JPH0881258A - アルミナセラミックス焼結体 - Google Patents
アルミナセラミックス焼結体Info
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- JPH0881258A JPH0881258A JP7192648A JP19264895A JPH0881258A JP H0881258 A JPH0881258 A JP H0881258A JP 7192648 A JP7192648 A JP 7192648A JP 19264895 A JP19264895 A JP 19264895A JP H0881258 A JPH0881258 A JP H0881258A
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- alumina ceramic
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Abstract
(57)【要約】
【課題】超高密度大規模集積回路に用いられるウエハの
ドライエッチング装置などに適用される、耐ドライエッ
チング性に優れたアルミナセラミックス焼結体を提供す
る。 【解決手段】所望の形状に成形したアルミナセラミック
ス成形体を焼結した後、またはさらに焼結体に研削加工
を施した後、１０００〜１５５０℃で０．１〜６時間加
熱処理することにより得られる。
ドライエッチング装置などに適用される、耐ドライエッ
チング性に優れたアルミナセラミックス焼結体を提供す
る。 【解決手段】所望の形状に成形したアルミナセラミック
ス成形体を焼結した後、またはさらに焼結体に研削加工
を施した後、１０００〜１５５０℃で０．１〜６時間加
熱処理することにより得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はセラミックス焼結体
に関する。さらに詳しくは、セラミックスの成形体を焼
結した後、熱処理を施した、耐ドライエッチング性に優
れるアルミナセラミックス焼結体に関する。
に関する。さらに詳しくは、セラミックスの成形体を焼
結した後、熱処理を施した、耐ドライエッチング性に優
れるアルミナセラミックス焼結体に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミックス焼結体は、耐食性、耐熱
性、強度、電気絶縁性、および耐摩耗性に優れている特
性を利用して、極微細なパターンの形成が必須である超
高密度大規模集積回路の製造分野で用いられているウェ
ットエッチングに代わる手段としてのプラズマを利用し
たドライエッチング装置に組込まれる。ドライエッチン
グ装置としては（１）プラズマ中に発生するラジカルを
活用した、ケミカルドライエッチング装置、（２）イオ
ンの直進性を利用した反応イオンエッチング装置、
（３）マイクロ波マグネトロン放電によるプラズマを利
用したエッチング装置などがある。特に電子サイクロト
ロンプラズマエッチング装置は、高いイオンエネルギー
と高いイオン密度のプラズマを発生させるため、照射面
の温度が高くなり、イオンによる衝撃力も高い。
性、強度、電気絶縁性、および耐摩耗性に優れている特
性を利用して、極微細なパターンの形成が必須である超
高密度大規模集積回路の製造分野で用いられているウェ
ットエッチングに代わる手段としてのプラズマを利用し
たドライエッチング装置に組込まれる。ドライエッチン
グ装置としては（１）プラズマ中に発生するラジカルを
活用した、ケミカルドライエッチング装置、（２）イオ
ンの直進性を利用した反応イオンエッチング装置、
（３）マイクロ波マグネトロン放電によるプラズマを利
用したエッチング装置などがある。特に電子サイクロト
ロンプラズマエッチング装置は、高いイオンエネルギー
と高いイオン密度のプラズマを発生させるため、照射面
の温度が高くなり、イオンによる衝撃力も高い。
【０００３】本来セラミックス焼結体は電気絶縁性と耐
イオンスパッタ性に優れているが、実際にはドライエッ
チング装置のウエハを支持するサセプタなどの部品とし
て用いられてプラズマイオン照射を受けた場合に、焼結
体表面からセラミックスが蒸発したり、イオンの衝撃お
よびエッチング作用とによりセラミックス粒子が脱落飛
散する。特に、脱落飛散したセラミックス粒子はウエハ
上に再付着し、ウエハの生産歩留まりを低下させるとい
う問題を有していた。
イオンスパッタ性に優れているが、実際にはドライエッ
チング装置のウエハを支持するサセプタなどの部品とし
て用いられてプラズマイオン照射を受けた場合に、焼結
体表面からセラミックスが蒸発したり、イオンの衝撃お
よびエッチング作用とによりセラミックス粒子が脱落飛
散する。特に、脱落飛散したセラミックス粒子はウエハ
上に再付着し、ウエハの生産歩留まりを低下させるとい
う問題を有していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明のアルミナセラ
ミックス焼結体は、プラズマイオン照射を受けた場合に
もその基体からアルミナセラミックス粒子が脱落飛散す
るのを防止し、ウエハの生産歩留まりを向上させようと
するものである。今日ウエハのエッチングによる加工幅
は０.５μｍの時代に入り、将来は０.１５μｍになると
予測されている。その場合、脱落飛散する粒子のサイズ
は０.３μｍ以下、将来は０.０７μｍ以下にすることが
要求されている、このような時代の要求に対応するため
に、プラズマイオンによるエッチング作用を受けてもセ
ラミックス粒子の脱落飛散のないセラミックス焼結体を
開発する必要がある。
ミックス焼結体は、プラズマイオン照射を受けた場合に
もその基体からアルミナセラミックス粒子が脱落飛散す
るのを防止し、ウエハの生産歩留まりを向上させようと
するものである。今日ウエハのエッチングによる加工幅
は０.５μｍの時代に入り、将来は０.１５μｍになると
予測されている。その場合、脱落飛散する粒子のサイズ
は０.３μｍ以下、将来は０.０７μｍ以下にすることが
要求されている、このような時代の要求に対応するため
に、プラズマイオンによるエッチング作用を受けてもセ
ラミックス粒子の脱落飛散のないセラミックス焼結体を
開発する必要がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、セラミックス粒
子の脱落飛散のないセラミックス焼結体を開発すべく研
究を行っていたところ、所望の形状に成形したアルミナ
セラミックス成形体を焼結した後、またはさらに焼結体
を研削加工した後加熱処理を施すことにより、真空中ま
たは０．０１〜５パスカルのエッチングガス存在下でプ
ラズマイオンの照射を受けてもアルミナセラミックス粒
子の脱落飛散を防止することが可能であることを見出し
たものである。すなわち、本発明のアルミナセラミック
ス焼結体は、９９．２重量％以上、９９．９９重量％以
下の酸化アルミニウムと残部がアルミニウム以外の金属
の酸化物からなり、平均粒子径が０．５μｍ以上、１５
μｍ以下で、かつ密度が３．８８ g/cm3以上、３．９７
g/cm3以下である焼結体、または研削加工した焼結体
を、１０００℃以上、１５５０℃以下の温度で０．１時
間以上、６時間以下にわたり加熱処理したことを特徴と
する。
子の脱落飛散のないセラミックス焼結体を開発すべく研
究を行っていたところ、所望の形状に成形したアルミナ
セラミックス成形体を焼結した後、またはさらに焼結体
を研削加工した後加熱処理を施すことにより、真空中ま
たは０．０１〜５パスカルのエッチングガス存在下でプ
ラズマイオンの照射を受けてもアルミナセラミックス粒
子の脱落飛散を防止することが可能であることを見出し
たものである。すなわち、本発明のアルミナセラミック
ス焼結体は、９９．２重量％以上、９９．９９重量％以
下の酸化アルミニウムと残部がアルミニウム以外の金属
の酸化物からなり、平均粒子径が０．５μｍ以上、１５
μｍ以下で、かつ密度が３．８８ g/cm3以上、３．９７
g/cm3以下である焼結体、または研削加工した焼結体
を、１０００℃以上、１５５０℃以下の温度で０．１時
間以上、６時間以下にわたり加熱処理したことを特徴と
する。
【０００６】
【発明の実施の形態】セラミックス焼結体は、常圧焼結
法、ホットプレス法あるいは熱間静水圧プレス法のいず
れの方法でも製造可能である。これらの方法においてセ
ラミックス成形体は加熱、または加熱と同時に固化され
た後冷却される工程を経る。特に高温で固化されたセラ
ミックス焼結体が冷却される際は、セラミックス焼結体
の表面部に比べ芯部の温度が高いために表面に引張応力
が発生する。引張応力がその温度における引張強度を越
えた時に粒界にマイクロクラックが発生する。このよう
にして発生したマイクロクラックの先端部は極端に鋭角
であるために、割れ感受性も高くなっている。
法、ホットプレス法あるいは熱間静水圧プレス法のいず
れの方法でも製造可能である。これらの方法においてセ
ラミックス成形体は加熱、または加熱と同時に固化され
た後冷却される工程を経る。特に高温で固化されたセラ
ミックス焼結体が冷却される際は、セラミックス焼結体
の表面部に比べ芯部の温度が高いために表面に引張応力
が発生する。引張応力がその温度における引張強度を越
えた時に粒界にマイクロクラックが発生する。このよう
にして発生したマイクロクラックの先端部は極端に鋭角
であるために、割れ感受性も高くなっている。
【０００７】このような状態にあるセラミックス焼結体
にプラズマイオンを照射した場合、セラミックス表面の
ごく表面層が加熱されるためにクラックの開口部が閉鎖
され圧縮応力が発生する。この加熱と冷却が繰り返され
ると、引張−圧縮が繰り返されることになり、マイクロ
クラックが徐々に伸長し、最終的にプラズマイオンにた
たき出されてセラミックス粒子として飛散する。このよ
うなセラミックス焼結体であっても、後加熱処理を施す
ことによりマイクロクラックの先端部が丸みを帯びるよ
うになり割れ感受性が低下し、プラズマイオンの照射を
受けてもセラミックス粒子の飛散を抑止することが可能
であることを見出した。
にプラズマイオンを照射した場合、セラミックス表面の
ごく表面層が加熱されるためにクラックの開口部が閉鎖
され圧縮応力が発生する。この加熱と冷却が繰り返され
ると、引張−圧縮が繰り返されることになり、マイクロ
クラックが徐々に伸長し、最終的にプラズマイオンにた
たき出されてセラミックス粒子として飛散する。このよ
うなセラミックス焼結体であっても、後加熱処理を施す
ことによりマイクロクラックの先端部が丸みを帯びるよ
うになり割れ感受性が低下し、プラズマイオンの照射を
受けてもセラミックス粒子の飛散を抑止することが可能
であることを見出した。
【０００８】さらに、セラミックス焼結体はダイヤモン
ド砥石などを用いて研削加工が施された後に使用される
ことが多い。この場合研削加工面にはクラックを生じる
が、加工による加熱と研削液による冷却とにより生じる
クラックと、研削加工歪みにより生じるクラックの二通
りのクラックがある。これらのクラックの単位面積当り
の本数、および表面層からの深さ方向へのクラックの長
さは材料特性および研削加工条件によっても差異がある
ものの、数十μｍにもおよぶ。研削加工時の応力によっ
て発生したクラックの先端部は鋭角であり、割れ感受性
も高い。特に、セラミックス焼結体の研削加工面にプラ
ズマイオンを照射すると表面温度が上昇し、クラックの
長さが長いこともあって、クラックの伸長が研削加工の
施されていない焼結体の場合より著しい。その結果、セ
ラミックス粒子のプラズマイオンにたたき出されて飛散
する量が研削加工していない場合よりも多い傾向にあ
る。
ド砥石などを用いて研削加工が施された後に使用される
ことが多い。この場合研削加工面にはクラックを生じる
が、加工による加熱と研削液による冷却とにより生じる
クラックと、研削加工歪みにより生じるクラックの二通
りのクラックがある。これらのクラックの単位面積当り
の本数、および表面層からの深さ方向へのクラックの長
さは材料特性および研削加工条件によっても差異がある
ものの、数十μｍにもおよぶ。研削加工時の応力によっ
て発生したクラックの先端部は鋭角であり、割れ感受性
も高い。特に、セラミックス焼結体の研削加工面にプラ
ズマイオンを照射すると表面温度が上昇し、クラックの
長さが長いこともあって、クラックの伸長が研削加工の
施されていない焼結体の場合より著しい。その結果、セ
ラミックス粒子のプラズマイオンにたたき出されて飛散
する量が研削加工していない場合よりも多い傾向にあ
る。
【０００９】研削加工面を有するセラミックス焼結体で
あっても後加熱処理を施すことにより、研削加工歪みは
ほぼ消滅する。またマイクロクラックの先端部が丸みを
帯びるようになり割れ感受性が低下し、プラズマイオン
の照射を受けてもセラミックス粒子の飛散を抑止するこ
とが可能であることが明らかになった。さらに、後加熱
処理を施すことにより超音波洗浄によっても除去不可能
であった研削面に付着した研削屑も、研削面に固着させ
ることが可能となることも明らかになった。
あっても後加熱処理を施すことにより、研削加工歪みは
ほぼ消滅する。またマイクロクラックの先端部が丸みを
帯びるようになり割れ感受性が低下し、プラズマイオン
の照射を受けてもセラミックス粒子の飛散を抑止するこ
とが可能であることが明らかになった。さらに、後加熱
処理を施すことにより超音波洗浄によっても除去不可能
であった研削面に付着した研削屑も、研削面に固着させ
ることが可能となることも明らかになった。
【００１０】以上で述べた方法によりセラミックス焼結
体を製造する場合に、特にセラミックスが酸化アルミニ
ウム（以下アルミナという）基焼結体はアルミナの蒸気
圧が低く、プラズマイオンの照射を受けても蒸発する量
が少ないために耐ドライエッチング性に優れているた
め、ドライエッチング装置用セラミックス製部品の素材
として用いた場合に、特に好ましい結果が得られる。以
下アルミナ基焼結体を用いてドライエッチング用セラミ
ックス部品を製造する場合を例として本発明を説明す
る。
体を製造する場合に、特にセラミックスが酸化アルミニ
ウム（以下アルミナという）基焼結体はアルミナの蒸気
圧が低く、プラズマイオンの照射を受けても蒸発する量
が少ないために耐ドライエッチング性に優れているた
め、ドライエッチング装置用セラミックス製部品の素材
として用いた場合に、特に好ましい結果が得られる。以
下アルミナ基焼結体を用いてドライエッチング用セラミ
ックス部品を製造する場合を例として本発明を説明す
る。
【００１１】本発明のセラミックス製部品に用いられる
アルミナの純度を９９．２重量％以上としたのは以下に
述べる理由による。すなわち、残部のアルミニウム以外
の金属の酸化物は複合酸化物としてアルミナの粒界にあ
たかもアルミナ粒を覆うような形で存在しているが、こ
れらの複合酸化物はアルミナに比べて蒸気圧が高く、プ
ラズマイオンの照射を受けると蒸発し、アルミナ粒が孤
立した状態を生じる。アルミナの粒子径が大きく、アル
ミナ以外の酸化物の量が多いほどアルミナ粒を覆ってい
る複合酸化物の膜厚または粒界層の厚さが厚くなり、粒
界部分の蒸発が著しい。
アルミナの純度を９９．２重量％以上としたのは以下に
述べる理由による。すなわち、残部のアルミニウム以外
の金属の酸化物は複合酸化物としてアルミナの粒界にあ
たかもアルミナ粒を覆うような形で存在しているが、こ
れらの複合酸化物はアルミナに比べて蒸気圧が高く、プ
ラズマイオンの照射を受けると蒸発し、アルミナ粒が孤
立した状態を生じる。アルミナの粒子径が大きく、アル
ミナ以外の酸化物の量が多いほどアルミナ粒を覆ってい
る複合酸化物の膜厚または粒界層の厚さが厚くなり、粒
界部分の蒸発が著しい。
【００１２】アルミナの純度が９９．２重量％以下で、
粒子径が１５μｍ以上である場合、複合酸化物の膜厚も
しくは粒界層の厚さが厚く、後加熱処理を施してもアル
ミナ粒子の脱落飛散防止効果が認められなくなる。よっ
て、アルミナの純度を９９．２重量％以上、粒子径を１
５μｍ以下とする。粒子径の下限を０．５μｍとしたの
はアルミナ焼結体を製造する際に入手可能な原料粉のア
ルミナ粒子径が０．１μｍ以下であり、焼結体製造工程
で０．５μｍまで成長するからである。なお、純度の高
いアルミナほど粒界に存在する蒸気圧の高い複合酸化物
の量が少なくなるために、より安定したアルミナ焼結体
が得られる。その場合の好ましいアルミナの純度は９
９．５重量％以上、９９．９９重量％以下の範囲であ
る。また、アルミナの粒子径は細かいものほど粒界の厚
さは薄くなるが、アルミナ焼結体として製造しやすい粒
子径は２μｍ以上、６μｍ以下である。よってアルミナ
の粒子径は２μｍ以上、６μｍ以下であることがより好
ましい。
粒子径が１５μｍ以上である場合、複合酸化物の膜厚も
しくは粒界層の厚さが厚く、後加熱処理を施してもアル
ミナ粒子の脱落飛散防止効果が認められなくなる。よっ
て、アルミナの純度を９９．２重量％以上、粒子径を１
５μｍ以下とする。粒子径の下限を０．５μｍとしたの
はアルミナ焼結体を製造する際に入手可能な原料粉のア
ルミナ粒子径が０．１μｍ以下であり、焼結体製造工程
で０．５μｍまで成長するからである。なお、純度の高
いアルミナほど粒界に存在する蒸気圧の高い複合酸化物
の量が少なくなるために、より安定したアルミナ焼結体
が得られる。その場合の好ましいアルミナの純度は９
９．５重量％以上、９９．９９重量％以下の範囲であ
る。また、アルミナの粒子径は細かいものほど粒界の厚
さは薄くなるが、アルミナ焼結体として製造しやすい粒
子径は２μｍ以上、６μｍ以下である。よってアルミナ
の粒子径は２μｍ以上、６μｍ以下であることがより好
ましい。
【００１３】上記のアルミナ粉末を用いる、常圧焼結法
によるアルミナ焼結体の製造方法の例を以下に述べる。
純度９９．９重量％の酸化アルミニウムと残部がナトリ
ウム、カルシウム、マグネシウム、珪素、鉄などの金属
酸化物からなり、平均粒子径０．１〜１０μｍのアルミ
ナ粉を用い、水を溶媒とし、結合剤としてポリカルボン
酸、ステアリン酸、ポリビニルアルコールを少量添加し
た後、ポットミルで粉砕混合する。粉砕混合して得られ
るスラリーをスプレードライヤーで乾燥し流動性に富む
顆粒とした後、機械プレスまたは静水圧プレスを用いて
０．８〜１．５t/cm2 で加圧成形する。次に圧粉体は大
気中で１４５０〜１６５０℃で０．５〜６時間焼成さ
れ、焼結体となる。成形圧力、焼成温度および焼成時間
の最適条件は、使用する原料の性状により異なる。
によるアルミナ焼結体の製造方法の例を以下に述べる。
純度９９．９重量％の酸化アルミニウムと残部がナトリ
ウム、カルシウム、マグネシウム、珪素、鉄などの金属
酸化物からなり、平均粒子径０．１〜１０μｍのアルミ
ナ粉を用い、水を溶媒とし、結合剤としてポリカルボン
酸、ステアリン酸、ポリビニルアルコールを少量添加し
た後、ポットミルで粉砕混合する。粉砕混合して得られ
るスラリーをスプレードライヤーで乾燥し流動性に富む
顆粒とした後、機械プレスまたは静水圧プレスを用いて
０．８〜１．５t/cm2 で加圧成形する。次に圧粉体は大
気中で１４５０〜１６５０℃で０．５〜６時間焼成さ
れ、焼結体となる。成形圧力、焼成温度および焼成時間
の最適条件は、使用する原料の性状により異なる。
【００１４】また、焼結体の粒子径および密度も原料の
性状により異なる。焼結体の密度を３．８８ g/cm3以
上、３．９７ g/cm3以下とするのは３．８８ g/cm3以下
では機械的強度が低いためであり、上限は３．９７ g/c
m3以上のものが得られないからである。次に、焼結体は
最終の製品形状の寸法とするため、かつ表面を平滑な面
とするために研削加工が施されることもある。研削加工
はダイヤモンド砥石などを用いて、加工後の粗さが最大
高さ（Ｒmax ：粗面の最高部と最低部の差）で１５μｍ
となるように行うことが好ましい。
性状により異なる。焼結体の密度を３．８８ g/cm3以
上、３．９７ g/cm3以下とするのは３．８８ g/cm3以下
では機械的強度が低いためであり、上限は３．９７ g/c
m3以上のものが得られないからである。次に、焼結体は
最終の製品形状の寸法とするため、かつ表面を平滑な面
とするために研削加工が施されることもある。研削加工
はダイヤモンド砥石などを用いて、加工後の粗さが最大
高さ（Ｒmax ：粗面の最高部と最低部の差）で１５μｍ
となるように行うことが好ましい。
【００１５】最後に、焼結体、もしくは研削加工が施さ
れた焼結体に後加熱処理を施すことは、本発明において
不可欠である。後加熱は１０００℃以上、１５５０℃以
下の温度で０．１時間以上、６時間以下にわたって実施
される。加熱温度を１０００℃以上、１５５０℃以下と
した理由は、１０００℃以下では粒子内に残存する歪み
の除去、クラック部分の割れ感受性の改善、および粒界
に存在する複合酸化物の除去が不十分であり、１５５０
℃以上に加熱すると焼結体の熱によるクリープ現象が著
しくなり、変形量が大きくなること、および結晶粒の粗
大化を生じるためである。
れた焼結体に後加熱処理を施すことは、本発明において
不可欠である。後加熱は１０００℃以上、１５５０℃以
下の温度で０．１時間以上、６時間以下にわたって実施
される。加熱温度を１０００℃以上、１５５０℃以下と
した理由は、１０００℃以下では粒子内に残存する歪み
の除去、クラック部分の割れ感受性の改善、および粒界
に存在する複合酸化物の除去が不十分であり、１５５０
℃以上に加熱すると焼結体の熱によるクリープ現象が著
しくなり、変形量が大きくなること、および結晶粒の粗
大化を生じるためである。
【００１６】後加熱処理の加熱時間を０．１時間以上、
６時間以下とした理由は、０．１時間以下では、粒子内
に残存する歪みの除去、クラック部分の割れ感受性の改
善、および粒界部分に存在する複合酸化物の除去が不十
分であり、６時間以上加熱しても効果の改善が認められ
なくなるからである。なお、後加熱処理はセラミックス
が変質しない限り、真空、大気、および特定のガスのい
ずれの雰囲気中で実施しても差し支えない。
６時間以下とした理由は、０．１時間以下では、粒子内
に残存する歪みの除去、クラック部分の割れ感受性の改
善、および粒界部分に存在する複合酸化物の除去が不十
分であり、６時間以上加熱しても効果の改善が認められ
なくなるからである。なお、後加熱処理はセラミックス
が変質しない限り、真空、大気、および特定のガスのい
ずれの雰囲気中で実施しても差し支えない。
【００１７】この後加熱処理の効果は走査型電子顕微鏡
で観察することにより、極めて容易に確認することがで
きる。すなわち、後加熱を施すことにより焼結体の表
面、もしくは焼結後切削加工を施した表面に粒界層が出
現するのが観察される。また、研削加工時に生じたクラ
ックが、後加熱によって消滅することも走査型電子顕微
鏡による観察で容易に確認することができる。
で観察することにより、極めて容易に確認することがで
きる。すなわち、後加熱を施すことにより焼結体の表
面、もしくは焼結後切削加工を施した表面に粒界層が出
現するのが観察される。また、研削加工時に生じたクラ
ックが、後加熱によって消滅することも走査型電子顕微
鏡による観察で容易に確認することができる。
【００１８】以上で述べたセラミックス焼結体は、ドラ
イエッチング装置用の部品への適用のみに限定されるも
のではなく、アルカリ、酸、あるいは特にフッ酸を含む
酸性溶液が存在する環境下で使用される、高耐食性が要
求されるセラミックス部品にも適用可能である。
イエッチング装置用の部品への適用のみに限定されるも
のではなく、アルカリ、酸、あるいは特にフッ酸を含む
酸性溶液が存在する環境下で使用される、高耐食性が要
求されるセラミックス部品にも適用可能である。
【００１９】
【実施例】以下、実施例に基づき、本発明をさらに詳細
に説明する。 （実施例１）アルミナ焼結体の純度：９９．２重量％、
平均結晶粒径：１２．０μｍ、密度：３．８９g/cm3 の
焼結体を常圧法により、電子サイクロトロンプラズマを
用いる６インチウエハ用ドライエッチング装置のセラミ
ックス部品として製作した。この部品は電極のカバーと
ウエハを支持するサセプタ、ウエハを押さえるウェイト
およびウェイト上に置かれるリングの３点から構成され
る。上記の３点の構成部品のうちリング以外のものに研
削加工を施して所定の寸法に仕上げ、それぞれの３点の
構成部品の後加熱を大気中において１５００℃で１時間
実施した。なお比較のため、後加熱を実施しない以外は
実施例１と同一の部品も製作した。これらの部品を上記
の６インチウエハ用ドライエッチング装置に装着し、実
際にウエハのエッチングを実施した結果、本発明の部品
から発生する０．３μｍ以上の径を有する粒子が６イン
チウエハ上に３ないし５個付着しているのが認められ
た。一方、後加熱を実施しない比較部品を用いた場合は
２５ないし４２個の付着が認められた。すなわち、本発
明のセラミックス部品を用いることにより０．３μｍ以
上の径を有する粒子の６インチウエハ上への付着が従来
の１／８に減少することが判明した。
に説明する。 （実施例１）アルミナ焼結体の純度：９９．２重量％、
平均結晶粒径：１２．０μｍ、密度：３．８９g/cm3 の
焼結体を常圧法により、電子サイクロトロンプラズマを
用いる６インチウエハ用ドライエッチング装置のセラミ
ックス部品として製作した。この部品は電極のカバーと
ウエハを支持するサセプタ、ウエハを押さえるウェイト
およびウェイト上に置かれるリングの３点から構成され
る。上記の３点の構成部品のうちリング以外のものに研
削加工を施して所定の寸法に仕上げ、それぞれの３点の
構成部品の後加熱を大気中において１５００℃で１時間
実施した。なお比較のため、後加熱を実施しない以外は
実施例１と同一の部品も製作した。これらの部品を上記
の６インチウエハ用ドライエッチング装置に装着し、実
際にウエハのエッチングを実施した結果、本発明の部品
から発生する０．３μｍ以上の径を有する粒子が６イン
チウエハ上に３ないし５個付着しているのが認められ
た。一方、後加熱を実施しない比較部品を用いた場合は
２５ないし４２個の付着が認められた。すなわち、本発
明のセラミックス部品を用いることにより０．３μｍ以
上の径を有する粒子の６インチウエハ上への付着が従来
の１／８に減少することが判明した。
【００２０】（実施例２）アルミナ焼結体の純度：９
９．８重量％、平均結晶粒径：４．０μｍ、密度：３．
９２g/cm3 の焼結体である以外は実施例１と同一の焼結
体を実施例１と同一のセラミックス部品として製作し
た。さらに、これらのセラミックス部品に実施例１と同
一の後加熱を実施したものと、比較のため後加熱を実施
しないものを準備し、実施例１におけるのと同一のエッ
チングを実施した。その結果、後加熱を実施した場合は
ウエハ上に付着する０．３μｍ以上の径を有する粒子の
数は０ないし１個、後加熱を実施しなかった場合は２０
ないし３５個であった。
９．８重量％、平均結晶粒径：４．０μｍ、密度：３．
９２g/cm3 の焼結体である以外は実施例１と同一の焼結
体を実施例１と同一のセラミックス部品として製作し
た。さらに、これらのセラミックス部品に実施例１と同
一の後加熱を実施したものと、比較のため後加熱を実施
しないものを準備し、実施例１におけるのと同一のエッ
チングを実施した。その結果、後加熱を実施した場合は
ウエハ上に付着する０．３μｍ以上の径を有する粒子の
数は０ないし１個、後加熱を実施しなかった場合は２０
ないし３５個であった。
【００２１】（実施例３）実施例１、および実施例２の
アルミナ焼結体に種々の時間と温度で後加熱を施した
後、プレーナマグネトロンスパッタ装置を用いて３．０
Ｐａのアルゴン雰囲気中で２００Ｖ−１０Ｗで３時間ア
ルゴンイオンにより焼結体をエッチングし、エッチング
減量を測定し、結果を表１に示した。焼結体の純度が高
く、後加熱温度が高いほど耐エッチング性に優れてお
り、純度の低い焼結体を用いた場合でも高温度で後加熱
処理することにより、耐エッチング性を改善することが
可能である。
アルミナ焼結体に種々の時間と温度で後加熱を施した
後、プレーナマグネトロンスパッタ装置を用いて３．０
Ｐａのアルゴン雰囲気中で２００Ｖ−１０Ｗで３時間ア
ルゴンイオンにより焼結体をエッチングし、エッチング
減量を測定し、結果を表１に示した。焼結体の純度が高
く、後加熱温度が高いほど耐エッチング性に優れてお
り、純度の低い焼結体を用いた場合でも高温度で後加熱
処理することにより、耐エッチング性を改善することが
可能である。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【発明の効果】本発明のアルミナセラミックス焼結体は
耐プラズマイオンエッチング性に優れており、プラズマ
イオンの照射を受けた場合のセラミックス表面からのセ
ラミックス粒子の脱落飛散が抑止される。そのためにウ
エハの生産歩留まりを向上させることができる。
耐プラズマイオンエッチング性に優れており、プラズマ
イオンの照射を受けた場合のセラミックス表面からのセ
ラミックス粒子の脱落飛散が抑止される。そのためにウ
エハの生産歩留まりを向上させることができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 ９９．２重量％以上、９９．９９重量％
以下の酸化アルミニウムと残部がアルミニウム以外の金
属の酸化物からなり、平均粒子径が０．５μｍ以上、１
５μｍ以下で、かつ密度が３．８８ g/cm3以上、３．９
７ g/cm3以下である焼結体、または研削加工した焼結体
を、１０００℃以上、１５５０℃以下の温度で０．１時
間以上、６時間以下にわたり加熱処理したことを特徴と
するアルミナセラミックス焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07192648A JP3126635B2 (ja) | 1994-07-11 | 1995-07-06 | アルミナセラミックス焼結体 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-180404 | 1994-07-11 | ||
| JP18040494 | 1994-07-11 | ||
| JP07192648A JP3126635B2 (ja) | 1994-07-11 | 1995-07-06 | アルミナセラミックス焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0881258A true JPH0881258A (ja) | 1996-03-26 |
| JP3126635B2 JP3126635B2 (ja) | 2001-01-22 |
Family
ID=26499941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07192648A Expired - Fee Related JP3126635B2 (ja) | 1994-07-11 | 1995-07-06 | アルミナセラミックス焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3126635B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003048792A (ja) * | 2001-08-02 | 2003-02-21 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 半導体製造装置用耐プラズマ部材とその製造方法 |
| US6834613B1 (en) * | 1998-08-26 | 2004-12-28 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Plasma-resistant member and plasma treatment apparatus using the same |
| US7135426B2 (en) | 2004-05-25 | 2006-11-14 | Applied Materials, Inc. | Erosion resistant process chamber components |
| WO2007055006A1 (ja) * | 2005-11-10 | 2007-05-18 | Toto Ltd. | 静電チャック |
| JP2008251499A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Tokyo Electron Ltd | 処理装置および処理装置の使用方法 |
| US7450365B2 (en) | 2005-11-15 | 2008-11-11 | Toto Ltd. | Electrostatic chuck |
| US7907383B2 (en) | 2005-11-15 | 2011-03-15 | Toto Ltd. | Electrostatic chuck |
| US8231967B2 (en) | 2008-08-20 | 2012-07-31 | Ulvac, Inc. | Surface-treated ceramic member, method for producing the same and vacuum processing apparatus |
| CN115321960A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-11-11 | 南充三环电子有限公司 | 一种氧化铝陶瓷及其制备方法与应用 |
| KR20230160739A (ko) | 2022-05-17 | 2023-11-24 | 니테라 컴퍼니 리미티드 | Yag 소결체, 그 제조 방법, 반도체 제조 장치용 부재, 및 가스 노즐 |
-
1995
- 1995-07-06 JP JP07192648A patent/JP3126635B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20230160739A (ko) | 2022-05-17 | 2023-11-24 | 니테라 컴퍼니 리미티드 | Yag 소결체, 그 제조 방법, 반도체 제조 장치용 부재, 및 가스 노즐 |
| CN115321960A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-11-11 | 南充三环电子有限公司 | 一种氧化铝陶瓷及其制备方法与应用 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3126635B2 (ja) | 2001-01-22 |
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