JPH09295863A - 耐食性部材 - Google Patents
耐食性部材Info
- Publication number
- JPH09295863A JPH09295863A JP8136553A JP13655396A JPH09295863A JP H09295863 A JPH09295863 A JP H09295863A JP 8136553 A JP8136553 A JP 8136553A JP 13655396 A JP13655396 A JP 13655396A JP H09295863 A JPH09295863 A JP H09295863A
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- JP
- Japan
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- group
- periodic table
- plasma
- corrosion
- corrosion resistance
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＡｌＮ等よりも優れた
耐食性を有するとともに、緻密体を得ることのできる耐
食性部材を提供する。 【解決手段】ハロゲン系腐食ガスまたはそのプラズマに
曝される部位が、少なくとも周期律表第２ａ族元素と、
周期律表第３ｂ族元素、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｆｅ、Ｃｒおよび
Ｔｉの群から選ばれる少なくとも１種とを含む複合酸化
物相を３体積％以上含有する金属酸化物からなることを
特徴とする耐食性部材を提供するもので、複合酸化物と
しては、ＡＢ2 Ｏ4 （式中、Ａは周期律表第２ａ族元
素、Ｂは周期律表第３ｂ族元素）型結晶またはコージェ
ライト結晶を主体とするもので、相対密度９８％以上の
緻密体からなることを特徴とする。
耐食性を有するとともに、緻密体を得ることのできる耐
食性部材を提供する。 【解決手段】ハロゲン系腐食ガスまたはそのプラズマに
曝される部位が、少なくとも周期律表第２ａ族元素と、
周期律表第３ｂ族元素、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｆｅ、Ｃｒおよび
Ｔｉの群から選ばれる少なくとも１種とを含む複合酸化
物相を３体積％以上含有する金属酸化物からなることを
特徴とする耐食性部材を提供するもので、複合酸化物と
しては、ＡＢ2 Ｏ4 （式中、Ａは周期律表第２ａ族元
素、Ｂは周期律表第３ｂ族元素）型結晶またはコージェ
ライト結晶を主体とするもので、相対密度９８％以上の
緻密体からなることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はハロゲン系腐食性ガ
スまたはそのプラズマに対する耐食性部材に関するもの
であり、プラズマ処理装置、半導体・液晶などの製造装
置用部材、ハロゲンガスまたはプラズマを封止した容器
壁等に使用される部材等に関するものである。
スまたはそのプラズマに対する耐食性部材に関するもの
であり、プラズマ処理装置、半導体・液晶などの製造装
置用部材、ハロゲンガスまたはプラズマを封止した容器
壁等に使用される部材等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造のドライプロセスやプラズマ
コーティング、放電管、プラズマディスプレイなど、プ
ラズマの利用は近年急速に進んでいる。例えば、半導体
製造プロセスでは、プラズマプロセスにおいて、特にデ
ポジション、エッチング用やクリーニング用として、塩
素系やフッ素系等のハロゲン系腐食ガスがその反応性の
高さから多用されている。
コーティング、放電管、プラズマディスプレイなど、プ
ラズマの利用は近年急速に進んでいる。例えば、半導体
製造プロセスでは、プラズマプロセスにおいて、特にデ
ポジション、エッチング用やクリーニング用として、塩
素系やフッ素系等のハロゲン系腐食ガスがその反応性の
高さから多用されている。
【０００３】また、装置内の内壁等の上記ガスやプラズ
マに接触する部分では、ガスやプラズマによる腐食を防
止するために、従来からガラスや石英などのＳｉＯ2 を
主成分とする材料やステンレス、モネル等の耐食性金属
が利用されている。
マに接触する部分では、ガスやプラズマによる腐食を防
止するために、従来からガラスや石英などのＳｉＯ2 を
主成分とする材料やステンレス、モネル等の耐食性金属
が利用されている。
【０００４】さらに、半導体製造装置において、Ｓｉウ
エハ等を保持するサセプタ材も腐食性ガスやプラズマと
接触するために、従来より耐食性に優れたアルミナ焼結
体やサファイア、ＡｌＮの焼結体又はこれらを基体表面
にＣＶＤコーティングしたものが使用されている。ま
た、装置内のヒータとしても、グラファイトや、窒化硼
素をコーティングしたヒータ等が用いられている。
エハ等を保持するサセプタ材も腐食性ガスやプラズマと
接触するために、従来より耐食性に優れたアルミナ焼結
体やサファイア、ＡｌＮの焼結体又はこれらを基体表面
にＣＶＤコーティングしたものが使用されている。ま
た、装置内のヒータとしても、グラファイトや、窒化硼
素をコーティングしたヒータ等が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来よ
り用いられているガラスや石英ではプラズマ中の耐食性
が不充分で消耗が激しく、例えばフッ素に接すると接触
面がエッチングされ、表面性状が変化したり、光透過性
が必要とされる部材では表面が次第に白く曇って透光性
が低下する等の問題が生じていた。
り用いられているガラスや石英ではプラズマ中の耐食性
が不充分で消耗が激しく、例えばフッ素に接すると接触
面がエッチングされ、表面性状が変化したり、光透過性
が必要とされる部材では表面が次第に白く曇って透光性
が低下する等の問題が生じていた。
【０００６】また、ステンレスなどの金属を使用した部
材でも耐食性が不充分なため、腐食速度が速くまた不純
物として製造物中に混入する不良品発生の原因となる。
また、ハロゲン系ガスに対して耐食性に優れるとして利
用の進んでいるアルミナ、ＡｌＮ焼結体も高温でプラズ
マと接すると腐食が進行して焼結体の表面からの結晶粒
子の脱粒が生じ、やはりコンタミネーションの原因とな
る。
材でも耐食性が不充分なため、腐食速度が速くまた不純
物として製造物中に混入する不良品発生の原因となる。
また、ハロゲン系ガスに対して耐食性に優れるとして利
用の進んでいるアルミナ、ＡｌＮ焼結体も高温でプラズ
マと接すると腐食が進行して焼結体の表面からの結晶粒
子の脱粒が生じ、やはりコンタミネーションの原因とな
る。
【０００７】そこで、本発明者らは、ハロゲン系腐食ガ
スまたはそのプラズマに対して優れた耐食性を有する材
料の検討を行った結果、まず、ハロゲン系腐食ガスまた
はそのプラズマとの反応が進行すると表面にハロゲン化
物が生成されること、およびそのハロゲン化物の安定性
が耐食性に大きく影響を及ぼしていること、またハロゲ
ン化物としては、周期律表第２ａ族元素を含むハロゲン
化物は融点が高く、高温において安定であることから耐
食性部材として周期律表第２ａ族元素含有物が好適であ
ることを先に提案した。
スまたはそのプラズマに対して優れた耐食性を有する材
料の検討を行った結果、まず、ハロゲン系腐食ガスまた
はそのプラズマとの反応が進行すると表面にハロゲン化
物が生成されること、およびそのハロゲン化物の安定性
が耐食性に大きく影響を及ぼしていること、またハロゲ
ン化物としては、周期律表第２ａ族元素を含むハロゲン
化物は融点が高く、高温において安定であることから耐
食性部材として周期律表第２ａ族元素含有物が好適であ
ることを先に提案した。
【０００８】ところが、周期律表第２ａ族元素含有化合
物が単一金属化合物である場合には、その化合物を耐食
性部材として適用するには、単味の緻密体を作製するこ
とが難しく、粉末体や薄膜体としてしか適用できず、場
合によっては多孔質化してしまうために、耐食性にムラ
が生じるなどの問題があった。
物が単一金属化合物である場合には、その化合物を耐食
性部材として適用するには、単味の緻密体を作製するこ
とが難しく、粉末体や薄膜体としてしか適用できず、場
合によっては多孔質化してしまうために、耐食性にムラ
が生じるなどの問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らはさ
らに検討を重ねた結果、また、周期律表第２ａ族元素
と、周期律表第３ｂ族元素、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｆｅ、Ｃｒお
よびＴｉの群から選ばれる少なくとも１種とを含む複合
酸化物の粉末を、単体または他の金属酸化物と組み合わ
せて所望の形状に成形して焼成することにより、任意の
形状の高密度の焼結体が得られることから、耐食性部材
としてあらゆる形状に適用できるとともに、緻密体を作
製できることからその耐久性を高めることができること
を知見した。
らに検討を重ねた結果、また、周期律表第２ａ族元素
と、周期律表第３ｂ族元素、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｆｅ、Ｃｒお
よびＴｉの群から選ばれる少なくとも１種とを含む複合
酸化物の粉末を、単体または他の金属酸化物と組み合わ
せて所望の形状に成形して焼成することにより、任意の
形状の高密度の焼結体が得られることから、耐食性部材
としてあらゆる形状に適用できるとともに、緻密体を作
製できることからその耐久性を高めることができること
を知見した。
【００１０】即ち、本発明の耐食性部材は、上記の知見
に基づき完成されたものであり、ハロゲン系腐食ガスま
たはそのプラズマに接触する部位を、少なくとも周期律
表第２ａ族元素と、周期律表第３ｂ族元素、Ｓｉ、Ｐ
ｂ、Ｆｅ、ＣｒおよびＴｉの群から選ばれる少なくとも
１種とを含む複合酸化物相を３体積％以上含有する金属
酸化物から構成することを特徴とするものである。
に基づき完成されたものであり、ハロゲン系腐食ガスま
たはそのプラズマに接触する部位を、少なくとも周期律
表第２ａ族元素と、周期律表第３ｂ族元素、Ｓｉ、Ｐ
ｂ、Ｆｅ、ＣｒおよびＴｉの群から選ばれる少なくとも
１種とを含む複合酸化物相を３体積％以上含有する金属
酸化物から構成することを特徴とするものである。
【００１１】さらに、本発明によれば、上記複合酸化物
相が、ＡＢ2 Ｏ4 （式中、Ａは周期律表第２ａ族元素、
Ｂは周期律表第３ｂ族元素）型結晶またはコージェライ
ト結晶を主体とするものであり、前記周期律表第２ａ族
元素がＣａ、Ｓｒ、ＢａおよびＭｇの群から選ばれる少
なくとも１種、前記周期律表第３ｂ族元素がＡｌ、Ｂお
よびＧａの群から選ばれる少なくとも１種であることが
望ましく、さらには、前記部材は、相対密度９８％以上
の焼結体からなることが望ましい。
相が、ＡＢ2 Ｏ4 （式中、Ａは周期律表第２ａ族元素、
Ｂは周期律表第３ｂ族元素）型結晶またはコージェライ
ト結晶を主体とするものであり、前記周期律表第２ａ族
元素がＣａ、Ｓｒ、ＢａおよびＭｇの群から選ばれる少
なくとも１種、前記周期律表第３ｂ族元素がＡｌ、Ｂお
よびＧａの群から選ばれる少なくとも１種であることが
望ましく、さらには、前記部材は、相対密度９８％以上
の焼結体からなることが望ましい。
【００１２】ハロゲン雰囲気に曝される部位では、表面
はハロゲン化物になって蒸発し、消耗が進んでいく。本
発明によれば、ハロゲン系ガスまたはそのプラズマに曝
される部材を少なくとも周期律表第２ａ族元素と周期律
表第３ｂ族元素とを含む複合酸化物相を３体積％以上含
有する金属酸化物により構成する。
はハロゲン化物になって蒸発し、消耗が進んでいく。本
発明によれば、ハロゲン系ガスまたはそのプラズマに曝
される部材を少なくとも周期律表第２ａ族元素と周期律
表第３ｂ族元素とを含む複合酸化物相を３体積％以上含
有する金属酸化物により構成する。
【００１３】周期律表第２ａ族元素酸化物は、それ単味
で緻密な焼結体を作製することができないが、周期律表
第２ａ族元素と、周期律表第３ｂ族元素酸化物や、Ｓ
ｉ、Ｐｂ、Ｆｅ、ＣｒおよびＴｉの群から選ばれる少な
くとも１種との複合酸化物とすることにより焼成により
相対密度９８％以上の焼結体を作製することができ、ま
た、この複合酸化物相を３体積％以上含有する金属酸化
物においては、高温のハロゲン系腐食雰囲気においても
長時間の耐久性を有する材料を得ることができる。
で緻密な焼結体を作製することができないが、周期律表
第２ａ族元素と、周期律表第３ｂ族元素酸化物や、Ｓ
ｉ、Ｐｂ、Ｆｅ、ＣｒおよびＴｉの群から選ばれる少な
くとも１種との複合酸化物とすることにより焼成により
相対密度９８％以上の焼結体を作製することができ、ま
た、この複合酸化物相を３体積％以上含有する金属酸化
物においては、高温のハロゲン系腐食雰囲気においても
長時間の耐久性を有する材料を得ることができる。
【００１４】なお、周期律表第３ｂ族元素、Ｓｉ、Ｐ
ｂ、Ｆｅ、ＣｒおよびＴｉ等の元素のハロゲン化物は、
周期律表第２ａ族元素のハロゲン化物より安定性に欠け
るが、周期律表第２ａ族元素が共存すると、初期におい
て前記第３ａ族、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｆｅ、ＣｒおよびＴｉの
元素がエッチングされても、複合酸化物相中の周期律表
第２ａ族元素がフッ素との反応によって安定なハロゲン
化物層を生成し、幅広い温度範囲で過酷なハロゲン系腐
食雰囲気での耐久性の向上が達成される。
ｂ、Ｆｅ、ＣｒおよびＴｉ等の元素のハロゲン化物は、
周期律表第２ａ族元素のハロゲン化物より安定性に欠け
るが、周期律表第２ａ族元素が共存すると、初期におい
て前記第３ａ族、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｆｅ、ＣｒおよびＴｉの
元素がエッチングされても、複合酸化物相中の周期律表
第２ａ族元素がフッ素との反応によって安定なハロゲン
化物層を生成し、幅広い温度範囲で過酷なハロゲン系腐
食雰囲気での耐久性の向上が達成される。
【００１５】また、同時に一般の酸化物はハロゲン化物
として化学的又は物理的に除去されるが、周期律表第２
ａ族元素のハロゲン化物は再析出して表面に保護層を形
成し、材料の耐食性が大幅に向上する。周期律表第３ａ
族元素などの他の元素がそれ単体で耐食性が悪くとも周
期律表第２ａ族元素と複合酸化物にすることによって耐
食性が向上し、寿命を延ばすことができる。
として化学的又は物理的に除去されるが、周期律表第２
ａ族元素のハロゲン化物は再析出して表面に保護層を形
成し、材料の耐食性が大幅に向上する。周期律表第３ａ
族元素などの他の元素がそれ単体で耐食性が悪くとも周
期律表第２ａ族元素と複合酸化物にすることによって耐
食性が向上し、寿命を延ばすことができる。
【００１６】特に、該耐食性部材の複合酸化物相は、Ａ
Ｂ2 Ｏ4 型結晶やコージェライト結晶を主体とするもの
であることが望ましく、耐食性部材のハロゲン系腐食ガ
スまたはそのプラズマに曝される部位にこれらの結晶相
が３体積％以上含有すれば、アルミナや窒化アルミニウ
ム単体に比べて耐食性を向上させることができ、特に上
記ＡＢ2 Ｏ4 型結晶やコージェライト結晶の複合酸化物
相を２０体積％以上含有すると、アルミナや窒化アルミ
ニウム単体に比較して３倍以上の耐食性を得ることがで
きる。
Ｂ2 Ｏ4 型結晶やコージェライト結晶を主体とするもの
であることが望ましく、耐食性部材のハロゲン系腐食ガ
スまたはそのプラズマに曝される部位にこれらの結晶相
が３体積％以上含有すれば、アルミナや窒化アルミニウ
ム単体に比べて耐食性を向上させることができ、特に上
記ＡＢ2 Ｏ4 型結晶やコージェライト結晶の複合酸化物
相を２０体積％以上含有すると、アルミナや窒化アルミ
ニウム単体に比較して３倍以上の耐食性を得ることがで
きる。
【００１７】また、種々の形状に適応できる焼結体とし
て作製することができるために、周期律表第２ａ族元素
含有化合物のハロゲン化ガスに対する優れた耐食性を半
導体製造装置等のあらゆる耐食性部材に対して容易に利
用することができる。
て作製することができるために、周期律表第２ａ族元素
含有化合物のハロゲン化ガスに対する優れた耐食性を半
導体製造装置等のあらゆる耐食性部材に対して容易に利
用することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の耐食性部材は、ハロゲン
化ガスやハロゲンを含むプラズマに曝される部材であ
り、ハロゲン化ガスとしては、ＳＦ6 、ＣＦ4 、ＣＨＦ
3 、ＣｌＦ3 、ＨＦ等のフッ素系ガス、Ｃｌ2 、ＨＣ
ｌ、ＣＣｌ4 等の塩素系ガス、Ｂｒ2 、ＨＢｒ、ＣＢｒ
4 等の臭素系ガス、ヨウ素系ガス等のガスであり、これ
らのガスが導入された雰囲気にマイクロ波や高周波等を
導入するとこれらのガスがプラズマ化される。
化ガスやハロゲンを含むプラズマに曝される部材であ
り、ハロゲン化ガスとしては、ＳＦ6 、ＣＦ4 、ＣＨＦ
3 、ＣｌＦ3 、ＨＦ等のフッ素系ガス、Ｃｌ2 、ＨＣ
ｌ、ＣＣｌ4 等の塩素系ガス、Ｂｒ2 、ＨＢｒ、ＣＢｒ
4 等の臭素系ガス、ヨウ素系ガス等のガスであり、これ
らのガスが導入された雰囲気にマイクロ波や高周波等を
導入するとこれらのガスがプラズマ化される。
【００１９】本発明によれば、このようなハロゲン化ガ
スあるいはそのプラズマに曝される部位を、少なくとも
周期律表第２ａ族元素と、周期律表第３ｂ族元素、Ｓ
ｉ、Ｐｂ、Ｆｅ、ＣｒおよびＴｉの群から選ばれる少な
くとも１種とを含む複合酸化物相を３体積％以上含有す
る金属酸化物から構成するものである。ここで、複合酸
化物相を構成する周期律表第２ａ族元素としては、Ｂ
ａ、Ｓｒ、ＣａおよびＭｇの群から選ばれる少なくとも
１種、周期律表第３ｂ族元素としては、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ
の群から選ばれる少なくとも１種である。
スあるいはそのプラズマに曝される部位を、少なくとも
周期律表第２ａ族元素と、周期律表第３ｂ族元素、Ｓ
ｉ、Ｐｂ、Ｆｅ、ＣｒおよびＴｉの群から選ばれる少な
くとも１種とを含む複合酸化物相を３体積％以上含有す
る金属酸化物から構成するものである。ここで、複合酸
化物相を構成する周期律表第２ａ族元素としては、Ｂ
ａ、Ｓｒ、ＣａおよびＭｇの群から選ばれる少なくとも
１種、周期律表第３ｂ族元素としては、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ
の群から選ばれる少なくとも１種である。
【００２０】この複合酸化物相においては、耐食性は周
期律表第２ａ族元素量に大きく影響され、周期律表第２
ａ族元素は、複合酸化物相中の全金属元素中、１０原子
％以上、特に２０原子％以上存在することが望ましい。
これは、周期律表第２ａ族元素量が１０原子％より少な
いと、ハロゲン化ガスやそのプラズマ中での初期の腐食
が激しく次第に表面に保護層が形成されるものの、長時
間を要するために実用的ではない。
期律表第２ａ族元素量に大きく影響され、周期律表第２
ａ族元素は、複合酸化物相中の全金属元素中、１０原子
％以上、特に２０原子％以上存在することが望ましい。
これは、周期律表第２ａ族元素量が１０原子％より少な
いと、ハロゲン化ガスやそのプラズマ中での初期の腐食
が激しく次第に表面に保護層が形成されるものの、長時
間を要するために実用的ではない。
【００２１】また、複合酸化物相としては、上記の少な
くとも２種の金属元素を含むガラス質であってもよい
が、望ましくは、結晶質を主体とすることがよく、特に
ＡＢ2Ｏ4 （Ａは周期律表第２ａ族元素、Ｂは周期律表
第３ｂ族元素）のスピネル型結晶やコージェライト結晶
を主体とするものが優れた耐食性を有する点で望まし
い。具体的なスピネル型結晶としては、ＭｇＡｌ
2 Ｏ4 、ＣａＡｌ2 Ｏ4 、ＢａＡｌ2 Ｏ4 、ＳｒＡｌ2
Ｏ4 、ＣａＢ2 Ｏ4 、ＳｒＢ2 Ｏ4 、ＭｇＧａ2 Ｏ4 、
ＣａＧａ2 Ｏ4 等が挙げられる。これらの中でも、Ｍｇ
Ａｌ2 Ｏ4 、ＣａＡｌ2 Ｏ4 が焼結性と製造コストが安
価である点で最も望ましい。
くとも２種の金属元素を含むガラス質であってもよい
が、望ましくは、結晶質を主体とすることがよく、特に
ＡＢ2Ｏ4 （Ａは周期律表第２ａ族元素、Ｂは周期律表
第３ｂ族元素）のスピネル型結晶やコージェライト結晶
を主体とするものが優れた耐食性を有する点で望まし
い。具体的なスピネル型結晶としては、ＭｇＡｌ
2 Ｏ4 、ＣａＡｌ2 Ｏ4 、ＢａＡｌ2 Ｏ4 、ＳｒＡｌ2
Ｏ4 、ＣａＢ2 Ｏ4 、ＳｒＢ2 Ｏ4 、ＭｇＧａ2 Ｏ4 、
ＣａＧａ2 Ｏ4 等が挙げられる。これらの中でも、Ｍｇ
Ａｌ2 Ｏ4 、ＣａＡｌ2 Ｏ4 が焼結性と製造コストが安
価である点で最も望ましい。
【００２２】上記複合酸化物相は、部材中に３体積％以
上含有すれば耐食性の効果を有し、特に２０体積％以
上、さらには５０体積％以上含有されるのが望ましい。
複合酸化物相以外の相としては、例えば、Ａｌ2 Ｏ3 、
ＳｉＯ2 、ＭｇＯなどの金属酸化物相からなり、この酸
化物相は、結晶相であってもガラス相であってもよい。
上含有すれば耐食性の効果を有し、特に２０体積％以
上、さらには５０体積％以上含有されるのが望ましい。
複合酸化物相以外の相としては、例えば、Ａｌ2 Ｏ3 、
ＳｉＯ2 、ＭｇＯなどの金属酸化物相からなり、この酸
化物相は、結晶相であってもガラス相であってもよい。
【００２３】これらの複合酸化物相以外の酸化物を加え
ることによりその焼結性を高めることができ、緻密な焼
結体を容易に作製することができる。
ることによりその焼結性を高めることができ、緻密な焼
結体を容易に作製することができる。
【００２４】特に、耐食性部材自体、相対密度が９８％
以上、特に９９％以上の緻密質からなることが望まし
い。これは、ボイドが多く存在するほど耐食性が低下す
るためである。このような緻密質は、例えば、粉末を成
形し焼成した焼結体や、周知のゾルゲル法により液相を
塗布し焼成した薄膜や、周知のＣＶＤ法やＰＶＤ法等の
気相法により形成された薄膜であってもよい。これらの
中では、粉末を成形し焼成した焼結体であることが、あ
らゆる部材への適用性に優れることから最も望ましい。
以上、特に９９％以上の緻密質からなることが望まし
い。これは、ボイドが多く存在するほど耐食性が低下す
るためである。このような緻密質は、例えば、粉末を成
形し焼成した焼結体や、周知のゾルゲル法により液相を
塗布し焼成した薄膜や、周知のＣＶＤ法やＰＶＤ法等の
気相法により形成された薄膜であってもよい。これらの
中では、粉末を成形し焼成した焼結体であることが、あ
らゆる部材への適用性に優れることから最も望ましい。
【００２５】具体的に、焼結体を作製するには、前述し
た周期律表第２ａ族元素酸化物粉末と、周期律表第３ｂ
族元素、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｆｅ、ＣｒおよびＴｉの群から選
ばれる少なくとも１種の酸化物粉末とを所望の比率、例
えば、上記ＡＢ2 Ｏ4 型結晶やコージェライト結晶を形
成し得る比率で混合した後、これを所望により仮焼処理
してＡＢ2 Ｏ4 粉末やコージェライト粉末を合成した
後、これを所望の成形手段、例えば、金型プレス、冷間
静水圧プレス、押出し成形、シート状成形等により任意
の形状に成形後、緻密化に十分な焼成温度で焼成して相
対密度９８％以上の焼結体を得ることができる。焼成温
度としてはＡＢ2 Ｏ4 型結晶を主体とする焼結体を作製
する場合には、１３００〜１８００℃、コージェライト
結晶を主体とする焼結体を作製する場合には、１３００
〜１６００℃であるのがよい。
た周期律表第２ａ族元素酸化物粉末と、周期律表第３ｂ
族元素、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｆｅ、ＣｒおよびＴｉの群から選
ばれる少なくとも１種の酸化物粉末とを所望の比率、例
えば、上記ＡＢ2 Ｏ4 型結晶やコージェライト結晶を形
成し得る比率で混合した後、これを所望により仮焼処理
してＡＢ2 Ｏ4 粉末やコージェライト粉末を合成した
後、これを所望の成形手段、例えば、金型プレス、冷間
静水圧プレス、押出し成形、シート状成形等により任意
の形状に成形後、緻密化に十分な焼成温度で焼成して相
対密度９８％以上の焼結体を得ることができる。焼成温
度としてはＡＢ2 Ｏ4 型結晶を主体とする焼結体を作製
する場合には、１３００〜１８００℃、コージェライト
結晶を主体とする焼結体を作製する場合には、１３００
〜１６００℃であるのがよい。
【００２６】また、他の方法としては、上記のようにし
て合成したＡＢ2 Ｏ4 粉末やコージェライト粉末などの
複合酸化物粉末に、ＳｉＯ2 粉末、Ａｌ2 Ｏ3 粉末等を
添加して混合しこれを上記と同様な方法で成形し、１３
００〜１８００℃で焼成すればよい。例えば、ＳｉＯ2
が主成分とする時は、１３００〜１６００℃、Ａｌ2Ｏ
3 を主成分とする時は１５００〜１６００℃で焼成する
のが望ましい。
て合成したＡＢ2 Ｏ4 粉末やコージェライト粉末などの
複合酸化物粉末に、ＳｉＯ2 粉末、Ａｌ2 Ｏ3 粉末等を
添加して混合しこれを上記と同様な方法で成形し、１３
００〜１８００℃で焼成すればよい。例えば、ＳｉＯ2
が主成分とする時は、１３００〜１６００℃、Ａｌ2Ｏ
3 を主成分とする時は１５００〜１６００℃で焼成する
のが望ましい。
【００２７】また、焼結性をさらに促進させるために、
ＮａＦ、ＬｉＦ、希土酸化物等を焼結助剤として添加す
ることもできる。
ＮａＦ、ＬｉＦ、希土酸化物等を焼結助剤として添加す
ることもできる。
【００２８】なお、これら複合酸化物相を含有する金属
酸化物は、ハロゲン系腐食ガスまたはそのプラズマに曝
される部位に形成されるものであるが、かかる金属酸化
物は、少なくともその厚みが１０μｍ以上であること
が、優れた耐食性を付与する上で望ましい。つまり、そ
の厚みが１０μｍより薄いと優れた耐食効果が期待でき
ないためである。
酸化物は、ハロゲン系腐食ガスまたはそのプラズマに曝
される部位に形成されるものであるが、かかる金属酸化
物は、少なくともその厚みが１０μｍ以上であること
が、優れた耐食性を付与する上で望ましい。つまり、そ
の厚みが１０μｍより薄いと優れた耐食効果が期待でき
ないためである。
【００２９】また、複合酸化物相を含有する金属酸化物
は、上記の手法によって得られた焼結体自体を部品の構
造部材として用いることができる他、部材を構成する所
定の構造部材の表面に焼結体を接合したり、所定の構造
部材の表面にゾルゲル法、気相法等により薄膜として形
成することも可能である。
は、上記の手法によって得られた焼結体自体を部品の構
造部材として用いることができる他、部材を構成する所
定の構造部材の表面に焼結体を接合したり、所定の構造
部材の表面にゾルゲル法、気相法等により薄膜として形
成することも可能である。
【００３０】
【実施例】各種酸化物粉末を用いて、表１〜表３に記載
の各種の材料を作製した。各材料について形態が焼結体
からなるものは、その焼成温度を記載した。また、表１
の各材料について、材料が複合系からなるものは、各種
の複合酸化物を１０００〜１３５０℃の大気中で合成し
たものに、Ａｌ2 Ｏ3 やＳｉＯ2 、ＭｇＯと混合したも
のを成形し、大気中で表１の焼成温度で焼成したもので
ある。
の各種の材料を作製した。各材料について形態が焼結体
からなるものは、その焼成温度を記載した。また、表１
の各材料について、材料が複合系からなるものは、各種
の複合酸化物を１０００〜１３５０℃の大気中で合成し
たものに、Ａｌ2 Ｏ3 やＳｉＯ2 、ＭｇＯと混合したも
のを成形し、大気中で表１の焼成温度で焼成したもので
ある。
【００３１】表１の種々の材料をＲＩＥプラズマエッチ
ング装置内に設置し、ＣＦ4 とＯ2との混合ガス（ＣＦ
4 ：Ｏ2 ＝９：１）、ＳＦ6 、ＡｒとＳＦ6 との混合ガ
ス（Ａｒ：ＳＦ6 ＝２：３）、Ｂｒのいずれかを導入す
るとともに、マイクロ波を導入してプラズマを発生させ
た。このプラズマ中で最高３時間保持して、処理前後の
材料の重量減少を測定し、その値から、１分あたりのエ
ッチングされる厚み（エッチングレート）を算出した。
ング装置内に設置し、ＣＦ4 とＯ2との混合ガス（ＣＦ
4 ：Ｏ2 ＝９：１）、ＳＦ6 、ＡｒとＳＦ6 との混合ガ
ス（Ａｒ：ＳＦ6 ＝２：３）、Ｂｒのいずれかを導入す
るとともに、マイクロ波を導入してプラズマを発生させ
た。このプラズマ中で最高３時間保持して、処理前後の
材料の重量減少を測定し、その値から、１分あたりのエ
ッチングされる厚み（エッチングレート）を算出した。
【００３２】Ｎo.１は石英（ガラス）、Ｎo.２〜１７は
いずれも焼結体であって、Ｎo.２は、Ａｌ2 Ｏ3 にＭｇ
Ｏを０．１重量％添加した後、成形して１７００℃で焼
成したもの、Ｎo.３は、ＡｌＮ粉末を成形して１９００
℃の窒素中で焼成したもの、Ｎo.４〜１７は、材料を構
成する金属元素の酸化物粉末を出発原料として、各化合
物割合の混合粉末を１０００〜１３５０℃の酸化性雰囲
気中で仮焼して複合酸化物粉末を作製した後、これらの
複合酸化物を用いて、プレス成形した後、１８００〜１
８５０℃で焼成したもの、Ｎo.２７は、表１の組成から
なるガラス粉末を成形して１０００℃で焼成したもので
ある。
いずれも焼結体であって、Ｎo.２は、Ａｌ2 Ｏ3 にＭｇ
Ｏを０．１重量％添加した後、成形して１７００℃で焼
成したもの、Ｎo.３は、ＡｌＮ粉末を成形して１９００
℃の窒素中で焼成したもの、Ｎo.４〜１７は、材料を構
成する金属元素の酸化物粉末を出発原料として、各化合
物割合の混合粉末を１０００〜１３５０℃の酸化性雰囲
気中で仮焼して複合酸化物粉末を作製した後、これらの
複合酸化物を用いて、プレス成形した後、１８００〜１
８５０℃で焼成したもの、Ｎo.２７は、表１の組成から
なるガラス粉末を成形して１０００℃で焼成したもので
ある。
【００３３】また、Ｎo.１８〜２４は、スパッタ法で合
成したもので、表１の化合物粉末を上記と同様にして作
製した後、この粉末をターゲットとしてカーボンからな
る基板の表面に２０μｍの厚みで形成した。
成したもので、表１の化合物粉末を上記と同様にして作
製した後、この粉末をターゲットとしてカーボンからな
る基板の表面に２０μｍの厚みで形成した。
【００３４】さらに、Ｎo.２５〜２６は、ゾルゲル法に
より合成したもので、材料を構成する金属のアルコキシ
ド粉末をバインダー、助剤を添加混合した後、加水分解
してＨＣｌを添加してゲル液を調製し、それをアルミナ
からなる基体の表面に塗布して１６００℃で焼成したも
のである。
より合成したもので、材料を構成する金属のアルコキシ
ド粉末をバインダー、助剤を添加混合した後、加水分解
してＨＣｌを添加してゲル液を調製し、それをアルミナ
からなる基体の表面に塗布して１６００℃で焼成したも
のである。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】
【表３】
【００３８】表１、２、３の結果によれば、ＳｉＯ2 、
Ａｌ2 Ｏ3 、ＡｌＮ単体は、エッチングレートが１００
Å／ｍｉｎ以上と大きい。また、周期律表第２ａ族元素
を含む複合酸化物を含有するもののその比率が３体積％
より少ない試料Ｎo.２９、４０、６０でもエッチングレ
ートは１００Å／ｍｉｎを越えるものであった。
Ａｌ2 Ｏ3 、ＡｌＮ単体は、エッチングレートが１００
Å／ｍｉｎ以上と大きい。また、周期律表第２ａ族元素
を含む複合酸化物を含有するもののその比率が３体積％
より少ない試料Ｎo.２９、４０、６０でもエッチングレ
ートは１００Å／ｍｉｎを越えるものであった。
【００３９】これに対して、本発明品は、いずれもエッ
チングレートは１００Å／ｍｉｎ以下と消耗が小さく耐
食性が向上していることが判る。また、焼結体がガラス
質からなるＮo.２７でも良好な耐食性を示したが、スピ
ネル型結晶やコージェライト結晶が析出したものに比較
すると劣るものであった。
チングレートは１００Å／ｍｉｎ以下と消耗が小さく耐
食性が向上していることが判る。また、焼結体がガラス
質からなるＮo.２７でも良好な耐食性を示したが、スピ
ネル型結晶やコージェライト結晶が析出したものに比較
すると劣るものであった。
【００４０】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の耐食性部材
は、ハロゲン系腐食性ガス及びそのプラズマに曝される
部材として高い耐食性を有しており、具体的にはプラズ
マ処理装置や液晶製造装置用部材、ウエハ固定用のクラ
ンプリングやエッチング装置の上部電極周りのシールド
リングなどの半導体製造装置用部材、一般放電管やハロ
ゲン化金属を封入し放電発光させるメタルハライドラン
プの発光管用部材などの放電容器用部材などに使用する
ことによって長寿命化を図ることができる。
は、ハロゲン系腐食性ガス及びそのプラズマに曝される
部材として高い耐食性を有しており、具体的にはプラズ
マ処理装置や液晶製造装置用部材、ウエハ固定用のクラ
ンプリングやエッチング装置の上部電極周りのシールド
リングなどの半導体製造装置用部材、一般放電管やハロ
ゲン化金属を封入し放電発光させるメタルハライドラン
プの発光管用部材などの放電容器用部材などに使用する
ことによって長寿命化を図ることができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｃ０４Ｂ 35/00 Ｈ 21/31 35/14 // Ｃ２３Ｃ 16/44 35/16 Ａ Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ
Claims (5)
- 【請求項１】ハロゲン系腐食ガスまたはそのプラズマに
曝される部位が、少なくとも周期律表第２ａ族元素と、
Ｓｉ、Ｐｂ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔｉおよび周期律表第３ｂ族
元素の群から選ばれる１種以上とを含む複合酸化物相を
３体積％以上含む金属酸化物からなることを特徴とする
耐食性部材。 - 【請求項２】前記複合酸化物が、ＡＢ2 Ｏ4 （式中、Ａ
は周期律表第２ａ族元素、Ｂは周期律表第３ｂ族元素）
型結晶またはコージェライト結晶を主体とするものであ
る請求項１記載の耐食性部材。 - 【請求項３】前記周期律表第２ａ族元素がＣａ、Ｓｒ、
ＢａおよびＭｇの群から選ばれる少なくとも１種、前記
周期律表第３ｂ族元素がＡｌ、ＢおよびＧａの群から選
ばれる少なくとも１種である請求項１または請求項２記
載の耐食性部材。 - 【請求項４】相対密度９８％以上の緻密体からなる請求
項１乃至３のいずれか記載の耐食性部材。 - 【請求項５】前記複合酸化物相以外にＳｉＯ2 、Ａｌ2
Ｏ3 、ＭｇＯから選ばれる少なくとも１種の酸化物を含
む請求項１記載の耐食性部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13655396A JP3659435B2 (ja) | 1996-02-29 | 1996-05-30 | 耐食性部材、プラズマ処理装置、半導体製造装置、液晶製造装置及び放電容器。 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-42526 | 1996-02-29 | ||
| JP4252696 | 1996-02-29 | ||
| JP13655396A JP3659435B2 (ja) | 1996-02-29 | 1996-05-30 | 耐食性部材、プラズマ処理装置、半導体製造装置、液晶製造装置及び放電容器。 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09295863A true JPH09295863A (ja) | 1997-11-18 |
| JP3659435B2 JP3659435B2 (ja) | 2005-06-15 |
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ID=26382237
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13655396A Expired - Fee Related JP3659435B2 (ja) | 1996-02-29 | 1996-05-30 | 耐食性部材、プラズマ処理装置、半導体製造装置、液晶製造装置及び放電容器。 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3659435B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003055037A (ja) * | 2001-08-22 | 2003-02-26 | Kyocera Corp | セラミックス及びその製造方法 |
| WO2003080892A1 (en) * | 2002-03-21 | 2003-10-02 | Lam Research Corporation | Low contamination components for semiconductor processing apparatus and methods for making components |
| US7329467B2 (en) | 2003-08-22 | 2008-02-12 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Ceramic article having corrosion-resistant layer, semiconductor processing apparatus incorporating same, and method for forming same |
| JP4488551B2 (ja) * | 1999-06-29 | 2010-06-23 | 東京エレクトロン株式会社 | マイクロ波プラズマ処理装置及び封止部材 |
| US8017062B2 (en) | 2004-08-24 | 2011-09-13 | Yeshwanth Narendar | Semiconductor processing components and semiconductor processing utilizing same |
| JP2013209249A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Kyocera Corp | アルミン酸マグネシウム質焼結体 |
| JP2013209248A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Kyocera Corp | アルミン酸マグネシウム質焼結体 |
| KR20230152676A (ko) | 2021-03-05 | 2023-11-03 | 에이지씨 가부시키가이샤 | 근청석질 소결체 및 그 제조 방법 |
| KR20240066162A (ko) | 2021-09-14 | 2024-05-14 | 에이지씨 가부시키가이샤 | 유리 블록 및 그의 제조 방법 그리고 반도체 제조 장치용 부재 |
-
1996
- 1996-05-30 JP JP13655396A patent/JP3659435B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4488551B2 (ja) * | 1999-06-29 | 2010-06-23 | 東京エレクトロン株式会社 | マイクロ波プラズマ処理装置及び封止部材 |
| JP2003055037A (ja) * | 2001-08-22 | 2003-02-26 | Kyocera Corp | セラミックス及びその製造方法 |
| US8935990B2 (en) | 2002-03-21 | 2015-01-20 | Lam Research Corporation | Low contamination components for semiconductor processing apparatus and methods for making components |
| WO2003080892A1 (en) * | 2002-03-21 | 2003-10-02 | Lam Research Corporation | Low contamination components for semiconductor processing apparatus and methods for making components |
| US6780787B2 (en) | 2002-03-21 | 2004-08-24 | Lam Research Corporation | Low contamination components for semiconductor processing apparatus and methods for making components |
| CN100357489C (zh) * | 2002-03-21 | 2007-12-26 | 兰姆研究公司 | 用于半导体工艺设备中的低污染部件及其制造方法 |
| US8318327B2 (en) | 2002-03-21 | 2012-11-27 | Lam Research Corporation | Low contamination components for semiconductor processing apparatus and methods for making components |
| US7329467B2 (en) | 2003-08-22 | 2008-02-12 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Ceramic article having corrosion-resistant layer, semiconductor processing apparatus incorporating same, and method for forming same |
| US8017062B2 (en) | 2004-08-24 | 2011-09-13 | Yeshwanth Narendar | Semiconductor processing components and semiconductor processing utilizing same |
| JP2013209248A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Kyocera Corp | アルミン酸マグネシウム質焼結体 |
| JP2013209249A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Kyocera Corp | アルミン酸マグネシウム質焼結体 |
| KR20230152676A (ko) | 2021-03-05 | 2023-11-03 | 에이지씨 가부시키가이샤 | 근청석질 소결체 및 그 제조 방법 |
| KR20240066162A (ko) | 2021-09-14 | 2024-05-14 | 에이지씨 가부시키가이샤 | 유리 블록 및 그의 제조 방법 그리고 반도체 제조 장치용 부재 |
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| JP3659435B2 (ja) | 2005-06-15 |
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