JP6462449B2 - High-frequency window member, semiconductor manufacturing device member, and flat panel display (FPD) manufacturing device member - Google Patents

High-frequency window member, semiconductor manufacturing device member, and flat panel display (FPD) manufacturing device member Download PDF

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本発明は、高周波用窓部材および半導体製造装置用部材ならびにフラットパネルディスプレイ(FPD)製造装置用部材に関する。   The present invention relates to a high-frequency window member, a semiconductor manufacturing apparatus member, and a flat panel display (FPD) manufacturing apparatus member.

従来、半導体製造装置やFPD製造装置には、流路を有する高周波用窓部材が用いられている。特許文献1には、高周波用窓部材の一例として、冷媒や温媒を流すための流路を有するプラズマ処理装置用の高周波用窓部材が記載されている。特許文献1の高周波用窓部材は、内部に流路を形成するために、流路となる凹部が表面に形成された第1誘電板と第2誘電板とを、シリコン系の接着剤等を用いて接合して、高周波用窓部材を構成している。特許文献1には、第1誘電板や第2誘電板を構成する材質として、石英ガラスや各種セラミックス焼結体、サファイア等の単結晶体などが例示されている。この中でもアルミナ質焼結体は、大型な部材を比較的形成し易く、価格も比較的低く、プラズマ等に対する耐食性を高くすることができる等の利点があり、利用が進んでいる。   Conventionally, high-frequency window members having flow paths have been used in semiconductor manufacturing apparatuses and FPD manufacturing apparatuses. Patent Document 1 describes, as an example of a high-frequency window member, a high-frequency window member for a plasma processing apparatus having a flow path for flowing a refrigerant or a heating medium. In order to form a flow path inside the high-frequency window member of Patent Document 1, a first dielectric plate and a second dielectric plate, each of which has a recess serving as a flow path, are formed by using a silicon-based adhesive or the like. The high-frequency window member is configured by joining them. Patent Document 1 exemplifies quartz glass, various ceramic sintered bodies, single crystal bodies such as sapphire, and the like as materials constituting the first dielectric plate and the second dielectric plate. Among them, the alumina sintered body has advantages such as relatively easy formation of a large member, relatively low price, and high corrosion resistance against plasma and the like, and is being used.

近年では大型化への対応とともに、半導体デバイスの高集積化と微細化とにともなう回路配線の細線化に対応しなければならない等、半導体製造装置やFPD製造装置に求められる技術課題は高いものとなっている。そして、回路配線を微細化するには、半導体製造装置やFPD製造装置の一部であるプラズマ処理装置内で発生させるプラズマの安定性を高くすることが必要である。プラズマの安定のためには、高周波用窓部材における高周波の電磁波(以降、単に高周波ともいう)の透過性が高いことが必要であり、そのためには高周波用窓部材の誘電正接(tanδ)が低いことが求められている。例えば特許文献2,3には、誘電正接(tanδ)が低いアルミナ質焼結体の一例が挙げられている。高周波用窓部材に用いるアルミナ質焼結体として、特許文献2、3に記載されているような誘電正接(tanδ)が低いアルミナ質焼結体の利用が検討されている。   In recent years, the technical issues required for semiconductor manufacturing equipment and FPD manufacturing equipment are high, such as the need to cope with the increase in size and the reduction in circuit wiring due to higher integration and miniaturization of semiconductor devices. It has become. In order to miniaturize circuit wiring, it is necessary to increase the stability of plasma generated in a plasma processing apparatus which is a part of a semiconductor manufacturing apparatus or an FPD manufacturing apparatus. In order to stabilize the plasma, it is necessary that the high-frequency window member has high permeability of high-frequency electromagnetic waves (hereinafter also simply referred to as high frequency), and for this purpose, the dielectric loss tangent (tan δ) of the high-frequency window member is low. It is demanded. For example, Patent Documents 2 and 3 list an example of an alumina sintered body having a low dielectric loss tangent (tan δ). As an alumina sintered body used for a high-frequency window member, use of an alumina sintered body having a low dielectric loss tangent (tan δ) as described in Patent Documents 2 and 3 has been studied.

特開2003−309109号公報JP 2003-309109 A 特開平8−143358号公報JP-A-8-143358 特開平5−217946号公報JP-A-5-217946

しかしながら、特許文献1に記載されている流路付きの高周波用窓部材では、シリコン系の接着剤等を用いて第1誘電板と第2誘電板とを接合しているため、誘電正接(tanδ)が低いアルミナ質焼結体を用いたとしても、この接着剤層が誘電正接(tanδ)を悪化させてしまい、全体として誘電正接(tanδ)が充分には低くならないといった問題があった。また、特許文献2および3に記載されているアルミナ質焼結体では、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しているが、Naの酸化物はアルミナ原料に不可避的に含まれるものであるため、その除去工程に多大なコストが必要となる。このため、特許文献2、3に記載されているような誘電正接(tanδ)が低いアルミナ質焼結体を用いた場合は高周波用窓部材が高価になってしまうという課題もあった。本願はこのような課題を解決することを目的とする。   However, in the high-frequency window member with a flow path described in Patent Document 1, since the first dielectric plate and the second dielectric plate are joined using a silicon-based adhesive or the like, the dielectric loss tangent (tan δ) Even if an alumina sintered body having a low) is used, this adhesive layer deteriorates the dielectric loss tangent (tan δ), and the dielectric tangent (tan δ) as a whole is not sufficiently lowered. In addition, in the alumina sintered bodies described in Patent Documents 2 and 3, the dielectric loss tangent is lowered by reducing the content of Na oxide, but Na oxide is unavoidable in the alumina raw material. Since it is included, a large cost is required for the removal process. For this reason, when the alumina sintered body having a low dielectric loss tangent (tan δ) as described in Patent Documents 2 and 3 is used, there is a problem that the high-frequency window member becomes expensive. The present application aims to solve such problems.

上記課題を解決するために、第1主面を有する第1基板と、第2主面を有する第2基板と、前記第1主面および前記第2主面が接合され、前記第1基板および前記第2基板の間に位置するとともに前記第1主面および前記第2主面に平行な方向に沿った流路とを備えてなる高周波用窓部材であって、前記第1主面および前記第2主面を接合する接合部材を備えており、前記第1基板、前記第2基板、および前記接合部材はいずれもアルミナ質焼結体からなり、アルミナ質焼結体における粒界相内において、アルミナ結晶との境界領域に比べて、前記境界領域以外の内部領域の方が、Naの酸化物がより多いことを特徴とする高周波用窓部材を提供する。   In order to solve the above problems, a first substrate having a first main surface, a second substrate having a second main surface, the first main surface and the second main surface are joined, and the first substrate and A high-frequency window member that is located between the second substrates and includes a flow path that extends in a direction parallel to the first main surface and the second main surface, the first main surface and the A bonding member for bonding the second main surface, and each of the first substrate, the second substrate, and the bonding member is made of an alumina sintered body, and in the grain boundary phase of the alumina sintered body; The high frequency window member is characterized in that the inner region other than the boundary region contains more Na oxide than the boundary region with the alumina crystal.

また、上述の高周波用窓部材を備えて構成された半導体製造装置用部材、および上述の高周波用窓部材を備えて構成されたフラットパネルディスプレイ(FPD)製造装置用部材を併せて提供する。   Moreover, the member for semiconductor manufacturing apparatuses comprised including the above-mentioned high frequency window member, and the member for flat panel display (FPD) manufacturing apparatuses comprised including the above-mentioned high frequency window member are provided together.

本発明の高周波用窓部材は、比較的安価でありながら、高周波の透過性が比較的高い。本発明の半導体製造装置用部材およびFPD製造装置用部材は、少ないエネルギーで高出力のプラズマが安定して生成されるので、各種処理精度が高い。   The high-frequency window member of the present invention has a relatively high high-frequency permeability while being relatively inexpensive. Since the semiconductor manufacturing apparatus member and the FPD manufacturing apparatus member of the present invention stably generate high-output plasma with less energy, various processing accuracy is high.

本発明の一実施形態における高周波用窓部材を用いたプラズマ処理装置の厚み方向に沿った断面図である。It is sectional drawing along the thickness direction of the plasma processing apparatus using the window member for high frequency in one Embodiment of this invention. (a)は、図1に示した高周波用窓部材の斜視図であり、(b)は、図2(a)に示した高周波用窓部材の平面図である。(A) is a perspective view of the high-frequency window member shown in FIG. 1, and (b) is a plan view of the high-frequency window member shown in FIG. 2 (a). (a)は、図2(b)に示す高周波用窓部材のAA線における断面の一例を示す図であり、(b)は、図3(a)のR1部分の拡大図である。(A) is a figure which shows an example of the cross section in the AA line of the window member for high frequency shown in FIG.2 (b), (b) is an enlarged view of R1 part of Fig.3 (a). (a)は、図2(b)に示す高周波用窓部材のAA線における断面の他の例を示す図であり、(b)は、図4(a)のR1部分の拡大図であり、(c)は、図4(b)のR2部分の拡大図である。(A) is a figure which shows the other example of the cross section in the AA line of the window member for high frequency shown in FIG.2 (b), (b) is an enlarged view of R1 part of Fig.4 (a), (C) is an enlarged view of R2 part of FIG.4 (b). (a)は、図4(a)に示す高周波用窓部材のAA線における断面の一例を示す図であり、(b)は、図5(a)のR3部分の拡大図である。(A) is a figure which shows an example of the cross section in the AA line of the high frequency window member shown to Fig.4 (a), (b) is an enlarged view of R3 part of Fig.5 (a).

以下、本発明の一実施形態に係る高周波用窓部材を、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の高周波用窓部材1は、例えば半導体製造装置やFPD製造装置等において、チャンバ内にプラズマを生成するための高周波を透過する窓部材として用いられる。また、高周波用窓部材1は内部に流路を備えており、自身の冷却または加熱のための熱交換装置としても機能する。   Hereinafter, a high-frequency window member according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The high-frequency window member 1 of the present embodiment is used as a window member that transmits a high frequency for generating plasma in a chamber, for example, in a semiconductor manufacturing apparatus, an FPD manufacturing apparatus, or the like. Moreover, the high frequency window member 1 has a flow path therein, and also functions as a heat exchange device for cooling or heating itself.

半導体製造装置は、半導体ウエハに各種の処理を行なうことによって、半導体デバイスを製造するための装置である。FPD製造装置は、ガラス基板に各種の処理を行なうことによって、FPDを製造する装置である。本実施形態においては、半導体製造装置およびFPD製造装置として、半導体ウエハやガラス基板にエッチング処理や成膜処理を施すためのプラズマ処理装置2を例として説明する。   A semiconductor manufacturing apparatus is an apparatus for manufacturing a semiconductor device by performing various processes on a semiconductor wafer. The FPD manufacturing apparatus is an apparatus that manufactures FPD by performing various processes on a glass substrate. In the present embodiment, a plasma processing apparatus 2 for performing an etching process or a film forming process on a semiconductor wafer or a glass substrate will be described as an example of a semiconductor manufacturing apparatus and an FPD manufacturing apparatus.

本実施形態のプラズマ処理装置2は、図1に示すように、半導体ウェハまたはガラス基板などの対象物3を収容する反応室4が内部に形成されたチャンバ5と、反応室4内で対象物3を吸着する静電チャックなどのチャック6と、反応室4にガスを供給する供給口7と、反応室4からガスを排気する排気口8と、チャンバ5上に位置するとともに反応室4内に高周波電圧を印加するコイル9と、コイル9に高周波電圧を印加する電源10とを備えている。   As shown in FIG. 1, the plasma processing apparatus 2 of the present embodiment includes a chamber 5 in which a reaction chamber 4 that accommodates an object 3 such as a semiconductor wafer or a glass substrate is formed, and an object in the reaction chamber 4. 3, a chuck 6 such as an electrostatic chuck that adsorbs 3, a supply port 7 for supplying a gas to the reaction chamber 4, an exhaust port 8 for exhausting the gas from the reaction chamber 4, and a position located on the chamber 5 and in the reaction chamber 4 Are provided with a coil 9 for applying a high-frequency voltage and a power source 10 for applying a high-frequency voltage to the coil 9.

このプラズマ処理装置2は、反応室4内に供給口7からガスを供給した後、コイル9が反応室4内に電界を生じさせることによって、反応室4内にプラズマを発生させる。このプラズマによって、対象物3にエッチングまたは成膜などを行なう。   In this plasma processing apparatus 2, after supplying gas from the supply port 7 into the reaction chamber 4, the coil 9 generates an electric field in the reaction chamber 4, thereby generating plasma in the reaction chamber 4. Etching or film formation is performed on the object 3 by this plasma.

プラズマ処理装置2のチャンバ5は、対象物3の上方に位置するとともにコイル9を支持する高周波用窓部材1を有する。この高周波用窓部材1は、コイル9が発生させた高周波電圧が透過する窓部材として機能する。   The chamber 5 of the plasma processing apparatus 2 has a high-frequency window member 1 that is located above the object 3 and supports the coil 9. The high frequency window member 1 functions as a window member through which the high frequency voltage generated by the coil 9 is transmitted.

プラズマ処理装置2がプラズマを発生させる際、コイル9には高周波電圧が印加される。この際、高周波用窓部材1は、この高周波電圧によって誘導加熱される。高周波用窓部材1を通過する高周波電圧の強度は、コイル9の形状に応じて空間的に不均一となっており、高周波用窓部材1の加熱の程度も、この高周波電圧の強度のばらつきに応じて部分的にばらつき易い。高周波用窓部材1の加熱の程度の部分的なばらつきによって、高周波用窓部材1の各部分における温度が不均一になった場合、反応室4内のプラズマ強度も空間的に不均一となりやすい。本実施形態では、誘電体窓部材として、水またはオイル等の冷媒や温媒等の流体が通る流路16を内部に備えた高周波用窓部材1を用いることで、高周波用窓部材1の温度分布を低減して、反応室4内におけるプラズマ強度の均一性を比較的高くしている。   When the plasma processing apparatus 2 generates plasma, a high frequency voltage is applied to the coil 9. At this time, the high frequency window member 1 is induction heated by the high frequency voltage. The intensity of the high-frequency voltage passing through the high-frequency window member 1 is spatially non-uniform according to the shape of the coil 9, and the degree of heating of the high-frequency window member 1 is also due to the variation in the intensity of the high-frequency voltage. Accordingly, it tends to vary partially. When the temperature in each part of the high-frequency window member 1 becomes non-uniform due to partial variations in the degree of heating of the high-frequency window member 1, the plasma intensity in the reaction chamber 4 tends to be spatially non-uniform. In the present embodiment, as the dielectric window member, by using the high frequency window member 1 provided therein with a flow path 16 through which a fluid such as water or oil or a fluid such as a heating medium passes, the temperature of the high frequency window member 1 is determined. By reducing the distribution, the uniformity of the plasma intensity in the reaction chamber 4 is made relatively high.

本実施形態の高周波用窓部材1は、第1主面11を有する第1基板12と、第2主面13を有する第2基板14と、第1主面11および第2主面13が接合され、第1基板12および第2基板14の間に位置するとともに第1主面11および第2主面13に平行な方向に沿った流路16とを備えてなり、第1主面11および第2主面12を接合する接合部材15を備えており、第1基板12、第2基板14、および接合部材15はいずれもアルミナ質焼結体からなり、アルミナ質焼結体における粒界相内において、アルミナ結晶との境界領域に比べて、この境界領域以外の内部領域の方が、Naの酸化物がより多い。   In the high-frequency window member 1 of the present embodiment, the first substrate 12 having the first main surface 11, the second substrate 14 having the second main surface 13, and the first main surface 11 and the second main surface 13 are joined. And a flow path 16 located between the first substrate 12 and the second substrate 14 and extending in a direction parallel to the first main surface 11 and the second main surface 13. A joining member 15 for joining the second main surface 12 is provided, and the first substrate 12, the second substrate 14, and the joining member 15 are all made of an alumina sintered body, and a grain boundary phase in the alumina sintered body. In the inner region, the inner region other than the boundary region has more oxide of Na than the boundary region with the alumina crystal.

このようなアルミナ質焼結体からなる第1基板12、第2基板14および接合部材15は、アルミナ原料に不可避的に含まれるNaを含むものであり、Naの除去等の為のコストを必要としないので、第1基板12および第2基板14は比較的安価であり、第1基板12、第2基板14および接合部材15を備える高周波用窓部材1も、比較的安価に構成することができる。また、第1基板12、第2基板14、さらには第1基板12と第2基板14とを接合する接合部材15が、同様の材質で構成されているので、第1基板12、第2基板14および接合部材15の線膨張係数が近くなり、加熱および冷却が繰り返されても、第1基板12と第2基板14との間で作用する熱応力が抑制されるので、第1基板12と第2基板14との剥離を低減することができる。第1基板12、第2基板14、および接合部材15は、いずれも誘電正接の値が比較的低く、従来の、例えばシリコン系の接着剤層等を接合部材に用いた場合等と比べて、高周波用窓部材1全体での高周波の透過性が高い。また、高周波用窓部材1の温度を調整することができる流体を流すことができる流路を備えており、高周波用窓部材1の温度の変動を抑制し、高周波用窓部材1を透過する高周波で生成されるプラズマの強度分布を抑制することができる。このような高周波用窓部材1は、比較的安価でありながら、高周波の透過性が比較的高い。また高周波用窓部材1を備えるプラズマ処理装置2は、少ないエネルギーで高出力のプラズマが安定して生成することができるので、各種処理の精度が高い。   The first substrate 12, the second substrate 14, and the joining member 15 made of such an alumina sintered body contain Na unavoidably contained in the alumina raw material, and require a cost for removing Na or the like. Therefore, the first substrate 12 and the second substrate 14 are relatively inexpensive, and the high-frequency window member 1 including the first substrate 12, the second substrate 14, and the bonding member 15 can be configured relatively inexpensively. it can. Further, since the first substrate 12, the second substrate 14, and the bonding member 15 for bonding the first substrate 12 and the second substrate 14 are made of the same material, the first substrate 12, the second substrate 14 and the bonding member 15 are close to each other, and even if heating and cooling are repeated, the thermal stress acting between the first substrate 12 and the second substrate 14 is suppressed. Separation from the second substrate 14 can be reduced. The first substrate 12, the second substrate 14, and the bonding member 15 all have a relatively low value of dielectric loss tangent, compared to the conventional case where, for example, a silicon-based adhesive layer or the like is used as the bonding member, The high frequency window member 1 as a whole has high high frequency permeability. Moreover, the flow path which can flow the fluid which can adjust the temperature of the high frequency window member 1 is provided, the fluctuation | variation of the temperature of the high frequency window member 1 is suppressed, and the high frequency which permeate | transmits the high frequency window member 1 is transmitted. It is possible to suppress the intensity distribution of the plasma generated in the above. Such a high-frequency window member 1 is relatively inexpensive, but has a relatively high high-frequency permeability. In addition, the plasma processing apparatus 2 including the high-frequency window member 1 can stably generate high-power plasma with less energy, and thus has high accuracy in various processes.

粒界相内における、アルミナ結晶との境界領域とは、アルミナ結晶の表面から5nm離れた位置までの範囲内のことをいう。第1基板12、第2基板14、および接合部材15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。   The boundary region with the alumina crystal in the grain boundary phase means within a range up to a position 5 nm away from the surface of the alumina crystal. The content of Na oxide in the first substrate 12, the second substrate 14, and the bonding member 15 can be confirmed by the following method.

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(TEM JEOL社製 JEM−2010F)を用いて、加速電圧を200kVとして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の酸化物の含有量を確認すため、3重点を観察することが好適である。   First, a part of the alumina sintered body is etched using a processing apparatus such as an ion thinning apparatus to obtain a measurement surface. Next, using a transmission electron microscope (JEM-2010F, manufactured by TEM JEOL), the grain boundary phase is observed at a magnification of 10,000 to 100,000 times with a specific visual field on the measurement surface with an acceleration voltage of 200 kV. In order to confirm the content of the oxide of Na depending on the position, it is preferable to observe the triple point.

そして、3重点において、境界領域に対応する部分と、内部領域(境界領域以外の領域)対応する部分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。   And at the 3 points, the part corresponding to the boundary region and the part corresponding to the inner region (region other than the boundary region) are measured by energy dispersive X-ray analysis (EDS), and the content of Na is confirmed. The content of the oxide of Na at the position of the grain boundary phase can be confirmed.

Naの酸化物がアルミナ結晶に固溶することで誘電正接の値が高くなる。アルミナ質焼結体における粒界相内において、アルミナ結晶との境界領域に比べて、この境界領域以外の内部領域の方がNaの酸化物がより多いということは、粒界相内にNaの酸化物が留められ、アルミナ結晶へのNaの酸化物の固溶が抑えられている状態であることを意味しており、ひいては誘電正接の値を低く保っている。   The value of the dielectric loss tangent increases when the oxide of Na is dissolved in the alumina crystal. In the grain boundary phase in the alumina sintered body, the amount of Na oxide in the inner region other than this boundary region is larger than that in the boundary region with the alumina crystal. This means that the oxide is retained and solid solution of the Na oxide in the alumina crystal is suppressed, and the value of the dielectric loss tangent is kept low.

例えば、第1基板12、第2基板14、および接合部材15はいずれも、それぞれを構成する成分100質量%のうち、NaをNaO換算した含有量が30ppm以上500ppm以下であり、AlをAl換算した含有量が99.4質量%以上である。AlをAl換算した含有量が99.4質量%以上とすることで、高周波用窓部材1の耐プラズマ性が比較的高い。また、NaをNaO換算した含有量が30ppm以上500ppm以下であれば、アルミナ原料粉からのNaを取り除く為特別な処理をすることがないので高周波用窓部材1の製造コストが低く、かつ誘電正接の値を比較的低くすることができる。 For example, each of the first substrate 12, the second substrate 14, and the bonding member 15 has a content of Na in terms of Na 2 O in a component of 100% by mass constituting 30 ppm or more and 500 ppm or less, and Al. The content in terms of Al 2 O 3 is 99.4% by mass or more. When the content of Al in terms of Al 2 O 3 is 99.4% by mass or more, the plasma resistance of the high-frequency window member 1 is relatively high. Further, if the content of Na converted to Na 2 O is 30 ppm or more and 500 ppm or less, there is no special treatment for removing Na from the alumina raw material powder, so the manufacturing cost of the high-frequency window member 1 is low, and The value of dielectric loss tangent can be made relatively low.

例えば、第1基板12や第2基板14の8.5GHzにおける誘電正接の値は、NaをNaO換算した含有量が500ppmでは、2.5×10−4以下であり、30ppmでは、0.15×10−4以下と、従来から提案されているアルミナ質焼結体等(例えば特許文献2や特許文献3記載のアルミナ質焼結体等)を用いた場合に比べて、低くなっている。 For example, the value of the dielectric loss tangent at 8.5 GHz of the first substrate 12 and the second substrate 14 is 2.5 × 10 −4 or less when the content of Na converted to Na 2 O is 500 ppm, and 0 at 30 ppm. .15 × 10 −4 or less, which is lower than in the case of using conventionally proposed alumina sintered bodies (for example, the alumina sintered bodies described in Patent Document 2 and Patent Document 3). Yes.

第1基板12や第2基板14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。   For the dielectric loss tangent of the first substrate 12 and the second substrate 14, for example, a disk-shaped sample having a diameter of 50 mm and a thickness of 1 mm is prepared, and the value of the dielectric loss tangent at a frequency of 8.5 GHz is set to a capacitance meter (HP-4278A). ), Impedance analyzer (HP-4291A) and cavity resonator (network analyzer 8722ES).

また、各部材を構成する成分100質量%におけるNaをNaO換算した含有量およびAlをAl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、NaおよびAlの含有量を測定し、NaOおよびAlにそれぞれ換算すればよい。 As for the content of Na in component 100 mass% constituting the respective members and the content and Al were terms of Na 2 O Al 2 O 3 in terms grinding a portion of the alumina sintered body, resulting after dissolving the powder in a solution such as hydrochloric acid, ICP (Inductively Coupled Plasma) emission spectrometer (e.g., Shimadzu: ICPS-8100) was used to measure the content of Na and Al, Na 2 O And Al 2 O 3 may be converted.

接合部材15の位置は例えば以下のようにして確認することができる。まず、高周波用窓部材1を第1基板12および第2基板14の厚み方向(図3に示すz方向)に平行で、かつ流路16の長さ方向(流体が流れる方向)に垂直な方向に沿って切断し、この断面(図3に示す断面)を研磨して鏡面にする。次に、例えばキーエンス社製デジタルマイクロスコープを用いて、この鏡面を観察する。この観察では、第1基板12と接合部材15と第2基板14とを同一視野に入れる。この観察によって、第1基板12および第2基板14に対応する相対的に気孔30が少ない領域と、これら第1基板12および第2基板14
に対応する領域に挟まれた、相対的に気孔30が多い領域とを観察することができる。気孔30が相対的に多い領域が接合部材15に対応する領域である。また、上述のデジタルマイクロスコープで気孔30が有意に判別できない場合も、電子顕微鏡やその他の分析手法によって結晶の状態や含有成分を分析することで、接合部材15の位置を確認することができる。すなわち、流路16の形状から第1基板12と第2基板14との境界部分は推測できるので、この境界部分の近傍を観察し、第1基板12および第2基板14と気孔や粒界の状態、また含まれる成分の含有率等を測定し、第1基板12および第2基板14と有意に相違する領域を確認することで、接合部材15の位置を確認することができる。
The position of the joining member 15 can be confirmed as follows, for example. First, the high-frequency window member 1 is parallel to the thickness direction (z direction shown in FIG. 3) of the first substrate 12 and the second substrate 14 and perpendicular to the length direction of the flow path 16 (fluid flow direction). And the cross section (the cross section shown in FIG. 3) is polished into a mirror surface. Next, this mirror surface is observed using, for example, a digital microscope manufactured by Keyence Corporation. In this observation, the first substrate 12, the bonding member 15, and the second substrate 14 are placed in the same field of view. By this observation, the regions corresponding to the first substrate 12 and the second substrate 14 with relatively few pores 30, and the first substrate 12 and the second substrate 14 are shown.
It is possible to observe a region having a relatively large number of pores 30 sandwiched between regions corresponding to. A region having a relatively large number of pores 30 is a region corresponding to the joining member 15. In addition, even when the pores 30 cannot be significantly distinguished by the above-described digital microscope, the position of the joining member 15 can be confirmed by analyzing the crystal state and the contained components using an electron microscope or other analysis techniques. That is, since the boundary portion between the first substrate 12 and the second substrate 14 can be estimated from the shape of the flow path 16, the vicinity of the boundary portion is observed, and the first substrate 12 and the second substrate 14 and pores and grain boundaries are observed. The position of the joining member 15 can be confirmed by measuring the state, the content rate of the contained components, and the like, and confirming a region significantly different from the first substrate 12 and the second substrate 14.

なお、第1基板12,第2基板14および接合部材15はMgを含み、MgO換算した含有量が200ppm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)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。 The first substrate 12, the second substrate 14, and the bonding member 15 preferably contain Mg, and the MgO equivalent content is preferably 200 ppm or more and 1500 ppm or less. By satisfying such a configuration, there is little risk of generating spinel (MgAl 2 O 4 ) crystals that tend to increase the dielectric loss tangent, and sintering can be promoted. The mechanical strength of the body can be improved.

また、第1基板12,第2基板14および接合部材15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、それぞれSiO換算した含有量およびCaO換算した含有量が、各部材をそれぞれ構成する成分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、Mg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。 Moreover, the 1st board | substrate 12, the 2nd board | substrate 14, and the joining member 15 contain at least Si and Ca as components other than Al and Na. Then, Si and Ca are content that content and as CaO that each SiO 2 in terms, of the component 100 mass% constituting each member, respectively, it is preferable that both at 200ppm or more. In addition, any of Ba and Sr may be included. Na, Si, Ca, Ba, and Sr are present as a crystal phase or an amorphous phase made of an oxide in a grain boundary phase between alumina crystals that are main crystals. When Mg is included, Mg is also present in the grain boundary phase. In some cases, Al is present in the grain boundary phase. And in the following description, components other than Na are described as other components as components constituting the grain boundary phase.

また、第1基板12,第2基板14および接合部材15は、アルミナ結晶間の粒界相において、NaをNaO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。 The first substrate 12, the second substrate 14, and the bonding member 15 each oxidize other components other than Na in a grain boundary phase between alumina crystals, where Na is converted to Na 2 O. When the total content converted to a product is B, the ratio A / B is preferably 0.11 or less.

このように、アルミナ結晶間の粒界相において、NaをNaO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、さらに誘電正接を低くすることができる。 Thus, in the grain boundary phase between alumina crystals, when the content of Na converted to Na 2 O is A and the total content of other components converted to oxides is B, the ratio A / When B is 0.11 or less, the dielectric loss tangent can be further reduced.

なお、アルミナ結晶間の粒界相におけるNaをNaO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。 The ratio A / B between the content A in which Na in the grain boundary phase between alumina crystals is converted to Na 2 O and the total content B in which components other than Na are converted into oxides is as follows: Can be obtained.

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NaO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。 First, a measurement surface obtained by etching a part of an alumina sintered body using a processing device such as an ion thinning device is measured with a TEM, and a specific field of view on the measurement surface is set at a magnification of 10,000 to 100,000 times under an acceleration voltage of 200 kV. The EDS measurement of the grain boundary phase was performed, the content of each component obtained was determined, converted into oxides, the content of Na converted into Na 2 O as A, and the other components as What is necessary is just to calculate ratio A / B by making the sum total of the content converted into the oxide into B. In one grain boundary phase, it is preferable to perform EDS measurement at a plurality of places, for example, three places, and calculate the ratio A / B using an average value, and round off to the third decimal place.

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。   In addition, when Al is not contained in the grain boundary phase, after crushing a part of the alumina sintered body and dissolving the obtained powder in a solution such as hydrochloric acid, using an ICP emission spectroscopic analyzer The content of other components other than Na and Na may be measured, and the ratio (A / B) may be calculated using the values converted into oxides.

また、第1基板12,第2基板14および接合部材15は、NiをNiO換算した含有量が4ppm以下であることが好適である。   Moreover, it is suitable for the 1st board | substrate 12, the 2nd board | substrate 14, and the joining member 15 that the content which converted Ni into NiO is 4 ppm or less.

Niは、酸化すると、酸化の程度に応じて色調がばらつきやすく、商品価値を損ねやすいからであり、NiをNiO換算した含有量を上記範囲とすることで、色調のばらつきが抑制され、商品価値が向上する。   When Ni is oxidized, the color tone is likely to vary depending on the degree of oxidation, and the commercial value is likely to be impaired. By setting the content of Ni converted to NiO within the above range, the variation in the color tone is suppressed, and the commercial value is reduced. Will improve.

また、第1基板12,第2基板14および接合部材15は、アルミナ結晶の平均結晶粒径が1μm以上3μm以下であることが好適である。   The first substrate 12, the second substrate 14, and the bonding member 15 preferably have an average crystal grain size of 1 to 3 μm in alumina crystals.

アルミナ結晶の平均結晶粒径が上記範囲であると、アルミナ結晶の大きさの分布が狭まるので、上記各部材の機械的強度を高くすることができる。   When the average crystal grain size of the alumina crystal is in the above range, the distribution of the size of the alumina crystal is narrowed, so that the mechanical strength of each member can be increased.

アルミナ結晶の平均結晶粒径を求めるには、まず、上記各部材をダイヤモンド砥粒で研磨して、算術平均粗さRaが0.1μm以下の鏡面を得る。そして、この鏡面を大気雰囲気中、1450℃で1時間サーマルエッチングすることによって得られる面を走査型電子顕微鏡によって1000倍〜3000倍に拡大した86〜110μm×65〜92μmの範囲で、同じ長さの直線を8本引き、この8本の直線上に存在する結晶の個数をこれら直線の合計長さで除すことで求められる。   In order to obtain the average crystal grain size of the alumina crystal, first, each of the above members is polished with diamond abrasive grains to obtain a mirror surface having an arithmetic average roughness Ra of 0.1 μm or less. And the same length in the range of 86-110 μm × 65-92 μm obtained by enlarging the surface obtained by thermal etching of this mirror surface at 1450 ° C. for 1 hour in the air atmosphere by 1000 times to 3000 times with a scanning electron microscope. Is obtained by dividing the number of crystals existing on the eight straight lines by the total length of these straight lines.

なお、倍率が100倍のときには、直線1本当たりの長さを80μmとし、倍率が3000倍のときには、直線1本当たりの長さを27μmとすればよい。   When the magnification is 100 times, the length per straight line is 80 μm, and when the magnification is 3000 times, the length per straight line is 27 μm.

また、本実施形態の高周波用窓部材1は、接合部材15が複数の気孔30を有する場合、接合部材15における気孔30の円相当径の平均値が5μm以下であることが好適である。また、本実施形態の高周波用窓部材1は、接合部材15における気孔30の円相当径の最大値は14μm以下であることが好適である。また、本実施形態の高周波用窓部材1は、接合部材15における気孔30の面積率は4.5%以下であることが好適である。接合部材15が複数の気孔を有する場合、上述したいずれかの構成を満たすことによって、気孔内に金属や水等の導電性成分が浸入しにくくなるので、高周波用窓部材1表面における電流漏れ等を抑制し、高周波用窓部材1の絶縁性を高く維持することができる。   Further, in the high-frequency window member 1 of the present embodiment, when the joining member 15 has a plurality of pores 30, it is preferable that the average value of the equivalent circle diameters of the pores 30 in the joining member 15 is 5 μm or less. In the high-frequency window member 1 of the present embodiment, it is preferable that the maximum value of the equivalent circle diameter of the pores 30 in the joining member 15 is 14 μm or less. Further, in the high frequency window member 1 of the present embodiment, the area ratio of the pores 30 in the joining member 15 is preferably 4.5% or less. When the joining member 15 has a plurality of pores, satisfying any of the above-described structures makes it difficult for a conductive component such as metal or water to enter the pores, so that current leakage on the surface of the high-frequency window member 1 or the like Can be suppressed, and the insulating property of the high-frequency window member 1 can be maintained high.

接合部材15における気孔30の円相当径の平均値、最大値および面積率を求めるには、光学顕微鏡を用いて倍率を270倍として、接合部材15をダイヤモンド砥粒で研磨して得られた鏡面を対象とする。この鏡面から気孔の大きさや分布が平均的に観察される部分を選択し、面積が3.54×10μm(例えば、横方向の長さが708μm、縦方向の長さが500μm)となる範囲の画像を観察の対象として、画像解析ソフト「A像くん」(登録商標、旭化成エンジニアリング(株)製)の粒子解析という手法を適用する。粒子解析の設定条件である粒子の明度、2値化の方法および小図形除去面積は、それぞれ暗、自動、3μmとする。 In order to obtain the average value, the maximum value, and the area ratio of the equivalent circle diameter of the pores 30 in the bonding member 15, a mirror surface obtained by polishing the bonding member 15 with diamond abrasive grains with a magnification of 270 times using an optical microscope. Is targeted. From this mirror surface, a portion where the pore size and distribution are observed on average is selected, and the area is 3.54 × 10 5 μm 2 (for example, the horizontal length is 708 μm and the vertical length is 500 μm). The image analysis software “A Image-kun” (registered trademark, manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.) is used as an object to be observed. The setting conditions for particle analysis are the brightness of the particles, the binarization method, and the small figure removal area, which are dark, automatic, and 3 μm, respectively.

本実施形態の高周波用窓部材は、半導体製造装置やFPD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、FPD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高周波用窓部材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。   The high-frequency window member of the present embodiment can be suitably used as a large and thick member (a member for a semiconductor manufacturing apparatus, a member for an FPD manufacturing apparatus) used in a semiconductor manufacturing apparatus or an FPD manufacturing apparatus. When the member is made of the high-frequency window member of the present embodiment, it has high corrosion resistance, has little energy loss, and can improve various processing accuracy.

次に、高周波用窓部材1の形状等について詳述しておく。図3は高周波用窓部材1の実施形態の1つである。図3に示す高周波用窓部材1の実施形態では、第1主面11、第2主面13、および第1主面11と第2主面13とを接合する接合部材15を備えている。
第1基板12および第2基板14は、平面視で例えば円板状である。第1基板12および第2基板14の幅(直径)は、例えば100mm以上1000mm以下である。第1主面11および第2主面13間の接合部材15の厚みは、例えば、50μm以上65μm以下である。流路16の径方向における端部である第1部分21は、第2基板14の第2主面13から厚み方向(z方向)に設けられた第1溝部18を含む。また、流路16の径方向における中央部である第2部分22は、第1溝部18に沿って隣接しているとともに、第1溝部18より深さの浅い第2溝部19とを含む。高周波用窓部材1では、第2基板14の第2溝部19の第2底面31と第1基板12の第1主面11とで挟まれた領域(第2部分22)と、第2基板14の第1溝部18の内面と第1基板12の第1主面11とに挟まれた領域(第1部分21)とを有している。第2溝部19は必ずしも必要ではないが、流路16を流れる流体の流量を多くするには、第2溝部19を設けるのが好ましい。流路16は、第2部分22と第2部分22を挟んで配された2つの第1部分21とを有している。
Next, the shape and the like of the high frequency window member 1 will be described in detail. FIG. 3 shows one embodiment of the high-frequency window member 1. In the embodiment of the high-frequency window member 1 shown in FIG. 3, a first main surface 11, a second main surface 13, and a joining member 15 that joins the first main surface 11 and the second main surface 13 are provided.
The first substrate 12 and the second substrate 14 have, for example, a disk shape in plan view. The width (diameter) of the first substrate 12 and the second substrate 14 is, for example, not less than 100 mm and not more than 1000 mm. The thickness of the joining member 15 between the 1st main surface 11 and the 2nd main surface 13 is 50 micrometers or more and 65 micrometers or less, for example. The first portion 21 that is an end portion in the radial direction of the flow path 16 includes a first groove portion 18 provided in the thickness direction (z direction) from the second main surface 13 of the second substrate 14. The second portion 22, which is the central portion in the radial direction of the flow path 16, includes the second groove portion 19 that is adjacent to the first groove portion 18 and shallower than the first groove portion 18. In the high frequency window member 1, a region (second portion 22) sandwiched between the second bottom surface 31 of the second groove portion 19 of the second substrate 14 and the first main surface 11 of the first substrate 12, and the second substrate 14. The first groove portion 18 has a region (first portion 21) sandwiched between the inner surface of the first groove portion 18 and the first main surface 11 of the first substrate 12. The second groove portion 19 is not always necessary, but it is preferable to provide the second groove portion 19 in order to increase the flow rate of the fluid flowing through the flow path 16. The flow channel 16 has a second portion 22 and two first portions 21 arranged with the second portion 22 interposed therebetween.

第1部分21の高さH1は第2部分22の高さH2よりも大きい。第1部分21H1および第2部分22の高さH2は、第1基板12および第2基板14の厚み方向(図中のz方向)に沿った高さである。第1部分21の高さH1は、例えば2mm以上30mm以下である。第2部分22の高さH2は、例えば0.1mm以上2mm以下ある。第1部分21の幅W1は、例えば1mm以上10mm以下である。第2部分22の幅W2は、例えば5mm以上100mm以下である。   The height H1 of the first portion 21 is greater than the height H2 of the second portion 22. The height H2 of the first portion 21H1 and the second portion 22 is the height along the thickness direction (z direction in the drawing) of the first substrate 12 and the second substrate 14. The height H1 of the first portion 21 is, for example, not less than 2 mm and not more than 30 mm. The height H2 of the second portion 22 is, for example, not less than 0.1 mm and not more than 2 mm. The width W1 of the first portion 21 is, for example, not less than 1 mm and not more than 10 mm. The width W2 of the second portion 22 is, for example, not less than 5 mm and not more than 100 mm.

流路16は、第1部分21の幅W1より第2部分22の幅W2の方が大きい。第1部
分21の幅W1および第2部分22の幅W2は、第1基板12、第2基板14の厚み方向および流路16の長さ方向に直交する方向(図3におけるx方向)の長さである。実質的に流路として機能する第2部分22の幅W2を大きくすることにより、第2部分22における熱交換の程度を大きくすることができる。これにより、第2部分22内を安定して流れる流体によって、高周波用窓部材1の温度を安定して調整することができる。
In the channel 16, the width W <b> 2 of the second portion 22 is larger than the width W <b> 1 of the first portion 21. The width W1 of the first portion 21 and the width W2 of the second portion 22 are the lengths in the direction perpendicular to the thickness direction of the first substrate 12 and the second substrate 14 and the length direction of the flow path 16 (the x direction in FIG. 3). That's it. By increasing the width W2 of the second portion 22 that substantially functions as a flow path, the degree of heat exchange in the second portion 22 can be increased. Thereby, the temperature of the high frequency window member 1 can be stably adjusted by the fluid flowing stably in the second portion 22.

第1溝部18は、第1底面26と、第1底面26に接続した側面27と、第1底面26および側面27の間に配置された傾斜面28とを有する。言い換えれば、例えば、断面視における第1溝部18の形状が矩形状である場合に、矩形の角部が隅切り(コーナーカット)されている。流路16において第1溝部18に対応する領域は断面積が比較的大きく、流体の流れが遅くなり易い。例えば第1溝部18が傾斜面28を有さず、図3に示す断面が角部を有する矩形状である場合など、この角部で流体の流速が著しく遅くなって角部に対応する部分での熱交換が十分にできない場合がある。高周波用窓部材1では、第1底面26と側面27との間に傾斜面28を有しており、このような角部での流速の低下が抑制されている。図3(b)に示す例における高周波用窓部材1では傾斜面28は曲面状であるが、傾斜面28は平面状であってもよい。また、傾斜面28は、異なる傾斜を有する複数の平面から形成されていてもよい。   The first groove portion 18 has a first bottom surface 26, a side surface 27 connected to the first bottom surface 26, and an inclined surface 28 disposed between the first bottom surface 26 and the side surface 27. In other words, for example, when the shape of the first groove 18 in a cross-sectional view is rectangular, the corners of the rectangle are cut off (corner cut). A region corresponding to the first groove portion 18 in the flow path 16 has a relatively large cross-sectional area, and the flow of fluid tends to be slow. For example, in the case where the first groove 18 does not have the inclined surface 28 and the cross section shown in FIG. 3 is a rectangular shape having a corner, the flow velocity of the fluid is remarkably slowed at the corner and the portion corresponding to the corner. May not be able to fully exchange heat. The high-frequency window member 1 has an inclined surface 28 between the first bottom surface 26 and the side surface 27, and a decrease in the flow velocity at such corners is suppressed. In the high-frequency window member 1 in the example shown in FIG. 3B, the inclined surface 28 is curved, but the inclined surface 28 may be planar. Further, the inclined surface 28 may be formed from a plurality of flat surfaces having different inclinations.

また、高周波用窓部材1は図2に示すように、第1基板12および第2基板14の少なくともいずれかを厚み方向(z方向)に貫通した貫通孔17を備えている。貫通孔17は、流路16につながっており、流路16への流体の供給孔または流路16からの流体の排出孔として機能する。この貫通孔17の開口は、流体を供給および排出する流体供給手段(図示せず)に接続される。なお、貫通孔17は、第1基板12および第2基板14の一方のみを貫通していても構わないし、第1基板12および第2基板14の双方を厚み方向に貫通していても構わない。   As shown in FIG. 2, the high-frequency window member 1 includes a through hole 17 that penetrates at least one of the first substrate 12 and the second substrate 14 in the thickness direction (z direction). The through-hole 17 is connected to the flow path 16 and functions as a fluid supply hole to the flow path 16 or a fluid discharge hole from the flow path 16. The opening of the through hole 17 is connected to fluid supply means (not shown) for supplying and discharging fluid. The through hole 17 may penetrate only one of the first substrate 12 and the second substrate 14, or may penetrate both the first substrate 12 and the second substrate 14 in the thickness direction. .

また、図4は高周波用窓部材1の他の実施形態の断面図である。図4に示す高周波用窓部材1も、第1主面11および第2主面13を接合する接合部材15を備えており、第1
主面11および第2主面13間の接合部材15の厚みは、例えば、50μm以上65μm以下である。接合部材15は、図4に示すように、第1主面11および第2主面13の間から流路16の内部に向かって突出した突出部20を有する。このような構成である場合、流路16は、突出部20が内部に配された第1部分21と、第1部分21の突出部20が配された側と反対側に第1部分21と繋がっている第2部分22とを有する。
FIG. 4 is a cross-sectional view of another embodiment of the high-frequency window member 1. The high-frequency window member 1 shown in FIG. 4 also includes a joining member 15 that joins the first main surface 11 and the second main surface 13.
The thickness of the bonding member 15 between the main surface 11 and the second main surface 13 is, for example, 50 μm or more and 65 μm or less. As shown in FIG. 4, the bonding member 15 has a protruding portion 20 that protrudes from between the first main surface 11 and the second main surface 13 toward the inside of the flow path 16. In the case of such a configuration, the flow path 16 includes the first portion 21 in which the protruding portion 20 is disposed inside, and the first portion 21 on the opposite side of the first portion 21 on which the protruding portion 20 is disposed. And a second portion 22 connected thereto.

流路16内に突出部20が配置されるまで接合部材15をはみ出させるように設けることで、接合強度を高めるとともに、第1基板12と第2基板14との間への流体の侵入をこの接合部材15によって抑制して、第1基板12と第2基板14との剥離を抑制することができる。   By providing the bonding member 15 so that it protrudes until the protruding portion 20 is disposed in the flow path 16, the bonding strength is increased, and the intrusion of fluid between the first substrate 12 and the second substrate 14 is prevented. Suppression by the bonding member 15 can suppress separation of the first substrate 12 and the second substrate 14.

高周波用窓部材1では、突出部20の第1基板12および第2基板14の厚み方向に沿った厚みTpが、第2部分22の高さH2よりも大きい方が好ましい。このようにすることで、第2部分22を比較的速い流速で流れる流体が、第1基板12と第2基板14との境界部分に直接当接することを防止し、第1基板12と第2基板14との剥離をより確実に抑制している。   In the high-frequency window member 1, it is preferable that the thickness Tp of the protruding portion 20 along the thickness direction of the first substrate 12 and the second substrate 14 is larger than the height H <b> 2 of the second portion 22. By doing so, the fluid flowing at a relatively high flow rate in the second portion 22 is prevented from directly contacting the boundary portion between the first substrate 12 and the second substrate 14, and the first substrate 12 and the second substrate 22 are prevented from contacting each other. Separation from the substrate 14 is more reliably suppressed.

また、突出部20の厚みTpは、例えば0.1mm以上11mm以下程度である。突出部20の幅Wpは第1部分21の幅W1より小さく、例えば約0.5mm以上10mm以下程度である。   Moreover, the thickness Tp of the protrusion part 20 is about 0.1 mm or more and 11 mm or less, for example. The width Wp of the protruding portion 20 is smaller than the width W1 of the first portion 21 and is, for example, about 0.5 mm to 10 mm.

また、図4に示す高周波用窓部材1では、接合部材15の突出部20が配置される第1部分21の高さH1を、この第1部分21に繋がった第2部分22の高さH2に比べて大きくすることが好適である。突出部20の周辺での流体の流速を比較的小さくするとともに、突出部20に起因した乱流が第1部分21内に留まり易くなっている。すなわち、突出部20が配される第1部分21の高さH1を比較的大きくすることで、突出部20によって小さくなり易い突出部20周辺の流路16の断面積を比較的大きくし、突出部20近傍で流体の流速が高くなり過ぎないようにしている。これにより突出部20に起因して起こる乱流の程度を小さく抑制している。加えて、突出部20近傍の流路16の断面積を大きくすることで、この第1部分21で生じた乱流の影響が、第2部分22まで伝わり難くしている。このため高周波用窓部材1では、第2部分22における流体の流速を比較的大きく、かつ第2部分22における乱流を少なくすることができる。これにより、流路16の第2部分22に、比較的速くかつ比較的安定した状態で、流体を流すことができる。すなわち、主として第2部分22に流路としての機能を持たせており、このため高周波用窓部材1は、高周波用窓部材1自身の温度を所望の温度に調整し易い。   Further, in the high frequency window member 1 shown in FIG. 4, the height H1 of the first portion 21 where the protruding portion 20 of the joining member 15 is arranged is set to the height H2 of the second portion 22 connected to the first portion 21. It is preferable to make it larger than. While the flow velocity of the fluid around the protrusion 20 is relatively small, the turbulent flow caused by the protrusion 20 is likely to stay in the first portion 21. That is, by making the height H1 of the first portion 21 where the protruding portion 20 is disposed relatively large, the cross-sectional area of the flow path 16 around the protruding portion 20 that tends to be reduced by the protruding portion 20 becomes relatively large, and the protruding portion 20 The flow velocity of the fluid is prevented from becoming too high in the vicinity of the portion 20. As a result, the degree of turbulence caused by the protrusion 20 is suppressed to a low level. In addition, by increasing the cross-sectional area of the flow path 16 in the vicinity of the protrusion 20, the influence of the turbulent flow generated in the first portion 21 is hardly transmitted to the second portion 22. For this reason, in the window member 1 for high frequency, the flow velocity of the fluid in the second portion 22 can be relatively large, and the turbulent flow in the second portion 22 can be reduced. As a result, the fluid can flow through the second portion 22 of the flow channel 16 in a relatively fast and relatively stable state. That is, the second portion 22 is mainly provided with a function as a flow path, and thus the high frequency window member 1 can easily adjust the temperature of the high frequency window member 1 itself to a desired temperature.

図5に示すように、突出部20は、第2部分22と対向する側の表面部分に、流路16(第2部分22)に向かって凸である凸部29と凹である凹部32とを有しており、流路16の長さ方向に沿って凹部32と凸部29とが交互に配置された凹凸領域33を有することが好適である。図5に示す例においては、高周波用窓部材1は、同心円状に配置された複数の円環状の流路16を有しており、流路16の凹凸領域33は円環状に連続して、各流路16の第2部分22と対向する側の表面部分の全体に配置されている。このような凹凸領域33が配置されていることで、流路16の全体で、突出部20が配された第1部分21において安定した乱流を発生させることができる。これにより、局所的な乱流の発生に起因する熱交換の程度の局所的な乱れにともなう高周波用窓部材1の温度分布や、局所的な乱流に起因した、第1基板12と第2基板14との局所的な剥離等が抑制されている。   As shown in FIG. 5, the projecting portion 20 includes a convex portion 29 that is convex toward the flow path 16 (second portion 22) and a concave portion 32 that is concave on the surface portion facing the second portion 22. It is preferable to have the uneven region 33 in which the concave portions 32 and the convex portions 29 are alternately arranged along the length direction of the flow path 16. In the example shown in FIG. 5, the high-frequency window member 1 has a plurality of annular flow paths 16 arranged concentrically, and the uneven region 33 of the flow path 16 is continuous in an annular shape. Each channel 16 is disposed on the entire surface portion on the side facing the second portion 22. By arranging such an uneven region 33, it is possible to generate a stable turbulent flow in the first portion 21 in which the protruding portion 20 is disposed in the entire flow path 16. As a result, the temperature distribution of the high-frequency window member 1 due to local turbulence of the degree of heat exchange due to the occurrence of local turbulence, and the first substrate 12 and the second substrate due to local turbulence. Local peeling from the substrate 14 is suppressed.

次に、高周波用窓部材11の製造方法の一実施形態として、図4に示す高周波用窓部材の製造方法の一例について説明する。   Next, an example of a method for manufacturing the high-frequency window member shown in FIG. 4 will be described as an embodiment of the method for manufacturing the high-frequency window member 11.

まず、平均粒径が0.4〜0.6μmのアルミナ(Al)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)粉末、Ca源として炭酸カルシウム(CaCO)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、Mgを含むアルミナ質焼結体を得るには、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。 First, alumina (Al 2 O 3 ) A powder having an average particle size of 0.4 to 0.6 μm and alumina B powder having an average particle size of about 1.2 to 1.8 μm are prepared. Further, silicon oxide (SiO 2 ) powder is prepared as a Si source, and calcium carbonate (CaCO 3 ) powder is prepared as a Ca source. As the silicon oxide powder, a fine powder having an average particle size of 0.5 μm or less is prepared. Further, magnesium hydroxide powder is used to obtain an alumina sintered body containing Mg. In the following description, powders other than the Alumina A powder and the Alumina B powder are collectively referred to as a first subcomponent powder.

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粉末とを質量比率が40:60〜60:40となるように、また、得られるアルミナ質焼結体を構成する成分100質量%のうち、AlをAl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NaO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。 Then, a predetermined amount of each first subcomponent powder is weighed. Next, the alumina A powder and the alumina B powder are mixed so that the mass ratio is 40:60 to 60:40, and among 100 mass% of the components constituting the obtained alumina sintered body, Al is Al. Weighing is performed so that the content in terms of 2 O 3 is 99.4% by mass or more to obtain an alumina powder mixture. Further, for the first subcomponent powder, preferably, the amount of Na in the alumina blended powder is first grasped and converted to Na 2 O from the amount of Na in the case of the alumina sintered body. The components (in this example, Si, Ca, etc.) constituting the subcomponent powder are weighed so that the ratio to the value converted to oxide is 1.1 or less.

そして、アルミナ調合粉末と、第1の副成分粉末と、アルミナ調合粉末および第1の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、0.1〜0.55質量部の分散剤とを攪拌装置に入れて混合・攪拌してスラリーを得る。   And 1-1.5 mass parts PVA (polyvinyl alcohol) etc. with respect to a total of 100 mass parts of alumina compound powder, 1st subcomponent powder, alumina compound powder, and 1st subcomponent powder A binder, 100 parts by mass of a solvent, and 0.1 to 0.55 parts by mass of a dispersant are placed in a stirring device and mixed and stirred to obtain a slurry.

その後、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)により所定形状に成形し、必要に応じて切削加工を施す。以上の工程を経て、第1基板12となる成形体(以下、第1基板12となる成形体を第1セラミック成形体という。)と、第2基板14となる成形体(以下、第2基板14となる成形体を第2セラミック成形体という。)とを作成しておく。   Thereafter, the slurry is sprayed and granulated to obtain granules, which are then molded into a predetermined shape by a powder press molding method or an isostatic press molding method (rubber press method), and subjected to cutting as necessary. Through the above steps, a molded body that becomes the first substrate 12 (hereinafter, the molded body that becomes the first substrate 12 is referred to as a first ceramic molded body) and a molded body that becomes the second substrate 14 (hereinafter, the second substrate). 14 is referred to as a second ceramic molded body).

次に、アルミナ調合粉末と、上述した比率の第1の副成分粉末と、純水と、を所定量秤量し、攪拌装置内の収納容器に入れ、混合・攪拌して、ペーストを作製する。なお、増粘剤を添加することによって、ペーストの粘度を調整してもよい。ペーストにおけるアルミナ調合粉末および副成分仮焼粉末の充填率は、例えば、25体積%以上35体積%以下とし、ペーストの粘度が、4Pa・s以上7Pa・s以下となるように、有機溶媒および増粘剤の量で調整する。そして、攪拌条件としては、大気中において、回転数を800rpm以上1200rpmとし、回転時間を8分以上16分以下とする。   Next, a predetermined amount of the alumina blended powder, the first sub-component powder in the above-described ratio, and pure water is weighed, placed in a storage container in a stirring device, and mixed and stirred to prepare a paste. In addition, you may adjust the viscosity of a paste by adding a thickener. The filling ratio of the alumina blended powder and the auxiliary component calcined powder in the paste is, for example, 25 volume% or more and 35 volume% or less, and the viscosity of the paste is 4 Pa · s or more and 7 Pa · s or less. Adjust the amount of adhesive. And as stirring conditions, in air | atmosphere, rotation speed shall be 800 rpm or more and 1200 rpm, and rotation time shall be 8 minutes or more and 16 minutes or less.

次に、第2セラミック成形体の表面(接合面)にメッシュを配置した後、湿度が50%RH以上の環境下で、塗布後の厚みが0.1mm以上2mm以下となるように、メッシュを介して、第2セラミック成形体の表面(接合面)にペーストを塗布する。メッシュを介してペーストを塗布することによって、ペーストを均一に塗布することができるとともに、ペーストの厚みを調節することができる。また、湿度を50%RH以上にすることによって、ペーストの急激な乾燥を抑制し、ペーストの含水率を保つことができる。   Next, after arranging the mesh on the surface (bonding surface) of the second ceramic molded body, the mesh is applied so that the thickness after application is 0.1 mm or more and 2 mm or less in an environment where the humidity is 50% RH or more. Then, paste is applied to the surface (joint surface) of the second ceramic molded body. By applying the paste through the mesh, the paste can be applied uniformly and the thickness of the paste can be adjusted. Further, by setting the humidity to 50% RH or more, rapid drying of the paste can be suppressed and the moisture content of the paste can be maintained.

次に、ペーストが塗布された第2セラミック成形体の表面(接合面)に第1セラミック成形体の表面を当接させる。このように当接させた後、厚み方向に4.9kPa以上98.1kPa以下の圧力で0.5時間以上加圧することによって、双方の成形体の表面(接合面)の間からペーストの一部を第1溝部18内に向かってはみ出させることができる。   Next, the surface of the first ceramic molded body is brought into contact with the surface (bonding surface) of the second ceramic molded body to which the paste is applied. Part of the paste from between the surfaces (joint surfaces) of both shaped bodies is obtained by pressing in the thickness direction at a pressure of 4.9 kPa or more and 98.1 kPa or less for 0.5 hour or more after the contact. Can be protruded into the first groove 18.

次に、表面同士を当接させた成形体を焼成する。この複合体50を焼成する工程では、
第1溝部18にペーストがはみ出した状態で、例えば、1500℃以上1700℃以下で焼成することで、第1基板12および第2基板14は、ペーストが焼成されてなる接合部材15を介して接合されるとともに、流路16の第1溝部18に対応する領域に突出部20が配置された流路16を有する高周波用窓部材1を形成することができる。
Next, the molded body whose surfaces are brought into contact with each other is fired. In the step of firing the composite 50,
The first substrate 12 and the second substrate 14 are bonded via the bonding member 15 formed by baking the paste by baking at, for example, 1500 ° C. or more and 1700 ° C. or less in a state where the paste protrudes into the first groove portion 18. In addition, it is possible to form the high-frequency window member 1 having the flow channel 16 in which the protruding portion 20 is disposed in a region corresponding to the first groove portion 18 of the flow channel 16.

接合部材15は第1基板12および第2基板14と同様の材質で構成されており、第1基板12および第2基板14を含めていずれも誘電正接が低いので、高周波用窓部材1は高周波の透過性が高い。また、接合部材15が第1基板12および第2基板14と同様の材質で構成されているので、加熱および冷却が繰り返されても、第1基板12と第2基板14との間で作用する熱応力が抑制されている。   The bonding member 15 is made of the same material as that of the first substrate 12 and the second substrate 14, and both the first substrate 12 and the second substrate 14 have a low dielectric loss tangent. High permeability. In addition, since the joining member 15 is made of the same material as the first substrate 12 and the second substrate 14, it acts between the first substrate 12 and the second substrate 14 even if heating and cooling are repeated. Thermal stress is suppressed.

第2セラミック成形体は第1溝部18を備えているので、第1セラミック成形体と第2セラミック成形体とをペーストを介して接合する際に、十分な力で第1セラミック成形体と第2セラミック成形体とを加圧しても、この加圧によってはみ出したペーストが、比較的大きな第1溝部18の範囲に収まり易く、高周波用窓部材16の第2部分22の断面形状が、はみ出したペースト(突出部20)によって部分的に変化することが抑制されている。また、第1溝部18にこのようなはみ出し部が配置されることで、高周波用窓部材1の流路16の第1部分21に突出部20を配置することができ、高周波用窓部材1において、上述した種々の作用効果を実現できる。   Since the second ceramic molded body includes the first groove portion 18, when the first ceramic molded body and the second ceramic molded body are joined via the paste, the first ceramic molded body and the second ceramic molded body are joined with sufficient force. Even if the ceramic molded body is pressed, the paste that protrudes due to the pressing tends to fit within the relatively large first groove 18, and the cross-sectional shape of the second portion 22 of the high-frequency window member 16 protrudes. It is suppressed that it changes partially by (projection part 20). Further, by providing such a protruding portion in the first groove portion 18, the protruding portion 20 can be disposed in the first portion 21 of the flow path 16 of the high frequency window member 1. The various functions and effects described above can be realized.

なお、上述した方法を用いることにより、アルミナ質焼結体の誘電正接が低くなる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易い状態になっており、他の副成分粉末を構成する成分の酸化物と併せて、アルミナの結晶に捕らえられることなく酸化珪素等で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。   The reason why the dielectric loss tangent of the alumina sintered body is lowered by using the method described above is not clear, but by using a fine silicon oxide powder of 0.5 μm or less, it is inevitable that it is included in the alumina powder mixture. The oxide of Na, which is an impurity, is in a state where silicon oxide is easily captured, and together with the oxide of the component constituting the other subcomponent powder, oxidation of Na with silicon oxide or the like without being captured by alumina crystals. This is considered to be because an oxide of Na can be present inside the grain boundary phase by covering the object. In addition, it is considered that the use of an alumina preparation powder obtained by mixing alumina A powder and alumina B powder having different average particle diameters at a predetermined ratio also contributes to lowering the dielectric loss tangent.

なお、第1セラミック成形体と第2セラミック成形体の接合に用いるペーストとして、例えば、アルミナ調合粉末と、上述した比率の第1の副成分粉末から上述した方法によって得られる副成分仮焼粉末と、有機溶媒(例えば、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール,プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリエチレングリコールまたはシクロヘキサンジメタノール)と、増粘剤とを所定量秤量し、攪拌装置内の収納容器に入れ、混合・攪拌して、ペーストを作製してもよい。   In addition, as a paste used for joining the first ceramic molded body and the second ceramic molded body, for example, an alumina mixed powder and a subcomponent calcined powder obtained by the above-described method from the first subcomponent powder in the above-described ratio, Organic solvents (for example, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, polytetramethylene glycol, polyethylene A predetermined amount of glycol or cyclohexanedimethanol) and a thickener may be weighed, placed in a storage container in a stirrer, mixed and stirred to produce a paste.

また、第1の副成分粉末の代わりに、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)粉末または炭酸バリウム粉末(BaCO)粉末、および水酸化マグネシウム粉末を含む、第2の副成分粉末を用いてもよい。アルミナ調合粉末を作成する際、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NaO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ことが好ましい。第2の副成分粉末を用いた場合にもアルミナ質焼結体の誘電正接が低くなる理由は、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。 Further, instead of the first subcomponent powder, silicon oxide powder as the Si source, calcium carbonate powder as the Ca source, strontium carbonate (SrCO 3 ) powder or barium carbonate powder (BaCO 3 ) powder as the Sr source or Ba source, And a second subcomponent powder comprising magnesium hydroxide powder may be used. When preparing the alumina blended powder, the second subcomponent powder is preferably obtained by first grasping the amount of Na in the alumina blended powder, and converting from the Na amount in the case of the alumina sintered body to Na 2 O. Weighing so that the ratio between the converted value and the value of the component (in this example, Si, Ca, Sr or Ba) constituting the second subcomponent powder is 1.1 or less. Is preferred. The reason why the dielectric loss tangent of the alumina sintered body is low even when the second subcomponent powder is used is not clear, but by calcining the second subcomponent powder, a composite oxide (for example, Si -Oxide containing Ca-Sr or Ba) and by pulverizing it to 1 μm or less, it becomes easy to come into contact with the oxide of Na, which is an inevitable impurity contained in the alumina preparation powder. This is probably because a large amount of Na oxide can be present inside the crystal phase of the composite oxide.

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、制限視野電子回折することにより、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,Ca,SrおよびOを含むものである。   Regarding the presence of the crystal phase of the composite oxide, the measurement surface obtained by etching a part of the alumina sintered body using a processing device such as an ion thinning device is specified by TEM under the condition of an acceleration voltage of 200 kV. This can be confirmed by observing the visual field at a magnification of 10,000 to 100,000 times and performing limited-field electron diffraction. In addition, in the confirmed crystal phase, it is confirmed whether or not a large amount of oxide of Na is present inside the crystal phase by measuring the outside that is outside the crystal phase and the inside that is near the center by EDS. can do. When the Sr source is used, the crystal phase of the obtained complex oxide contains Si, Ca, Sr and O.

本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良、組合せ等が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications, improvements, combinations, and the like can be made without departing from the scope of the present invention.

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.

以降、実施例として第1基板12と第2基板14の作製例と評価結果とを示す。   Hereinafter, as examples, production examples and evaluation results of the first substrate 12 and the second substrate 14 will be described.

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、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、酸化珪素粉末は、平均粒径がそれぞれ0.5μm,3.0μmおよび5.0μmの粉末を用意した。
First, alumina A powder having an average particle diameter of 0.4 μm and alumina B having an average particle diameter of 1.6 μm
A powder was prepared. Moreover, silicon oxide powder as a Si source, calcium carbonate powder as a Ca source, and strontium carbonate powder as a Sr source were prepared. As the silicon oxide powder, powders having average particle sizes of 0.5 μm, 3.0 μm, and 5.0 μm were prepared.

次に、アルミナA粉末と、アルミナB粉末とを、質量比率が50:50となるように調合した。そして、アルミナ質焼結体を構成する成分100質量%のうち、AlをAl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を構成する成分100質量%のうち、NaをNaOに換算した値は500ppmとなるものである。 Next, alumina A powder and alumina B powder were prepared so that the mass ratio was 50:50. Then, among 100% by mass of the components constituting the alumina sintered body, Al was weighed so that the content in terms of Al 2 O 3 was 99.65% by mass or more to obtain an alumina blended powder. Among the components 100 mass% constituting the fabricated alumina sintered body by using the alumina formulated powder, a value obtained by converting the Na to Na 2 O is made of a 500 ppm.

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とを用い、SiO換算で1500ppm、CaO換算で1500ppmとなるように秤量した。 Next, sample No. No. 1, silicon oxide powder having an average particle size of 0.5 μm and calcium carbonate powder were weighed so as to be 1500 ppm in terms of SiO 2 and 1500 ppm in terms of CaO.

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装置に入れて混合・攪拌してスラリーを得た。   And alumina preparation powder, silicon oxide powder and calcium carbonate powder, and 1 part by weight of PVA, 100 parts by weight of solvent, and 0.2 parts by weight of dispersant for a total of 100 parts by weight of these powders Was mixed and stirred to obtain a slurry.

その後、スラリーを噴霧造粒して顆粒を得た後、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。   Thereafter, the slurry was sprayed and granulated to obtain granules, and then a molded body having a predetermined shape was formed by an isostatic pressing method. Then, the obtained molded body was subjected to a cutting process, and was fired by holding it at a maximum temperature of 1600 ° C. for a predetermined time using a firing furnace in an air atmosphere. 1 was obtained.

次に、平均粒径が5.0μmの酸化珪素粉末を用いた以外は、試料No.1と同じ方法により試料No.2を作製した。   Next, Sample No. 4 was used except that silicon oxide powder having an average particle size of 5.0 μm was used. Sample No. 1 by the same method. 2 was produced.

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に溶解した後、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NaO換算で500ppmであった。また、SiO換算およびCaO換算でそれぞれ1500ppmであった。 Then, after pulverizing a part of the alumina sintered body and dissolving the obtained powder in hydrochloric acid, the content of Al was measured using an ICP emission spectroscopic analyzer, and converted to Al 2 O 3 All were 99.65 mass%. Na was 500 ppm in terms of Na 2 O. Further, each in terms of SiO 2 and CaO terms was 1500 ppm.

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、3重点において、境界領域と内部領域とをエネルギー分散型X線分析(EDS)により測定し、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、その値を表1に示した。ここで、誘電正接tanδは、測定周波数をそれぞれ8.5GHz、1MHz、12MHzとし、各測定周波数毎に、それぞれキャパシタンスメータ(HP−42788A)、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)を用いて測定した。   Further, a part of the alumina sintered body is etched using a processing apparatus such as an ion thinning apparatus to form a measurement surface, and a specific field of view of the measurement surface is 10,000 times to 10 times under the condition of an acceleration voltage of 200 kV using TEM. The triple point was observed at a magnification of 10,000 times, and at the triple point, the boundary region and the internal region were measured by energy dispersive X-ray analysis (EDS), and the content of Na oxide was confirmed. Further, a sample having a thickness of 1 mm was cut out from the central portion in the thickness direction of the obtained alumina sintered body, the dielectric loss tangent was measured, and the value is shown in Table 1. Here, the dielectric loss tangent tan δ is set to a measurement frequency of 8.5 GHz, 1 MHz, and 12 MHz, respectively, and a capacitance meter (HP-42788A), an impedance analyzer (HP-4291A), a cavity resonator (network Measurement was performed using an analyzer 8722ES).

Figure 0006462449
Figure 0006462449

表1に示す結果から、試料No.2は、粒界相の位置が異なってもNaの酸化物の含有量は誤差範囲以上の差が確認できず(変わらず)、8.5GHzにおける誘電正接の値は、NaをNaO換算した含有量の値の1倍にあたる5.0×10−4であった。一方、本発明の試料No.1は、8.5GHzにおける誘電正接の値が、NaをNaO換算した含有量の値の0.5倍にあたる2.5×10−4である。 From the results shown in Table 1, Sample No. For No. 2, even if the position of the grain boundary phase is different, the Na oxide content cannot be confirmed to be more than the error range (no change), and the value of the dielectric loss tangent at 8.5 GHz is Na converted to Na 2 O. The content was 5.0 × 10 −4 , which is one time the content value. On the other hand, sample no. 1 is 2.5 × 10 −4 where the value of the dielectric loss tangent at 8.5 GHz is 0.5 times the content value of Na converted to Na 2 O.

この結果から、本発明の試料No1は、誘電正接の低い高周波用窓部材を形成することができると言える。また、アルミナ質焼結体を構成する成分100質量%のうち、AlをAl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。 From this result, it can be said that Sample No. 1 of the present invention can form a high-frequency window member having a low dielectric loss tangent. Also, among the components 100 mass% constituting the alumina sintered body, since the amount of content to the Al was Al 2 O 3 in terms is 99.4 mass% or more, with has a high corrosion resistance, oxidation of Na It was found to be an alumina sintered body having a low dielectric loss tangent while containing an object.

表2に示す量のMgをMgO換算で含むアルミナ質焼結体を試料No.1を作製した方法と同じ方法により作製した。そして、JIS R 1601−2008(ISO 17565:2003(MOD))に準拠して3点曲げ強度を測定した。   An alumina sintered body containing the amount of Mg shown in Table 2 in terms of MgO is designated as Sample No. 1 was produced by the same method as that produced. And 3 point | piece bending strength was measured based on JISR1601-2008 (ISO17565: 2003 (MOD)).

Figure 0006462449
Figure 0006462449

表2に示す結果から、試料No.4〜9は、Mgを含み、MgO換算した含有量が20
0ppm以上1500ppm以下であることにより、この範囲外である試料No3,10よりも機械的強度が向上することがわかった。この結果から、本発明の試料No.4〜9は、誘電正接が低く、機械的強度が高い高周波用窓部材を形成することができると言える。
From the results shown in Table 2, sample No. 4 to 9 contain Mg, and the content in terms of MgO is 20
It was found that the mechanical strength was improved as compared with sample Nos. 3 and 10 outside this range by being 0 ppm or more and 1500 ppm or less. From this result, the sample no. It can be said that 4 to 9 can form a high-frequency window member having a low dielectric loss tangent and high mechanical strength.

表3に示すように各成分の含有量が異なるアルミナ質焼結体を作製し、誘電正接を測定した。なお、作製方法は、実施例1における試料No.1を作製した方法と同じとし、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、各試料ともに、SiO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。 As shown in Table 3, alumina-based sintered bodies having different contents of each component were produced, and dielectric loss tangent was measured. The manufacturing method was the same as that of sample No. 1 in Example 1. 1 is the same as the method for manufacturing, and powders having different contents of Na in the alumina A powder and the alumina powder B are used, and each sample has a content in terms of SiO 2 and CaO of 50:50. In addition, the amount of silicon oxide powder and calcium carbonate powder was adjusted.

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溶解した後、ICP発光分光分析装置を用いて測定し、Al含有量、NaO含有量、他の成分含有量(SiO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で示した方法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。 And after pulverizing a part of the obtained alumina sintered body and dissolving the obtained powder in a solution such as hydrochloric acid, it was measured using an ICP emission spectroscopic analyzer, the Al 2 O 3 content, The Na 2 O content and other component contents (total of values converted to SiO 2 and CaO) were calculated. Table 3 shows the ratio A / B calculated from these values and the value of the dielectric loss tangent measured by the same method as that shown in Example 1.

Figure 0006462449
Figure 0006462449

表3に示す結果から、アルミナ結晶間の粒界相において、NaをNaO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、試料No.12〜15は、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NaO換算した含有量の0.16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。 From the results shown in Table 3, when the grain boundary phase between alumina crystals is A, the content of Na converted to Na 2 O is A, and the total content of components other than Na converted to oxide is B. Sample No. 12 to 15, when the ratio A / B is 0.11 or less, the value of the dielectric loss tangent at 8.5 GHz is 0.16 times or less the content of Na converted to Na 2 O, and the dielectric loss tangent is further reduced. I found that it can be lowered.

1 高周波用窓部材
2 プラズマ処理装置
3 対象物
4 反応室
5 チャンバ
6 チャック
7 供給口
8 排気口
9 コイル
10 電源
11 第1主面
12 第1基板
13 第2主面
14 第2基板
15 接合部材
16 流路
17 貫通孔
18 第1溝部
19 第2溝部
20 突出部
21 第1部分
22 第2部分
26 第1底面
27 側面
28 傾斜面
29 凸部
30 気孔
31 第2底面
32 凹部
33 凹凸領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High frequency window member 2 Plasma processing apparatus 3 Target object 4 Reaction chamber 5 Chamber 6 Chuck 7 Supply port 8 Exhaust port 9 Coil 10 Power supply 11 1st main surface 12 1st board | substrate 13 2nd main surface 14 2nd board | substrate 15 Joining member 16 Channel 17 Through-hole 18 1st groove part 19 2nd groove part 20 Protruding part 21 1st part 22 2nd part 26 1st bottom face 27 Side face 28 Inclined surface 29 Convex part 30 Pore 31 2nd bottom face 32 Concave area 33 Uneven area

Claims (7)

第1主面を有する第1基板と、第2主面を有する第2基板と、前記第1主面および前記第2主面が接合され、前記第1基板および前記第2基板の間に位置するとともに前記第1主面および前記第2主面に平行な方向に沿った流路とを備えてなる高周波用窓部材であって、
前記第1主面および前記第2主面を接合する接合部材を備えており、
前記第1基板、前記第2基板、および前記接合部材はいずれもアルミナ質焼結体からなり、アルミナ質焼結体における粒界相内において、アルミナ結晶との境界領域に比べて、前記境界領域以外の内部領域の方が、Naの酸化物がより多いことを特徴とする高周波用窓部材。
A first substrate having a first main surface, a second substrate having a second main surface, and the first main surface and the second main surface are bonded together and positioned between the first substrate and the second substrate. And a high-frequency window member comprising a flow path along a direction parallel to the first main surface and the second main surface,
A bonding member for bonding the first main surface and the second main surface;
The first substrate, the second substrate, and the joining member are all made of an alumina sintered body, and the boundary region in the grain boundary phase of the alumina sintered body is larger than the boundary region with the alumina crystal. A high-frequency window member characterized in that the inner region other than the above has more oxide of Na.
前記第1基板、前記第2基板、および前記接合部材はいずれも、それぞれを構成する成分100質量%のうち、NaをNaO換算した含有量が30ppm以上500ppm以下であり、AlをAl換算した含有量が99.4質量%以上のアルミナ質焼結体からなり、少なくとも前記第1基板および前記第2基板は、8.5GHzにおける誘電正接の値が、NaをNaO換算した含有量の値の0.5倍以下であることを特徴とする請求項1記載の高周波用窓部材。 Said first substrate, said second substrate, and both the joining member, among the components 100 mass% constituting each, or less 500ppm content 30ppm or more and the Na Na 2 and O terms, the Al Al 2 It consists of an alumina sintered body having a content converted to O 3 of 99.4% by mass or more. At least the first substrate and the second substrate have a dielectric loss tangent value at 8.5 GHz, and Na is converted to Na 2 O. The high-frequency window member according to claim 1, wherein the value is 0.5 times or less of the content value. 前記第1基板,前記第2基板および前記接合部材は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または請求項2に記載の高周波用窓部材。   3. The high-frequency window member according to claim 1, wherein the first substrate, the second substrate, and the bonding member contain Mg, and the content in terms of MgO is 200 ppm or more and 1500 ppm or less. 前記第1基板,前記第2基板および前記接合部材は、前記粒界相において、NaをNaO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高周波用窓部材。 In the grain boundary phase, the first substrate, the second substrate, and the joining member have a content of Na converted to Na 2 O as A, and a total content of components other than Na converted to oxides, respectively. The high frequency window member according to any one of claims 1 to 3, wherein the ratio A / B is 0.11 or less, where B is B. 前記接合部材は、前記第1主面および前記第2主面の間から前記流路の内部に向かって突出した突出部を有し、
前記流路は、前記突出部が内部に配された第1部分と、前記第1部分の前記突出部が配された側と反対側に隣接して前記第1部分と繋がっている第2部分とを有し、前記第1部分の高さは、前記第2部分の高さよりも大きいことを特徴とする特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の高周波用窓部材。
The joining member has a protruding portion protruding toward the inside of the flow path from between the first main surface and the second main surface,
The flow path includes a first portion in which the protruding portion is disposed inside, and a second portion connected to the first portion adjacent to the side of the first portion opposite to the side on which the protruding portion is disposed. 5. The high-frequency window member according to claim 1, wherein a height of the first portion is larger than a height of the second portion.
請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の高周波用窓部材を備えて構成された半導体製造装置用部材。   A member for a semiconductor manufacturing apparatus, comprising the high-frequency window member according to claim 1. 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の高周波用窓部材を備えて構成されたフラットパネルディスプレイ(FPD)製造装置用部材。   A flat panel display (FPD) manufacturing apparatus member comprising the high-frequency window member according to any one of claims 1 to 5.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6914335B2 (en) * 2017-07-28 2021-08-04 京セラ株式会社 Parts for plasma processing equipment
CN111201208B (en) * 2017-10-05 2023-05-23 阔斯泰公司 Alumina sintered body and method for producing same
JP6927915B2 (en) * 2018-03-29 2021-09-01 京セラ株式会社 Insulation member for ceramic composites and carbon fiber manufacturing equipment
JP7061555B2 (en) * 2018-11-27 2022-04-28 京セラ株式会社 Ceramic joint and its manufacturing method
JP7181123B2 (en) * 2019-02-27 2022-11-30 京セラ株式会社 Member for semiconductor manufacturing equipment and manufacturing method thereof

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3103646B2 (en) * 1992-01-31 2000-10-30 東芝セラミックス株式会社 Alumina veljer
JP3454957B2 (en) * 1995-02-28 2003-10-06 京セラ株式会社 Alumina sintered body
JP4163437B2 (en) * 2002-04-17 2008-10-08 松下電器産業株式会社 Dielectric window for plasma processing equipment
JP2005532246A (en) * 2002-07-01 2005-10-27 クアーズテック, インコーポレイテッド Aluminum oxide ceramic components and methods
JP4540926B2 (en) * 2002-07-05 2010-09-08 忠弘 大見 Plasma processing equipment
JP5004271B2 (en) * 2006-09-29 2012-08-22 東京エレクトロン株式会社 Microwave plasma processing apparatus, dielectric window manufacturing method, and microwave plasma processing method
JP2012046365A (en) * 2010-08-25 2012-03-08 Kurosaki Harima Corp Alumina ceramics
JP6190571B2 (en) * 2012-01-17 2017-08-30 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing equipment

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