JP6489467B2 - 複合酸化物セラミックスおよび半導体製造装置の構成部材 - Google Patents
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Description
ZrO2の物質量(mol)をA、
Y2O3の物質量(mol)をB、
TiO2の物質量(mol)をC、
前記第4金属Meの酸化物をMeOx(ただしxは0.5≦x≦3である不定数)、MeOxの物質量(mol)をDとした際に、
下記の式(1)〜式(3)全てを満たし、
前記第4金属MeがMo、Cr、Coのうちのいずれか1種または2種以上である、複合酸化物セラミックス焼結体が提供される。
式(1): 0.5 ≦ A/(A+B) ≦ 0.95
式(2): 0.01 ≦ (C+D)/(A+B+C+D) ≦ 0.5
式(3): 0.01 ≦ D/(C+D) ≦ 0.50
前記ZrO 2 粉末の物質量(mol)をA、
前記Y 2 O 3 粉末の物質量(mol)をB、
前記TiO 2 粉末の物質量(mol)をC、
前記MeO x 粉末の物質量(mol)をDとした際に、
下記の式(1)〜式(3)全てを満たす、製造方法が提供される。
第4金属Me:Mo、Cr、Coのうちのいずれか1種または2種以上
式(1): 0.5 ≦ A/(A+B) ≦ 0.95
式(2): 0.01 ≦ (C+D)/(A+B+C+D) ≦ 0.5
式(3): 0.01 ≦ D/(C+D) ≦ 0.50
評価用試料から3×4×40(mm)の試料を切り出し、JIS R 1601に示される三点曲げ試験を行った。表1〜表3において曲げ強度が400(MPa)以上の試料には「○」、400(MPa)未満の試料には「×」を記載した。
評価用試料を、直径30(mm)、厚み3(mm)まで機械加工した。この焼結体の一部をマスクテープにてマスクし、測定用試料とした。前記測定用試料にハロゲン系腐食ガスを用いたプラズマエッチングによるエッチングを行った。エッチングに用いた装置は、平行平板型反応性イオンプラズマエッチング装置である。エッチングの腐食ガスにはCF4を使用した。前記CF4の圧力は10(Pa)である。RF出力は1000W、照射合計時間は120分間である。この条件で、各試料をプラズマエッチングした。エッチング後にエッチング量を測定した。具体的には、エッチング後に測定用試料からマスクテープを剥がし、エッチング面とマスクされていた(エッチングされていない)面との段差を測定した。この段差をエッチング量(腐食量)とした。各試料のエッチング量を、Al2O3単体の比較試料のエッチング量を1と定義して、これと比較した。前記段差は、輪郭形状測定機(サーフコム2800、株式会社東京精密製)にて測定した。
電気抵抗率測定は高抵抗率計(JIS K 6911規格)を準用して測定した。その測定条件は、大気環境中、27℃、印加電圧1000(V)である。
表1の結果より、ZrO2の物質量(A)は、ZrO2とY2O3の物質量の合計(A+B)に対して半分以上とすることで、十分な強度の焼結体とできることが分かる。比較試料である試料No.109は、これよりもZrO2量が少なく、十分な強度(400MPa以上)を得られなかった。
表2の結果より、TiO2と第4金属酸化物の物質量の合計(C+D)は、総量(A+B+C+D)の1〜50(mol%)の範囲とすることで、十分な強度およびプラズマ耐性を有する焼結体とできることが分かる。
表3に示した試料は、いずれも強度、プラズマ耐性とも使用に耐えられる試料であった。導電パスを形成するTiO2と第4金属酸化物の物質量の合計(C+D)を総量(A+B+C+D)の15(mol%)と固定して、TiO2の物質量と第4金属の種類を様々変更し、影響を調べたデータである。なお、ZrO2、Y2O3の物質量は、それぞれ42.5(mol%)と固定している。
以上の結果から、前述の式(1)〜式(3)に示す物質量にてZrO2、Y2O3、TiO2、第4金属酸化物を混合、焼結して得られた本発明の複合酸化物セラミックス焼結体は、いずれも十分な強度を持ち、比較的高価なY2O3粉末の配合量をある程度小さくした上で、十分なプラズマ耐性を持つことが分かった。したがって、本発明の複合酸化物セラミックスは、その強度と耐プラズマ性の面から半導体製造部材の構成部材に適しているといえる。加えて、比較的高価であるY2O3の量が最大でも50(mol%)と比較的少なく、製造コスト的にも優れているといえる。
Claims (4)
- ZrO2に、Y2O3、TiO2、および第4金属Meの酸化物が固溶した複合酸化物セラミックス焼結体であって、
ZrO2の物質量(mol)をA、
Y2O3の物質量(mol)をB、
TiO2の物質量(mol)をC、
前記第4金属Meの酸化物をMeOx(ただしxは0.5≦x≦3である不定数)、MeOxの物質量(mol)をDとした際に、
下記の式(1)〜式(3)全てを満たし、
前記第4金属MeがMo、Cr、Coのうちのいずれか1種または2種以上である、複合酸化物セラミックス焼結体。
式(1): 0.5 ≦ A/(A+B) ≦ 0.95
式(2): 0.01 ≦ (C+D)/(A+B+C+D) ≦ 0.5
式(3): 0.01 ≦ D/(C+D) ≦ 0.50 - 請求項1に記載の複合酸化物セラミックス焼結体からなる半導体製造装置の構成部材。
- 用途がジョンセン・ラーベック型静電チャックである請求項2に記載の半導体製造装置の構成部材。
- ZrO2粉末と、Y2O3粉末と、TiO2粉末と、下記第4金属Meの酸化物粉末であるMeOx粉末(ただしxは0.5≦x≦3である不定数)とを混合し、
プレス成形した後に大気雰囲気、1300〜1800℃にて焼結する、
電気抵抗率が107〜1013(Ω・cm)である複合酸化物セラミックスの製造方法であって、
前記ZrO 2 粉末の物質量(mol)をA、
前記Y 2 O 3 粉末の物質量(mol)をB、
前記TiO 2 粉末の物質量(mol)をC、
前記MeO x 粉末の物質量(mol)をDとした際に、
下記の式(1)〜式(3)全てを満たす、製造方法。
第4金属Me:Mo、Cr、Coのうちのいずれか1種または2種以上
式(1): 0.5 ≦ A/(A+B) ≦ 0.95
式(2): 0.01 ≦ (C+D)/(A+B+C+D) ≦ 0.5
式(3): 0.01 ≦ D/(C+D) ≦ 0.50
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