法であって、
リン酸タングステン酸ジルコニウムまたはタングステン酸ジルコニウムからなる負膨張材料の原料を混合する工程と、
前記混合された負膨張材料の原料を仮焼する工程と、
前記負膨張材料の仮焼体を粉砕し、正膨張材料を添加して混合する工程と、
前記混合された材料を成形し、大気雰囲気で焼成する工程と、を含むことを特徴とする低熱膨張セラミックスの製造方法。 - 前記焼成の工程での焼成温度は、1300℃以下であることを特徴とする請求項4記載の低熱膨張セラミックスの製造方法。
- 前記焼成の工程での昇温速度は、100℃/hr以上800℃/hr以下であることを特徴とする請求項4または請求項5記載の低熱膨張セラミックスの製造方法。
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