JP2016155705A - Corrosion-resistant member, method for producing the same and electrostatic chuck member - Google Patents

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宣浩 日▲高▼
Nobuhiro Hidaka
宣浩 日▲高▼
弘訓 釘本
Hirokuni Kugimoto
弘訓 釘本
恵 大友
Megumi Otomo
恵 大友
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a corrosion-resistant member capable of strengthening an adsorption power when applying an electric field when used for an electrostatic chuck device; a method for producing the corrosion-resistant member; and an electrostatic chuck device using the corrosion-resistant member.SOLUTION: There is provided a corrosion-resistant member which comprises at least one selected from ReAlO(Re is a rare earth element), a rare earth oxynitride, an aluminum oxynitride and a rare earth aluminum oxynitride. There is provided an electrostatic chuck device 10 which electrostatically adsorbs a planar sample W using a ceramic base material 20 containing a corrosion-resistant member and is fixed on the ceramic base material 20. There is provided a method for producing a corrosion-resistant member which comprises a sintering step of sintering a molded product of a raw material mixture prepared by mixing a plurality of raw material powders of ReAlO(Re is a rare earth element) in a nitrogen atmosphere.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、耐食性部材、その耐食性部材の製造方法およびその耐食性部材を使用した静電チャック装置に関し、さらに詳しくは、フッ素系腐食性ガス、塩素系腐食性ガスなどのハロゲン系腐食性ガスおよびこれらのプラズマに対して高い耐食性を有する耐食性部材、その耐食性部材の製造方法およびその耐食性部材を使用した静電チャック装置に関する。   The present invention relates to a corrosion-resistant member, a method for producing the corrosion-resistant member, and an electrostatic chuck device using the corrosion-resistant member, and more particularly, a halogen-based corrosive gas such as a fluorine-based corrosive gas and a chlorine-based corrosive gas, and these The present invention relates to a corrosion-resistant member having high corrosion resistance against plasma, a method for producing the corrosion-resistant member, and an electrostatic chuck device using the corrosion-resistant member.

IC、LSI、VLSIなどの半導体装置の製造ラインには、フッ素系腐食性ガス、塩素系腐食性ガスなどのハロゲン系腐食性ガスおよびこれらのプラズマを用いる工程がある。これらの工程では、静電チャック装置により固定された半導体ウエハに対して、たとえば、ドライエッチング、プラズマエッチング、クリーニングなどの処理が実施される。これらの処理には、CF、SF、HF、NF、Fなどのフッ素系ガスや、Cl、SiCl、BCl、HClなどの塩素系ガス、それらのガスのプラズマなどが使用される。これらの腐食性ガスやプラズマは腐食性が高いため、これらの腐食性ガスやプラズマによる静電チャック装置の腐食が問題となっている。そこで、従来は、静電チャック装置に用いる耐食性材料として、イットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAl12、以下、YAGと略す)やイットリウム以外の希土類酸化物を添加したYAGが使用されていた(例えば、特許文献1および2参照)。 A production line for semiconductor devices such as IC, LSI, VLSI, and the like includes processes using halogen-based corrosive gases such as fluorine-based corrosive gases and chlorine-based corrosive gases, and plasmas thereof. In these processes, processes such as dry etching, plasma etching, and cleaning are performed on the semiconductor wafer fixed by the electrostatic chuck device. For these treatments, fluorine-based gases such as CF 4 , SF 6 , HF, NF 3 , and F 2 , chlorine-based gases such as Cl 2 , SiCl 4 , BCl 3 , and HCl, and plasmas of those gases are used. Is done. Since these corrosive gases and plasmas are highly corrosive, corrosion of the electrostatic chuck apparatus by these corrosive gases and plasmas is a problem. Therefore, conventionally, YAG added with yttrium aluminum garnet (Y 3 Al 5 O 12 , hereinafter abbreviated as YAG) or a rare earth oxide other than yttrium has been used as a corrosion-resistant material used in the electrostatic chuck device. (For example, refer to Patent Documents 1 and 2).

特開平10−236871号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-236871 特開平11−157916号公報JP-A-11-157916

特許文献1および2に記載されている耐食性部材は、フッ素系腐食性ガス、塩素系腐食性ガスなどのハロゲン系腐食性ガスおよびこれらのプラズマに対して高い耐腐食性を有する。これらの耐食性部材は、とくに静電チャック装置に使用されるので、腐食性が高いのみならず、静電チャック装置に使用した場合、電界を印加したときの耐食性部材の吸着力が強いことが重要である。そこで、本発明は、静電チャック装置に使用した場合、電界を印加したときの吸着力を強くすることができる耐食性部材、その耐食性部材の製造方法およびその耐食性部材を使用した静電チャック装置を提供することを目的とする。   The corrosion-resistant members described in Patent Documents 1 and 2 have high corrosion resistance against halogen-based corrosive gases such as fluorine-based corrosive gases and chlorine-based corrosive gases and their plasmas. These corrosion-resistant members are particularly used in electrostatic chuck devices, so that they are not only highly corrosive, but when used in electrostatic chuck devices, it is important that the corrosion-resistant members have a strong adsorption force when an electric field is applied. It is. Accordingly, the present invention provides a corrosion-resistant member capable of increasing the attractive force when an electric field is applied when used in an electrostatic chuck device, a method for manufacturing the corrosion-resistant member, and an electrostatic chuck device using the corrosion-resistant member. The purpose is to provide.

従来、ペロブスカイト型化合物の多くは、正方晶、斜方晶、三方晶などの立方格子から歪んだ構造を有しているため、強誘電性を示し、強い電界が印加される静電チャック装置の用途には不適当であると考えられていた。しかし、本発明者らは、ReAlO(Reは希土類元素)は、斜方晶ペロブスカイト型構造(LaAlO型構造)であるにも関わらず、静電チャック装置の用途に好適であることを見出した。さらに、本発明者らは、希土類オキシナイトライド、アルミニウムオキシナイトライドおよび希土類アルミニウムオキシナイトライドからなる群から選択される少なくとも1種を、ReAlO(Reは希土類元素)に含有させることによって、静電チャック装置に使用した場合、電界を印加したときの吸着力をさらに強くすることができることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]ReAlO(Reは希土類元素)と、希土類オキシナイトライド、アルミニウムオキシナイトライドおよび希土類アルミニウムオキシナイトライドからなる群から選択される少なくとも1種とを含む耐食性部材。
[2]耐食性部材が、複数の結晶粒と、隣接する2つの該結晶粒の間に存在する粒界とを含み、希土類オキシナイトライド、アルミニウムオキシナイトライドおよび希土類アルミニウムオキシナイトライドからなる群から選択される少なくとも1種が、少なくとも粒界に存在する上記[1]に記載の耐食性部材。
[3]Reが、イットリウム(Y)、ランタン(La)、プラセオジウム(Pr)、ネオジウム(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)およびルテチウム(Lu)からなる群から選択される少なくとも1種である上記[1]または[2]に記載の耐食性部材。
[4]40Hz以下の周波数における比誘電率が45以上であり、損失正接(tanδ)が0.1以下である上記[1]〜[3]のいずれか1つに記載の耐食性部材。
[5]結晶粒の平均粒径が2.0μm以上20μm以下である上記[1]〜[4]のいずれか1つに記載の耐食性部材。
[6]上記[1]〜[5]のいずれか1つに記載の耐食性部材を含む静電チャック装置。
[7]ReAlO(Reは希土類元素)の複数の原料粉体を混合して作製した原料混合物の成形体を窒素雰囲気内で焼成する焼成工程を含む耐食性部材の製造方法。
Conventionally, many perovskite compounds have a structure distorted from cubic lattices such as tetragonal, orthorhombic, and trigonal crystals, so that they exhibit ferroelectricity and electrostatic chuck devices to which a strong electric field is applied. It was considered unsuitable for use. However, the present inventors have found that ReAlO 3 (Re is a rare earth element) is suitable for the use of an electrostatic chuck device despite having an orthorhombic perovskite structure (LaAlO 3 structure). It was. Furthermore, the present inventors have added at least one selected from the group consisting of rare earth oxynitride, aluminum oxynitride, and rare earth aluminum oxynitride to ReAlO 3 (Re is a rare earth element), so that The inventors have found that when used in an electric chuck apparatus, the attractive force when an electric field is applied can be further increased, and the present invention has been completed. That is, the present invention is as follows.
[1] A corrosion-resistant member containing ReAlO 3 (Re is a rare earth element) and at least one selected from the group consisting of rare earth oxynitrides, aluminum oxynitrides, and rare earth aluminum oxynitrides.
[2] The corrosion-resistant member includes a plurality of crystal grains and a grain boundary existing between two adjacent crystal grains, and is selected from the group consisting of rare earth oxynitride, aluminum oxynitride, and rare earth aluminum oxynitride. The corrosion-resistant member according to [1], wherein at least one selected is present at least at a grain boundary.
[3] Re is yttrium (Y), lanthanum (La), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pm), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb) [1] or [2], which is at least one selected from the group consisting of dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium (Yb) and lutetium (Lu) The corrosion-resistant member as described in 1.
[4] The corrosion-resistant member according to any one of [1] to [3], wherein a relative dielectric constant at a frequency of 40 Hz or less is 45 or more and a loss tangent (tan δ) is 0.1 or less.
[5] The corrosion-resistant member according to any one of [1] to [4], wherein the average grain size of the crystal grains is 2.0 μm or more and 20 μm or less.
[6] An electrostatic chuck device including the corrosion-resistant member according to any one of [1] to [5].
[7] A method for producing a corrosion-resistant member including a firing step of firing a molded body of a raw material mixture prepared by mixing a plurality of raw material powders of ReAlO 3 (Re is a rare earth element) in a nitrogen atmosphere.

本発明によれば、静電チャック装置に使用した場合、電界を印加したときの吸着力を強くすることができる耐食性部材、その耐食性部材の製造方法およびその耐食性部材を使用した静電チャック装置を提供することができる。   According to the present invention, when used in an electrostatic chuck device, there is provided a corrosion-resistant member capable of strengthening an attractive force when an electric field is applied, a method for manufacturing the corrosion-resistant member, and an electrostatic chuck device using the corrosion-resistant member. Can be provided.

図1は、本発明の静電チャック装置の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing an example of the electrostatic chuck device of the present invention.

[耐食性部材]
本発明の耐食性部材は、ReAlOと、希土類オキシナイトライド、アルミニウムオキシナイトライドおよび希土類アルミニウムオキシナイトライドからなる群から選択される少なくとも1種とを含む。ここで、Reは希土類元素を示す。これにより、本発明の耐食性部材の比誘電率は高くなる。なお、本発明の耐食性部材中の希土類オキシナイトライド、アルミニウムオキシナイトライドおよび希土類アルミニウムオキシナイトライドからなる群から選択される少なくとも1種は、結晶質でも非結晶質でもよい。
[Corrosion resistant material]
The corrosion-resistant member of the present invention contains ReAlO 3 and at least one selected from the group consisting of rare earth oxynitride, aluminum oxynitride, and rare earth aluminum oxynitride. Here, Re represents a rare earth element. Thereby, the dielectric constant of the corrosion-resistant member of the present invention is increased. Note that at least one selected from the group consisting of rare earth oxynitride, aluminum oxynitride and rare earth aluminum oxynitride in the corrosion-resistant member of the present invention may be crystalline or amorphous.

本発明の耐食性部材におけるReAlOのReは、イットリウム(Y)、ランタン(La)、プラセオジウム(Pr)、ネオジウム(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)およびルテチウム(Lu)からなる群から選択される少なくとも1種である。耐食性部材の比誘電率および体積抵抗率が高くなる点および誘電損失が低くなる点から好ましいReは、ランタン(La)、ネオジウム(Nd)およびサマリウム(Sm)からなる群から選択される少なくとも1種である。 Re of ReAlO 3 in the corrosion resistant member of the present invention is yttrium (Y), lanthanum (La), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pm), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd). ), Terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium (Yb) and lutetium (Lu). Re, which is preferable from the viewpoint that the relative permittivity and volume resistivity of the corrosion-resistant member are high and the dielectric loss is low, is at least one selected from the group consisting of lanthanum (La), neodymium (Nd) and samarium (Sm). It is.

本発明の耐食性部材は、複数の結晶粒と、隣接する2つの結晶粒の間に存在する粒界とを含み、本発明の耐食性部材中の希土類オキシナイトライド、アルミニウムオキシナイトライドおよび希土類アルミニウムオキシナイトライドからなる群から選択される少なくとも1種は、好ましくは、少なくとも粒界に存在する。これにより、粒界部分の自発分極率を向上させることができ、耐食性部材の比誘電率をさらに高くすることができる。また、本発明の耐食性部材中の希土類オキシナイトライド、アルミニウムオキシナイトライドおよび希土類アルミニウムオキシナイトライドからなる群から選択される少なくとも1種は、結晶粒内のReAlOに固溶していてもよい。 The corrosion resistant member of the present invention includes a plurality of crystal grains and a grain boundary existing between two adjacent crystal grains, and the rare earth oxynitride, aluminum oxynitride, and rare earth aluminum oxynitride in the corrosion resistant member of the present invention. At least one selected from the group consisting of nitrides is preferably present at least at the grain boundaries. Thereby, the spontaneous polarizability of the grain boundary part can be improved, and the relative dielectric constant of the corrosion-resistant member can be further increased. Further, at least one selected from the group consisting of rare earth oxynitride, aluminum oxynitride and rare earth aluminum oxynitride in the corrosion resistant member of the present invention may be dissolved in ReAlO 3 in the crystal grains. .

本発明の耐食性部材は多結晶体であり、多結晶体における結晶粒の平均粒径は、好ましくは2.0μm以上20μm以下であり、より好ましくは2.0μm以上10μm以下であり、さらに好ましくは3.0μm以上6.0μm以下である。結晶粒の平均粒径が2.0μm以上20μm以下であると、耐食性部材を緻密にすることができるとともに、耐食性部材の比誘電率を向上させるのに十分な割合の粒界相を耐食性部材に形成させることができる。また、クラックの伝播が不規則になるので耐食性部材の破壊靱性を高くなる。なお、結晶粒の平均粒径は、走査型顕微鏡を使用して、1000倍スケールで100μm×70μmの長方形の範囲を10箇所観察し、それぞれの長方形の範囲内にある結晶粒の最大粒径を測定し、測定した結晶粒の最大粒径の平均値を算出することによって測定する。   The corrosion-resistant member of the present invention is a polycrystal, and the average grain size of the crystal grains in the polycrystal is preferably 2.0 μm or more and 20 μm or less, more preferably 2.0 μm or more and 10 μm or less, and further preferably It is 3.0 micrometers or more and 6.0 micrometers or less. When the average grain size of the crystal grains is 2.0 μm or more and 20 μm or less, the corrosion-resistant member can be made dense, and a sufficient amount of grain boundary phase to improve the relative dielectric constant of the corrosion-resistant member is used as the corrosion-resistant member. Can be formed. Moreover, since the propagation of cracks is irregular, the fracture toughness of the corrosion-resistant member is increased. The average grain size of the crystal grains was observed at 10 points of a 100 μm × 70 μm rectangular range on a 1000 times scale using a scanning microscope, and the maximum grain size of each crystal grain within the rectangular range was determined. It is measured by calculating the average value of the maximum grain sizes of the measured crystal grains.

本発明の耐食性部材におけるReAlOの割合は、好ましくは25質量%以上99質量%以下であり、より好ましくは50質量%以上99質量%以下であり、さらに好ましくは75質量%以上99質量%以下である。耐食性部材におけるReAlOの割合が25質量%以上99質量%以下であると、耐食性部材の比誘電率を高くすることができる。 The proportion of ReAlO 3 in the corrosion-resistant member of the present invention is preferably 25% by mass to 99% by mass, more preferably 50% by mass to 99% by mass, and further preferably 75% by mass to 99% by mass. It is. When the ratio of ReAlO 3 in the corrosion-resistant member is 25% by mass or more and 99% by mass or less, the relative dielectric constant of the corrosion-resistant member can be increased.

本発明の耐食性部材の40Hzの周波数における比誘電率は、好ましくは45以上であり、より好ましくは47以上であり、さらに好ましくは48以上である。本発明の耐食性部材における比誘電率が45以上であると、電界を印加したときの耐食性部材の吸着力を強くすることができる。   The relative dielectric constant of the corrosion-resistant member of the present invention at a frequency of 40 Hz is preferably 45 or more, more preferably 47 or more, and further preferably 48 or more. When the relative dielectric constant of the corrosion-resistant member of the present invention is 45 or more, the adsorption force of the corrosion-resistant member when an electric field is applied can be increased.

本発明の耐食性部材の40Hzの周波数における損失正接(tanδ)は、好ましくは0.1以下であり、より好ましくは0.05以下であり、さらに好ましくは0.01以下である。耐食性部材の40Hzの周波数における損失正接(tanδ)が0.1以下であると、電界を除去したときの静電チャック装置の脱離特性を良好にすることができる。   The loss tangent (tan δ) at a frequency of 40 Hz of the corrosion-resistant member of the present invention is preferably 0.1 or less, more preferably 0.05 or less, and still more preferably 0.01 or less. When the loss tangent (tan δ) at a frequency of 40 Hz of the corrosion-resistant member is 0.1 or less, the desorption characteristics of the electrostatic chuck device when the electric field is removed can be improved.

本発明の耐食性部材の固有体積抵抗値は、好ましくは1×1013Ω・cm以上であり、より好ましくは1×1014Ω・cm以上であり、さらに好ましくは1×1015Ω・cm以上である。耐食性部材の1×1013Ω・cm以上であると、電界を除去したときの静電チャック装置の脱離特性を良好にすることができる。 The intrinsic volume resistance value of the corrosion-resistant member of the present invention is preferably 1 × 10 13 Ω · cm or more, more preferably 1 × 10 14 Ω · cm or more, and further preferably 1 × 10 15 Ω · cm or more. It is. When the electric resistance is 1 × 10 13 Ω · cm or more of the corrosion-resistant member, the desorption characteristic of the electrostatic chuck device when the electric field is removed can be improved.

本発明の耐食性部材の曲げ強度は、好ましくは160MPa以上であり、より好ましくは180MPa以上であり、さらに好ましくは200MPa以上である。ここで、曲げ強度は、JIS R1601に準拠して、4点曲げ試験により測定した値である。耐食性部材の曲げ強度が160MPa以上であると、耐食性部材を静電チャック装置に使用した場合、強度に関して実用上の問題は生じない。   The bending strength of the corrosion-resistant member of the present invention is preferably 160 MPa or more, more preferably 180 MPa or more, and further preferably 200 MPa or more. Here, the bending strength is a value measured by a four-point bending test in accordance with JIS R1601. When the corrosion-resistant member has a bending strength of 160 MPa or more, when the corrosion-resistant member is used in an electrostatic chuck device, there is no practical problem regarding strength.

本発明の耐食性部材における相対密度は、好ましくは98%以上であり、より好ましくは98.5%以上であり、さらに好ましくは99%以上である。耐食性部材における相対密度が98%以上であると、耐食性部材の強度を高くし、耐食性部材の比誘電率を高くすることができる。   The relative density in the corrosion-resistant member of the present invention is preferably 98% or more, more preferably 98.5% or more, and further preferably 99% or more. When the relative density of the corrosion-resistant member is 98% or more, the strength of the corrosion-resistant member can be increased, and the relative dielectric constant of the corrosion-resistant member can be increased.

1mmの厚さを有し、ウエハ載置面の温度が25℃である本発明の耐食性部材に2.0kVの電圧60秒間を印加して、1インチのシリコンウエハを、耐食性部材に吸着させたきの吸着力は、好ましくは60torr以上であり、より好ましくは100torr以上であり、さらに好ましくは120torr以上であり、とくに好ましくは130torr以上である。吸着力が60torr以上であると、シリコンウエハなどの基板を耐食性部材に確実に固定させることができる。   A 1-inch silicon wafer is adsorbed to the corrosion-resistant member by applying a voltage of 2.0 kV for 60 seconds to the corrosion-resistant member of the present invention having a thickness of 1 mm and a wafer mounting surface temperature of 25 ° C. The adsorption force is preferably 60 torr or more, more preferably 100 torr or more, still more preferably 120 torr or more, and particularly preferably 130 torr or more. When the suction force is 60 torr or more, a substrate such as a silicon wafer can be reliably fixed to the corrosion-resistant member.

1mmの厚さを有し、ウエハ載置面の温度が25℃である本発明の耐食性部材に2.0kVの電圧を60秒間印加して、1インチのシリコンウエハを耐食性部材に吸着させた後、電圧の印加を止めたときの残留吸着力は、好ましくは15torr以下であり、より好ましくは10torr以下であり、さらに好ましくは8torr以下であり、特に好ましくは6torr以下である。残留吸着力が15torr以下であると、シリコンウエハなどの基板の処理が終わった後、基板を耐食性部材から容易に取り外すことができる。   After applying a voltage of 2.0 kV to the corrosion-resistant member of the present invention having a thickness of 1 mm and a temperature of the wafer mounting surface of 25 ° C. for 60 seconds to adsorb the 1-inch silicon wafer to the corrosion-resistant member The residual adsorptive power when application of voltage is stopped is preferably 15 torr or less, more preferably 10 torr or less, still more preferably 8 torr or less, and particularly preferably 6 torr or less. When the residual adsorption force is 15 torr or less, the substrate can be easily detached from the corrosion-resistant member after the processing of the substrate such as a silicon wafer is finished.

[耐食性部材の製造方法]
本発明の耐食性部材の製造方法は、以下の焼成工程および熱処理工程を含む。
[Method of manufacturing corrosion-resistant member]
The manufacturing method of the corrosion-resistant member of the present invention includes the following firing step and heat treatment step.

(焼成工程)
焼成工程は、ReAlO(Reは希土類元素)の複数の原料粉体を混合して作製した原料混合物の成形体を窒素雰囲気内で焼成する。
(Baking process)
In the firing step, a compact of a raw material mixture prepared by mixing a plurality of raw material powders of ReAlO 3 (Re is a rare earth element) is fired in a nitrogen atmosphere.

ReAlO(Reは希土類元素)の複数の原料粉体を混合して作製した原料混合物はたとえば、以下のようにして作製する。酸化アルミニウム粉末および希土類酸化物粉末と溶媒とを混合して、酸化アルミニウム粉末および希土類酸化物粉末を含むスラリーを作製する。酸化アルミニウム粉末および希土類酸化物粉末の平均粒子径は、それぞれ、好ましくは0.01μm以上1.0μm以下であり、より好ましくは0.05μm以上0.5μm以下であり、さらに好ましくは0.1μm以上0.25μm以下である。酸化アルミニウム粉末および希土類酸化物粉末の平均粒子径が0.01μm以上1.0μm以下であると、粉末原料のコストを低減できるとともに、相対密度が高い耐食性部材を得ることができる。また、耐食性部材中のアルミニウムおよび希土類酸化物の偏析を抑制できる。原料として用いられる酸化アルミニウムには、α−酸化アルミニウム、β−酸化アルミニウム、θ−酸化アルミニウムおよびγ−酸化アルミニウムなどが挙げられる。焼結性を考慮すると、これらの酸化アルミニウムの中で、α−酸化アルミニウムが好ましい。なお、平均粒子径は、1次粒子の平均粒子径であり、レーザー回折・散乱法により測定した体積平均粒子径である。 A raw material mixture prepared by mixing a plurality of raw material powders of ReAlO 3 (Re is a rare earth element) is prepared, for example, as follows. The aluminum oxide powder and the rare earth oxide powder are mixed with a solvent to produce a slurry containing the aluminum oxide powder and the rare earth oxide powder. The average particle diameter of the aluminum oxide powder and the rare earth oxide powder is preferably 0.01 μm or more and 1.0 μm or less, more preferably 0.05 μm or more and 0.5 μm or less, and further preferably 0.1 μm or more. It is 0.25 μm or less. When the average particle size of the aluminum oxide powder and the rare earth oxide powder is 0.01 μm or more and 1.0 μm or less, the cost of the powder raw material can be reduced, and a corrosion-resistant member having a high relative density can be obtained. Further, segregation of aluminum and rare earth oxide in the corrosion resistant member can be suppressed. Examples of the aluminum oxide used as a raw material include α-aluminum oxide, β-aluminum oxide, θ-aluminum oxide, and γ-aluminum oxide. In consideration of sinterability, α-aluminum oxide is preferable among these aluminum oxides. The average particle diameter is an average particle diameter of primary particles, and is a volume average particle diameter measured by a laser diffraction / scattering method.

スラリーの作製で使用する溶媒には、たとえば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、トルエン、キシレン、アセトン、塩化メチレン、酢酸エチル、ジメチルホルムアミド、ジエチルエーテルなどが挙げられる。好ましい溶媒は、水、メタノール、エタノール、プロパノールおよびブタノールからなる群から選択される少なくとも1種である。溶媒を用いて酸化アルミニウム粉末および希土類酸化物粉末を混合するので、酸化アルミニウム粉末および希土類酸化物粉末を均一に混合することができる。   Examples of the solvent used in preparing the slurry include water, methanol, ethanol, propanol, butanol, toluene, xylene, acetone, methylene chloride, ethyl acetate, dimethylformamide, diethyl ether and the like. A preferred solvent is at least one selected from the group consisting of water, methanol, ethanol, propanol and butanol. Since the aluminum oxide powder and the rare earth oxide powder are mixed using a solvent, the aluminum oxide powder and the rare earth oxide powder can be mixed uniformly.

酸化アルミニウム粉末および希土類酸化物粉末と溶媒とを混合するとき、分散剤を添加してもよい。分散剤は、酸化アルミニウム粉末および希土類酸化物粉末の表面に吸着して、溶媒中の酸化アルミニウム粉末および希土類酸化物粉末の分散効率を上げるものであれば、とくに限定されない。しかし、耐食性部材中の金属不純物の含有量をできるだけ低減させるために、分散剤は金属イオンを含まないものが好ましい。異粒子同士のヘテロ凝集を防止する観点から、分散剤を添加することが好ましい。   When mixing the aluminum oxide powder and rare earth oxide powder and the solvent, a dispersant may be added. The dispersant is not particularly limited as long as it is adsorbed on the surfaces of the aluminum oxide powder and the rare earth oxide powder to increase the dispersion efficiency of the aluminum oxide powder and the rare earth oxide powder in the solvent. However, in order to reduce the content of metal impurities in the corrosion-resistant member as much as possible, it is preferable that the dispersant does not contain metal ions. From the viewpoint of preventing heteroaggregation of different particles, it is preferable to add a dispersant.

酸化アルミニウム粉末および希土類酸化物粉末と溶媒との混合に使用する装置は、酸化アルミニウム粉末および希土類酸化物粉末を均一に含むスラリーを作製できれば、とくに限定されない。酸化アルミニウム粉末および希土類酸化物粉末と溶媒との混合に使用する装置には、たとえば、ボールミル、ビーズミル、ディスパーミル、ホモジナイザー、振動ミル、サンドグラインドミル、アトライター、超音波分散機、高圧分散機などが挙げられる。たとえば、直径が1mm以上5mm以下の酸化アルミニウム製のメディアを用いたボールミルを使用することができる。このボールミルを使用することにより、耐食性部材の固有体積抵抗値を改善することができる。メディアの直径が小さくなればなるほど、酸化アルミニウム粉末および希土類酸化物粉末の混合および分散の効率が高くなり、耐食性部材の固有体積抵抗値を向上させることができる。また、超音波分散機および高圧分散機などのメディアレス分散機を、酸化アルミニウム粉末および希土類酸化物粉末と溶媒との混合に使用した場合、メディアから発生する不純物を低減できる。このため、半導体製造装置用の耐食性部材を作製するときには、メディアレス分散機を使用することが好ましい。   The apparatus used for mixing the aluminum oxide powder and the rare earth oxide powder and the solvent is not particularly limited as long as a slurry containing the aluminum oxide powder and the rare earth oxide powder uniformly can be produced. Equipment used for mixing aluminum oxide powder and rare earth oxide powder and solvent includes, for example, ball mill, bead mill, disper mill, homogenizer, vibration mill, sand grind mill, attritor, ultrasonic disperser, high pressure disperser, etc. Is mentioned. For example, a ball mill using a medium made of aluminum oxide having a diameter of 1 mm or more and 5 mm or less can be used. By using this ball mill, the specific volume resistance value of the corrosion-resistant member can be improved. The smaller the diameter of the media, the higher the efficiency of mixing and dispersing the aluminum oxide powder and the rare earth oxide powder, and the specific volume resistance value of the corrosion-resistant member can be improved. Moreover, when medialess dispersers such as an ultrasonic disperser and a high-pressure disperser are used for mixing aluminum oxide powder and rare earth oxide powder with a solvent, impurities generated from the media can be reduced. For this reason, when producing a corrosion-resistant member for a semiconductor manufacturing apparatus, it is preferable to use a medialess disperser.

原料混合物の成形体は、たとえば、以下のようにして作製することができる。アルミニウム粉末および希土類酸化物粉末を含む原料混合物は、原料混合物の成形を容易にするために、顆粒状であることが好ましい。したがって、スラリーの乾燥は、スラリーを乾燥するとともに、顆粒を形成する方法で実施されることが好ましい。スラリーの乾燥には、たとえば、噴霧乾燥機、気流乾燥機、流体層などが使用される。混合粉末の顆粒を形成するために、ポリアクリル酸塩などの分散剤、ポリエチレングリコール系消泡剤などの消泡剤、ステアリン酸などの潤滑剤、ポリビニルアルコールなどの結合材、ポリエチレングリコールなどの可塑剤などをスラリーに添加してもよい。そして、得られた原料混合物を金型中で一軸プレスするか、またはゴム型中で静水圧プレスすることにより成形体を得る。   The molded body of the raw material mixture can be produced, for example, as follows. The raw material mixture containing the aluminum powder and the rare earth oxide powder is preferably granular in order to facilitate the forming of the raw material mixture. Therefore, it is preferable that the drying of the slurry is performed by a method of drying the slurry and forming granules. For example, a spray dryer, an air dryer, a fluid layer, or the like is used for drying the slurry. In order to form granules of mixed powder, dispersants such as polyacrylates, antifoaming agents such as polyethylene glycol-based antifoaming agents, lubricants such as stearic acid, binders such as polyvinyl alcohol, plastics such as polyethylene glycol An agent or the like may be added to the slurry. And the molded object is obtained by uniaxially pressing the obtained raw material mixture in a metal mold | die, or isostatic pressing in a rubber mold.

原料混合物の成形体を焼成するときの焼成温度は、好ましくは1400℃以上1600℃以下であり、より好ましくは1420℃以上1500℃以下であり、さらに好ましくは1430℃以上1450℃以下である。焼成温度が1400℃以上1600℃以下であると、異常粒成長を抑制して緻密な焼結体を得ることができるとともに焼結体が溶融することを抑制することができる。上記焼成における焼成時間は、好ましくは1時間以上10時間以下であり、より好ましくは2時間以上6時間以下であり、さらに好ましくは3時間以上5時間以下である。また、焼結体中の希土類酸化物、酸化アルミニウムおよび希土類アルミネートの少なくとも1種の一部を窒化して希土類オキシナイトライド、アルミニウムオキシナイトライドおよび希土類アルミニウムオキシナイトライドの少なくとも1種を生じさせるために、原料混合物の焼成は、窒素雰囲気内で行う。   The firing temperature when firing the molded body of the raw material mixture is preferably 1400 ° C. or higher and 1600 ° C. or lower, more preferably 1420 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower, and further preferably 1430 ° C. or higher and 1450 ° C. or lower. When the firing temperature is 1400 ° C. or higher and 1600 ° C. or lower, abnormal grain growth can be suppressed and a dense sintered body can be obtained, and melting of the sintered body can be suppressed. The firing time in the firing is preferably 1 hour or more and 10 hours or less, more preferably 2 hours or more and 6 hours or less, and further preferably 3 hours or more and 5 hours or less. Further, at least one part of at least one of rare earth oxide, aluminum oxide and rare earth aluminate in the sintered body is nitrided to produce at least one of rare earth oxynitride, aluminum oxynitride and rare earth aluminum oxynitride. Therefore, the firing of the raw material mixture is performed in a nitrogen atmosphere.

成形体の焼成は、常圧焼成でもよいが、より緻密な焼結体を得ることができるという点で加圧焼成であることがより好ましい。加圧焼成には、たとえば熱間静水圧(HIP)焼成、ホットプレス(HP)一軸加圧焼成、超高圧プレス(UHP)多軸加圧焼成などが挙げられる。加圧焼成により成形体を焼成するときの成形体への圧力は、たとえば10MPa以上40MPa以下である。   The compact may be fired at normal pressure, but pressure firing is more preferable in that a denser sintered body can be obtained. Examples of the pressure firing include hot isostatic pressure (HIP) firing, hot press (HP) uniaxial pressure firing, and ultrahigh pressure press (UHP) multiaxial pressure firing. The pressure applied to the molded body when the molded body is fired by pressure firing is, for example, 10 MPa or more and 40 MPa or less.

なお、成形体を焼成する前に成形体を仮焼してもよい。これにより、希土類酸化物および酸化アルミニウムの少なくとも1種の一部が反応せずに焼結体にそのまま残留することを抑制できる。成形体を仮焼するときの仮焼温度は、好ましくは700℃以上1300℃以下であり、より好ましくは800℃以上1100℃以下であり、さらに好ましくは900℃以上1000℃以下である。上記仮焼温度の仮焼における仮焼時間は、好ましくは1時間以上10時間以下であり、より好ましくは2時間以上8時間以下であり、さらに好ましくは3時間以上5時間以下である。   In addition, you may calcine a molded object before baking a molded object. Thereby, it can suppress that at least 1 sort (s) of rare earth oxides and aluminum oxide remain in a sintered compact, without reacting. The calcining temperature when calcining the molded body is preferably 700 ° C. or higher and 1300 ° C. or lower, more preferably 800 ° C. or higher and 1100 ° C. or lower, and further preferably 900 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. The calcination time in the calcination at the calcination temperature is preferably 1 hour or more and 10 hours or less, more preferably 2 hours or more and 8 hours or less, and further preferably 3 hours or more and 5 hours or less.

また、焼成工程で焼成した成形体をさらにアニール処理してもよい。これにより、希土類オキシナイトライド、アルミニウムオキシナイトライドおよび希土類アルミニウムオキシナイトライドの少なくとも1種が焼結体に生じるときに発生する格子欠陥を減少させ、焼結体の損失正接を低減させたり、焼結体の固有体積抵抗値を向上させたりすることができる。アニール処理温度は、900℃以上1500℃以下であり、好ましくは1100℃以上1400℃で以下ある。また、上記アニール処理温度によるアニール処理の処理時間は5時間以上30時間以下であり、好ましくは10時間以上30時間以下である。   Moreover, you may anneal-treat the molded object baked at the baking process. As a result, lattice defects generated when at least one of rare earth oxynitride, aluminum oxynitride, and rare earth aluminum oxynitride occurs in the sintered body can be reduced, loss tangent of the sintered body can be reduced, and It is possible to improve the specific volume resistance value of the bonded body. The annealing temperature is 900 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower, preferably 1100 ° C. or higher and 1400 ° C. or lower. The treatment time for the annealing treatment at the annealing treatment temperature is 5 hours or more and 30 hours or less, preferably 10 hours or more and 30 hours or less.

[静電チャック装置]
図1を参照して、本発明の静電チャック装置の一例を説明する。図1は、本発明の静電チャック装置の一例を示す概略図である。本発明の静電チャック装置の一例である静電チャック装置10は、本発明の耐食性部材を含み、セラミックス基材20と、セラミックス基材20に対して、セラミックス基材20の厚さ方向に配置され、セラミックス基材20を支持する支持体30と、セラミックス基材20および支持体30の間に配置された接着層40とを含む。
[Electrostatic chuck device]
An example of the electrostatic chuck device of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view showing an example of the electrostatic chuck device of the present invention. The electrostatic chuck device 10 which is an example of the electrostatic chuck device of the present invention includes the corrosion-resistant member of the present invention, and is disposed in the thickness direction of the ceramic substrate 20 with respect to the ceramic substrate 20 and the ceramic substrate 20. The support 30 that supports the ceramic substrate 20 and the adhesive layer 40 disposed between the ceramic substrate 20 and the support 30 are included.

たとえば、セラミックス基材20における板状試料Wを載置する部分が本発明の耐食性部材で構成される。セラミック基材20は、静電吸着用電極21を備えている。静電吸着用電極21は給電用端子22と接続しており、給電用端子22を通じて静電吸着用電極21に直流電圧が印加される。静電吸着用電極21に直流電圧が印加されると、セラミックス基材20における板状試料Wを載置する面に静電力が発生する。これにより、板状試料Wはセラミックス基材20に吸着し、板状試料Wはセラミックス基材20に固定される。   For example, the portion of the ceramic substrate 20 on which the plate-like sample W is placed is composed of the corrosion resistant member of the present invention. The ceramic substrate 20 includes an electrostatic adsorption electrode 21. The electrostatic chucking electrode 21 is connected to the power feeding terminal 22, and a DC voltage is applied to the electrostatic chucking electrode 21 through the power feeding terminal 22. When a DC voltage is applied to the electrostatic adsorption electrode 21, an electrostatic force is generated on the surface of the ceramic substrate 20 on which the plate-like sample W is placed. Thereby, the plate-like sample W is adsorbed to the ceramic substrate 20, and the plate-like sample W is fixed to the ceramic substrate 20.

支持体30はセラミックス基材20を支持する。支持体30は、水および有機溶媒などの冷却媒体を流通させる流路31を内部に備える。水および有機溶媒などの冷却媒体を流路31に流通させることにより、セラミックス基材20に載置された板状試料Wを冷却することができ、セラミックス基材20における板状試料Wの載置面を所望の温度に制御することができる。給電用端子22および支持体30の間を絶縁するために、支持体30における給電用端子22周りに絶縁碍子32が設けられている。   The support 30 supports the ceramic substrate 20. The support 30 includes a flow path 31 through which a cooling medium such as water and an organic solvent flows. By passing a cooling medium such as water and an organic solvent through the flow path 31, the plate-like sample W placed on the ceramic substrate 20 can be cooled, and the plate-like sample W is placed on the ceramic substrate 20. The surface can be controlled to a desired temperature. In order to insulate between the power feeding terminal 22 and the support 30, an insulator 32 is provided around the power feeding terminal 22 in the support 30.

本発明の耐食性部材の比誘電率は高いので、板状試料Wをセラミックス基材20に吸着させるときの吸着力を強くすることができる。   Since the relative dielectric constant of the corrosion-resistant member of the present invention is high, the adsorption force when adsorbing the plate-like sample W to the ceramic substrate 20 can be increased.

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these Examples.

後述の実施例および比較例における測定および評価は以下のように行った。
(1)耐食性部材の相対密度
アルキメデス法により、実施例および比較例で得られた耐食性部材の密度を測定し、下記式により求めた理論密度で、測定した密度を割り算して相対密度を算出した。
単位胞重量(g)=酸化サマリウムアルミニウム結晶相の各単位胞重量(g)×各結晶相のmol%
単位胞体積(cm)=酸化サマリウムアルミニウム結晶相の各単位胞体積(cm)×各結晶相のmol%
理論密度(g/cm)=単位胞重量(g)/単位胞体積(cm
なお、酸化サマリウムアルミニウムの各結晶相%のmol%は、原料粉体の仕込み量から算出した。
(2)耐食性部材の結晶相の同定
粉末X線回折法により、実施例および比較例で得られた耐食性部材の結晶相の同定を行った。粉末X線回折には、X線回折装置(PANalytical社製、X’Pert PRO MPD)を使用した。
(3)耐食性部材の粒界相の同定
透過型電子顕微鏡(日本電子(株)製、型番:JEM−2100F)を使用して実施例および比較例の耐食性部材の粒界相の電子線回折像および結晶格子像を撮影し、結晶構造解析により実施例および比較例の耐食性部材の粒界相を同定した。
(4)耐食性部材の比誘電率および損失正接(tanδ)
実施例および比較例の耐食性部材をφ60×1mmに加工した後、40MHzにおける耐食性部材の比誘電率および損失正接(tanδ)を、プレシジョン・インピーダンス・アナライザ(Agilent社製、型番:4294A)を使用して測定した。
(5)耐食性部材の固有体積抵抗値
実施例および比較例の耐食性部材をφ60×1mmに加工した後、耐食性部材の固有体積抵抗値を、3端子法にて、デジタル超高抵抗/電流計((株)アドバンテスト製、R83040A)を使用して、500Vの印加電圧および60秒の保持時間で測定した電流値から換算して算出した。
(6)耐食性部材の吸着力
実施例および比較例で得られた耐食性部材を厚さ1.0mmに加工し、加工した耐食性部材とアルミナセラミックスとの間に電極を埋設した接着層を形成して静電チャックを作製した。静電チャックの試料載置面温度を25℃にし、2.0kVの電圧を電極に60秒間印加して、1インチのシリコンウエハを静電チャックに真空中(<0.5Pa)で吸着させた。そして、1インチのシリコンウエハに対する吸着力を測定した。測定はロードセルを用いた引き剥がしにより行い、そのとき発生した最大引き剥がし応力を吸着力とした。
(7)耐食性部材の残留吸着力
実施例および比較例で得られた耐食性部材を厚さ1.0mmに加工し、加工した耐食性部材とアルミナセラミックスとの間に電極を埋設した接着層を形成して静電チャックを作製した。静電チャックの試料載置面温度を25℃にし、2.0kVの電圧を電極に60秒間印加して、1インチのシリコンウエハを静電チャックに真空中(<0.5Pa)で吸着させた。その後、電圧の印加を停止し、電圧の印加を停止した直後の1インチのシリコンウエハに対する残留吸着力を測定した。測定はロードセルを用いた引き剥がしにより行い、そのとき発生した最大引き剥がし応力を残留吸着力とした。
(8)耐食性部材の結晶粒の平均粒径
実施例および比較例の耐食性部材を鏡面研磨した後、1400℃で5時間のサーマルエッチングを施し、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製、型番:S−4000)を用いて1000倍スケールで100μm×70μmの長方形の範囲を10箇所観察し、それぞれの長方形の範囲内にある結晶粒の最大径を測定した。そして、測定した結晶粒の最大径の平均値を算出し、その平均値を結晶粒の平均粒径とした。
Measurements and evaluations in Examples and Comparative Examples described below were performed as follows.
(1) Relative density of corrosion resistant member The density of the corrosion resistant member obtained in Examples and Comparative Examples was measured by the Archimedes method, and the relative density was calculated by dividing the measured density by the theoretical density obtained by the following formula. .
Unit cell weight (g) = unit cell weight (g) of samarium aluminum oxide crystal phase × mol% of each crystal phase
Unit cell volume (cm 3) = the unit cell volume of samarium oxide aluminum crystal phase (cm 3) × mol% of each crystal phase
Theoretical density (g / cm 3 ) = unit cell weight (g) / unit cell volume (cm 3 )
In addition, mol% of each crystal phase% of samarium aluminum oxide was calculated from the charged amount of raw material powder.
(2) Identification of crystal phase of corrosion-resistant member The crystal phase of the corrosion-resistant member obtained in Examples and Comparative Examples was identified by a powder X-ray diffraction method. For powder X-ray diffraction, an X-ray diffractometer (manufactured by PANalytical, X'Pert PRO MPD) was used.
(3) Identification of Grain Boundary Phase of Corrosion Resistant Member Electron diffraction images of grain boundary phases of corrosion resistant members of Examples and Comparative Examples using a transmission electron microscope (manufactured by JEOL Ltd., model number: JEM-2100F) The crystal lattice images were taken, and the grain boundary phases of the corrosion-resistant members of Examples and Comparative Examples were identified by crystal structure analysis.
(4) Relative permittivity and loss tangent (tan δ) of corrosion resistant member
After processing the corrosion-resistant member of Example and Comparative Example to φ60 × 1 mm, the relative dielectric constant and loss tangent (tan δ) of the corrosion-resistant member at 40 MHz were measured using a precision impedance analyzer (manufactured by Agilent, model number: 4294A). Measured.
(5) Intrinsic Volume Resistance Value of Corrosion Resistant Member After processing the corrosion resistant members of Examples and Comparative Examples to φ60 × 1 mm, the intrinsic volume resistance value of the corrosion resistant member is converted into a digital ultra-high resistance / ammeter by the three-terminal method ( (Advantest Co., Ltd., R83040A) was used for conversion from the current value measured at an applied voltage of 500 V and a holding time of 60 seconds.
(6) Adsorption power of the corrosion-resistant member The corrosion-resistant members obtained in Examples and Comparative Examples were processed to a thickness of 1.0 mm, and an adhesive layer in which an electrode was embedded was formed between the processed corrosion-resistant member and alumina ceramics. An electrostatic chuck was produced. The sample mounting surface temperature of the electrostatic chuck was set to 25 ° C., and a voltage of 2.0 kV was applied to the electrodes for 60 seconds to adsorb the 1 inch silicon wafer to the electrostatic chuck in vacuum (<0.5 Pa). . And the adsorption power with respect to a 1-inch silicon wafer was measured. The measurement was performed by peeling using a load cell, and the maximum peeling stress generated at that time was taken as the adsorption force.
(7) Residual adsorption force of the corrosion-resistant member The corrosion-resistant members obtained in Examples and Comparative Examples were processed to a thickness of 1.0 mm, and an adhesive layer in which an electrode was embedded was formed between the processed corrosion-resistant member and alumina ceramics. Thus, an electrostatic chuck was produced. The sample mounting surface temperature of the electrostatic chuck was set to 25 ° C., and a voltage of 2.0 kV was applied to the electrodes for 60 seconds to adsorb the 1 inch silicon wafer to the electrostatic chuck in vacuum (<0.5 Pa). . Thereafter, the application of voltage was stopped, and the residual adsorption force with respect to the 1-inch silicon wafer immediately after the application of voltage was stopped was measured. The measurement was performed by peeling using a load cell, and the maximum peeling stress generated at that time was defined as the residual adsorption force.
(8) Average particle diameter of crystal grains of corrosion-resistant member After mirror-polishing the corrosion-resistant members of Examples and Comparative Examples, thermal etching was performed at 1400 ° C. for 5 hours, and a scanning electron microscope (manufactured by Hitachi, Ltd., model number) : S-4000), 10 regions of a 100 μm × 70 μm rectangular range were observed on a 1000-fold scale, and the maximum diameter of the crystal grains in each rectangular region was measured. And the average value of the maximum diameter of the measured crystal grain was computed, and the average value was made into the average particle diameter of a crystal grain.

(実施例1)
1次粒子の平均粒径が0.1μmの酸化アルミニウム(Al)粉末(大明化学工業(株)製、型番:TM−5D)および1次粒子の平均粒径が0.1μmの酸化サマリウム(Sm)粉末(日本イットリウム(株)製、型番:N-Sm3CP)を表1に示す組成となるようにそれぞれ秤量した。秤量した酸化アルミニウム粉末、酸化サマリウム粉末および水を、直径1mmのアルミナボールが入ったボールミルに投入し、酸化アルミニウム粉および酸化サマリウム粉を16時間混合し、酸化アルミニウム粉末および酸化サマリウム粉末の混合原料のスラリーを作製した。
Example 1
Aluminum oxide (Al 2 O 3 ) powder (manufactured by Daimei Chemical Co., Ltd., model number: TM-5D) having an average primary particle size of 0.1 μm and oxidation having an average primary particle size of 0.1 μm Samarium (Sm 2 O 3 ) powder (manufactured by Nippon Yttrium Co., Ltd., model number: N—Sm 3 CP) was weighed so as to have the composition shown in Table 1. The weighed aluminum oxide powder, samarium oxide powder and water are put into a ball mill containing alumina balls having a diameter of 1 mm, and the aluminum oxide powder and samarium oxide powder are mixed for 16 hours. A slurry was prepared.

スプレードライヤー((株)日本プリス製、型番:TR160)を使用してこのスラリーを乾燥および造粒して、混合原料の顆粒を作製した。次いで、この混合粉末を所定形状に成形した。そして、ホットプレス機(富士電波工業(株)製、型番:ハイマルチ5000)を使用して、1600℃の焼成温度で、2時間の焼成時間、20MPaの圧力および窒素雰囲気中で成形体を加圧焼成し、実施例1の焼結体を作製した。そして、1400℃のアニール温度で、大気中で10時間アニール処理を行い、実施例1の耐食性部材を作製した。   This slurry was dried and granulated by using a spray dryer (manufactured by Nippon Pris Co., Ltd., model number: TR160) to prepare mixed raw material granules. Next, this mixed powder was formed into a predetermined shape. Then, using a hot press machine (manufactured by Fuji Denpa Kogyo Co., Ltd., Model No .: High Multi 5000), the molded body was added at a firing temperature of 1600 ° C., a firing time of 2 hours, a pressure of 20 MPa, and a nitrogen atmosphere. The sintered body of Example 1 was produced by pressure firing. And the annealing process of 1400 degreeC was performed in air | atmosphere for 10 hours, and the corrosion-resistant member of Example 1 was produced.

(実施例2)
酸化サマリウム(Sm)粉末の代わりに1次粒子の平均粒径が0.1μmの酸化ランタン(La)粉末(日本イットリウム(株)製、型番:N−La3CP)を使用した以外は、実施例1と同様の方法で、実施例2の耐食性部材を作製した。
(Example 2)
Instead of samarium oxide (Sm 2 O 3 ) powder, lanthanum oxide (La 2 O 3 ) powder having an average primary particle size of 0.1 μm (manufactured by Japan Yttrium Co., Ltd., model number: N-La3CP) was used. Except for the above, the corrosion-resistant member of Example 2 was produced in the same manner as in Example 1.

(実施例3)
焼成温度を1600℃から1400℃に変更した以外は、実施例1と同様の方法で、実施例3の耐食性部材を作製した。
(Example 3)
A corrosion-resistant member of Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that the firing temperature was changed from 1600 ° C. to 1400 ° C.

(実施例4)
1600℃の焼成温度まで成形体を昇温させる過程で、600℃までは焼成雰囲気を真空にし、600℃からは焼成雰囲気を窒素雰囲気とした以外は、実施例1と同様の方法で、実施例4の耐食性部材を作製した。
Example 4
In the process of raising the temperature of the molded body to a firing temperature of 1600 ° C., the example was carried out in the same manner as in Example 1 except that the firing atmosphere was evacuated to 600 ° C. and the firing atmosphere was changed to a nitrogen atmosphere from 600 ° C. 4 corrosion-resistant members were produced.

(比較例1)
窒素雰囲気中で加圧焼成する代わりにアルゴン雰囲気中で加圧焼成した以外は、実施例1と同様の方法で、比較例1の耐食性部材を作製した。
(Comparative Example 1)
A corrosion-resistant member of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that pressure baking was performed in an argon atmosphere instead of pressure baking in a nitrogen atmosphere.

(比較例2)
窒素雰囲気中で加圧焼成する代わりに大気中で加圧焼成した以外は、実施例1と同様の方法で、比較例2の耐食性部材を作製した。
(Comparative Example 2)
A corrosion-resistant member of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that it was pressure-fired in the air instead of being pressure-fired in a nitrogen atmosphere.

(評価結果)
実施例1〜4および比較例1、2で得られた耐食性部材の評価結果を表1に示す。
(Evaluation results)
Table 1 shows the evaluation results of the corrosion-resistant members obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2.

表1の実施例1〜4と比較例1および2とを比較することにより、希土類オキシナイトライド、アルミニウムオキシナイトライドおよび希土類アルミニウムオキシナイトライドからなる群から選択される少なくとも1種を粒界に存在させることによって耐食性部材の比誘電率を向上させることができることがわかった。また、実施例1、3、4と実施例2とを比較することにより、ReAlOのReがサマリウム以外の希土類元素においても、ReAlOのReがサマリウムの場合と同様に比誘電率が高くなることがわかった。 By comparing Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 in Table 1, at least one selected from the group consisting of rare earth oxynitride, aluminum oxynitride and rare earth aluminum oxynitride is used as the grain boundary. It was found that the relative dielectric constant of the corrosion-resistant member can be improved by the presence thereof. Further, by comparing the Examples 1, 3, 4 and Example 2, also in the rare earth element Re is other than samarium ReAlO 3, when Re of ReAlO 3 is samarium as well as the dielectric constant is high I understood it.

Claims (7)

ReAlO(Reは希土類元素)と、希土類オキシナイトライド、アルミニウムオキシナイトライドおよび希土類アルミニウムオキシナイトライドからなる群から選択される少なくとも1種とを含む耐食性部材。 A corrosion-resistant member containing ReAlO 3 (Re is a rare earth element) and at least one selected from the group consisting of rare earth oxynitride, aluminum oxynitride, and rare earth aluminum oxynitride. 前記耐食性部材が、複数の結晶粒と、隣接する2つの該結晶粒の間に存在する粒界とを含み、
前記希土類オキシナイトライド、アルミニウムオキシナイトライドおよび希土類アルミニウムオキシナイトライドからなる群から選択される少なくとも1種が、少なくとも前記粒界に存在する請求項1に記載の耐食性部材。
The corrosion-resistant member includes a plurality of crystal grains and a grain boundary existing between two adjacent crystal grains,
The corrosion-resistant member according to claim 1, wherein at least one selected from the group consisting of the rare earth oxynitride, aluminum oxynitride, and rare earth aluminum oxynitride is present at least at the grain boundary.
前記Reが、イットリウム(Y)、ランタン(La)、プラセオジウム(Pr)、ネオジウム(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)およびルテチウム(Lu)からなる群から選択される少なくとも1種である請求項1または2に記載の耐食性部材。   Re is yttrium (Y), lanthanum (La), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pm), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium The corrosion-resistant member according to claim 1 or 2, which is at least one selected from the group consisting of (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium (Yb), and lutetium (Lu). . 40Hz以下の周波数における比誘電率が45以上であり、損失正接(tanδ)が0.1以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載の耐食性部材。   The corrosion-resistant member according to any one of claims 1 to 3, wherein a relative dielectric constant at a frequency of 40 Hz or less is 45 or more, and a loss tangent (tan δ) is 0.1 or less. 前記結晶粒の平均粒径が2.0μm以上20μm以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載の耐食性部材。   The corrosion-resistant member according to any one of claims 1 to 4, wherein an average grain size of the crystal grains is 2.0 µm or more and 20 µm or less. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の耐食性部材を含む静電チャック装置。   An electrostatic chuck device including the corrosion-resistant member according to claim 1. ReAlO(Reは希土類元素)の複数の原料粉体を混合して作製した原料混合物の成形体を窒素雰囲気内で焼成する焼成工程を含む耐食性部材の製造方法。 A method for producing a corrosion-resistant member, comprising a firing step of firing a molded body of a raw material mixture prepared by mixing a plurality of raw material powders of ReAlO 3 (Re is a rare earth element) in a nitrogen atmosphere.
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