JP2016176988A - Low reflection member - Google Patents

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義宜 平野
Yoshinori Hirano
義宜 平野
立山 泰治
Taiji Tateyama
泰治 立山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low reflection member high in specific rigidity and low in reflection while having high mechanical strength.SOLUTION: There is provided a low reflection member consisting of an alumina sintered body containing oxide of Fe, oxide of Cr, oxide of Ti and oxide of Mn with the content of Al in terms of AlOof 76 mass% or more, sum of the content of Fe in terms of FeOand the content of Cr in terms of CrOof 4 mass% or more and less than 22 mass%, the content of Ti in terms of TiOof 0.3 mass% to 5 mass% and the content of Mn in terms of MnOof 0.1 mass% to 3 mass% based on 100 mass% of the all components constituting the alumina sintered body.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明の低反射部材は、半導体製造工程の露光装置などにおいて、露光処理時における被処理物である基板の載置台や露光処理領域の壁材等に用いられるものである。   The low reflection member of the present invention is used for a substrate mounting table as an object to be processed during exposure processing, a wall material in an exposure processing region, or the like in an exposure apparatus or the like in a semiconductor manufacturing process.

半導体素子や液晶ディスプレイ(FPD)を製造するための露光装置において、露光処理時における被処理物である基板(例えば、ウエハ)の載置台や露光処理領域の壁材等には、光の反射を抑制して露光精度を向上させるために、着色されたセラミックス(以下、低反射部材と記載する。)が用いられている。   In an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element or a liquid crystal display (FPD), light is reflected on a mounting table of a substrate (for example, a wafer) that is an object to be processed at the time of exposure processing or a wall material in an exposure processing area. In order to suppress and improve exposure accuracy, colored ceramics (hereinafter referred to as a low reflection member) are used.

このような低反射部材として、例えば、特許文献1に、55〜75重量%以上のアルミナ(Al)と、酸化物(SiO)に換算して少なくとも3重量%のSiと、酸化物(CaO)に換算して少なくとも0.4重量%のCaと、酸化物(MgO)に換算して少なく
とも0.4重量%のMgと、着色剤と、1%以下の不純物を含む低反射部材が提案されてい
る。
As such a low reflection member, for example, Patent Document 1 discloses that 55 to 75% by weight or more of alumina (Al 2 O 3 ), at least 3% by weight of Si in terms of oxide (SiO 2 ), and oxidation. A low reflection member is proposed that contains at least 0.4 wt% Ca in terms of product (CaO), at least 0.4 wt% Mg in terms of oxide (MgO), a colorant, and 1% or less impurities. ing.

国際公開第2010/095719号パンフレットInternational Publication No. 2010/095719 Pamphlet

特許文献1の実施例において、比剛性の最も高い値として62GPa・cm/gであることが記載されているが、今般の露光処理時における被処理物である基板の載置台や露光処理領域の壁材等に用いられる低反射部材には、さらに高い比剛性(ヤング率/密度)を有していることが求められている。なお、比剛性のみが高いものであっても、信頼性を欠くこととなることから、今般の低反射部材には、高い機械的強度を有しつつ、比剛性が高く、反射率が低いことが求められている。 In the example of Patent Document 1, it is described that the highest specific rigidity is 62 GPa · cm 3 / g. However, a substrate mounting table and an exposure processing area which are objects to be processed in the current exposure processing are described. The low reflection member used for the wall material or the like is required to have higher specific rigidity (Young's modulus / density). In addition, even if only the specific rigidity is high, reliability will be lacking. Therefore, this low reflection member has high mechanical strength, high specific rigidity, and low reflectivity. Is required.

本発明は、上記要求を満たすべく案出されたものであり、高い機械的強度を有しつつ、比剛性が高く、反射率が低い低反射部材を提供することを目的とする。   The present invention has been devised to satisfy the above requirements, and an object thereof is to provide a low reflection member having high mechanical strength, high specific rigidity, and low reflectance.

本発明の低反射部材は、Feの酸化物、Crの酸化物、Tiの酸化物、Mnの酸化物を含むアルミナ質焼結体からなり、該アルミナ質焼結体を構成する全成分100質量%のうち
、AlをAl換算した含有量が76質量%以上であり、FeをFe換算した含有量とCrをCr換算した含有量との合計が4質量%以上22質量%未満であり、TiをTiO換算した含有量が0.3質量%以上5質量%以下であり、MnをMnO換算
した含有量が0.1質量%以上3質量%以下であることを特徴とするものである。
The low reflection member of the present invention is composed of an alumina sintered body containing an oxide of Fe, an oxide of Cr, an oxide of Ti, and an oxide of Mn, and 100 masses of all components constituting the alumina sintered body. %, The content of Al converted to Al 2 O 3 is 76% by mass or more, and the total of the content of Fe converted to Fe 2 O 3 and the content of Cr converted to Cr 2 O 3 is 4% by mass Or less, less than 22% by mass, the content of Ti converted to TiO 2 is 0.3% to 5% by mass, and the content of Mn converted to MnO 2 is 0.1% to 3% by mass It is what.

本発明の低反射部材は、高い機械的強度を有しつつ、比剛性が高く、反射率が低いものである。   The low reflection member of the present invention has high mechanical strength, high specific rigidity, and low reflectance.

以下、本実施形態の低反射部材の一例について説明する。   Hereinafter, an example of the low reflection member of this embodiment will be described.

本実施形態の低反射部材は、Feの酸化物、Crの酸化物、Tiの酸化物、Mnの酸化物を含むアルミナ質焼結体からなり、アルミナ質焼結体を構成する全成分100質量%のう
ち、AlをAl換算した含有量が76質量%以上であり、FeをFe換算した含有量とCrをCr換算した含有量との合計が4質量%以上22質量%未満であり、TiをTiO換算した含有量が0.3質量%以上5質量%以下であり、MnをMnO
算した含有量が0.1質量%以上3質量%以下である。
The low reflection member of this embodiment is composed of an alumina sintered body containing an oxide of Fe, an oxide of Cr, an oxide of Ti, and an oxide of Mn, and 100 masses of all components constituting the alumina sintered body. %, The content of Al converted to Al 2 O 3 is 76% by mass or more, and the total of the content of Fe converted to Fe 2 O 3 and the content of Cr converted to Cr 2 O 3 is 4% by mass The content obtained by converting Ti into TiO 2 is 0.3% by mass or more and 5% by mass or less, and the content obtained by converting Mn into MnO 2 is 0.1% by mass or more and 3% by mass or less.

本実施形態の低反射部材は、上記構成を満たしていることにより、高い機械的強度を有しつつ、比剛性が高く、反射率が低いものである。ここで、高い機械的強度を有するとは、JIS R 1601−2008に準拠した3点曲げ強度において280MPa以上であることを指す。また、本実施形態の低反射部材の比剛性は78GPa・cm/g以上であり、反射率は、350〜440nmの波長領域において8.7%以下となるものである。 Since the low reflection member of this embodiment satisfies the above-described configuration, it has high mechanical strength, high specific rigidity, and low reflectance. Here, having high mechanical strength means that it is 280 MPa or more in the three-point bending strength based on JIS R 1601-2008. Further, the specific rigidity of the low reflection member of this embodiment is 78 GPa · cm 3 / g or more, and the reflectance is 8.7% or less in a wavelength region of 350 to 440 nm.

このように、本実施形態の低反射部材が、高い機械的強度を有しつつ、比剛性が高く、反射率が低いものとなるのは、低反射部材となるアルミナ質焼結体を構成する各成分が上述した含有量の範囲を満たすことによる。   As described above, the low reflective member of the present embodiment has high mechanical strength, high specific rigidity, and low reflectivity, which constitutes an alumina sintered body that becomes a low reflective member. This is because each component satisfies the content range described above.

具体的には、アルミナ質焼結体を構成する全成分100質量%のうち、AlをAl
換算した含有量が76質量%以上であることにより、主に、アルミナ質焼結体における機械的強度および比剛性の向上に寄与する。これに対し、AlをAl換算した含有量が76質量%未満では、機械的強度および比剛性が低くなる。
Specifically, among 100% by mass of all components constituting the alumina sintered body, Al is changed to Al 2 O 3.
When the converted content is 76% by mass or more, it mainly contributes to improvement of mechanical strength and specific rigidity in the alumina sintered body. On the other hand, when the content of Al in terms of Al 2 O 3 is less than 76% by mass, the mechanical strength and specific rigidity are lowered.

また、Feの酸化物およびCrの酸化物は、反射を抑制するための色調を呈するための着色剤として働き、FeをFe換算した含有量と、CrをCr換算した含有量の合計が4質量%以上22質量%未満であることにより、比剛性の低下を抑制しつつ、反射率を低くすることができる。なお、上述した合計の含有量が4質量%未満では、反射の抑制効果が小さく、上述した合計の含有量が22質量%以上では、比剛性が低下する。 The content, oxides of oxides and Cr of Fe serves as a coloring agent for exhibiting a color tone for suppressing reflection, which the content in terms Fe 2 O 3 and Fe, the Cr Cr 2 O 3 in terms When the total amount is 4% by mass or more and less than 22% by mass, the reflectance can be lowered while suppressing a decrease in specific rigidity. In addition, when the total content described above is less than 4% by mass, the effect of suppressing reflection is small, and when the total content described above is 22% by mass or more, the specific rigidity decreases.

次に、Tiの酸化物は、TiをTiO換算した含有量が0.3質量%以上5質量%以下
であることにより、アルミナ質焼結体の焼結性の向上に寄与し、アルミナ質焼結体の機械的強度および比剛性を高めることができる。なお、TiをTiO換算した含有量が0.3
質量%未満では、アルミナ質焼結体の焼結性の向上効果が小さく、5質量%を超えると反射の抑制効果が小さくなる。
Next, the oxide of Ti contributes to the improvement of the sinterability of the alumina sintered body when the content of Ti converted to TiO 2 is 0.3% by mass or more and 5% by mass or less. The mechanical strength and specific rigidity of the body can be increased. The content of Ti converted to TiO 2 is 0.3.
If it is less than mass%, the effect of improving the sinterability of the alumina sintered body is small, and if it exceeds 5 mass%, the effect of suppressing reflection is small.

また、Mnの酸化物は、MnをMnO換算した含有量が0.1質量%以上3質量%以下
であることにより、着色剤として働き、反射を抑制することができる。なお、MnをMnO換算した含有量が0.1質量%未満では、反射の抑制効果が小さく、3質量%を超える
と機械的強度が低下する。
Further, the Mn oxide has a content of Mn converted to MnO 2 of 0.1% by mass or more and 3% by mass or less, so that it can function as a colorant and suppress reflection. When the content of Mn converted to MnO 2 is less than 0.1% by mass, the effect of suppressing reflection is small, and when it exceeds 3% by mass, the mechanical strength decreases.

なお、本実施形態の低反射部材は、Fe、Cr、Ti、Mn以外の遷移金属および、Fe、Cr、Ti、Mn以外の遷移金属の酸化物を含んでいてもよい。   Note that the low reflection member of the present embodiment may include a transition metal other than Fe, Cr, Ti, and Mn and an oxide of a transition metal other than Fe, Cr, Ti, and Mn.

ここで、機械的強度については、JIS R 1601−2008に準拠した試験片を準備し、3点曲げ強度を測定することにより確認できる。   Here, the mechanical strength can be confirmed by preparing a test piece according to JIS R 1601-2008 and measuring the three-point bending strength.

次に、比剛性については、JIS R 1602−1995に記載の超音波パルス法に基づいて室温におけるヤング率を測定し、JIS R 1634−1998に基づいて密度を測定し、ヤング率の値を密度の値で除することにより算出できる。   Next, regarding the specific rigidity, the Young's modulus at room temperature is measured based on the ultrasonic pulse method described in JIS R 1602-1995, the density is measured based on JIS R 1634-1998, and the value of Young's modulus is calculated as the density. It can be calculated by dividing by the value of.

また、350〜440nmの波長領域における反射率については、例えば、分光測色計(コニ
カミノルタ製 CM−3700A)を用いて、基準光源D65、視野10°、照明径3×5mmの条件で測定し、350〜440nmの波長領域における反射率を確認すればよい。
The reflectance in the wavelength range of 350 to 440 nm is measured using, for example, a spectrocolorimeter (CM-3700A manufactured by Konica Minolta) under the conditions of a reference light source D65, a visual field of 10 °, and an illumination diameter of 3 × 5 mm. The reflectance in the wavelength region of 350 to 440 nm may be confirmed.

さらに、低反射部材であるアルミナ質焼結体を構成する各成分の含有量については、アルミナ質焼結体の一部を粉砕し、得られた粉体を塩酸などの溶液に溶解した後、ICP(Inductively Coupled Plasma)発光分光分析装置(例えば、島津製作所製:ICPS−8100)を用いて、Al、Fe、Cr、Ti、Mnの含有量を測定し、それぞれ、Al、Fe、Cr、TiO、MnOに換算すればよい。 Furthermore, for the content of each component constituting the alumina sintered body that is a low reflection member, after part of the alumina sintered body is pulverized and the obtained powder is dissolved in a solution such as hydrochloric acid, The content of Al, Fe, Cr, Ti, and Mn was measured using an ICP (Inductively Coupled Plasma) emission spectroscopic analyzer (for example, manufactured by Shimadzu Corporation: ICPS-8100), and Al 2 O 3 and Fe 2 were respectively measured. O 3, Cr 2 O 3, TiO 2, may be converted to MnO 2.

なお、X線回折装置を用いてアルミナ質焼結体を測定することにより、Alの存在を確認することができる。また、電子線マイクロアナライザーを用いたマッピングにより、Fe、Cr、Ti、Mnの存在位置にO(酸素)が重なって存在していることにより、Feの酸化物、Crの酸化物、Tiの酸化物、Mnの酸化物を含むことを確認することができる。 The presence of Al 2 O 3 can be confirmed by measuring the alumina sintered body using an X-ray diffractometer. Also, by mapping using an electron beam microanalyzer, the presence of Fe (Cr), Ti, and Mn overlaps with O (oxygen), so that the oxide of Fe, the oxide of Cr, the oxidation of Ti It can be confirmed that the product contains an oxide of Mn.

次に、本実施形態の低反射部材は、MnをMnO換算した含有量が0.3質量%以上1.5質量%以下であることが好適である。このような構成を満たしているときには、高い機械的強度を維持しつつ、350〜440nmの波長領域における反射率をさらに低いものとすることができる。 Next, in the low reflection member of the present embodiment, it is preferable that the content of Mn converted to MnO 2 is 0.3% by mass or more and 1.5% by mass or less. When such a configuration is satisfied, the reflectance in the wavelength region of 350 to 440 nm can be further reduced while maintaining high mechanical strength.

また、本実施形態の低反射部材は、FeをFe換算した含有量をA、CrをCr換算した含有量をBとしたとき、A/Bが、0.3〜2.9であることが好適である。このような構成を満たしているときには、350〜440nmの波長領域における反射率をさらに低いものとできる。 In the low reflection member of the present embodiment, A / B is 0.3 to 2.9, where A is the content of Fe converted to Fe 2 O 3 and B is the content of Cr converted to Cr 2 O 3. Is preferred. When such a configuration is satisfied, the reflectance in the wavelength region of 350 to 440 nm can be further reduced.

また、本実施形態の低反射部材は、表面における算術平均粗さ(Ra)が0.2μm以上1.5μm以下であることが好適である。このような構成を満たすときには、350〜440nmの波長領域における反射率をさらに低いものとすることができる。なお、上述した表面とは、低反射であることが求められる面のことであり、露出していない面については含まない。そして、表面における算術平均粗さ(Ra)については、JIS B 0601−2001に準拠することにより測定することができる。   Moreover, it is suitable for the low reflection member of this embodiment that arithmetic mean roughness (Ra) in the surface is 0.2 μm or more and 1.5 μm or less. When satisfying such a configuration, the reflectance in the wavelength region of 350 to 440 nm can be further reduced. The above-mentioned surface is a surface that is required to have low reflection, and does not include a surface that is not exposed. The arithmetic average roughness (Ra) on the surface can be measured by conforming to JIS B 0601-2001.

次に、本実施形態の低反射部材の製造方法の一例について説明する。   Next, an example of the manufacturing method of the low reflection member of this embodiment is demonstrated.

まず、アルミナ(Al)粉末と、酸化鉄(Fe)粉末と、酸化クロム(Cr)粉末と、酸化チタン(TiO)粉末と、炭酸マンガン(MnCO)粉末とを準備する。また、焼結助剤として、炭酸カルシウム(CaCO)粉末、炭酸マグネシウム(MgCO)粉末および酸化珪素(SiO)粉末を準備する。 First, alumina (Al 2 O 3 ) powder, iron oxide (Fe 2 O 3 ) powder, chromium oxide (Cr 2 O 3 ) powder, titanium oxide (TiO 2 ) powder, and manganese carbonate (MnCO 3 ) powder And prepare. In addition, calcium carbonate (CaCO 3 ) powder, magnesium carbonate (MgCO 3 ) powder, and silicon oxide (SiO 2 ) powder are prepared as sintering aids.

次に、これらの粉末を所定量秤量して1次原料粉末とする。具体的には、アルミナ質焼結体を構成する全成分100質量%のうち、AlをAl換算した含有量が76質量%と
なるようにアルミナ粉末を秤量する。また、アルミナ質焼結体を構成する全成分100質量
%のうち、FeをFe換算した含有量と、CrをCr換算した含有量との合計が4質量%以上22質量%未満となるように酸化鉄粉末および酸化クロム粉末を秤量する。さらに、TiをTiO換算した含有量が0.3質量%以上5質量%以下となるように酸
化チタン粉末を秤量し、MnをMnO換算した含有量が0.1質量%以上3質量%以下と
なるように炭酸マンガン粉末を秤量する。
Next, a predetermined amount of these powders are weighed into primary raw material powders. Specifically, alumina powder is weighed so that the content of Al in terms of Al 2 O 3 is 76% by mass out of 100% by mass of all the components constituting the alumina sintered body. Further, among 100% by mass of all components constituting the alumina sintered body, the total of the content of Fe converted to Fe 2 O 3 and the content of Cr converted to Cr 2 O 3 is 4% by mass or more and 22% by mass. The iron oxide powder and the chromium oxide powder are weighed to be less than%. Further, the titanium oxide powder is weighed so that the content of Ti converted to TiO 2 is 0.3% by mass to 5% by mass, and the content of Mn converted to MnO 2 is 0.1% by mass to 3% by mass. Weigh manganese carbonate powder.

そして、焼結助剤は、アルミナ質焼結体を構成する全成分100質量%のうち、CaをC
aO換算、MgをMgO換算、SiをSiO換算した合計で0.4〜4.4質量%となるよう
に、炭酸カルシウム粉末、炭酸マグネシウム粉末および酸化珪素粉末を秤量する。
And a sintering auxiliary agent is Ca in C out of 100% by mass of all components constituting the alumina sintered body.
aO terms, Mg and MgO conversion, Si and so that 0.4 to 4.4 mass% in total in which SiO 2 converted, weighed calcium carbonate powder, magnesium carbonate powder and silicon oxide powder.

なお、MnをMnO換算した含有量が0.3質量%以上1.5質量%以下とする、また、FeをFe換算した含有量をA、CrをCr換算した含有量をBとしたとき、A/Bを0.3〜2.9とするには、1次原料粉末の調合量により調整すればよい。 The content of Mn converted to MnO 2 is 0.3 mass% or more and 1.5 mass% or less, the content of Fe converted to Fe 2 O 3 is A, and the content of Cr converted to Cr 2 O 3 is B. When A / B is set to 0.3 to 2.9, the amount of the primary raw material powder may be adjusted.

次に、この秤量した1次原料粉末100質量部に対し、1〜1.5質量部のPVA(ポリビニールアルコール)などのバインダと、100質量部の溶媒と、0.1〜0.5質量部の分散剤とを
秤量して準備し、1次原料粉末とともに攪拌機内に入れて混合・攪拌してスラリーを得る。
Next, 1 to 1.5 parts by weight of a binder such as PVA (polyvinyl alcohol), 100 parts by weight of a solvent, and 0.1 to 0.5 parts by weight of a dispersant are added to 100 parts by weight of the weighed primary raw material powder. Weigh and prepare, and put into a stirrer together with the primary raw material powder, and mix and stir to obtain a slurry.

その後、噴霧乾燥造粒装置(スプレードライヤー)を用いてスラリーを噴霧乾燥することにより顆粒を得た後、粉末プレス成形法や静水圧プレス成形法(ラバープレス法)により所定形状の成形体を成形する。   After that, the slurry is spray dried using a spray drying granulator (spray dryer) to obtain granules, and then a molded body of a predetermined shape is formed by a powder press molding method or an isostatic pressing method (rubber press method). To do.

次に、得られた成形体に必要に応じて切削加工を施し、大気(酸化)雰囲気の焼成炉を用いて、1350〜1700℃の最高温度で所定時間保持して焼成し焼結体を得る。そして、得られた焼結体に研削加工を施すことにより、本実施形態の低反射部材を得ることができる。   Next, the obtained molded body is cut as necessary, and is fired by holding at a maximum temperature of 1350 to 1700 ° C. for a predetermined time using a firing furnace in an air (oxidation) atmosphere to obtain a sintered body. . And the low reflection member of this embodiment can be obtained by grinding the obtained sintered compact.

なお、表面における算術平均粗さ(Ra)が0.2μm以上1.5μm以下とするには、研削加工時の砥石の番手により調整すればよい。   In addition, what is necessary is just to adjust with the count of the grindstone at the time of grinding in order that arithmetic mean roughness (Ra) in the surface shall be 0.2 micrometers or more and 1.5 micrometers or less.

以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Examples of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited to these examples.

アルミナ質焼結体を構成する各成分の含有量を種々異ならせた試料を作製し、機械的強度(3点曲げ強度)、比剛性および反射率の測定を行なった。   Samples having different contents of each component constituting the alumina sintered body were prepared, and mechanical strength (three-point bending strength), specific rigidity, and reflectance were measured.

まず、アルミナ粉末と、酸化鉄粉末、酸化クロム粉末、酸化チタン粉末、炭酸マンガン粉末を準備した。また、焼結助剤として、炭酸カルシウム粉末、炭酸マグネシウム粉末および酸化珪素粉末を準備した。   First, alumina powder, iron oxide powder, chromium oxide powder, titanium oxide powder, and manganese carbonate powder were prepared. Moreover, calcium carbonate powder, magnesium carbonate powder and silicon oxide powder were prepared as sintering aids.

そして、これらの粉末を用いて、アルミナ質焼結体を構成する全成分100質量%のうち
の含有量が、表1に示す値となるように秤量して1次原料粉末とした。
Then, using these powders, the primary raw material powder was weighed so that the content in 100% by mass of all the components constituting the alumina sintered body would be the value shown in Table 1.

次に、この秤量した1次原料粉末100質量部に対し、1質量部のPVAと、100質量部の溶媒と、0.2質量部の分散剤とを秤量し、1次原料粉末とともに攪拌機内に入れて混合・
攪拌してスラリーとした。その後、噴霧乾燥造粒装置(スプレードライヤー)を用いてスラリーを噴霧乾燥することにより顆粒を得た。
Next, 1 part by weight of PVA, 100 parts by weight of solvent, and 0.2 parts by weight of a dispersant are weighed with respect to 100 parts by weight of the weighed primary raw material powder, and placed in a stirrer together with the primary raw material powder. Mixed
The slurry was stirred. Thereafter, the slurry was spray dried using a spray drying granulator (spray dryer) to obtain granules.

次に、得られた顆粒を金型内に充填してプレスし、その後、切削加工を施して所定形状の成形体を得た。次に、得られた成形体を焼成炉に入れて大気雰囲気中にて焼成した。なお、焼成における最高温度については、TiOの含有量に応じて、1400℃〜1600℃の範囲において、TiOの含有量が多い場合は低温側、TiOの含有量が少ない場合は高温側の温度で焼成した。 Next, the obtained granule was filled in a mold and pressed, and then subjected to cutting to obtain a molded body having a predetermined shape. Next, the obtained molded body was put in a firing furnace and fired in an air atmosphere. Note that the maximum temperature in the firing, depending on the content of TiO 2, in the range of 1400 ° C. to 1600 ° C., if When the content of TiO 2 is large low temperature side, a small content of TiO 2 high temperature side Baked at a temperature of

そして、得られた焼結体の表面に研削加工を施して、縦50mm×横50mm×厚さ5mmの焼結体とし、これらを各試料10個ずつ準備した。なお、研削加工においては、各試料における表面の算術平均粗さ(Ra)が2μmとなるように加工し、JIS B 0601−20
01に準拠して測定することにより、各試料における表面の算術平均粗さ(Ra)が2μmであることを確認した。
And the grinding | polishing process was given to the surface of the obtained sintered compact, and it was set as the sintered compact of length 50mm * width 50mm * thickness 5mm, and prepared 10 samples of each of these. In the grinding process, the surface is processed so that the arithmetic average roughness (Ra) of each sample is 2 μm, and JIS B 0601-20.
By measuring in accordance with 01, it was confirmed that the arithmetic average roughness (Ra) of the surface of each sample was 2 μm.

次に、縦50mm×横50mm×厚さ5mmの焼結体から、JIS R 1601−2008に準拠した寸法の試験片を5個切り出し、3点曲げ強度を測定し、平均値を求めた。   Next, five test pieces having dimensions conforming to JIS R 1601-2008 were cut out from a sintered body having a length of 50 mm × width of 50 mm × thickness of 5 mm, and a three-point bending strength was measured to obtain an average value.

また、JIS R 1602−1995に記載の超音波パルス法に基づいて室温におけるヤング率を測定し、JIS R 1634−1998に基づいて密度を測定し、ヤング率の値を密度の値で除することにより算出した。なお、密度は見掛密度を使用した。   Also, measure the Young's modulus at room temperature based on the ultrasonic pulse method described in JIS R 1602-1995, measure the density based on JIS R 1634-1998, and divide the Young's modulus value by the density value. Calculated by In addition, the apparent density was used for the density.

そして、分光測色計(コニカミノルタ製 CM−3700A)を用いて、基準光源D65、視野10°、照明径3×5mmの条件で測定し、5個の試料の350〜440nmの波長領域における反射率の平均値を算出した。   Then, using a spectrocolorimeter (CM-3700A manufactured by Konica Minolta), measurement was performed under the conditions of a reference light source D65, a visual field of 10 °, and an illumination diameter of 3 × 5 mm, and reflection of five samples in a wavelength region of 350 to 440 nm. The average value of the rate was calculated.

また、各試料の一部を粉砕し、得られた粉体を塩酸などの溶液に溶解した後、ICP発光分光分析装置(島津製作所製:ICPS−8100)を用いて、Al、Fe、Cr、Ti、Mn、Ca、MgおよびSiの含有量を測定し、Al、Fe、Cr、Ti、Mnについては、それぞれ、Al、Fe、Cr、TiO、MnOに換算した。 Moreover, after pulverizing a part of each sample and dissolving the obtained powder in a solution such as hydrochloric acid, using an ICP emission spectroscopic analyzer (manufactured by Shimadzu Corporation: ICPS-8100), Al, Fe, Cr, The contents of Ti, Mn, Ca, Mg, and Si are measured, and for Al, Fe, Cr, Ti, and Mn, Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , Cr 2 O 3 , TiO 2 , and MnO 2, respectively. Converted into

なお、Ca、Mg、Siについては、すべての試料において、CaをCaO換算した含有量が0.15質量%であり、MgをMgO換算した含有量が0.35質量%、SiをSiO換算した含有量が0.5質量%であり、合計で1質量%であった。 Regarding Ca, Mg, and Si, in all samples, the content of Ca converted to CaO is 0.15% by mass, the content of Mg converted to MgO is 0.35% by mass, and the content of Si converted to SiO 2 is It was 0.5 mass%, and it was 1 mass% in total.

アルミナ質焼結体を構成する各成分の含有量、機械的強度(3点曲げ強度)、比剛性および反射率の結果を表1に示す。   Table 1 shows the results of the content, mechanical strength (three-point bending strength), specific rigidity, and reflectance of each component constituting the alumina sintered body.

Figure 2016176988
Figure 2016176988

表1の結果、試料No.18と25の比較から、AlをAl換算した含有量が76質量%以上であることにより、機械的強度と比剛性に優れることが分かった。 As a result of Table 1, sample No. From the comparison between 18 and 25, it was found that when the content of Al in terms of Al 2 O 3 was 76% by mass or more, the mechanical strength and specific rigidity were excellent.

また、試料No.2とNo.23、試料No.17とNo.24の比較から、FeをFe換算した含有量とCrをCr換算した含有量との合計が4質量%以上22質量%未満であることにより、比剛性の低下を抑制しつつ、反射率が低くなることが分かった。 Sample No. 2 and No. 23, sample no. 17 and No. From the comparison of 24, the total of the content of Fe converted to Fe 2 O 3 and the content of Cr converted to Cr 2 O 3 is 4% by mass or more and less than 22% by mass, thereby suppressing a decrease in specific rigidity. However, it turned out that a reflectance becomes low.

そして、試料No.6とNo.19は同じ温度で焼成したものであるが、機械的強度差が大きい結果となっており、TiをTiO換算した含有量が0.3質量%以上であることに
より、焼結性向上に寄与し、機械的強度を向上できることが分かった。また、試料No.10とNo.20の比較から、TiをTiO換算した含有量が5質量%以下であることにより、反射を抑制できるものとなることが分かった。
And sample no. 6 and no. 19 is fired at the same temperature, but has a large mechanical strength difference, and the content of Ti converted to TiO 2 is 0.3% by mass or more, which contributes to the improvement of sinterability, It was found that the mechanical strength can be improved. Sample No. 10 and No. From the comparison of 20, it was found that when the content of Ti converted to TiO 2 is 5% by mass or less, reflection can be suppressed.

また、本発明の試料No.5とNo.21、試料No.8と試料No.22の比較から、MnをMnO換算した含有量が0.1質量%以上3質量%以下であることにより、着色剤と
して働き、反射を抑制できることが分かった。
In addition, Sample No. 5 and no. 21, Sample No. 8 and sample no. From the comparison of 22, it was found that when the content of Mn converted to MnO 2 was 0.1% by mass or more and 3% by mass or less, it functions as a colorant and can suppress reflection.

以上により、試料No.1〜18は、アルミナ質焼結体を構成する全成分100質量%のう
ち、AlをAl換算した含有量が76質量%以上であり、FeをFe換算した含有量とCrをCr換算した含有量との合計が4質量%以上22質量%未満であり、TiをTiO換算した含有量が0.3質量%以上5質量%以下であり、MnをMnO
算した含有量が0.1質量%以上3質量%以下であることにより、280MPa以上の高い機械的強度を有しつつ、78GPa・cm/g以上と比剛性が高く、350〜440nmの波長領域における反射率が8.7%以下と低いものとなることが分かった。
As described above, the sample No. 1 to 18 is that the content of Al converted to Al 2 O 3 is 76% by mass or more out of 100% by mass of all the components constituting the alumina sintered body, and the content of Fe converted to Fe 2 O 3 The total of Cr and Cr 2 O 3 content is 4% by mass or more and less than 22% by mass, Ti is TiO 2 content is 0.3% by mass or more and 5% by mass or less, and Mn is MnO 2 equivalent When the content is 0.1 mass% or more and 3 mass% or less, it has a high mechanical strength of 280 MPa or more and a high specific rigidity of 78 GPa · cm 3 / g or more, and reflection in a wavelength region of 350 to 440 nm. The rate was found to be as low as 8.7% or less.

実施例1における試料No.1、3、11〜14をベースに、MnをMnO換算した含有量を増加させ、増加させた分だけAlをAl換算した含有量を減少させた試料を作製し、機械的強度(3点曲げ強度)、比剛性および反射率の測定を行なった。なお、1次原料の調合組成を異ならせたこと以外は、実施例1と同様の方法により作製し、試料No.26、31、37、42、47、52はそれぞれ順に、表1における試料No.1、3、14、13、11、12と同じである。 Sample No. 1 in Example 1 Based on 1, 3, 11-14, a sample was prepared by increasing the content of Mn converted to MnO 2 and decreasing the content of Al converted to Al 2 O 3 by the increased amount. (3-point bending strength), specific rigidity and reflectance were measured. In addition, it produced by the method similar to Example 1 except having changed the preparation composition of the primary raw material, sample No. Samples Nos. 26, 31, 37, 42, 47, and 52 are sample No. 1 in Table 1, respectively. Same as 1, 3, 14, 13, 11, 12.

そして、実施例1と同じ方法により、アルミナ質焼結体を構成する各成分の含有量を算出するとともに、実施例1と同じ方法により、機械的強度(3点曲げ強度)、比剛性および反射率の測定を行なった。   And while calculating content of each component which comprises an alumina sintered compact by the same method as Example 1, mechanical strength (three-point bending strength), specific rigidity, and reflection are calculated by the same method as Example 1. The rate was measured.

結果を表2に示す。   The results are shown in Table 2.

Figure 2016176988
Figure 2016176988

表2に示すように、MnをMnO換算した含有量が0.3質量%以上1.5質量%以下であることにより、高い機械的強度を維持しつつ、反射率が低いものとなり、より露光精度が向上可能な低反射部材となることが分かった。 As shown in Table 2, when the content of Mn converted to MnO 2 is 0.3% by mass or more and 1.5% by mass or less, the reflectance is low while maintaining high mechanical strength, and the exposure accuracy is further improved. It turned out to be a possible low reflection member.

FeをFe換算した含有量をA、CrをCr換算した含有量をBとしたとき、A/Bが、表3の値となる試料を作製し、機械的強度(3点曲げ強度)、比剛性および反射率の測定を行なった。なお、1次原料の調合組成を異ならせたこと以外は、実施例1と同様の方法により作製し、なお、試料No.57は、実施例2における試料No.53と同じであり、試料No.65は、実施例2における試料No.48と同じである。 When the content of Fe converted to Fe 2 O 3 is A and the content of Cr converted to Cr 2 O 3 is B, a sample in which A / B is the value shown in Table 3 is prepared, and mechanical strength (3 (Point bending strength), specific rigidity and reflectance were measured. In addition, it produced by the method similar to Example 1 except having changed the preparation composition of the primary raw material. 57 is the sample No. in Example 2. 53, sample no. 65 shows the sample No. in Example 2. Same as 48.

そして、実施例1と同じ方法により、アルミナ質焼結体を構成する各成分の含有量を算出するとともに、実施例1と同じ方法により、機械的強度(3点曲げ強度)、比剛性およ
び反射率の測定を行なった。
And while calculating content of each component which comprises an alumina sintered compact by the same method as Example 1, mechanical strength (three-point bending strength), specific rigidity, and reflection are calculated by the same method as Example 1. The rate was measured.

結果を表3に示す。   The results are shown in Table 3.

Figure 2016176988
Figure 2016176988

表3に示すように、A/Bの値が0.3〜2.9の範囲の値であることにより、さらに反射率を低いものとできることが分かった。   As shown in Table 3, it was found that the reflectance could be further lowered by the value of A / B being in the range of 0.3 to 2.9.

アルミナ質焼結体を構成する各成分の含有量が表4に示す値となるアルミナ質焼結体を作製し、表面における算術平均粗さ(Ra)が表4に示す値となるように砥石の番手を異ならせた研削加工を施して、試料No.66〜81を得た。なお、試料No.73は、実施例3における試料No.60と同じであり、試料No.81は、実施例3における試料No.62と同じである。また、算術平均粗さ(Ra)の測定方法は、JIS B 0601−2001に準拠して測定を行なった。   An alumina sintered body in which the content of each component constituting the alumina sintered body has the values shown in Table 4 is prepared, and the arithmetic average roughness (Ra) on the surface is the value shown in Table 4 The sample No. was subjected to grinding with different counts. 66-81 were obtained. Sample No. 73, sample No. 3 in Example 3. Same as 60, sample no. 81 shows the sample No. in Example 3. Same as 62. Further, the arithmetic average roughness (Ra) was measured in accordance with JIS B 0601-2001.

そして、実施例1と同じ方法により、アルミナ質焼結体を構成する各成分の含有量を算出するとともに、実施例1と同じ方法により、反射率の測定を行なった。   And while calculating the content of each component which comprises an alumina sintered compact by the same method as Example 1, the reflectance was measured by the same method as Example 1.

結果を表4に示す。   The results are shown in Table 4.

Figure 2016176988
Figure 2016176988

表4に示すように、表面における算術平均粗さ(Ra)が0.2μm以上1.5μm以下である試ことにより、反射率は6.0%以下となり、より露光精度が向上可能な低反射部材とな
ることが分かった。
As shown in Table 4, when the arithmetic average roughness (Ra) on the surface is 0.2 μm or more and 1.5 μm or less, the reflectance becomes 6.0% or less, and the low reflection member that can improve the exposure accuracy can be obtained. I understood.

Claims (4)

Feの酸化物、Crの酸化物、Tiの酸化物、Mnの酸化物を含むアルミナ質焼結体からなり、該アルミナ質焼結体を構成する全成分100質量%のうち、AlをAl換算した含有量が76質量%以上であり、FeをFe換算した含有量とCrをCr換算した含有量との合計が4質量%以上22質量%未満であり、TiをTiO換算した含有量が0.3質量%以上5質量%以下であり、MnをMnO換算した含有量が0.1質量%以上3質量%以下であることを特徴とする低反射部材。 It consists of an alumina sintered body containing an oxide of Fe, an oxide of Cr, an oxide of Ti, and an oxide of Mn. Of 100% by mass of all components constituting the alumina sintered body, Al is Al 2. The content in terms of O 3 is 76% by mass or more, and the total of the content in which Fe is converted into Fe 2 O 3 and the content in which Cr is converted into Cr 2 O 3 is 4% or more and less than 22% by mass, Low reflection, characterized in that the content of Ti converted to TiO 2 is 0.3% by mass or more and 5% by mass or less, and the content of Mn converted to MnO 2 is 0.1% by mass or more and 3% by mass or less. Element. MnをMnO換算した含有量が0.3質量%以上1.5質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の低反射部材。 2. The low reflection member according to claim 1, wherein the content of Mn in terms of MnO 2 is 0.3% by mass or more and 1.5% by mass or less. FeをFe換算した含有量をA、CrをCr換算した含有量をBとしたとき、A/Bが0.3〜2.9であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の低反射部材。 The A / B is 0.3 to 2.9, where A is the content of Fe converted to Fe 2 O 3 and B is the content of Cr converted to Cr 2 O 3. Or the low reflection member of Claim 2. 前記低反射部材の表面における算術平均粗さ(Ra)が0.2μm以上1.5μm以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の低反射部材。   4. The low reflection member according to claim 1, wherein an arithmetic average roughness (Ra) on the surface of the low reflection member is 0.2 μm or more and 1.5 μm or less. 5.
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