JP2001031466A - 耐食性セラミックス部材 - Google Patents
耐食性セラミックス部材Info
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- JP2001031466A JP2001031466A JP20716299A JP20716299A JP2001031466A JP 2001031466 A JP2001031466 A JP 2001031466A JP 20716299 A JP20716299 A JP 20716299A JP 20716299 A JP20716299 A JP 20716299A JP 2001031466 A JP2001031466 A JP 2001031466A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハロゲン系腐蝕ガスまたはハロゲンガスプラ
ズマに対する耐性が高く、しかも誘電損失が小さい耐食
性セラミックス部材を提供すること。 【解決手段】 ハロゲン系腐蝕ガスあるいはそれらのプ
ラズマに曝される部位が、酸化イットリウム、酸化アル
ミニウム、および酸化ケイ素からなり、酸化イットリウ
ム：酸化アルミニウムの重量比が５７．０：４３．０〜
５８．０：４２．０の範囲であり、酸化ケイ素は、酸化
イットリウムと酸化アルミニウムの合計量に対して０．
１５〜０．５重量％の範囲で含有し、Ｘ線回折によりα
−Ａｌ２Ｏ ３の結晶相が検出されない。
ズマに対する耐性が高く、しかも誘電損失が小さい耐食
性セラミックス部材を提供すること。 【解決手段】 ハロゲン系腐蝕ガスあるいはそれらのプ
ラズマに曝される部位が、酸化イットリウム、酸化アル
ミニウム、および酸化ケイ素からなり、酸化イットリウ
ム：酸化アルミニウムの重量比が５７．０：４３．０〜
５８．０：４２．０の範囲であり、酸化ケイ素は、酸化
イットリウムと酸化アルミニウムの合計量に対して０．
１５〜０．５重量％の範囲で含有し、Ｘ線回折によりα
−Ａｌ２Ｏ ３の結晶相が検出されない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス製
造工程等に好適な、ハロゲン系腐蝕ガスまたはハロゲン
ガスプラズマに対する耐性の高い耐食性セラミックス部
材に関する。
造工程等に好適な、ハロゲン系腐蝕ガスまたはハロゲン
ガスプラズマに対する耐性の高い耐食性セラミックス部
材に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイス製造工程においては、化
学的腐蝕性の高い環境下で用いられる部材が多い。この
ような部材としては、例えば、ベルジャー、チャンバ
ー、サセプター、クランプリング、フォーカスリング等
を挙げることができ、これらは例えば腐蝕性の高いハロ
ゲン系ガスによるドライエッチング工程で使用されるた
め、ハロゲンガスプラズマ環境下での耐食性が高いこと
が要求される。
学的腐蝕性の高い環境下で用いられる部材が多い。この
ような部材としては、例えば、ベルジャー、チャンバ
ー、サセプター、クランプリング、フォーカスリング等
を挙げることができ、これらは例えば腐蝕性の高いハロ
ゲン系ガスによるドライエッチング工程で使用されるた
め、ハロゲンガスプラズマ環境下での耐食性が高いこと
が要求される。
【０００３】従来、この種の部材として石英ガラス（Ｓ
ｉＯ２）やアルミナ焼結体（Ａｌ２Ｏ３）が用いられて
きたが、ハロゲンガスプラズマ環境下での耐食性が十分
ではなく、これらに代わって希土類元素を含む複合酸化
物を用いることが検討されている。
ｉＯ２）やアルミナ焼結体（Ａｌ２Ｏ３）が用いられて
きたが、ハロゲンガスプラズマ環境下での耐食性が十分
ではなく、これらに代わって希土類元素を含む複合酸化
物を用いることが検討されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな希土類元素を含む複合酸化物にも以下のような問題
がある。すなわちＹ２Ｏ３に代表される希土類酸化物を
含む複合酸化物はいずれも誘電損失が大きく、装置のマ
ッチングがとりにくいことや、損失による発熱により連
続使用時の破損が懸念される。
うな希土類元素を含む複合酸化物にも以下のような問題
がある。すなわちＹ２Ｏ３に代表される希土類酸化物を
含む複合酸化物はいずれも誘電損失が大きく、装置のマ
ッチングがとりにくいことや、損失による発熱により連
続使用時の破損が懸念される。
【０００５】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、ハロゲン系腐蝕ガスまたはハロゲンガスプラ
ズマに対する耐性が高く、しかも誘電損失が小さい耐食
性セラミックス部材を提供することを目的とする。
であって、ハロゲン系腐蝕ガスまたはハロゲンガスプラ
ズマに対する耐性が高く、しかも誘電損失が小さい耐食
性セラミックス部材を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく研究を重ねた結果、ハロゲン系腐蝕ガスあ
るいはそれらのプラズマに曝される部位を、酸化イット
リウムおよび酸化アルミニウムを所定の比率で含有し、
Ｘ線回折によりα−Ａｌ２Ｏ３の結晶相が検出されない
ようにすることにより、ハロゲン系腐蝕ガスあるいはそ
れらのプラズマに対する耐食性が高いものとなり、さら
に、これに微量の酸化ケイ素を添加することにより誘電
損失が改善することを見出し本発明を完成するに至っ
た。
を解決すべく研究を重ねた結果、ハロゲン系腐蝕ガスあ
るいはそれらのプラズマに曝される部位を、酸化イット
リウムおよび酸化アルミニウムを所定の比率で含有し、
Ｘ線回折によりα−Ａｌ２Ｏ３の結晶相が検出されない
ようにすることにより、ハロゲン系腐蝕ガスあるいはそ
れらのプラズマに対する耐食性が高いものとなり、さら
に、これに微量の酸化ケイ素を添加することにより誘電
損失が改善することを見出し本発明を完成するに至っ
た。
【０００７】すなわち、本発明は、ハロゲン系腐蝕ガス
あるいはそれらのプラズマに曝される部位が、酸化イッ
トリウム、酸化アルミニウム、および酸化ケイ素からな
り、酸化イットリウム：酸化アルミニウムの重量比が５
７．０：４３．０〜５８．０：４２．０の範囲であり、
酸化ケイ素は、酸化イットリウムと酸化アルミニウムの
合計量に対して０．１５〜０．５重量％の範囲で含有
し、Ｘ線回折によりα−Ａｌ２Ｏ３の結晶相が検出され
ないことを特徴とする耐食性セラミックス部材を提供す
るものである。
あるいはそれらのプラズマに曝される部位が、酸化イッ
トリウム、酸化アルミニウム、および酸化ケイ素からな
り、酸化イットリウム：酸化アルミニウムの重量比が５
７．０：４３．０〜５８．０：４２．０の範囲であり、
酸化ケイ素は、酸化イットリウムと酸化アルミニウムの
合計量に対して０．１５〜０．５重量％の範囲で含有
し、Ｘ線回折によりα−Ａｌ２Ｏ３の結晶相が検出され
ないことを特徴とする耐食性セラミックス部材を提供す
るものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。本発明のセラミックス部材は、ハロゲン系腐蝕
ガスあるいはそれらのプラズマに曝される部位が、酸化
イットリウム（イットリア；Ｙ２Ｏ３）および酸化アル
ミニウム（アルミナ；Ａｌ２Ｏ３）を主体とし、酸化イ
ットリウム：酸化アルミニウムの重量比が５７．０：４
３．０〜５８．０：４２．０の範囲である。このよう
に、酸化イットリウムおよび酸化アルミニウムを主体と
することにより、ハロゲン系腐蝕ガスあるいはそれらの
プラズマに対する耐性を高いものとすることができる。
明する。本発明のセラミックス部材は、ハロゲン系腐蝕
ガスあるいはそれらのプラズマに曝される部位が、酸化
イットリウム（イットリア；Ｙ２Ｏ３）および酸化アル
ミニウム（アルミナ；Ａｌ２Ｏ３）を主体とし、酸化イ
ットリウム：酸化アルミニウムの重量比が５７．０：４
３．０〜５８．０：４２．０の範囲である。このよう
に、酸化イットリウムおよび酸化アルミニウムを主体と
することにより、ハロゲン系腐蝕ガスあるいはそれらの
プラズマに対する耐性を高いものとすることができる。
【０００９】酸化イットリウム：酸化アルミニウムの重
量比が５７．０：４３．０〜５８．０：４２．０の範囲
としたのは、この範囲よりも酸化アルミニウムが多くな
ると、α−Ａｌ２Ｏ３相が偏析し、このα−Ａｌ２Ｏ３
相はハロゲンガスに対し十分な耐食性を持たないため耐
食性が低下するからであり、一方、この範囲よりも酸化
イットリウムが多くなると不均一組織となり腐蝕ムラが
発生し、パーティクルの発生が多くなるからである。酸
化イットリウム：酸化アルミニウムの重量比がこの範囲
内であれば、これらの複合酸化物、例えばイットリウム
−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）が形成される。
量比が５７．０：４３．０〜５８．０：４２．０の範囲
としたのは、この範囲よりも酸化アルミニウムが多くな
ると、α−Ａｌ２Ｏ３相が偏析し、このα−Ａｌ２Ｏ３
相はハロゲンガスに対し十分な耐食性を持たないため耐
食性が低下するからであり、一方、この範囲よりも酸化
イットリウムが多くなると不均一組織となり腐蝕ムラが
発生し、パーティクルの発生が多くなるからである。酸
化イットリウム：酸化アルミニウムの重量比がこの範囲
内であれば、これらの複合酸化物、例えばイットリウム
−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）が形成される。
【００１０】酸化イットリウム：酸化アルミニウムの重
量比が上記範囲内であってもＸ線回折的にα−Ａｌ２Ｏ
３相が検出される場合があるが、α−Ａｌ２Ｏ３相はＹ
ＡＧに代表される酸化イットリウムと酸化アルミニウム
との複合酸化物相に比較して耐食性が劣り、パーティク
ル発生の原因となるので好ましくない。
量比が上記範囲内であってもＸ線回折的にα−Ａｌ２Ｏ
３相が検出される場合があるが、α−Ａｌ２Ｏ３相はＹ
ＡＧに代表される酸化イットリウムと酸化アルミニウム
との複合酸化物相に比較して耐食性が劣り、パーティク
ル発生の原因となるので好ましくない。
【００１１】本発明のセラミックス部材は、上記酸化イ
ットリウムおよび酸化アルミニウムの他に酸化ケイ素
（ＳｉＯ２）を、酸化イットリウムおよび酸化アルミニ
ウムの合計量に対し外部添加で０．１５〜０．５重量％
添加する。
ットリウムおよび酸化アルミニウムの他に酸化ケイ素
（ＳｉＯ２）を、酸化イットリウムおよび酸化アルミニ
ウムの合計量に対し外部添加で０．１５〜０．５重量％
添加する。
【００１２】酸化ケイ素は、誘電損失を低下させるため
に重要な元素であり、酸化イットリウムおよび酸化アル
ミニウムの合計量に対し上述の範囲で添加することによ
り、誘電損失を適切な範囲とすることができる。
に重要な元素であり、酸化イットリウムおよび酸化アル
ミニウムの合計量に対し上述の範囲で添加することによ
り、誘電損失を適切な範囲とすることができる。
【００１３】しかし、酸化ケイ素が０．１５重量％未満
では、誘電損失を低下させる効果が十分に発揮されず、
誘電損失が高いものとなってしまう。逆に、酸化ケイ素
が０．５重量％を超えた場合には誘電損失を低下させる
効果が飽和するばかりか、耐食性が低下してしまう。
では、誘電損失を低下させる効果が十分に発揮されず、
誘電損失が高いものとなってしまう。逆に、酸化ケイ素
が０．５重量％を超えた場合には誘電損失を低下させる
効果が飽和するばかりか、耐食性が低下してしまう。
【００１４】以上のように、本発明のセラミックス部材
は、ハロゲン系腐蝕ガスあるいはそれらのプラズマに曝
される部位を、酸化イットリウムおよび酸化アルミニウ
ムを主体とし、これらの重量比を５７．０：４３．０〜
５８．０：４２．０の範囲とし、これに酸化ケイ素を酸
化イットリウムと酸化アルミニウムの合計量に対して
０．１５〜０．５重量％の範囲で含有させ、さらにＸ線
回折によりα−Ａｌ２Ｏ ３の結晶相が検出されないよう
にしたので、ハロゲン系腐蝕ガスまたはハロゲンガスプ
ラズマに対する耐性が高く、しかも誘電損失が小さい。
は、ハロゲン系腐蝕ガスあるいはそれらのプラズマに曝
される部位を、酸化イットリウムおよび酸化アルミニウ
ムを主体とし、これらの重量比を５７．０：４３．０〜
５８．０：４２．０の範囲とし、これに酸化ケイ素を酸
化イットリウムと酸化アルミニウムの合計量に対して
０．１５〜０．５重量％の範囲で含有させ、さらにＸ線
回折によりα−Ａｌ２Ｏ ３の結晶相が検出されないよう
にしたので、ハロゲン系腐蝕ガスまたはハロゲンガスプ
ラズマに対する耐性が高く、しかも誘電損失が小さい。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。純
度９９．９％以上の酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）と純
度９９．９％以上の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を
合計２００ｇ秤量し、これらをイオン交換水２００ｇお
よび鉄芯入りナイロンボール２５０ｇとともにポリエチ
レンポット中に装入し、さらに添加剤として所定量のＳ
ｉＯ２を添加し、１６時間混合した。得られたスラリー
をロータリーエバポレーターで減圧乾燥した後、得られ
た粉末を＃１００のナイロンメッシュを用いてメッシュ
パスを行った。この粉末を直径１５ｍｍ、厚さ６ｍｍに
成形した後、冷間静水圧プレス成形して成形体を得た。
得られた成形体を大気雰囲気の電気炉中で、所定温度４
時間の焼成を行った。
度９９．９％以上の酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）と純
度９９．９％以上の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を
合計２００ｇ秤量し、これらをイオン交換水２００ｇお
よび鉄芯入りナイロンボール２５０ｇとともにポリエチ
レンポット中に装入し、さらに添加剤として所定量のＳ
ｉＯ２を添加し、１６時間混合した。得られたスラリー
をロータリーエバポレーターで減圧乾燥した後、得られ
た粉末を＃１００のナイロンメッシュを用いてメッシュ
パスを行った。この粉末を直径１５ｍｍ、厚さ６ｍｍに
成形した後、冷間静水圧プレス成形して成形体を得た。
得られた成形体を大気雰囲気の電気炉中で、所定温度４
時間の焼成を行った。
【００１６】得られた焼結体の表面のＸ線回折を行い、
かつ誘電損失の測定を行った。また、焼結体の片面を鏡
面研磨し、平行平板型ＲＩＥエッチング装置のチャンバ
ー内に装入し、ＣＦ４＋Ｏ２のプラズマによる腐蝕試験
を行った。その際、研磨面の一部をポリイミドテープで
マスクし、マスクのある部分とない部分の段差を測定す
ることによりエッチング速度を算出した。また、チャン
バー内のウエハ上のパーティクル数を測定した。表１に
これらの結果を示す。
かつ誘電損失の測定を行った。また、焼結体の片面を鏡
面研磨し、平行平板型ＲＩＥエッチング装置のチャンバ
ー内に装入し、ＣＦ４＋Ｏ２のプラズマによる腐蝕試験
を行った。その際、研磨面の一部をポリイミドテープで
マスクし、マスクのある部分とない部分の段差を測定す
ることによりエッチング速度を算出した。また、チャン
バー内のウエハ上のパーティクル数を測定した。表１に
これらの結果を示す。
【００１７】表１に示すように、本発明の範囲内の実施
例であるＮｏ．１，２は、十分に緻密化しており、Ｘ線
的にα−Ａｌ２Ｏ３相も検出されず、エッチング速度も
２〜３ｎｍ／ｍｉｎと極めて小さな値を示し、誘電損失
も低い値を示した。
例であるＮｏ．１，２は、十分に緻密化しており、Ｘ線
的にα−Ａｌ２Ｏ３相も検出されず、エッチング速度も
２〜３ｎｍ／ｍｉｎと極めて小さな値を示し、誘電損失
も低い値を示した。
【００１８】これに対して、ＳｉＯ２の添加量が本発明
の範囲外のＮｏ．３〜６のうち、添加量が少ないＮｏ．
３，５では誘電損失が高く、添加量の多いＮｏ．４，６
では耐エッチング性が低下することが確認された。
の範囲外のＮｏ．３〜６のうち、添加量が少ないＮｏ．
３，５では誘電損失が高く、添加量の多いＮｏ．４，６
では耐エッチング性が低下することが確認された。
【００１９】酸化イットリウムと酸化アルミニウムとの
重量比が本発明の範囲ではあるが、Ｘ線回折によりα−
Ａｌ２Ｏ３相が検出されたＮｏ．７ではパーティクル数
が多く、不適であることが確認された。
重量比が本発明の範囲ではあるが、Ｘ線回折によりα−
Ａｌ２Ｏ３相が検出されたＮｏ．７ではパーティクル数
が多く、不適であることが確認された。
【００２０】酸化イットリウムと酸化アルミニウムとの
重量比が本発明において規定する範囲よりも酸化アルミ
ニウムリッチ側に外れるＮｏ．８ではエッチング速度が
高く、また、酸化イットリウムリッチ側に外れるＮｏ．
９ではパーティクル数が多いことが確認された。
重量比が本発明において規定する範囲よりも酸化アルミ
ニウムリッチ側に外れるＮｏ．８ではエッチング速度が
高く、また、酸化イットリウムリッチ側に外れるＮｏ．
９ではパーティクル数が多いことが確認された。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ハロゲン系腐蝕ガスあるいはそれらのプラズマに曝され
る部位を、酸化イットリウムおよび酸化アルミニウムを
主体とし、これらの重量比を５７．０：４３．０〜５
８．０：４２．０の範囲とし、これに酸化ケイ素を酸化
イットリウムと酸化アルミニウムの合計量に対して０．
１５〜０．５重量％の範囲で含有させ、さらにＸ線回折
によりα−Ａｌ２Ｏ３の結晶相が検出されないようにし
たので、ハロゲン系腐蝕ガスまたはハロゲンガスプラズ
マに対する耐性が高く、しかも誘電損失が小さい耐食性
セラミックス部材を得ることができる。
ハロゲン系腐蝕ガスあるいはそれらのプラズマに曝され
る部位を、酸化イットリウムおよび酸化アルミニウムを
主体とし、これらの重量比を５７．０：４３．０〜５
８．０：４２．０の範囲とし、これに酸化ケイ素を酸化
イットリウムと酸化アルミニウムの合計量に対して０．
１５〜０．５重量％の範囲で含有させ、さらにＸ線回折
によりα−Ａｌ２Ｏ３の結晶相が検出されないようにし
たので、ハロゲン系腐蝕ガスまたはハロゲンガスプラズ
マに対する耐性が高く、しかも誘電損失が小さい耐食性
セラミックス部材を得ることができる。
フロントページの続き (72)発明者 大滝 浩通 宮城県仙台市泉区明通三丁目５番 株式会 社日本セラテック本社工場内 (72)発明者 岸 幸男 宮城県仙台市泉区明通三丁目５番 株式会 社日本セラテック本社工場内 Ｆターム(参考） 4G031 AA08 AA29 AA30 BA26 CA01 5F004 AA16 BB21 BB29 DA00
Claims (1)
- 【請求項１】 ハロゲン系腐蝕ガスあるいはそれらのプ
ラズマに曝される部位が、酸化イットリウム、酸化アル
ミニウム、および酸化ケイ素からなり、酸化イットリウ
ム：酸化アルミニウムの重量比が５７．０：４３．０〜
５８．０：４２．０の範囲であり、酸化ケイ素は、酸化
イットリウムと酸化アルミニウムの合計量に対して０．
１５〜０．５重量％の範囲で含有し、Ｘ線回折によりα
−Ａｌ ２Ｏ３の結晶相が検出されないことを特徴とする
耐食性セラミックス部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20716299A JP2001031466A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | 耐食性セラミックス部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20716299A JP2001031466A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | 耐食性セラミックス部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001031466A true JP2001031466A (ja) | 2001-02-06 |
Family
ID=16535263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20716299A Pending JP2001031466A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | 耐食性セラミックス部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001031466A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7407904B2 (en) | 2005-07-15 | 2008-08-05 | Toto Ltd. | Yttria sintered body and corrosion-resistant material, and manufacturing method |
| JP2010174325A (ja) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Kyocera Corp | 放電用電極体、放電用電極アセンブリおよび放電処理装置 |
| KR101087514B1 (ko) * | 2006-09-11 | 2011-11-28 | 가부시키가이샤 알박 | 드라이 에칭 방법 |
| WO2023162743A1 (ja) * | 2022-02-26 | 2023-08-31 | Toto株式会社 | 複合構造物および複合構造物を備えた半導体製造装置 |
-
1999
- 1999-07-22 JP JP20716299A patent/JP2001031466A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7407904B2 (en) | 2005-07-15 | 2008-08-05 | Toto Ltd. | Yttria sintered body and corrosion-resistant material, and manufacturing method |
| US7566675B2 (en) | 2005-07-15 | 2009-07-28 | Toto Ltd. | Corrosion-resistant material manufacturing method |
| KR101087514B1 (ko) * | 2006-09-11 | 2011-11-28 | 가부시키가이샤 알박 | 드라이 에칭 방법 |
| JP2010174325A (ja) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Kyocera Corp | 放電用電極体、放電用電極アセンブリおよび放電処理装置 |
| WO2023162743A1 (ja) * | 2022-02-26 | 2023-08-31 | Toto株式会社 | 複合構造物および複合構造物を備えた半導体製造装置 |
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| Date | Code | Title | Description |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20090120 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20090714 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |