JP2022083511A - 焼結体、焼結体の製造方法、半導体製造装置及び半導体製造装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐食性を向上させることができる焼結体、焼結体の製造方法、半導体製造装置及び半導体製造装置の製造方法を提供する。【解決手段】実施形態に係る焼結体は、Ｙ５Ｏ４Ｆ７を５０［質量％］以上含み、相対密度が９７．０［％］以上であり、ビッカーズ硬度が２．４［ＧＰａ］以上である。実施形態に係る焼結体の製造方法は、Ｙ５Ｏ４Ｆ７粉を含む成型体を成型するステップと、アルゴンガス雰囲気中または１０－３［Ｐａ］以下の真空雰囲気中で、１０００［℃］以上の温度で、前記成型体を焼結することにより焼結体を形成するステップと、Ｙ５Ｏ４Ｆ７を５０［質量％］以上含み、相対密度が９７．０［％］以上であり、ビッカーズ硬度が２．４［ＧＰａ］以上である前記焼結体を選択するステップと、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、焼結体、焼結体の製造方法、半導体製造装置及び半導体製造装置の製造方法に関し、例えば、半導体の製造プロセス（Ｐｒｏｃｅｓｓ）に使用するエッチング（Ｅｔｃｈｉｎｇ）装置及び化学気相成長装置等において、ハロゲンガス（Ｈａｌｏｇｅｎ Ｇａｓ）を含むプラズマ（Ｐｌａｓｍａ）もしくはラジカル（Ｒａｄｉｃａｌ）に接する部材のための酸化弗化イットリウム（Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７）材料に関する。

半導体の微細化に伴い、低汚染（Ｃｏｎｔａｍｉ）の製造プロセスが強く求められている。半導体製造装置、特に、プラズマエッチング装置における発塵によるパーティクル（Ｐａｒｔｉｃｌｅ）の影響は深刻な問題となっている。パーティクルは、ハロゲン系のエッチングガスがチャンバー（Ｃｈａｍｂｅｒ）の内壁や内部の部品を腐食することによって生じる場合がある。このため、半導体製造装置に用いる部材には耐食性が要求される。これまで、耐食性材料としては、アルミナ（Ａｌｕｍｉｎａ）が使用されてきた。最近、より耐食性に優れるＹ_２Ｏ_３等の酸化イットリウムを用いる技術が実用化されつつある。

特許文献１及び非特許文献１には、耐食性の材料として、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７等の焼結体が記載されている。特許文献１及び非特許文献１には、９９．０％以上の緻密な焼結体を得ることが記載されている。

"Fabrication of dense yttrium oxyfluoride ceramics by hot pressing and their mechanical, thermal, and electrical properties", Japanese Journal of Applied Physics 57, 06JF04 (2018) "Fluorine and oxygen plasma exposure behavior of yttrium oxyfluoride ceramics", Japanese Journal of Applied Physics 58, SEEC01 (2019) "耐プラズマ性に優れた低発塵部材の開発", セラミックス 50 (2015) No.6 490-491 "色の許容差の事例"、［online］、日本電色工業株式会社、［令和２年１１月４日検索］、インターネット＜https://www.nippondenshoku.co.jp/web/japanese/colorstory/08_allowance_by_color.htm＞ "α－ＳｉＡｌＯＮセラミックスの透明性に及ぼす希土類添加物の影響"、第３３回秋季シンポジウム講演予稿集（講演番号２Ｆ２７）

特開２０１６－０９８１４３号公報 国際公報第２０１８／１５９７１３号

非特許文献２によると、Ｙ_２Ｏ_３は、弗素系プラズマに曝されると、その表面に弗化による変質層が形成されることが指摘されている。一方、イットリウム（Ｙｔｔｒｉｕｍ）の酸弗化物、例えば、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７やＹＯＦは、このような変質層が形成されず、Ｙ_２Ｏ_３に代わる次世代の耐食性材料として期待できる。さらに、非特許文献２では、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７は、Ｙ_２Ｏ_３やＹＯＦに比べ、ハロゲン系ガスによるエッチング前後で、表面粗さの変化が少ないことが報告されている。よって、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７の方が、発生するパーティクル量が少なく、その大きさも小さくなると思われ、Ｙ_２Ｏ_３及びＹＯＦに対して優位であると言える。

半導体製造装置用の部材としては、硬さも重要である。低硬度であると、装置の組み立てやメンテナンス（Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）の際に、表面に傷が付きやすくなる。生じた傷が、プラズマに曝されると、異常放電が生じる、パーティクルの発生源になる、等の不具合が生じ、好ましくない。

また、非特許文献３には、製造方法の異なるＹ_２Ｏ_３について、その耐プラズマ性を評価した結果が開示されている。同文献によれば、よりビッカーズ（Ｖｉｃｋｅｒｓ）硬度が大きいＡＤ法によるＹ_２Ｏ_３が、他の製法に比べ、耐プラズマ性が高いことが報告されている。この結果は、硬度が大きいと、エッチングガスの物理的な作用に対する耐性が高くなることに起因していると思われる。つまり、化学的組成が同じ材料でも、硬度が大きい方が、耐プラズマ性が高いと言える。

ビッカーズ硬度について、特許文献１では報告がなく、非特許文献１では、０．４９１［ＧＰａ］の値が報告されている。しかし、その値は、Ｙ_２Ｏ_３のおよそ６．０［ＧＰａ］と比較して、１／１２以下と非常に小さい値である。よって、その耐プラズマ性、特に、イオン（Ｉｏｎ）衝撃による耐スパッタ（Ｓｐｕｔｔｅｒ）性が懸念される。

高硬度のＹ_５Ｏ_４Ｆ_７を製造できれば、耐プラズマ性が高く、発塵量が少ない半導体製造装置用の部材を得ることができると考えられる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、上述した種々の欠点のうち、少なくともいずれかを解決することができる焼結体、焼結体の製造方法、半導体製造装置及び半導体製造装置の製造方法を提供する。

本発明に係る焼結体は、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７を５０［質量％］以上含み、相対密度が９７．０［％］以上であり、ビッカーズ硬度が２．４［ＧＰａ］以上である。

上記焼結体では、前記相対密度が９９．０［％］以上でもよい。

上記焼結体では、外観色のＬａｂ色空間におけるＬ＊が６５以上の白色でもよい。

上記焼結体では、ランタノイドの酸化物、ランタノイドのフッ化物及びランタノイドの酸フッ化物のうち、少なくともいずれかを、１０［質量％］以下含んでもよい。

本発明に係る焼結体の製造方法は、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７粉を含む成型体を成型するステップと、アルゴンガス雰囲気中または１０^－３［Ｐａ］以下の真空雰囲気中で、１０００［℃］以上の温度で、前記成型体を焼結することにより焼結体を形成するステップと、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７を５０［質量％］以上含み、相対密度が９７．０［％］以上であり、ビッカーズ硬度が２．４［ＧＰａ］以上である前記焼結体を選択するステップと、を備える。

上記焼結体の製造方法では、前記成型体を成型するステップにおいて、スリップキャスト法または一軸加圧法により前記成型体を成型してもよい。

上記焼結体の製造方法では、前記焼結体を形成するステップにおいて、１０００［℃］以上１４００［℃］以下の無加圧焼結法により前記焼結体を形成してもよい。

上記焼結体の製造方法では、前記焼結体を形成するステップの後に、前記焼結体をＨＩＰ（Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）処理するステップをさらに備え、前記焼結体を選択するステップにおいて、ＨＩＰ処理した前記焼結体の中から前記焼結体を選択してもよい。

上記焼結体の製造方法では、前記焼結体をＨＩＰ処理するステップの前の前記焼結体において、前記相対密度は、９０［％］以上でもよい。

上記焼結体の製造方法では、前記焼結体をＨＩＰ処理するステップの前の前記焼結体において、前記相対密度は、９４［％］以上であり、外観色のＬａｂ色空間におけるＬ＊が７５以上の白色でもよい。

上記焼結体の製造方法では、前記成型体を成型するステップにおいて、一軸加圧法により前記成型体を成型し、前記焼結体を形成するステップにおいて、１０００［℃］以上１４００［℃］以下のホットプレスにより前記焼結体を形成してもよい。

上記焼結体の製造方法では、前記焼結体を選択するステップにおいて、前記相対密度が９９．０［％］以上である前記焼結体を選択してもよい。

上記焼結体の製造方法では、前記焼結体を選択するステップにおいて、外観色のＬａｂ色空間におけるＬ＊が６５以上の白色である前記焼結体を選択してもよい。

本発明に係る半導体製造装置は、上記焼結体を備えてもよい。

本発明に係る半導体製造装置の製造方法は、上記焼結体の製造方法における前記焼結体を選択するステップの後に、選択された前記焼結体を半導体製造装置の部材に適用するステップをさらに備えてもよい。

本発明により、耐食性を向上させることができる焼結体、焼結体の製造方法、半導体製造装置及び半導体製造装置の製造方法を提供することができる。

実施形態１に係る焼結体の製造方法を例示したフローチャート図である。 実施形態１に係る焼結体の製造方法を例示したフローチャート図である。 実施形態１に係る無加圧焼結法を用いた焼結体の製造方法を例示したフローチャート図である。 実施形態１に係る無加圧焼結法を用いた焼結体の製造方法を例示したフローチャート図である。 実施形態１に係るホットプレス法を用いた焼結体の製造方法を例示したフローチャート図である。 実施形態１に係る焼結体の製造方法において、ホットプレスの温度及び圧力のプロファイルを例示したグラフであり、横軸は時間を示し、縦軸は温度及び圧力を示す。 実施形態１に係る無加圧焼結法による焼結体の評価結果を例示した図である。 実施形態１に係る無加圧焼結法による焼結体のＸＲＤ分析結果を例示した図である。 実施形態１に係るホットプレス法による焼結体の評価結果を例示した図である。 実施形態１に係るホットプレス法による焼結体のＸＲＤ分析結果を例示した図である。 実施形態１に係る無加圧焼結法による焼結体をさらにＨＩＰ処理した焼結体の評価結果を例示した図である。 実施形態１に係る無加圧焼結法による焼結体をさらにＨＩＰ処理した焼結体のＸＲＤ分析結果を例示した図である。 実施形態１に係る無加圧焼結法による焼結体において、判断基準を変えた評価結果を例示した図である。 実施形態１に係るホットプレス法による焼結体において、判断基準を変えた評価結果を例示した図である。 実施形態１に係る焼結体の製造条件及び耐プラズマ性試験結果を例示した図である。 実施形態２に係る半導体製造装置を例示した構成図である。 実施形態２に係る半導体製造装置の製造方法を例示したフローチャート図である。

説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

（実施形態１）
以下、実施形態１に係る焼結体及び焼結体の製造方法を説明する。まず、＜焼結体の概要＞を説明する。そして、＜焼結体の製造方法＞を説明する。その後、＜焼結体の評価方法＞及び＜評価結果＞を説明する。

＜焼結体の概要＞
発明者らは、鋭意検討を重ね、高密度かつ高硬度なＹ_５Ｏ_４Ｆ_７の焼結体を得ることに成功した。具体的には、得られた焼結体は、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７を５０［質量％］以上含み、相対密度が９７．０［％］以上であり、ビッカーズ硬度が２．４［ＧＰａ］以上である。このように、本実施形態の焼結体は、相対密度が高いので、耐食性を向上させることができる。例えば、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体は、相対密度が９９．０［％］以上である。よって、ハロゲンガスに対する耐食性を向上させることができる。これにより、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体は、Ｙ_２Ｏ_３に代わる次世代の耐食性材料として期待することができる。また、本実施形態の焼結体は、Ｙ_２Ｏ_３と同オーダー（Ｏｒｄｅｒ）の高いビッカーズ硬度を有する。このように、本実施形態の焼結体は、硬度が高いので、耐プラズマ性を向上させることができる。Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体は、主相として、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７を９９［質量％］以上含むようにすることができ、品質を向上させることができる。

一方、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７を高温で焼結し、高密度化しようとすると、得られる焼結体が黒く変色する場合があることを見出した。変色の原因は、高温による酸素（Ｏ）、フッ素（Ｆ）の欠損もしくはカーボン（Ｃａｒｂｏｎ）の拡散・凝集が考えられる。半導体製造装置におけるチャンバー内の部材の色が黒いと、チャンバー内の異常放電等による黒色の汚れの目視確認が困難となり、異常の発見を見逃すことになる。また、チャンバークリーニング（Ｃｈａｍｂｅｒ Ｃｌｅａｎｉｎｇ）の機会を判断することを妨げる等の不具合が生じる。よって、チャンバー内の部材は、汚れが視認しやすいよう、白い方が好ましい。

発明者らは、製造条件を精密に検討した結果、このような高密度、高硬度のＹ_５Ｏ_４Ｆ_７の焼結体を黒く変色することなく形成することに成功した。具体的には、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体は、外観色のＬａｂ色空間におけるＬ＊が６５以上の白色である。外観色が略白色であるため、半導体製造装置における、異常放電等による汚れを目視確認もしくは画像認識しやすい。よって、異常放電等の検出、部材の洗浄を容易に行うことができる。

Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体は、ランタノイドの酸化物、ランタノイドのフッ化物及びランタノイドの酸フッ化物のうち、少なくともいずれかを、１０［質量％］以下含んでもよい。このように、いわゆる「助剤」を微量添加して焼結することにより、焼結性を向上させることができる。また、焼結体の微細構造を制御することができる。

＜焼結体の製造方法＞
次に、本実施形態の焼結体の製造方法を説明する。図１及び図２は、実施形態１に係る焼結体の製造方法を例示したフローチャート図である。図１に示すように、本実施形態に係る焼結体の製造方法は、成型体を成型するステップＳＡと、焼結体を形成するステップＳＢと、焼結体を選択するステップＳＳと、を備えている。成型体を成型するステップＳＡでは、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７粉を含む成型体を成型する。焼結体を形成するステップＳＢでは、成型体を焼結することにより焼結体を形成する。焼結体を選択するステップＳＳでは、得られた焼結体の中から所望の焼結体を選択する。例えば、一例を示すと、焼結体を選択するステップＳＳでは、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７を５０［質量％］以上含み、相対密度が９７．０［％］以上であり、ビッカーズ硬度が２．４［ＧＰａ］以上である焼結体を選択する。

なお、図２に示すように、焼結体の製造方法は、焼結体を形成するステップＳＢと、焼結体を選択するステップＳＳと、の間に、焼結体を熱間静水圧プレス（Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ：以下、ＨＩＰと呼ぶ。）処理するステップＳＣを備えてもよい。

本実施形態の焼結体の製造方法において、焼結体を形成するステップＳＢは、無加圧焼結法を用いる方法と、ホットプレス法を用いる方法と、に分けることができる。そこで、以下では、Ｉ．無加圧焼結法を用いた焼結体の製造方法と、ＩＩ．ホットプレス法を用いた焼結体の製造方法と、に分けて説明する。

＜Ｉ．無加圧焼結法を用いた焼結体の製造方法＞
図３及び図４は、実施形態１に係る無加圧焼結法を用いた焼結体の製造方法を例示したフローチャート図である。図３に示すように、無加圧焼結法を用いた焼結体の製造方法は、成型体を成型するステップＳＡとして、原料粉を準備するステップＳ１１、成型ステップＳ１２を含む。成型ステップＳ１２の後に、脱脂ステップＳ１３を行ってもよい。焼結体を形成するステップＳＢとして、無加圧焼結ステップＳ１４を含む。焼結体を選択するステップＳＳとして、ステップＳ１５を含む。なお、図４に示すように、成型するステップＳＡとして、成型ステップＳ１２の後に、冷間静水圧プレス（Ｃｏｌｄ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ：以下、ＣＩＰと呼ぶ。）処理ステップＳ１２ａを加えてもよい。その後で、脱脂ステップＳ１３もしくは無加圧焼結ステップＳ１４を行ってもよい。

以下で、Ｉ．無加圧焼結法を用いた焼結体の製造方法を、１．原料粉の準備（ステップＳ１１）、２．成型（ステップＳ１２）、３．ＣＩＰ処理（ステップＳ１２ａ）、４．脱脂（ステップＳ１３）、５．無加圧焼結（ステップＳ１４）の順に説明する。

＜１．原料粉の準備＞
原料粉は、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７粉である。原料粉として、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７粉を３種類、粒径０．５μｍ品（以降、原料粉Ａとする）、粒径０．８μｍ品（以降、原料粉Ｂとする）及び粒径１．０μｍ品（以降、原料粉Ｃとする）を用いる。

＜２．成型＞
次に、成型体の成型法として、２－１．スリップキャスト（Ｓｌｉｐ Ｃａｓｔ）法、及び、２－２．プレス（Ｐｒｅｓｓ）法（一軸加圧法）を説明する。無加圧焼結法を用いた焼結体の製造方法では、成型体を成型するステップにおいて、スリップキャスト法または一軸加圧法により成型体を成型する。

＜２－１．スリップキャスト法＞
スリップキャスト法は、鋳込み法とも呼ばれる。スリップキャスト法は、スラリー（Ｓｌｕｒｒｙ）の調整工程及びスリップキャスト成型工程を含む。

スラリーの調整工程では、例えば、ガラス（Ｇｌａｓｓ）容器内に、原料粉Ａを１００［ｇ］と、溶媒としてエタノール（Ｅｔｈａｎｏｌ）を５０［ｇ］と、分散剤を２［ｇ］と、バインダー（Ｂｉｎｄｅｒ）２．３［ｇ］をエタノール５０［ｍＬ］に溶解させた溶液１０［ｍＬ］と、を混合して、スリップキャスト法用のスラリーを調整する。原料粉Ｂ、Ｃに関しても、同様にして、スリップキャスト法用のスラリーを調整する。

スリップキャスト成型工程では、調整したスラリーを、石膏板の上に置いたシリコーン（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ）型（直径１３．５［ｍｍ］、深さ２０［ｍｍ］）に流し込む。その後、４日間静置する。エタノールが石膏板へ吸収、または蒸発し、十分に乾燥したことを確認の上で、シリコーン型から外す。これにより、成型体（直径およそ１３．５［ｍｍ］、高さおよそ７［ｍｍ］）を得ることができる。

＜２－２．プレス法＞
プレス法は、プレス用粉体の調整工程及びプレス成型工程を含む。

プレス用粉体の調整工程では、例えば、ガラス容器内に、原料粉Ａを１００［ｇ］と、溶媒として純水を２５［ｇ］と、分散剤を０．３［ｇ］と、バインダーを純水１２［ｍＬ］に溶解した溶液４．４［ｍＬ］と、を混合して、プレス用粉体の元となるバインダー添加スラリーを調整する。そして、調整したスラリーを凍結乾燥することにより純水を除去し、プレス用粉体を得る。原料粉Ｂ、Ｃに関しても、同様にして、プレス用粉体を得る。

プレス成型工程では、得られたプレス用粉体２．０［ｇ］を、直径１０［ｍｍ］の円筒形の金型に入れ、油圧プレス機により、８［ＭＰａ］の圧力をかける。その後、金型から外して、例えば、直径およそ１０［ｍｍ］、高さおよそ８［ｍｍ］の成型体を得ることができる。

＜３．ＣＩＰ処理＞
上記２－１．スリップキャスト法及び２－２．プレス法で得られた成型体に関して、焼結前に更に緻密化するため、ＣＩＰ処理を行ってもよい。具体的には、成型体を真空パック（Ｐａｃｋ）した後、ＣＩＰ装置を用いて、圧力３００［ＭＰａ］で１０［ｍｉｎ］加圧する。

＜４．脱脂＞
成型体中に含まれるバインダー成分と分散剤成分を除去するために、上記２－１．スリップキャスト法及び２－２．プレス法で得られた成型体、並びに、さらにＣＩＰ処理した成型体を、種々の条件で加熱し、脱脂を行う。加熱する際には、例えば、アルミナ（Ａｌｕｍｉｎａ）皿上に置いて加熱する。具体的には、雰囲気は、窒素ガス中（例えば、流量は、０．２Ｌ／ｍｉｎ）において、温度４００［℃］で加熱する。２－１．スリップキャスト法で成型した成型体は、例えば、１００［ｈ］加熱し、２－２．プレス法で成型した成型体は、例えば、５０［ｈ］加熱する。

＜５．無加圧焼結法＞
脱脂済みの成型体を、例えば、アルミナるつぼに入れて蓋をし、電気炉を用いて種々の条件で焼結を行う。焼結条件において、雰囲気は、アルゴン（Ａｒ）ガス中（流量２［Ｌ／ｍｉｎ］）、窒素（Ｎ_２）ガス中（流量２［Ｌ／ｍｉｎ］）、または、真空（約１０^－３［Ｐａ］以下）である。昇温速度は、１０００［℃／ｈ］、保持温度は、９００～１４００［℃］、保持時間は、０～３［ｈ］、降温速度は、炉冷として、各々設定する。

なお、保持温度の最高を１４００［℃］にしたのは、事前の実験で、１５００［℃］でＹ_５Ｏ_４Ｆ_７を焼結した試料（Ｓａｍｐｌｅ）をＸＲＤ分析したところ、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７粉以外のＹＯＦに由来するピーク（Ｐｅａｋ）を検出したからである。１４００［℃］で焼結した場合は、ＹＯＦ由来のピークは見られなかったことから、１４００［℃］を超えるような高温で焼結すると、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７のＦが脱離し、ＹＯＦ相が出現するものと思われる。前述の通り、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７の方がＹＯＦより耐プラズマ性が高いので、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７にＹＯＦが混入するのは好ましくない。よって、保持温度の最高を１４００［℃］にしている。

図２に示すように、Ｉ．無加圧焼結法を用いた焼結体の製造方法では、焼結体を形成するステップＳＢの５．無加圧焼結（ステップＳ１４）の後に、さらに、ＨＩＰ処理を実施してもよい。これにより、焼結された焼結体を、更に緻密化することができる。

＜６．ＨＩＰ処理＞
焼結体をアルミナるつぼに入れて蓋をし、ＨＩＰ装置を用いて、アルゴン雰囲気下の圧力２００［ＭＰａ］とし、昇温速度１０００［℃／ｈ］で、保持温度は、９００～１１００［℃］、保持時間は、０～３［ｈ］に設定する。

＜ＩＩ．ホットプレス法を用いた焼結体の製造方法＞
次に、ホットプレス法を用いた焼結体の製造方法を説明する。図５は、実施形態１に係るホットプレス法を用いた焼結体の製造方法を例示したフローチャート図である。図５に示すように、ホットプレス法を用いた焼結体の製造方法は、成型体を成型するステップＳＡとして、原料粉を準備するステップＳ３１及び成型ステップＳ３２を含む。焼結体を形成するステップＳＢとして、ホットプレスするステップＳ３３を含む。焼結体を選択するステップＳＳとして、ステップＳ３４を含む。以下で、ホットプレス法を用いた焼結体の製造方法を、１．原料粉の準備（ステップＳ３１）、２．一次成型法（ステップＳ３２）、３．ホットプレス（ステップＳ３３）の順に説明する。なお、ホットプレス法を用いた焼結体の製造方法においても、図２に示すように、ステップＳＢのホットプレス（ステップＳ３３）の後に、さらに、ＨＩＰ処理を実施してもよい。

＜１．原料粉＞
原料粉は、Ｉ．無加圧焼結法を用いた焼結体の製造方法と同様に、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７粉である。原料粉として、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７粉を３種類、粒径０．５μｍ品（以降、原料粉Ａとする）、粒径０．８μｍ0品（以降、原料粉Ｂとする）及び粒径１．０μｍ品（以降、原料粉Ｃとする）を用いる。

＜２．一次成型法＞
ホットプレスの一次成型法では、縦５０［ｍｍ］、横５０［ｍｍ］の正方形の金型に、原料粉Ａをそのまま１００［ｇ］入れる。そして、油圧プレス機により、例えば、１８．４［ＭＰａ］の圧力をかける。このように、成型体を成型するステップにおいて、一軸加圧法により成型体を成型する。その後、金型から外して、縦およそ５０［ｍｍ］、横およそ５０［ｍｍ］、高さおよそ１２［ｍｍ］の一次成型体を得ることができる。原料粉Ｃに関しても、同様にして、一次成型体を得ることができる。

＜３．ホットプレス＞
一次成型体を、縦横同じ大きさのカーボン（Ｃａｒｂｏｎ）製ホットプレス型に入れ、種々の条件で、ホットプレスを行う。ホットプレスの条件において、雰囲気は、アルゴンガス中（流量１［Ｌ／ｍｉｎ］）または真空中（約１０^－３［Ｐａ］以下）である。

図６は、実施形態１に係る焼結体の製造方法において、ホットプレスの温度及び圧力のプロファイルを例示したグラフであり、横軸は時間を示し、縦軸は温度及び圧力を示す。図６に示すように、昇温速度は、１０［℃／ｍｉｎ］、保持温度は、９００～１４００［℃］、保持時間は、０～１［ｈ］、降温速度は、１０［℃／ｍｉｎ］である。昇温開始と同時に昇圧を開始し、１時間で保持圧力に到達させる。保持圧力は、３６．７［ＭＰａ］、減圧は１時間で０［ＭＰａ］となり、かつ減圧終了と降温終了が同時となるように、各々設定する。なお、＜Ｉ．無加圧焼結法を用いた焼結体の製造方法＞における５．無加圧焼結法で説明したのと同じ理由で、保持温度の最高温度は、１４００［℃］に設定する。

＜焼結体の評価方法＞
次に、製造された焼結体の評価方法を説明する。まず、評価方法として、１．密度、２．硬度（ビッカーズ硬度）、３．白さ、４．組成分析、５．耐プラズマ性を説明する。

＜１．密度＞
電子天秤を用いて、得られた焼結体の大気中重量と純水中の重量を秤量し、アルキメデス（Ａｒｃｈｉｍｅｄｅｓ）法により、密度を求める。求めた密度を、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７の理論的密度５．１４［ｇ／ｃｍ^３］で除して、相対密度［％］を算出する。

なお、半導体製造装置用部材に用いる材料に空隙があると、その部分が集中的に腐食され発塵源となる。よって、半導体製造装置用部材に用いる材料は、好ましくは、相対密度９７．０［％］以上、更に好ましくは、相対密度９９．０［％］以上の高い緻密度が求められる。

＜２．ビッカーズ硬度＞
硬度計を用いて、例えば試験力０．５［ｇｆ］で、ビッカーズ硬度を測定する。

＜３．白さ＞
白さを定量的に評価するため、Ｌａｂ色空間の色度の一つであるＬ＊を指標とする。また、表面粗さ等、焼結体表面の状態による色度の変化を最小限にするため、Ｌ＊は、ＳＣＩ（Ｓｐｅｃｕｌａｒ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｃｌｕｄｅ）方式で測定された値を採用する。具体的には、色度計を用いて、焼結体表面のＬ＊を測定する。

なお、本実施形態及び比較例で作製したＹ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体のＬａｂ色空間におけるａ＊、ｂ＊の値は、各々およそ±１、±５以内の範囲であり、外観色がほぼ無彩色（白～黒）であることを確認している。

特許文献２の半導体製造装置用部材において、白さ（黒さ）を定量的に評価する指標として、Ｌ＊が用いられている。なお、特許文献２においては、「部材の色が黒いと汚れが目立たず、無理な洗浄を施すことがなくなり好ましい」と記載されている。しかし、洗浄を行う際に、洗浄の終点を限度見本や反射率測定等で管理すれば、このような問題は生じない。むしろ、汚れが視認しにくいと、このような定量的な管理が困難となり、結果的に、洗浄が不十分となって、汚れに起因する異物（Ｐａｒｔｉｃｌｅ）の発生等が懸念される。つまり、半導体製造装置用部材の外観色は、白色、金属光沢もしくは透明である方が、汚れの視認が容易となり、好ましい。

部材の外観色については、例えば、装置の作業者により、汚れの目視確認について官能評価を行ったところ、Ｌ＊が６０～７０以上であると、汚れが目視しやすいことが分かっっている。よって、Ｌ＊は、６５以上であると、汚れを目視確認しやすいと考えられる。

また、特許文献２の表１に示されるように、プラズマ暴露後の色度Ｌ＊は、６０程度であることから、プラズマ暴露による汚れの色度Ｌ＊は、Ｌ＊＝６０程度であると言える。Ｌａｂ色空間では、２つの色の色差が、下式のように定義されている。

色差ΔＥ＝（ΔＬ＊^２＋Δａ＊^２＋Δｂ＊^２）^１／２

Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体は、前述の通り、ほとんど無彩色であり、ａ＊、ｂ＊の絶対値が小さく、その変化も小さいことから、色差ΔＥは、ほぼＬ＊の変化の影響が支配的である。よって、下記式と置き換えて差し支えない。

色差ΔＥ≒ΔＬ＊

例えば、非特許文献４では、色差ΔＥが５．０であることは、「経時比較した場合に、ほぼ同一と認められる」とされているので、逆に言えば、色差ΔＥが５．０以上あれば、「経時比較して、色の変化が認められる」と言える。つまり、汚れの色度Ｌ＊＝６０と比較して、色差ΔＥ（≒ΔＬ＊）が５以上、言い換えれば、Ｌ＊が６５以上である部材は、汚れが目視で確認可能ということができる。

＜４．組成分析＞
製造したＹ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体について、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて分析し、組成を確認する。

＜５．耐プラズマ性試験＞
まず、試料の表面状態を平滑化する。これにより、試料間の表面状態のばらつきを一定にする。平滑化は、焼結体の表面を＃１０００～４０００の耐水ペーパー（Ｐａｐｅｒ）を用いて研磨する。算術表面粗さ（Ｒａ）が、およそ０．１［μｍ］以下になるまで、平滑化を行う。

次に、プラズマ処理に曝されない領域を確保するため、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体表面のおよそ半分の領域をポリイミドテープ（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ Ｔａｐｅ）を貼付して覆う。ポリイミドテープを貼付した焼結体を、エッチング装置の内部において、ＣＦ_４／Ｏ_２混合ガスによる耐プラズマ性試験を実施する。具体的には、電極サイズを直径１００［ｍｍ］とし、圧力を２０［Ｐａ］、ＲＦパワー（Ｐｏｗｅｒ）を１５０［Ｗ］、ＣＦ_４のガス流量を４０［ｍＬ／ｍｉｎ］、Ｏ_２のガス流量を１０［ｍＬ／ｍｉｎ］に設定し、２［ｈ］、プラズマ処理を行う。プラズマ処理後、焼結体を取り出し、ポリイミドテープを剥がす。

ポリイミドテープ端面付近の境界部分を、表面形状測定器を用いて、段差測定し、その段差をエッチング量とする。また、ポリイミドテープで覆わなかった部分について、表面形状測定器を用いて、耐プラズマ性試験前後で、焼結体表面の算術表面粗さ（Ｒａ）を測定する。算術表面粗さＲａの悪化率を、下式によって求める。

（Ｒａ悪化率）＝（耐プラズマ性試験後のＲａ）／（耐プラズマ性試験前のＲａ）

Ｒａ悪化率が小さいほど、プラズマ暴露による表面のダメージが少ないといえる。

＜評価結果＞
次に、評価結果を説明する。評価結果を、無加圧焼結法による焼結体、ホットプレス法による焼結体、並びに、無加圧焼結法及びＨＩＰ処理による焼結体に分けて説明する。まず、無加圧焼結法による焼結体の評価結果を説明する。

＜無加圧焼結法による焼結体の評価結果＞
図７は、実施形態１に係る無加圧焼結法による焼結体の評価結果を例示した図である。図７において、製造方法として、成型体を成型するステップＳＡ及び焼結体を形成するステップＳＢの条件を示している。例えば、図７における実施例１において、成型体を成型するステップＳＡの条件は、原料粉としてＡを用いており、スリップキャスト法を用いて成型体を成型している。そして、成型体に対してＣＩＰ処理を行っている。また、焼結体を形成するステップＳＢの条件は、アルゴン雰囲気中で、昇温速度１０００［℃／ｈ］で昇温し、保持温度１０００［℃］、保持時間１［ｈ］で焼結体を形成している。評価結果として、相対密度が９７．２［％］であり、硬度が３．９［ＧＰａ］であり、白さＬ＊が８１．３１である。総合判定は◎である。

ここで、総合判定が◎とは、密度が９７．０［％］以上、かつ硬さが２．４［ＧＰａ］以上、かつ白さＬ＊が６５以上を示す。総合判定が〇とは、密度が９７．０［％］以上、かつ硬さが２．４［ＧＰａ］以上、かつ白さＬ＊が６５未満を示す。総合判定が×とは、密度が９７．０［％］未満、または、硬さが２．４［ＧＰａ］未満を示す。

図７に示すように、アルゴンガス雰囲気中または１０^－３［Ｐａ］以下の真空雰囲気中で、１０００［℃］以上の温度で、成型体を焼結することにより、相対密度９７．０［％］以上であり、かつ、ビッカーズ硬度が２．４［ＧＰａ］以上であるＹ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体を得ることができる。例えば、焼結体を形成するステップＳＢにおいて、１０００［℃］以上１４００［℃］以下の無加圧焼結法により上記Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体を形成することができる。また、相対密度の増加するにつれて、白さＬ＊が増大する傾向が見られる。

図８は、実施形態１に係る無加圧焼結法による焼結体のＸＲＤ分析結果を例示した図である。図８には、実施例１、実施例２及び比較例１６の他に、原料粉ＡのＸＲＤ分析結果も示す。図８に示すように、原料粉Ａはほとんど不純物を含まないことがわかる。なお、原料粉Ｂ、ＣのＸＲＤ分析結果も、原料粉Ａと同様である。

また、原料粉Ａを用いて製造したＹ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体も、不純物ピーク（Ｐｅａｋ）がほとんど見られず、本実施形態によるＹ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体は、実質的に、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７のみからなる。すなわち、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体は、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７を９９［質量％］以上含む。また、同様のＸＲＤ分析結果を、他の実施例によるＹ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体からも得ることができる。

以上のことから、本実施形態により、相対密度が９７．０［％］以上、かつ、ビッカーズ硬度が２．４［ＧＰａ］以上であるＹ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体を形成することができる。具体的には、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７を９９［質量％］以上含み、相対密度が９７．０～９９．３［％］であり、ビッカーズ硬度が２．４～４．４［ＧＰａ］であるＹ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体を形成することができる。

このようなＹ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体は、高密度と高硬度を両立し、耐プラズマ性を向上させることができる。また、このようなＹ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体は、形状自由度の高い無加圧焼結法を用いて製造することができる。特に、成型に型成型であるスリップキャスト法を用いる場合には、形状の自由度が非常に高く、いわゆるニアネットシェイプ（Ｎｅａｒ Ｎｅｔ Ｓｈａｐｅ）による生産コスト（Ｃｏｓｔ）を低減することができる。一方、更に、好ましいＹ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体である相対密度が９９．０［％］以上、かつ、白さＬ＊６５以上の試料を、図７の製造条件の範囲では得ることはできなかった。

＜ホットプレス法による焼結体の評価結果＞
図９は、実施形態１に係るホットプレス法による焼結体の評価結果を例示した図である。図９において、製造条件として、成型体を成型するステップＳＡ及び焼結体を形成するステップＳＢの条件を示している。例えば、図９における実施例１４において、原料粉としてＡを用いており、アルゴン雰囲気中で、保持温度１０００［℃］、保持時間１［ｈ］で焼結体を形成している。評価結果として、相対密度が１００［％］であり、ビッカーズ硬度が２．４［ＧＰａ］であり、白さＬ＊が４０．３２である。総合判定は〇である。なお、◎、〇、×の意味は、上述したものと同様である。

図９に示すように、保持温度を９００［℃］以上において、保持時間を1［ｈ］、または、保持温度を１０００［℃］以上において、保持時間なしであると、相対密度が９７［％］以上、かつ、ビッカーズ硬度が２．４［ＧＰａ］以上のＹ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体を得ることができる。例えば、焼結体を形成するステップＳＢにおいて、９００［℃］以上１４００［℃］以下のホットプレスにより上記Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体を形成することができる。

図１０は、実施形態１に係るホットプレス法による焼結体のＸＲＤ分析結果を例示した図である。図１０には、実施例７、実施例９及び比較例２８の他に、原料粉ＡのＸＲＤ分析結果も示す。図１０に示すように、原料粉Ａはほとんど不純物を含まないことがわかる。なお、原料粉Ｂ、ＣのＸＲＤ分析結果も、原料粉Ａと同様である。

また、何れの焼結体も、不純物ピークがほとんど見られず、本実施形態による焼結体が実質的にＹ_５Ｏ_４Ｆ_７のみからなることを確認できる。また、同様のＸＲＤ分析結果を、他の実施例による焼結体からも得ることができる。一方、相対密度が９７．０［％］以上で、かつ、白さＬ＊が６５以上の試料を、図９の製造条件の範囲では得ることはできなかった。

＜無加圧焼結法及びＨＩＰ処理による焼結体の評価結果＞
図１１は、実施形態１に係る無加圧焼結法による焼結体をさらにＨＩＰ処理した焼結体の評価結果を例示した図である。図１１には、ＨＩＰ処理前の焼結体の製造条件及び評価結果と、ＨＩＰ処理条件と、ＨＩＰ処理後の評価結果を示す。例えば、図１１における実施例２５において、ＨＩＰ処理前の焼結体として実施例１の焼結体を用いている。この時点での総合判定はＪ◎である。

ここで、ＨＩＰ処理前の焼結体の総合判定がＪ◎とは、密度が９４．０［％］以上、かつ白さＬ＊が７５以上を示す。総合判定がＪ●とは、密度が９４．０［％］以上、かつ白さＬ＊が７５未満を示す。総合判定がＪ〇とは、密度が９０．０［％］以上、９４．０［％］未満を示す。総合判定がＪ×とは、密度が９０．０［％］未満を示す。

例えば、実施例２５において、ＨＩＰ処理として、保持温度が１１００［℃］、保持時間が３［ｈ］である。評価結果として、相対密度が９９．５［％］であり、ビッカーズ硬度が２．９［ＧＰａ］であり、白さＬ＊が６７．２７である。総合判定は◎である。なお、総合判定◎、〇、×の意味は、＜無加圧焼結法による焼結体の評価結果＞及び＜ホットプレス法による焼結体の評価結果＞のものと同様である。

図１１に示すように、相対密度が９０［％］以上の焼結体を、１０００［℃］以上、０～３［ｈ］でＨＩＰ処理すると、相対密度が９７［％］以上、かつビッカーズ硬度が２．４［ＧＰａ］以上のＹ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体を得ることができる。更に、密度が９４．０［％］以上、かつＬ＊が７５以上の焼結体を、上記条件のＨＩＰ処理を行うと、相対密度が９７．０［％］以上、かつビッカーズ硬度が２．４［ＧＰａ］以上、かつＬ＊が６５以上のＹ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体を得ることができる。

このように、本実施形態のＹ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体は、無加圧焼結した焼結体を、等方的に加圧するＨＩＰ処理を行うことでも得られるので、一軸加圧・焼結するホットプレス法に比べて、形状の自由度を向上させることができる。

図１２は、実施形態１に係る無加圧焼結法による焼結体をさらにＨＩＰ処理した焼結体のＸＲＤ分析結果を例示した図である。図１２には、実施例２２及び実施例２５の他に、原料粉ＣのＸＲＤ分析結果も示す。図１２に示すように、原料粉Ｃはほとんど不純物を含まないことがわかる。

また、何れの焼結体も、不純物ピークがほとんど見られず、本実施形態による焼結体が実質的にＹ_５Ｏ_４Ｆ_７のみからなることを確認できる。また、同様のＸＲＤ分析結果を、他の実施例による焼結体からも得ることができる。

ＨＩＰ処理する前の焼結体において、相対密度が９０［％］以上であるものが好ましい。または、ＨＩＰ処理する前の焼結体において、相対密度が９４．０［％］以上であって、かつ白さＬ＊が７５以上であるものが好ましい。そこで、そのようなＨＩＰ処理する前の焼結体として好ましい条件を以下で考察する。

図１３は、実施形態１に係る無加圧焼結法による焼結体において、判断基準を変えた評価結果を例示した図である。図１３に示すように、保持温度９００［℃］以上で保持時間１［ｈ］であれば、相対密度が９０［％］以上の焼結体を得ることができる。また、保持温度１０００［℃］以上で保持時間１［ｈ］であれば、相対密度が９４．０［％］以上、かつ白さＬ＊が７５以上の焼結体を得ることができる。

図１４は、実施形態１に係るホットプレス法による焼結体において、判断基準を変えた評価結果を例示した図である。図１４に示すように、保持温度９００～１４００［℃］で保持時間０～１［ｈ］であれば、相対密度が９０［％］以上の焼結体を得ることができる。また、アルゴン雰囲気中で、保持温度１０００［℃］で保持時間０［ｈ］であれば、相対密度が９４．０［％］以上、かつ白さＬ＊が７５以上の焼結体を得ることができる。

図１５は、実施形態１に係る焼結体の製造条件及び耐プラズマ性試験結果を例示した図である。図１５には、比較のため、市販のＹ_２Ｏ_３焼結体についても、同様に耐プラズマ性試験結果を示す（比較例３６）。図１５に示すように、実施例１、２３、３４の焼結体は、Ｙ_２Ｏ_３焼結体に比べ、同等以下のエッチング（Ｅｔｃｈｉｎｇ）量であり、表面粗さの変化も小さい。よって、本実施形態によるＹ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体は、Ｙ_２Ｏ_３焼結体に比べ、総合的に考えて耐プラズマ性が高く、特に、最も重要である発塵量の低減の点で、優位であるといえる。

実施例２３による焼結体は、白さＬ＊が小さく、汚れを視認しにくいと考えられるが、耐プラズマ性は、白さＬ＊が大きい焼結体と遜色ないことを示している。つまり、白さＬ＊の値は、汚れの視認性に影響があるが、半導体製造装置用の部材にとって重要な耐プラズマ性については影響がほとんどないといえる。

実施例１と比較例１８とを比べると、エッチング量も、Ｒａ悪化率も、実施例１の方が小さく、耐プラズマ性が良好である。両者の硬度はほぼ等しく、相対密度に違いがある。白さＬ＊の値が耐プラズマ性に、ほとんど影響がないことを考慮すると、比較例１８の耐プラズマ性が悪い原因は、相対密度が小さいことといえる。つまり、相対密度が９７［％］より小さいと、空隙から腐食が進み、耐プラズマ性が悪化する。よって、相対密度は、９７［％］以上が好ましい。

また、実施例２３と比較例２７とを比べると、エッチング量も、Ｒａ悪化率も、実施例２３の方が小さく、耐プラズマ性が良好である。両者の相対密度はほぼ等しく、硬度に違いがある。白さＬ＊の値が耐プラズマ性にはほとんど影響がないことを考慮すると、比較例２７の耐プラズマ性が悪い原因は、硬度が小さいことと言える。硬度が２．４［ＧＰａ］より小さいと、物理的なエッチングが進み、耐プラズマ性が悪化する。よって、硬度は、２．４［ＧＰａ］以上が好ましい。

＜助剤について＞
次に、助剤について説明する。一般に、セラミックス（Ｃｅｒａｍｉｃｓ）の製造では、母材の他に、添加物、いわゆる「助剤」を数～１０［質量％］微量添加して焼結する。これにより、焼結性を高めたり、焼結体の微細構造を制御したりしている。例えば、非特許文献５では、希土類を添加して、ＳｉＡｌＯＮセラミックスの微細構造を制御し、粒径を小さくすることで光学特性を改善する手法が開示されている。

本実施形態の焼結体についても、助剤を用いた焼結により製造することができる。このような助剤を含んだ場合も、「実質的にＹ_５Ｏ_４Ｆ_７からなる」と定義する。助剤を用いて、微細構造を制御することにより、更に、耐プラズマ性を向上させることができる。例えば、耐プラズマ性の低い粒界領域に助剤を偏在させ、粒界領域の耐プラズマ性を向上させることができる。また、粒径を制御して、発塵を低減することもできる。粒径を大きくすれば、耐プラズマ性が低い粒界領域の割合を小さくでき、エッチング速度を小さくすることができる。また、逆に粒径を小さくすれば、発生するパーティクルの大きさを小さくすることができる。

本実施形態の焼結体において、助剤として用いる材料は、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７同様、耐プラズマ性が高いことが望ましい。一般に、希土類元素、特にランタノイド系元素（Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ）は、他の元素に比べ、比較的ハロゲンとの化合物の蒸気圧が低く、耐プラズマ性に優れる。これら元素の安定した化合物である、酸化物、フッ化物、酸フッ化物は、本発明において添加する助剤として好ましい。

（実施形態２）
次に、実施形態２に係る半導体製造装置及び半導体製造装置の製造方法を説明する。本実施形態の半導体製造装置は、実施形態１の焼結体を備えている。図１６は、実施形態２に係る半導体製造装置を例示した構成図である。図１６に示すように、本実施形態の半導体製造装置１は、例えば、チャンバー１０を有している。半導体製造装置１は、例えば、エッチング装置であるが、これに限らず、化学気相成長装置等の他の半導体製造装置でもよい。チャンバー１０の内壁もしくはチャンバー内に用いられる部材は、焼結体２０を含んでいる。焼結体２０は、例えば、実施形態１に記載されたＹ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体である。

図１７は、実施形態２に係る半導体製造装置の製造方法を例示したフローチャート図である。図１７に示すように、半導体製造装置の製造方法は、焼結体を製造するステップ（ステップＳ１００）及び焼結体を半導体製造装置の部材に適用するステップ（ステップＳ２００）を備えている。ここで、焼結体を製造するステップＳ１００は、前述の実施形態１の図１または図２における成型体を成型するステップＳＡと、焼結体を形成するステップＳＢと、（焼結体をＨＩＰ処理するステップＳＣと、）焼結体を選択するステップＳＳと、を備えている。焼結体を選択するステップＳＳは、得られた焼結体の中から所望の焼結体を選択する。例えば、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７を５０［質量％］以上含み、相対密度が９７．０［％］以上であり、ビッカーズ硬度が２．４［ＧＰａ］以上である焼結体を選択する。また、焼結体を選択するステップＳＳにおいて、相対密度が９９．０［％］以上である焼結体を選択してもよいし、外観色のＬａｂ色空間におけるＬ＊が６５以上の白色である焼結体を選択してもよい。さらに、ＨＩＰ処理した焼結体の中から焼結体を選択してもよい。

焼結体を半導体製造装置の部材に適用するステップＳ２００は、焼結体の製造方法における焼結体を選択するステップＳＳの後に、選択された焼結体を半導体製造装置１の部材に適用する。例えば、チャンバー１０等の内壁の部材もしくはチャンバー内に用いられる部品の部材に適用する。

本実施形態の半導体製造装置１は、チャンバー１０等の内壁の部材に、Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７焼結体を備えているので、半導体製造装置１の耐食性、例えば、耐プラズマ性を向上させることができる。これ以外の構成及び効果は、実施形態１の記載に含まれている。

本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、実施形態及び変形例の各構成は、相互に組み合わせることができる。

１ 半導体製造装置
１０ チャンバー
２０ 焼結体

Claims (15)

1. Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７を５０［質量％］以上含み、相対密度が９７．０［％］以上であり、ビッカーズ硬度が２．４［ＧＰａ］以上である焼結体。
2. 前記相対密度が９９．０［％］以上である、
   請求項１に記載の焼結体。
3. 外観色のＬａｂ色空間におけるＬ＊が６５以上の白色である、
   請求項１または２に記載の焼結体。
4. ランタノイドの酸化物、ランタノイドのフッ化物及びランタノイドの酸フッ化物のうち、少なくともいずれかを、１０［質量％］以下含む、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の焼結体。
5. Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７粉を含む成型体を成型するステップと、
   アルゴンガス雰囲気中または１０^－３［Ｐａ］以下の真空雰囲気中で、１０００［℃］以上の温度で、前記成型体を焼結することにより焼結体を形成するステップと、
   Ｙ_５Ｏ_４Ｆ_７を５０［質量％］以上含み、相対密度が９７．０［％］以上であり、ビッカーズ硬度が２．４［ＧＰａ］以上である前記焼結体を選択するステップと、
   を備えた焼結体の製造方法。
6. 前記成型体を成型するステップにおいて、
   スリップキャスト法または一軸加圧法により前記成型体を成型する、
   請求項５に記載の焼結体の製造方法。
7. 前記焼結体を形成するステップにおいて、
   １０００［℃］以上１４００［℃］以下の無加圧焼結法により前記焼結体を形成する、
   請求項５または６に記載の焼結体の製造方法。
8. 前記焼結体を形成するステップの後に、前記焼結体をＨＩＰ処理するステップをさらに備え、
   前記焼結体を選択するステップにおいて、ＨＩＰ処理した前記焼結体の中から前記焼結体を選択する、
   請求項７に記載の焼結体の製造方法。
9. 前記焼結体をＨＩＰ処理するステップの前の前記焼結体において、前記相対密度は、９０［％］以上である、
   請求項８に記載の焼結体の製造方法。
10. 前記焼結体をＨＩＰ処理するステップの前の前記焼結体において、前記相対密度は、９４［％］以上であり、外観色のＬａｂ色空間におけるＬ＊が７５以上の白色である、
    請求項８に記載の焼結体の製造方法。
11. 前記成型体を成型するステップにおいて、
    一軸加圧法により前記成型体を成型し、
    前記焼結体を形成するステップにおいて、
    １０００［℃］以上１４００［℃］以下のホットプレスにより前記焼結体を形成する、
    請求項５に記載の焼結体の製造方法。
12. 前記焼結体を選択するステップにおいて、前記相対密度が９９．０［％］以上である前記焼結体を選択する、
    請求項５～１１のいずれか１項に記載の焼結体の製造方法。
13. 前記焼結体を選択するステップにおいて、外観色のＬａｂ色空間におけるＬ＊が６５以上の白色である前記焼結体を選択する、
    請求項５～１２のいずれか１項に記載の焼結体の製造方法。
14. 請求項１～４のいずれか１項に記載の焼結体を備えた半導体製造装置。
15. 請求項５～１３のいずれか１項に記載の焼結体の製造方法における前記焼結体を選択するステップの後に、選択された前記焼結体を半導体製造装置の部材に適用するステップをさらに備えた半導体製造装置の製造方法。

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