JP6352686B2

JP6352686B2 - アルミナ質焼結体および半導体製造装置用部材ならびに液晶パネル製造装置用部材

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Publication number: JP6352686B2
Application number: JP2014117749A
Authority: JP
Inventors: 憲一古館; ひとみ落合; 竹之下　英博; 英博竹之下
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2014-01-30
Filing date: 2014-06-06
Publication date: 2018-07-04
Anticipated expiration: 2034-06-06
Also published as: JP2015163569A

Description

本発明は、アルミナ質焼結体および半導体製造装置用部材ならびに液晶パネル製造装置用部材に関するものである。

アルミナ質焼結体は、耐熱性、耐薬品性、耐プラズマ性に優れ、さらに高周波領域での誘電正接（ｔａｎδ）が小さいことから、半導体製造装置の内壁材（チャンバー）やマイクロ波導入窓、シャワーヘッド、フォーカスリング、シールドリングをはじめとする半導体製造装置用部材や、液晶パネル製造装置のステージ、ミラー、マスクホルダー、マスクステージ、チャック、レチクル等に液晶パネル製造装置用部材に用いられている。

そして、アルミナ質焼結体からなる半導体製造装置用部材または液晶パネル製造装置用部材は、エッチングやクリーニングにおいて、反応性の高いハロゲン系腐食ガスやそれらのプラズマと接触するため、高い耐食性を有するものとすべく、一般的に99.0質量％以上の高純度のアルミナ質焼結体が用いられている。

また、近年においては、半導体デバイスの高集積化と超微細化とに伴う回路配線の細線化に対応しなければならないといったなど技術課題は高いものとなっている。そして、この回路配線の細線化には、半導体製造装置内で発生させるプラズマの安定性を高めることが必要であり、プラズマを安定化させるには、誘電正接（ｔａｎδ）が低い部材を用いて、プラズマ発生のために使用される電気エネルギーが熱エネルギーとして変換されてプラズマ処理装置外へ放出されるエネルギーロスを防止する必要がある。

そのため、半導体製造装置用部材や液晶パネル製造装置用部材として用いられるアルミナ質焼結体においては、高い耐食性に加えて誘電正接が低いことが求められている。このような要求に対し、Ｎａの酸化物の存在が誘電正接の増加要因となっているため、Ｎａの酸化物の含有量を減らしたアルミナ質焼結体が提案されている（特許文献１、２参照）。

特開平８−１４３３５８号公報特開平５−２１７９４６号公報

今般においては、更なる高い技術課題を解決すべく、誘電正接のさらに低いアルミナ質焼結体が求められている。なお、特許文献１，２の記載によれば、Ｎａの酸化物の含有量を減らすことにより誘電正接を低くするができる。しかしながら、Ｎａの酸化物は主に、主成分であるアルミナ原料に不可避不純物として含まれるものであり、Ｎａの酸化物の含有量が少ないアルミナ原料は高価であり、このような高価なアルミナ原料を用いたときには、他のセラミックスに比して安価に作製できるという、アルミナ質焼結体の特徴の一つが活かせないこととなる。

本発明は、上記要求を満たすべく案出されたものであり、高い耐食性を有しつつ、Ｎａの酸化物を含有しながらも誘電正接の低いアルミナ質焼結体および半導体製造装置用部材ならびに液晶パネル製造装置用部材を提供することを目的とする。

本発明のアルミナ質焼結体は、全構成成分１００質量％のうち、ＮａをＮａ_２Ｏ換算した含有量が２００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下であり、ＳｉをＳｉＯ _２換算した含有量が２００ｐｐｍ以上であり、ＣａをＣａＯ換算した含有量が２００ｐｐｍ以上であり、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３換算した含有量が９９．４質量％以上のアルミナ質焼結体において、８．５
ＧＨｚにおける誘電正接の値が、前記ＮａをＮａ_２Ｏ換算した含有量の値の０．５倍以下であり、１ＭＨｚにおける誘電正接の値が、前記ＮａをＮａ_２Ｏ換算した含有量の値の０．３倍以下であり、１２ＭＨｚにおける誘電正接の値が、前記ＮａをＮａ_２Ｏ換算した含有量の値の０．６倍以下であることを特徴とするものである。

また、本発明の半導体製造装置用部材は、上記構成のアルミナ質焼結体からなることを特徴とするものである。

さらに、本発明の液晶パネル製造装置用部材は、上記構成のアルミナ質焼結体からなることを特徴とするものである。

本発明のアルミナ質焼結体は、高い耐食性を有しているとともに、Ｎａの酸化物を含有しながらも誘電正接が低いものである。

また、本発明の半導体製造装置用部材および液晶パネル製造装置用部材は、上記構成のアルミナ質焼結体からなることにより、高い耐食性を有しつつ、エネルギーロスが少ないため各種処理精度の向上を図ることができる。

以下、本実施形態のアルミナ質焼結体の一例について説明する。

本実施形態のアルミナ質焼結体は、全構成成分100質量％のうち、ＮａをＮａ_２Ｏ換算
した含有量が30ｐｐｍ以上500ｐｐｍ以下であり、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３換算した含有量が99.4質量％以上であり、8.5ＧＨｚにおける誘電正接の値が、ＮａをＮａ_２Ｏ換算した含有量の値の0.5倍以下である。

例えば、ＮａをＮａ_２Ｏ換算した含有量の値が500ｐｐｍであるとき、8.5ＧＨｚにおける誘電正接の値は、2.5×10^−４以下であり、300ｐｐｍでは1.5×10^−４以下であり、100ｐｐｍでは0.5×10^−４以下であり、30ｐｐｍ以下では0.15×10^−４以下である。

これに対し、特許文献１の表１によれば、測定周波数14ＧＨｚにおける誘電正接であるものの、41ｐｐｍのとき0.4×10^−４（1.0倍）であり、70ｐｐｍのとき1.0×10^−４（1.4倍）であり、218ｐｐｍのとき8.8×10^−４（4.0倍）である。また、特許文献２の表１に
よれば、測定周波数10ＧＨｚにおける誘電正接であるものの、40ｐｐｍのとき7.0×10⁻
^４（17.5倍）であり、70ｐｐｍのとき12.5×10^−４（17.9倍）であり、100ｐｐｍのとき20.0×10^−４（20.0倍）である。

なお、本実施形態における測定周波数が8.5ＧＨｚであり、特許文献１，２における測
定周波数が14ＧＨｚや10ＧＨｚであり、差異を有しているものの、この程度の差異は、誘電正接の値に大きな変化を与えるものではなく、十分に比較できるものであり、本実施形態のアルミナ質焼結体の誘電正接が低いものであることは明らかである。

このように、本実施形態のアルミナ質焼結体は、Ｎａの酸化物を含有しながらも、誘電正接の低いものである。また、全構成成分100質量％のうち、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３換算した
含有量が99.4質量％以上であることにより、反応性の高いハロゲン系腐食ガスやそれらのプラズマに対して高い耐食性を有する。

なお、本実施形態のアルミナ質焼結体が、Ｎａの酸化物を含有しながらも、誘電正接が低いのは、後述する方法で作製することによって、アルミナ結晶間である粒界相において露出して存在しているＮａの酸化物が少ないからである。これは、本実施形態のアルミナ質焼結体における粒界相内において、粒界相の外部にあたるアルミナ結晶側でＮａの酸化物が少なく、粒界相の中心近傍にあたる内部においてＮａの酸化物が多いということである。粒界相の位置におけるＮａの酸化物の含有量は、以下の方法により確認することができる。

まず、アルミナ質焼結体の一部をイオンシンニング装置などの加工装置を用いてエッチングし、測定面とする。次に、透過電子顕微鏡（ＴＥＭＪＥＯＬ社製ＪＥＭ−2010Ｆ）を用いて、加速電圧200ｋＶの条件で測定面の特定視野を１万倍〜10万倍の倍率で粒界
相を観察する。なお、位置によるＮａの酸化物の含有量の確認であるため、３重点を観察することが好適である。

そして、３重点において、アルミナ結晶側である外部と、中心近傍にあたる内部とをエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ）により測定し、Ｎａの含有量を確認することで粒界相の位置におけるＮａの酸化物の含有量を確認することができる。

また、本実施形態のアルミナ質焼結体は、他の測定周波数である１ＭＨｚにおける誘電正接の値は、ＮａをＮａ_２Ｏ換算した含有量の値の0.6倍以下であり、12ＭＨｚにおける
誘電正接の値は、ＮａをＮａ_２Ｏ換算した含有量の値の1.0倍以下である。なお、8.5ＧＨｚにおける誘電正接の値は、ＮａをＮａ_２Ｏ換算した含有量の値の0.4倍以下であること
が好適であり、１ＭＨｚにおける誘電正接の値は、ＮａをＮａ_２Ｏ換算した含有量の値の0.3倍以下であることが好適であり、12ＭＨｚにおける誘電正接の値は、ＮａをＮａ_２Ｏ
換算した含有量の値の0.6倍以下であることが好適である。

そして、本実施形態のアルミナ質焼結体の誘電正接については、例えば直径が50ｍｍ、厚みが１ｍｍの円板状の試料を作製し、周波数8.5ＧＨｚの誘電正接の値をそれぞれキャ
パシタンスメータ（ＨＰ−4278Ａ）、インピーダンスアナライザ（ＨＰ−4291Ａ）および空洞共振器（ネットワーク・アナライザ 8722ＥＳ）を用いて測定することができる。なお、周波数１ＭＨｚおよび12ＭＨｚにおける測定方法も上述した通りである。

また、全構成成分100質量％におけるＮａをＮａ_２Ｏ換算した含有量およびＡｌをＡｌ
_２Ｏ_３換算した含有量については、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妖怪した後、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、ＮａおよびＡｌの含有量を測定し、Ｎａ_２ＯおよびＡｌ_２Ｏ_３にそれぞれ換算すればよい。

また、本実施形態のアルミナ質焼結体は、Ｍｇを含み、ＭｇＯ換算した含有量が200ｐ
ｐｍ以上1500ｐｐｍ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ことにより、誘電正接が高くなる傾向を示すスピネル（ＭｇＡｌ_２Ｏ_４）の結晶を生成させるおそれが少なく、焼結の促進を図ることができるため、アルミナ質焼結体の機械的強度を向上させることができる。

また、本実施形態のアルミナ質焼結体は、ＡｌおよびＮａ以外の成分として、少なくともＳｉおよびＣａを含んでいる。そして、ＳｉおよびＣａは、ＳｉをＳｉＯ_２換算した含有量およびＣａをＣａＯ換算した含有量が、全構成成分100質量％のうち、いずれも200ｐｐｍ以上であることが好適である。また、他に、Ｂａ，Ｓｒのいずれかを含んでいてもよい。そして、Ｎａ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒは、主結晶であるアルミナ結晶間である粒界相に、酸化物からなる結晶相または非晶質相として存在する。なお、Ｍｇを含む場合、Ｍ
ｇも粒界相に存在する。また、Ａｌが粒界相に存在する場合もある。そして、以下の記載において、粒界相を構成する成分として、Ｎａ以外の成分は、他の成分と記載する。

本実施形態のアルミナ質焼結体は、アルミナ結晶間の粒界相において、ＮａをＮａ_２Ｏに換算した含有量をＡとし、Ｎａ以外である他の成分をそれぞれ酸化物に換算した含有量の合計をＢとしたとき、比Ａ／Ｂが0.11以下であることが好適である。

このように、アルミナ結晶間の粒界相において、ＮａをＮａ_２Ｏに換算した含有量をＡとし、他の成分をそれぞれ酸化物に換算した含有量の合計をＢとしたとき、比Ａ／Ｂが0.11以下であるときには、粒界相に存在するＮａの酸化物が露出するおそれが少なくなることから、さらに誘電正接を低くすることができる。

なお、アルミナ結晶間の粒界相におけるＮａをＮａ_２Ｏに換算した含有量Ａと、Ｎａ以外の成分をそれぞれ酸化物に換算した含有量の合計Ｂとの比Ａ／Ｂは、次のようにして求めることができる。

まず、アルミナ質焼結体の一部をイオンシンニング装置などの加工装置を用いてエッチングした測定面をＴＥＭにより、加速電圧200ｋＶの条件で測定面の特定視野を１万倍〜10万倍の倍率で観察し、粒界相のＥＤＳ測定を行ない、得られた各成分の含有量を求め、
それぞれ酸化物に換算し、ＮａをＮａ_２Ｏに換算した含有量をＡとし、他の成分をそれぞれ酸化物に換算した含有量の合計をＢとし、比Ａ／Ｂを算出すればよい。なお、１つの粒界相において、複数カ所、例えば３カ所についてＥＤＳ測定を行ない、平均値を用いて比Ａ／Ｂを算出することが好適であり、小数点第３位で四捨五入する。

なお、粒界相にＡｌが含まれていない場合は、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発光分光分析装置を用いて、ＮａやＮａ以外の他の成分の含有量を測定し、それぞれ酸化物に換算した値を用いて比（Ａ／Ｂ）を算出してもよい。

本発明のアルミナ質焼結体は、産業機械用部品として用いられ、とりわけ半導体製造装置や液晶製造装置に用いられる大型で、厚みのある部材（半導体製造装置用部材、液晶パネル製造装置用部材）として好適に用いることができ、これらの部材が本実施形態のアルミナ質焼結体からなることにより、高い耐食性を有しつつ、エネルギーロスが少なく、各種処理精度の向上を図ることができる。

次に、本実施形態のアルミナ質焼結体の製造方法の一例について説明する。

まず、平均粒径が0.4〜0.6μｍのアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）Ａ粉末および平均粒径が1.2
〜1.8μｍ程度のアルミナＢ粉末を準備する。また、Ｓｉ源として酸化珪素（ＳｉＯ_２）
粉末、Ｃａ源として炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）粉末を準備する。なお、酸化珪素粉末は、平均粒径が0.5μｍ以下の微粉のものを準備する。また、アルミナ質焼結体において
、Ｍｇを含むものとするときには、水酸化マグネシウム粉末を用いる。なお、以下の記載において、アルミナＡ粉末およびアルミナＢ粉末以外の粉末を総称して、第１の副成分粉末と称す。

そして、第１の副成分粉末をそれぞれ所定量秤量する。次に、アルミナＡ粉末と、アルミナＢ粉末とを40：60〜60：40となるように、かつ得られるアルミナ質焼結体の全構成成分100質量％のうち、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３換算した含有量が99.4質量％以上となるように秤
量し、アルミナ調合粉末とする。また、第１の副成分粉末について好適には、アルミナ調合粉末におけるＮａ量をまず把握し、アルミナ質焼結体とした場合におけるＮａ量からＮ
ａ_２Ｏに換算し、この換算値と、第１の副成分粉末を構成する成分（この例においては、ＳｉやＣａ等）を酸化物に換算した値との比が1.1以下となるように秤量する。

そして、アルミナ調合粉末と、副成分粉末と、アルミナ調合粉末および副成分粉末との合計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攪拌機内に入れて混合・攪拌し
てスラリーを得る。

その後、噴霧造粒装置（スプレードライヤー）を用いてスラリーを噴霧造粒して顆粒を得た後、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。

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、1500〜1700℃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することにより、所定形状の本実施形態のアルミナ質焼結体を得ることができる。

なお、上述した方法により、誘電正接を低くすることができるのは、理由は明らかではないが、0.5μｍ以下の微粉の酸化珪素粉末を用いることにより、アルミナ調合粉末に含
まれる不可避不純物であるＮａの酸化物を酸化珪素が捕らえるとともに、他の副成分粉末を構成する成分の酸化物と併せてＮａの酸化物が覆われることによって、粒界相の内部にＮａの酸化物を存在させることができるからであると考えられる。また、平均粒径が異なるアルミナＡ粉末およびアルミナＢ粉末とを所定の比率で混合したアルミナ調合粉末を用いていることも、誘電正接を低くすることに寄与していると考えられるが、その理由は明らかではない。

次に、本実施形態のアルミナ質焼結体の製造方法の他の例について説明する。

まず、平均粒径が0.4〜0.6μｍのアルミナＡ粉末および平均粒径が1.2〜1.8μｍ程度のアルミナＢ粉末を準備する。また、Ｓｉ源として酸化珪素粉末、Ｃａ源として炭酸カルシウム粉末、Ｓｒ源またはＢａ源として、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ_３）粉末または炭酸バリウム粉末（ＢａＣＯ_３）粉末を準備する。また、アルミナ質焼結体において、Ｍｇを含むものとするときには、水酸化マグネシウム粉末を用いる。なお、酸化珪素粉末、炭酸カルシウム粉末、炭酸バリウム粉末、炭酸ストロンチウム粉末、水酸化マグネシウムを総称して、以下、第２の副成分粉末と称す。

そして、第１の副成分粉末をそれぞれ所定量秤量する。次に、アルミナＡ粉末と、アルミナＢ粉末とを40：60〜60：40となるように、かつ得られるアルミナ質焼結体の全構成成分100質量％のうち、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３換算した含有量が99.4質量％以上となるように秤
量し、アルミナ調合粉末とする。また、第２の副成分粉末について好適には、アルミナ調合粉末におけるＮａ量をまず把握し、アルミナ質焼結体とした場合におけるＮａ量からＮａ_２Ｏに換算し、この換算値と、第２の副成分粉末を構成する成分（この例においては、Ｓｉ，Ｃａ，ＳｒまたはＢａ等）を酸化物に換算した値の比が1.1以下となるように秤量
する。

そして、秤量した第２の副成分粉末を乾式混合機に入れて混合した後、1000〜1400℃の温度で熱処理し、その後１μｍ以下となるまで粉砕して副成分仮焼粉末を得る。

次に、アルミナ調合粉末と、副成分仮焼粉末と、アルミナ調合粉末および副成分仮焼粉末との合計100質量部に対し、１〜1.5質量部のＰＶＡ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攪拌機内に入れて混合・攪拌してスラリーを得る。その後、上述した方法と同じ方法を行なうことにより、所定形状の本実施形態のアルミナ質焼結体を得ることができる。

この例において、アルミナ質焼結体の誘電正接を低くすることができるのは、理由は明らかではないが、第２の副成分粉末を仮焼することによって複合酸化物（例えば、Ｓｉ−Ｃａ−ＳｒまたはＢａを含む酸化物）の結晶相を形成させるとともに、１μｍ以下となるまで粉砕したことにより、アルミナ調合粉末に含まれる不可避不純物であるＮａの酸化物と接触しやすくなり、この複合酸化物の結晶相の内部にＮａの酸化物を多く存在させることができるからであると考えられる。

なお、複合酸化物の結晶相の存在については、アルミナ質焼結体の一部をイオンシンニング装置などの加工装置を用いてエッチングした測定面をＴＥＭにより、加速電圧200ｋ
Ｖの条件で測定面の特定視野を１万倍〜10万倍の倍率で観察し、制限視野電子回折することにより、アルミナ以外の結晶相の存在を確認することができる。また、確認された結晶相において、結晶相の外側である外部と、中心近傍にあたる内部とをＥＤＳで測定することにより、結晶相の内部にＮａの酸化物を多く存在させているか否かを確認することができる。なお、Ｓｒ源を用いた場合、得られる複合酸化物の結晶相は、Ｓｉと、Ｃａと、Ｓｒと、Ｏを含むものである。

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。

まず平均粒径が0.4μｍのアルミナＡ粉末および平均粒径が1.6μｍのアルミナＢ粉末を準備した。また、また、Ｓｉ源として酸化珪素粉末、Ｃａ源として炭酸カルシウム粉末、Ｓｒ源として炭酸ストロンチウム粉末を準備した。なお、酸化珪素粉末については、平均粒径が0.5μｍのものと、3.0μｍのものと、5.0μｍのものを用意した。

次に、アルミナＡ粉末と、アルミナＢ粉末とを、50：50となるように調合した。そして、アルミナ質焼結体の全構成成分100質量％のうち、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３換算した含有量が99.65質量％以上となるように秤量し、アルミナ調合粉末を得た。なお、このアルミナ調合粉末を用いて作製されたアルミナ質焼結体の全構成成分100質量％のうち、ＮａをＮａ_２
Ｏに換算した値は500ｐｐｍとなるものである。

次に、試料Ｎｏ．１として、平均粒径が0.5μｍの酸化珪素粉末と、炭酸カルシウム粉
末を用い、ＳｉＯ_２換算で1500ｐｐｍ、ＣａＯ換算で1500ｐｐｍとなるように秤量した。

そして、アルミナ調合粉末と、酸化珪素粉末および炭酸カルシウム粉末と、これらの粉末の合計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
剤とを攪拌機内に入れて混合・攪拌してスラリーを得た。

その後、噴霧造粒装置を用いてスラリーを噴霧造粒して顆粒を得た後、粉末プレス成形法や静水圧プレス成形法により所定形状の成形体を成形した。そして、得られた成形体に切削加工を施し、大気雰囲気の焼成炉を用いて、1600℃の最高温度で所定時間保持して焼成することにより、直径50ｍｍ×厚み50ｍｍの試料Ｎｏ．１を得た。

次に、試料Ｎｏ．２として、平均粒径が3.0μｍの酸化珪素粉末と、炭酸カルシウム粉
末と、炭酸ストロンチウム粉末とを用い、ＳｉＯ_２換算で1500ｐｐｍ、ＣａＯ換算で750
ｐｐｍ、ＳｒＯ換算で750ｐｐｍとなるように秤量した。

次に、秤量した酸化珪素粉末、炭酸カルシウム粉末、炭酸ストロンチウム粉末を乾式混合機に入れて混合した後、1200℃の温度で熱処理し、その後１μｍ以下となるまで粉砕して仮焼粉末を得た。

そして、アルミナ調合粉末と、仮焼粉末と、これらの粉末の合計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攪拌機内に入れて混合・攪拌してスラリーを得た。その後については、上述した方法と同じ方法を行なうことにより試料Ｎｏ．２を得た。

次に、平均粒径が5.0μｍの酸化珪素粉末を用いたこと以外は、試料Ｎｏ．１と同じ方
法により試料Ｎｏ．３を作製した。

そして、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妖怪した後、ＩＣＰ発光分光分析装置を用いて、Ａｌの含有量を測定し、Ａｌ_２Ｏ_３換算したところ、いずれも99.65質量％であった。また、ＮａについてはＮａ_２Ｏ換算で500ｐｐｍであった。また、試料Ｎｏ．１および試料Ｎｏ．３については、ＳｉＯ_２換算およびＣａＯ換算でそれぞれ1500ｐｐｍであった。また、試料Ｎｏ．２については、ＳｉＯ_２換算で1500ｐｐｍであり、ＣａＯ換算およびＳｒＯ換算でそれぞれ750ｐｐｍであった。

また、アルミナ質焼結体の一部をイオンシンニング装置などの加工装置を用いてエッチングし、測定面とし、ＴＥＭを用いて、加速電圧200ｋＶの条件で測定面の特定視野を１
万倍〜10万倍の倍率で３重点を観察し、試料Ｎｏ．１および試料Ｎｏ．３については、３重点において、アルミナ結晶側である外部と、中心近傍にあたる内部とをエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ）により測定し、Ｎａの含有量を確認することで粒界相の位置におけるＮａの酸化物の含有量を確認した。また、試料Ｎｏ．２については、制限視野電子回折によりアルミナ以外の結晶相の存在が確認されたため、この結晶相の外側である外部と、中心近傍にあたる内部とをＥＤＳで測定し、結晶相の位置におけるＮａの酸化物の含有量を確認した。

さらに、得られたアルミナ質焼結体の厚み方向中央部から厚み１ｍｍの試料を切り出して、誘電正接を測定し、表１に記載した。誘電正接ｔａｎδは、8.5ＧＨｚ、１ＭＨｚ、12ＭＨｚにて行ない、それぞれキャパシタンスメータ（ＨＰ−4278Ａ）、インピーダンス
アナライザ（ＨＰ−4291Ａ）、空洞共振器（ネットワーク・アナライザ 8722ＥＳ）を用いて測定を行なった。

表１の結果より、試料Ｎｏ．３は、粒界相の位置におけるＮａの酸化物の含有量があまり変わらず、8.5ＧＨｚにおける誘電正接の値は、ＮａをＮａ_２Ｏ換算した含有量の値の
１倍にあたる5.0×10^−４であった。これに対し、本発明の試料Ｎｏ．１，２は、8.5ＧＨｚにおける誘電正接の値が、ＮａをＮａ_２Ｏ換算した含有量の値の0.5倍にあたる2.5×10^−４であった。

この結果より、本発明の構成を満たしていることにより、誘電正接の低いアルミナ質焼
結体となることがわかった。また、全構成成分100質量％のうち、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３換算
した含有量が99.4質量％以上であるため、高い耐食性を有しているとともに、Ｎａの酸化物を含有しながらも誘電正接が低いアルミナ質焼結体であることがわかった。なお、試料Ｎｏ．２における炭酸ストロンチウムに変えて炭酸バリウム粉末を用いた試料においても同様の結果が得られた。

ＭｇをＭｇＯ換算で表２に示す量を含有するアルミナ質焼結体を実施例１における試料Ｎｏ．１と同様の方法により作製した。なお、ＭｇＯ換算での含有量分、ＳｉＯ_２およびＣａＯの含有量が共に減るように秤量して作製した。そして、ＪＩＳＲ 1601−2008（ＩＳＯ 17565：2003（ＭＯＤ））に準拠して３点曲げ強度の測定を行なった。

表２の結果より、Ｍｇを含み、ＭｇＯ換算した含有量が200ｐｐｍ以上1500ｐｐｍ以下
であることにより、機械的強度を向上できることがわかった。

表３に示すように含有量の異なるアルミナ質焼結体を作製し、誘電正接の測定を行なった。なお、作製方法は、実施例１における試料Ｎｏ．１と同様とし、アルミナＡ粉末およびアルミナ粉末ＢのＮａの含有量が異なる粉末を用いるとともに、また、各試料共に、ＳｉＯ_２およびＣａＯ換算での含有量が50：50となるように、酸化珪素粉末および炭酸カルシウム粉末の量を調整して作製した。

そして、得られた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妖怪した後、ＩＣＰ発光分光分析装置を用いて測定し、Ａｌ_２Ｏ_３含有量、Ｎａ_２Ｏ含有量、他の成分含有量（ＳｉＯ_２換算およびＣａＯ換算した値の合計）を算出した。そして、これらの値より算出した比Ａ／Ｂおよび実施例１と同様の方法により測定した誘電正接の値を表３に示す。

表３の結果から、アルミナ結晶間の粒界相において、ＮａをＮａ_２Ｏに換算した含有量をＡとし、Ｎａ以外の成分をそれぞれ酸化物に換算した含有量の合計をＢとしたとき、比Ａ／Ｂが0.11以下であることにより、８．５ＧＨｚにおける誘電正接の値は、ＮａをＮａ_２Ｏ換算した含有量の0.4倍以下となり、さらに誘電正接を低くできることがわかった。

Claims

全構成成分１００質量％のうち、ＮａをＮａ_２Ｏ換算した含有量が２００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下であり、ＳｉをＳｉＯ _２換算した含有量が２００ｐｐｍ以上であり、ＣａをＣａＯ換算した含有量が２００ｐｐｍ以上であり、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３換算した含有量が９９．４質量％以上のアルミナ質焼結体において、８．５ＧＨｚにおける誘電正接の値が、前記ＮａをＮａ_２Ｏ換算した含有量の値の０．５倍以下であり、１ＭＨｚにおける誘電正接の値が、前記ＮａをＮａ_２Ｏ換算した含有量の値の０．３倍以下であり、１２ＭＨｚにおける誘電正接の値が、前記ＮａをＮａ_２Ｏ換算した含有量の値の０．６倍以下であることを特徴とするアルミナ質焼結体。
Ｍｇを含み、ＭｇＯ換算した含有量が２００ｐｐｍ以上１５００ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のアルミナ質焼結体。
アルミナ結晶間の粒界相において、前記ＮａをＮａ_２Ｏに換算した含有量をＡとし、Ｓｉ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｍｇをそれぞれ酸化物に換算した含有量の合計をＢとしたとき、比Ａ／Ｂが０．１１以下（０を除く）であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアルミナ質焼結体。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のアルミナ質焼結体からなることを特徴とする半導体製造装置用部材。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のアルミナ質焼結体からなることを特徴とする液晶パネル製造装置用部材。