JPH1129378A - セラミックス複合部材 - Google Patents
セラミックス複合部材Info
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Abstract
高い寸法精度を維持し、かつ、シリコンウェハ−のダメ
−ジ抑制、パ−ティクル付着防止を満足できる複合部
材。 【解決手段】 20℃から50℃の間の平均熱膨張係数
が1.5×10-6/℃以下である窒化ケイ素またはサイ
アロンを基材とし、該基材表面にTiO2-x(2>x>0)膜又
はTiO2-x(2>x>0)とTiO2の混合組成よりなる膜を
形成してなることを特徴とするセラミックス複合部材。
Description
されるセラミックス部材に関するものである。
ンウエハーの搬送、保持には、ステンレス等の金属部材
が用いられてきた。近年、半導体ウエハーの大口径化、
回路パターンの高密度化に伴って、部材の変形の抑制、
ウエハーに対する金属汚染の抑制、長期に亘る精度維持
が要求されるようになり、セラミックス部材が多く使用
されるようになってきた。使用されるセラミックスとし
ては、アルミナあるいは炭化けい素等があり、精度面で
の経時変化が小さく金属部材に比較して、長期間に亘る
高精度維持が可能になってきた。
ーの大口径化、回路パターンの高密度化が急速に進む中
で、上記の様なセラミックス部材を用いても、種々の不
良が多発するという問題が発生してきている。半導体製
造工程における不良原因としては、セラミックス部材の
熱膨張に起因する精度低下、セラミックスとシリコンウ
エハーの摩擦によるシリコンウエハーの傷つきおよびそ
れによるパーティクルの発生、静電気によるパーティク
ルの付着等がある。従って、半導体製造工程に使用する
セラミックス部材としては、寸法精度維持の面で、高剛
性および低熱膨張性、シリコンウエハーへのダメージ抑
制のために低硬度、パーティクル付着防止のために静電
気除去可能な導電性が要求される。
は、これらの要求の全てを満足することはできない。セ
ラミックス部材の多くは、高剛性という点では共通して
優れているが、例えばアルミナ部材では、絶縁体である
ためパーティクルの付着が発生するばかりでなく、熱膨
張係数も6×10-6/℃以上あり、熱変化に対する精度
低下も大きい。炭化けい素は、106Ω・cm以下の抵
抗率であるため、パーティクルの付着を抑制することは
できる。しかしながら、ビッカース硬度は2000Kg/
mm2以上あり、シリコンウエハーを傷つけやすく、熱膨
張係数もアルミナに比べると小さいが2.5×10-6/
℃以上あり、熱的安定性に関しても必ずしも満足できる
ものではない。本発明は、かかる問題点に鑑みなされた
ものであって、その目的は、高い寸法精度を維持しつ
つ、シリコンウエハーへのダメージ、およびパーティク
ルの発生・付着を抑制し得るセラミックス部材を提供す
ることにある。
に、部材構造について詳細に検討した結果、熱膨張係数
の小さい窒化ケイ素またはサイアロン基材表面に酸素欠
損を有する酸化チタン膜を形成することにより、温度変
化に対しても高い寸法精度を維持でき、シリコンウエハ
ーへのダメージおよびパーティクルの発生・付着を抑制
し得る複合セラミックス部材が得られることを見出し本
発明を完成するに至った。即ち本発明は、20℃から5
0℃の間の平均熱膨張係数が1.5×10-6/℃以下の
窒化ケイ素またはサイアロンを基材とし、その基材表面
にTiO2-x膜(2>x>0)を形成してなることを要旨とする
ものである。
は、その製法は規定されるものではなく、部材の構成そ
のものが重要となる。本発明におけるセラミックス基材
に要求される性能としては、その目的から高剛性と低熱
膨張性が挙げられる。低熱膨張性だけに着目すれば、石
英ガラスやチタン酸アルミ等の低熱膨張材も優れている
が、これら材料は概してヤング率が低く熱変化以前に応
力に対する精度維持の面で問題がある。本発明では、基
材を窒化ケイ素またはサイアロンとしたが、これは、ヤ
ンク率が200GPa以上の高剛性セラミックスの中で
は、窒化ケイ素およびサイアロンが最も小さい熱膨張係
数を有しているからである。
またはサイアロンの20℃から50℃の間の熱膨張係数
が1.5×10-6/℃以下であることを要件としている
が、これは、従来材料の中で比較的熱膨張係数の小さい
炭化けい素に対しても十分な優位性が確保できる範囲を
指定したものである。窒化ケイ素やサイアロンの熱膨張
係数は、添加する焼結助剤や焼結条件により左右される
が、例えば、Y2O3、Al2O3、MgO等の焼結助剤を
総量で15%未満添加して、常圧焼結、ガス圧焼結ある
いはHIP焼結を行って得られた、相対密度で95%以
上の緻密質焼結体であれば、20℃〜50℃の間の平均
熱膨張係数は1.5×10-6/℃以下となり、本発明の
基材として用いることができる。
ーのダメージ低減の目的から硬度が小さいことおよび静
電気によるパーティクル付着防止のために導電性が要求
される。導電性セラミックスとしては、炭化けい素や炭
化チタンあるいは窒化チタン等があるが、これらは高硬
度であり、シリコンウエハーとの接触時にシリコンウエ
ハーを傷つけやすいため好ましくない。本発明では、酸
素欠損を有する酸化チタン単独あるいは酸素欠損を有す
る酸化チタンと酸素欠損を有しない通常の酸化チタンの
混合組成よりなるものとした。この場合、TiO2-x(2>
x>0)とTiO2の比は0.6以上であることが好まし
い。0.6以下であると導電性が急激に低くなり、パ−
ティクルの付着を防止することができない。
/mm2程度であり、シリコンウエハーの硬度約900Kg/
mm2と比較してもその差は小さい。また、TiO2組成で
表される二酸化チタンは、絶縁性であるが、酸素欠損を
生じたTiO2-x(2>x>0)は導電性を有するため、パーテ
ィクルの付着防止のための静電気除去が可能となる。こ
の酸素欠損を有する酸化チタン表面膜を形成することの
効果、即ちシリコンウエハーへのダメージ抑制および静
電気除去効果についてだけであれば、基材の種類に拘わ
らないことはいうまでもない。
しては、TiO2-xにおけるxの値が0.1〜0.4の範
囲である。酸化チタンはTiO2組成が最も安定な組成
ではあるが、導電性を有する酸素欠損型の酸化チタンの
中では、TiO1.86あるいはTiO1.67等の準安定組成
も存在する。これら準安定組成単独あるいは、準安定組
成と安定組成の混合組成のものが長期に使用する膜組成
としては好ましい。
酸素分圧を制御したイオンプレーティング、スパッタ、
CVD等が挙げられる。本発明においては、この酸化チ
タン膜の厚みは特に規定しないが、必要以上に厚くする
ことは、経済的に不利になるばかりでなく、酸化チタン
の熱膨張係数が大きいため部材全体としての熱膨張を大
きくする方向に働き好ましくない。通常は、基材の厚み
の1%以下程度であれば、部材全体の熱膨張は質基材の
熱膨張そのものと考えて差し支えない範囲の影響しかな
く、本発明の目的は達し得る。
明する。
gOを2%、Al2O3を2%添加した粉末をプレス成形
後、窒素気流中1700℃で3時間常圧焼結した。得ら
れた焼結体の20℃から50℃の間の平均熱膨張係数は
1.2×10-6/℃であった。この焼結体を研削および
研磨加工してφ2mm×20mmの円柱状の窒化ケイ素基材
とし、ついで酸化チタンを蒸発源としてイオンプレーテ
ィング処理を行って、厚さ3μmの酸素欠損型の酸化チ
タン(TiO2-x)によりコ−ティングを施し試料とし
た。この試料の酸素欠損型の酸化チタンコ−ティングよ
りサンプルを採取しXの値を調べた結果0.3であるこ
とが判明した。この試料を用いて、20℃から50℃の
間の平均熱膨張係数を測定した結果を表1に示す。ま
た、酸素欠損型の酸化チタンコ−ティングの厚みを変化
させ、4探針法によりそのときの抵抗率を測定し、その
結果を表2に示した。
た20℃から50℃の間の平均熱膨張係数が1.2×1
0-6/℃である窒化ケイ素基材に厚さ3μmの酸素欠損
型の酸化チタン(TiO1.7)によりコ−ティングを施
した試料及びシリコンウェハ−を用い、ピンオンディス
ク摩耗試験を行った。即ち、押しつけ加重5Kgfでピン
をシリコンウェハ−に押しつけた状態で、シリコンウェ
ハ−を回転させることにより、ピンとシリコンウェハ−
板を摺動させた。摺動距離が1Kmに達した段階で摺動を
停止し、摺動前後のシリコンウェハ−の重量測定から、
シリコンウェハ−の摩耗量を測定し、その結果を表3に
示した。
が施されていない炭化けい素を比較例1とし、また酸素
欠損型の酸化チタンコ−ティングが施されていないアル
ミナを比較例2とし、実施例1と同様に20℃から50
℃の間の平均熱膨張係数を測定し、その結果を表1に示
した。また、同炭化けい素及びアルミナを実施例1と同
様に、φ2mm×20mmのピン形状に加工し、シリコンウ
ェハ−を用い、ピンオンディスク摩耗試験を行い、その
結果を表3に示した。
比べて20℃から50℃の間の平均熱膨張係数が小さ
く、温度変化に対する精度維持特性が優れていることが
分かる。また、表2より、酸素欠損型の酸化チタンコ−
ティングの厚みは0.3μmでも十分な導電性が確保で
きることが分かる。さらに、表3より、本発明の複合材
料を用いた場合は、従来材料を用いた場合に比べ、シリ
コンウェハ−の摩耗量が少なく、したがってシリコンウ
ェハ−の損傷量が少ないことが分かる。
いるセラミック部材として用いた場合、応力及び温度変
化に対する寸法維持精度、シリコンウェハ−のダメ−ジ
抑制、パ−ティクル付着防止に極めて有効である
Claims (4)
- 【請求項1】 20℃から50℃の間の平均熱膨張係数
が1.5×10-6/℃以下である窒化ケイ素またはサイ
アロンを基材とし、該基材表面にTiO2-x(2>x>0)膜又
はTiO2-x(2>x>0)とTiO2の混合組成よりなる膜を
形成してなることを特徴とするセラミックス複合部材。 - 【請求項2】 TiO2-xのxが0.1〜0.4である請
求項1記載のセラミックス複合部材。 - 【請求項3】 膜の厚みが基材の厚みの1%以下である
請求項1又は請求項2記載のセラミックス複合部材。 - 【請求項4】 TiO2-x(2>x>0)とTiO2の比が0.
6以上である請求項1,2又は3記載のセラミックス複
合部材。
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JP19798297A JP3799139B2 (ja) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | セラミックス複合部材 |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001025161A3 (en) * | 1999-09-09 | 2001-10-11 | Lockheed Corp | Photocatalytic coatings on optical solar reflectors to decompose organic contaminants |
US6766937B2 (en) | 2002-12-20 | 2004-07-27 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Ultrasonic rotary horn repair |
US6942929B2 (en) | 2002-01-08 | 2005-09-13 | Nianci Han | Process chamber having component with yttrium-aluminum coating |
US7371467B2 (en) | 2002-01-08 | 2008-05-13 | Applied Materials, Inc. | Process chamber component having electroplated yttrium containing coating |
WO2021215245A1 (ja) * | 2020-04-22 | 2021-10-28 | 住友化学株式会社 | 粒子群、粉体組成物、固体組成物、液体組成物、及び、成形体 |
-
1997
- 1997-07-09 JP JP19798297A patent/JP3799139B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|---|---|---|
WO2001025161A3 (en) * | 1999-09-09 | 2001-10-11 | Lockheed Corp | Photocatalytic coatings on optical solar reflectors to decompose organic contaminants |
US6942929B2 (en) | 2002-01-08 | 2005-09-13 | Nianci Han | Process chamber having component with yttrium-aluminum coating |
US7371467B2 (en) | 2002-01-08 | 2008-05-13 | Applied Materials, Inc. | Process chamber component having electroplated yttrium containing coating |
US9012030B2 (en) | 2002-01-08 | 2015-04-21 | Applied Materials, Inc. | Process chamber component having yttrium—aluminum coating |
US6766937B2 (en) | 2002-12-20 | 2004-07-27 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Ultrasonic rotary horn repair |
WO2021215245A1 (ja) * | 2020-04-22 | 2021-10-28 | 住友化学株式会社 | 粒子群、粉体組成物、固体組成物、液体組成物、及び、成形体 |
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