JP2003192429A

JP2003192429A - 低熱膨張セラミックス及びこれを用いた半導体製造装置用部品並びにミラー

Info

Publication number: JP2003192429A
Application number: JP2001395382A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Takenouchi; 一憲竹之内; Masahiro Nakahara; 正博中原
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】極紫外線投影露光技術（ＥＵＶＬ）を用いた露
光装置内に配置され、露光処理に際し、高い熱量を受け
る半導体製造用部品として用いられ、熱変形を受けにく
く、輻射による伝熱の大きなセラミックスを提供する。【解決手段】０〜２０℃における熱膨張係数が１×１０
^-6／℃であって、波長３．３３〜２５．４２μｍにおけ
る平均放射率が８０％以上である低熱膨張セラミックス
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、極紫外線露光技術
（ＥＵＶＬ）を用いた露光装置におけるレチクル（マス
ク）やウエハステージ位置計測用ミラー等若しくはそれ
らの支持部材、成膜装置やエッチング装置におけるウエ
ハを保持するためのサセプタ若しくは真空チャック、又
はその他半導体製造プロセスにおける各種治具や真空装
置用構造部材などに用いられる低熱膨張セラミックス及
び該低熱膨張セラミックスを用いた半導体製造装置用部
品に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体デバイスの集積度の向上に
伴って、回路パターンの露光転写精度を上げるよう要求
が高まってきており、この要求に対応する技術としてエ
ネルギーレベルの高い超短波長の紫外線（波長１３ｎ
ｍ）やＸ線（波長０．１〜１０ｎｍ）による極紫外線投
影露光技術（ＥＵＶＬ）が用いられるようになってきて
いる。上記極紫外線投影露光技術（ＥＵＶＬ）を用いた
極紫外線縮小投影露光装置の概略構成を図１に示す。

【０００３】図１で１は、照明光学系であって、チャン
バ８内の所定位置に配置され、光源から放射された極紫
外線を集光した後、レチクルステージ３に保持され、露
光パターンを備えるレチクル２面上に所定の大きさのビ
ームに成形するものである。レチクル２を照射した極紫
外線は、ミラー４ａ、４ｂを組み合わせた縮小光学系４
を通して、ウエハステージ６上に保持されたウエハ５面
上に縮小結合される。また、ウエハステージ６上に搭載
され、ミラー面を備えるウエハステージ位置計測用ミラ
ー７は、ウエハステージ６の位置決めを計測するもので
ある（特開平７−２６３３２２号公報、「極紫外線リソ
グラフィー用光学系の開発と評価」（ＯｐｌｕｓＥ２
０００年５月）参照）。露光処理を行うに際し、チャン
バ８内の真空度が１０^-5Ｐａを超える高真空から低真空
領域で極紫外線をウエハ５に照射すると、光路上にある
空気により極紫外線の減衰が著しくなるため、チャンバ
８内の真空度を少なくとも１０^-5Ｐａ以下の超高真空に
維持しなければならない。このような超高真空中で極紫
外線を照射すると、レチクル２、レチクルステージ３、
ミラー４ａ、４ｂ、ウエハステージ６、ウエハステージ
位置計測用ミラー７等の半導体製造装置用部品に熱が発
生するが、超高真空中であるため熱の逃げ場がなく、そ
の温度は著しく上昇し、露光転写精度が低下することに
なる。

【０００４】従来、上記半導体製造装置用部品に用いら
れるセラミックスには、比較的安価で、化学的にも安定
しているという理由でアルミナ質セラミックスや窒化珪
素質セラミックスが広く用いられている。

【０００５】また、最近では、コージェライト等の低熱
膨張セラミックスや高純度の石英を半導体製造装置用部
品として応用することが提案されている（特開平８−１
４３３２９号公報、特開平１１−２０９１７１号公報、
特開２０００−２４７７３２号参照）。特開平８−１４
３３２９号公報では、高純度の石英を半導体製造におい
て使用されるフランジ、治具、断熱フィン、炉心管、均
熱管等の構成材料として用いることが提案されている。

【０００６】また、特開平１１−２０９１７１号公報や
特開２０００−２４７７３２号では、コージェライト質
セラミックスを真空装置用構造部材、サセプタ、真空チ
ャック、露光装置におけるステージ、あるいはウエハス
テージ位置計測用ミラーを始めとする半導体製造装置用
部材等に用いることが提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
製造装置用部品として一般に用いられてきたアルミナ質
セラミックスや窒化珪素質セラミックスは、金属に比べ
て熱膨張係数が小さいものの、０〜２０℃における熱膨
張係数はそれぞれ約５．０×１０^-6／℃、約１．５×１
０^-6／℃であり、雰囲気温度が０．１℃変化すると、例
えば、一辺の長さが０．５ｍ程度のウエハステージでは
数μｍの変形が発生することになり、露光等の精密さを
要求される工程ではこの変形のために、半導体の生産性
が低下するという課題があった。

【０００８】これに対し、石英はアルミナ質セラミック
スや窒化珪素質セラミックスより０〜２０℃における熱
膨張係数が０．４５×１０^-6／℃と小さい材料であるも
のの、波長３．３３〜２５．４２ｎｍにおける平均放射
率が６７％と小さいために、石英を超紫外線露光技術
（ＥＵＶＬ）を用いた露光装置の半導体製造装置用部品
に用いた場合、熱が逃げにくいという課題があった。

【０００９】また、特開平１１−２０９１７１号公報や
特開２０００−２４７７３２号で提案されるコージェラ
イト質セラミックスは、熱膨張係数が１×１０^-6／℃以
下とされているものの、低熱膨張特性と大きな放射特性
を同時に兼ね備えるものではなかった。そこで、本発
明は、低熱膨張特性を備え、しかも放射率の大きいセラ
ミックスを提供することを目的とするものである。ま
た、本発明は、上記セラミックスを用いた半導体製造装
置用部材を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の低熱膨
張セラミックスは、０〜２０℃における熱膨張係数が１
×１０^-6／℃以下であって、波長３．３３〜２５．４２
μｍにおける平均放射率が８０％以上であることを特徴
とする。

【００１１】また、本発明の熱膨張セラミックスは、室
温における熱伝導率が３Ｗ／ｍ・ｋ以上であることを特
徴とする。

【００１２】また、本発明の低熱膨張セラミックスは、
波長３．３３〜２５．４２μｍにおける平均放射率が９
４％以上であるコージェライト粉末に対し、希土類酸化
物粉末を１〜２０重量％の割合で添加、混合して得られ
た混合粉末を所望の成形手段で成形した後、温度１１０
０〜１４５０℃で焼成することにより得られることを特
徴とする。

【００１３】また、本発明の半導体製造装置用部品は、
上記低熱膨張セラミックスから形成されることを特徴と
する。

【００１４】また、本発明のミラーは、上記低熱膨張セ
ラミックスを用いたミラーであって、真空中で使用され
ることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図１を用いて本発明の実施
の形態を説明する。

【００１６】図１で、１は照明光学系であって、チャン
バ８内の所定位置に配置され、光源から放射された極紫
外線を集光した後、レチクルステージ３に保持され、露
光パターンを備えるレチクル２面上に所定の大きさのビ
ームに成形するものである。レチクル２を照射した極紫
外線は、ミラー４ａ、４ｂを組み合わせた縮小光学系４
を通して、ウエハステージ６上に保持されたウエハ５面
上に縮小結合される。また、ウエハステージ６上に搭載
され、ミラー面を備えるウエハステージ位置計測用ミラ
ー７は、ステージ６の位置決めを計測するためのもので
ある。露光処理の際、チャンバ８内の真空度は１０^-5Ｐ
ａ以下の超高真空に保たれる。

【００１７】本発明の低熱膨張セラミックスは、０〜２
０℃における熱膨張係数が１×１０ ^-6／℃以下であっ
て、略遠赤外線の波長領域の一部である波長３．３３〜
２５．４２μｍにおける平均放射率が８０％以上である
ことが重要であり、レチクル２、レチクルステージ３，
ミラー４ａ、４ｂ、ウエハステージ６、ウエハステージ
位置計測用ミラー７等の半導体製造装置用部品として用
いられることが好適である。

【００１８】ここで、上記低熱膨張セラミックスの０〜
２０℃における熱膨張係数を１×１０^-6／℃以下とした
のは、熱膨張係数が１×１０^-6／℃を超えると、温度変
化による寸法変化が大きくなるため、上記半導体製造装
置用部品に用いた場合、露光処理の際、露光転写精度の
低下を招くからである。

【００１９】また、波長３．３３〜２５．４２μｍにお
ける平均放射率を８０％以上としたのは、平均放射率が
８０％未満であると、上記半導体製造装置用部品に用い
た場合、露光装置内の雰囲気は真空であるため、これら
半導体製造装置用部品の輻射による熱伝導を大きくする
ことができず、温度上昇を抑制することができないから
である。

【００２０】ここで、波長３．３３〜２５．４２μｍに
おける平均放射率とは、波長３．３３〜２５．４２μｍ
における積分放射率の平均値をいい、遠赤外線分光放射
計を用いて測定することができる。また、波長３．３３
〜２５．４２ｎｍという波長域を選んだのは、この波長
域の平均放射率が熱伝導に大きく寄与するからである。

【００２１】また、本発明の低熱膨張セラミックスは、
０〜２０℃における熱膨張係数が１×１０^-6／℃以下で
あって、波長３．３３〜２５．４２μｍにおける平均放
射率が８０％以上であることに加え、室温における熱伝
導率が３Ｗ／ｍ・ｋ以上であることが好ましい。

【００２２】室温における熱伝導率を３Ｗ／ｍ・ｋ以上
としたのは、熱伝導率が３Ｗ／ｍ・ｋ未満であると、露
光装置の構成が上記半導体製造装置用部品と接する部品
が少ない構成となる場合、これら部品を通じて、極紫外
線の照射によって発生した熱を速やかに逃がすことがで
きず、温度上昇を抑制することができないからである。

【００２３】本発明の低熱膨張セラミックスは、秤量、
調合したガラス原料を溶融し、成形、徐冷した後、結晶
核を生成させる熱処理、次いで結晶化を促進する熱処理
を行うことで発現した主結晶相がβ−石英固溶体（β−
ＳｉＯ₂固溶体）及び／またはβ−石英（β−ＳｉＯ₂）
であり、且つ前記主結晶相の合計結晶量が６０〜７０重
量％であって、副成分としてＡｌ₂Ｏ₃２５〜３０重量
％、Ｐ₂Ｏ₅０．１〜１０重量％、Ｌｉ₂Ｏ０．１〜６重
量％、ＴｉＯ₂０．１〜４重量％、ＺｒＯ₂０．１〜４重
量％、ＺｎＯ０〜４重量％、ＭｇＯ０〜２重量％、Ｋ₂
Ｏ０．１〜２重量％、Ｎａ₂Ｏ０．１〜２重量％を含有
したガラスセラミックスであることが好ましい。

【００２４】ここで、固溶体とはβ−石英の結晶の一部
が置換されたり、結晶間に原子が侵入しているものをい
う。

【００２５】上記主結晶相をβ−石英固溶体（β−Ｓｉ
Ｏ₂固溶体）及び／またはβ−石英（β−ＳｉＯ₂）とし
たのは、β−石英固溶体（β−ＳｉＯ₂固溶体）やβ−
石英（β−ＳｉＯ₂）は、本発明の低熱膨張セラミック
スの熱膨張係数に寄与する重要な要素であり、正の熱膨
張係数を有するガラス相中に、負の熱膨張係数を有する
上記主結晶相を析出させることでガラスセラミックス全
体として熱膨張係数を所望の数値範囲内に制御すること
ができるからである。

【００２６】ここで、前記主結晶相の合計結晶量を６０
〜７０重量％としたのは、６０重量％未満では副成分の
組み合わせによっては熱膨張係数が１×１０^-6／℃を超
えることがあるからであり、一方７０重量％を超えると
十分な耐食性が得られなくなるからである。

【００２７】また、Ａｌ₂Ｏ₃を２５〜３０重量％とした
のは、２５重量％未満では、原ガラスの溶融が難しくな
ることで原ガラスの均質性が低下するとともに、上記主
結晶相を必要量生成しにくくなるからであり、一方３０
重量％を超えると原ガラスの融点が高くなり過ぎ、作業
性が悪くなるからである。

【００２８】また、Ｌｉ₂Ｏは主結晶相の一部であるβ
−石英固溶体の構成要素となる重要な成分であり、Ｌｉ
₂Ｏを０．１〜６重量％としたのは、０．１重量％未満
では、十分な結晶量が得られないからであり、一方、６
重量％を超えると上記熱処理後に得られたガラスセラミ
ックスの強度が低下するためでる。

【００２９】また、Ｐ₂Ｏ₅、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂は、いず
れも結晶核形成剤として作用し、いずれの成分も０．１
重量％以上であることが好ましい。一方、Ｐ₂Ｏ₅を１０
重量％以下、ＴｉＯ₂を４重量％以下、ＺｒＯ₂を４重量
％以下としたのは、Ｐ₂Ｏ₅が１０重量％を超えるか、若
しくはＴｉＯ₂またはＺｒＯ₂がそれぞれ４重量％を超え
ると原ガラスの溶融が難しくなり、未溶融物が発生する
ことがあるからでる。

【００３０】また、ＺｎＯ、ＭｇＯは、いずれも主結晶
相の一部であるβ−石英固溶体の構成要素となる重要な
成分であり、これら各成分をそれぞれ４重量％以下、２
重量％以下としたのは、ＺｎＯが４重量％を超えるかＭ
ｇＯが２重量％を超えると、他の副成分との組み合わせ
によっては熱膨張係数が１×１０^-6／℃を超えることが
あるからである。但し、主結晶相すべてがβ−石英であ
る場合には、ＺｎＯ、ＭｇＯを含んでいなくてもよい。

【００３１】また、Ｋ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏはガラス原料の溶融
温度を低下させるのとともに、成形時のガラスの失透を
抑制する作用を備えており、この成分をいずれも０．１
〜２重量％としたのは０．１重量％未満ではガラス原料
の溶融温度を低下させたり、成形時のガラスの失透を十
分抑制することができないからであり、一方、２重量％
を超えるとガラスセラミックスの強度が低下するからで
ある。

【００３２】さらに、均質なガラスセラミックスを得る
ために、ガラス原料を溶融させる際の清澄剤としてＡｓ
₂Ｏ₃が０．１〜２重量％含まれることが好ましく、また
不可避不純物として、ＣａＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃をそれ
ぞれ０．２重量％以下で含んでいても何等差し支えな
い。

【００３３】なお、上記主結晶相及び副成分の比率は、
蛍光Ｘ線分析装置や原子吸光分析装置を用いて測定すれ
ばよい。

【００３４】次に、上記低熱膨張セラミックスを得るた
めの製造方法について説明する。

【００３５】先ず、上述したガラスセラミックスの組成
となるように酸化物、炭酸塩、水酸化物、硝酸塩等のガ
ラス原料を秤量、調合し、坩堝等に入れた後、温度１４
００〜１５００℃で６〜８時間、撹拌しながら溶融し、
清澄な状態の原ガラスを得る。この溶融された原ガラス
を鋳込み成形等で成形し、除歪のため徐冷する。

【００３６】次いで、徐冷された上記原ガラスを温度６
２０〜８００℃で保持し、核形成を促進する。ここで、
核形成を促進させる温度を６２０〜８００℃としたの
は、６２０℃未満でも８００℃を超えても結晶核が生成
しないからである。

【００３７】上記核形成終了後、温度７００〜９５０℃
で結晶化させる。ここで、結晶化のための温度を７００
〜９５０℃としたのは、７００℃未満では十分な量の主
結晶相が成長せず、９５０℃より高いと上記原ガラスが
溶解するとともに、β−スポジュメン等ヤング率を低く
する結晶が析出するからである。

【００３８】上記結晶化終了後、５０℃／ｈｒ以下の速
度で徐冷する。ここで、徐冷の速度を５０℃／ｈｒとし
たのは、負の熱膨張係数を有する結晶が析出しているた
め、５０℃／ｈｒを超える速度で急冷すると、クラック
が入るおそれがあるからである。

【００３９】また、本発明の低熱膨張セラミックスはコ
ージライト質焼結体とすることもできるがその場合の製
造方法を説明する。

【００４０】先ず、平均粒径が１０μｍ以下、波長３．
３３〜２５．４２μｍにおける平均放射率が９４％以上
のコージェライト粉末に対して、平均粒径１０μｍ以下
の希土類酸化物粉末を１〜２０重量％の割合で添加した
後、ボールミル等を用い、十分に混合して混合粉末とす
る。ここで、コージェライト粉末の放射率を９４％以上
としたのは、９４％未満とすると、波長３．３３〜２
５．４２μｍにおける、成形、焼成、研磨工程を経たコ
ージェライト質セラミックスの平均放射率が８０％未満
となるからである。また、希土類酸化物粉末を１重量％
以上としたのは、希土類酸化物粉末を１重量％以上添加
することで、希土類酸化物粉末が後の焼成工程でコージ
ェライトの成分と反応し、液相を生成することから、低
温での焼結を実現するとともに焼結が可能な温度領域を
３５０℃まで拡げることができるからである。

【００４１】ここで、平均粒径が１０μｍ以下であっ
て、波長３．３３〜２５．４２μｍにおける平均放射率
が９４％以上のコージェライト粉末を得るには、平均粒
径５〜１０μｍのタルク、平均粒径２〜１０μｍのカオ
リン及び平均粒径４μｍ以下のアルミナを原料として粉
砕混合することで調整すればよい。

【００４２】また、希土類酸化物粉末を２０重量％以下
としたのは、希土類酸化物粉末が２０重量％を超える
と、０〜２０℃における低熱膨張セラミックスの熱膨張
係数が１×１０^-6／℃を超えるからである。

【００４３】なお、上記希土類酸化物粉末を構成する希
土類元素としては、Ｙ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｅｒ、Ｃｅ、Ｎ
ｄ、Ｓｍ等が挙げられ、これらの中でも安価に入手でき
るという点でＹ、Ｙｂが好適である。また、この希土類
元素は、コージェライト結晶の粒界に存在するが、この
希土類元素は、ＲＥ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂またはＲＥ₂Ｏ₃・２
ＳｉＯ₂等シリケート化合物結晶相（ＲＥ：希土類元
素）として存在することが好ましい。粒界相の結晶化に
より、一層の低熱膨張化が実現できるからである。

【００４４】次に、上記混合粉末を所望の成形手段、例
えば、金型プレス、冷間静水圧プレス、押し出し成形等
により任意の形状に成形し、成形体とする。

【００４５】そして、上記成形体を大気雰囲気あるいは
Ａｒ等の不活性ガス雰囲気中で、温度１１００〜１４５
０℃で焼成し、１時間当たり１００℃以上の降温速度で
徐冷することで、本発明に係る低熱膨張セラミックスを
得ることができる。

【００４６】ここで、焼成温度を１１００〜１４５０℃
としたのは、１１００℃未満では相対密度９５％以上の
緻密な焼結体を得ることができないからであり、１４５
０℃を超えると、コージェライトが溶解してしまうから
である。また、１時間当たり１００℃／時間以上とする
ことで、０〜２０℃における低熱膨張セラミックスの熱
膨張係数をより低くすることができるため、好適であ
る。

【００４７】特に、緻密化を促進するためには、コージ
ェライト粉末と希土類酸化物粉末との混合粉末をホット
プレス焼成等によって１０ＭＰａ以上の加圧下、１１０
０〜１４５０℃の温度で焼成することが好ましい。な
お、この焼成にあたっては、成形体を炭化珪素質または
アルミナ質の匣鉢内に収納して焼成することが好まし
い。また、上記成形体をさらに緻密化するには、Ａｒ若
しくはＮ₂等の非酸化性ガス雰囲気中、または酸素雰囲
気中、１００ＭＰａ以上の加圧下で９００〜１４００℃
の温度で熱間静水圧処理することも可能である。

【００４８】さらに、上記焼結体をＡｒまたはＮ₂等の
非酸化性ガス雰囲気中、温度１１００〜１４００℃で熱
処理してコージェライト結晶粒界の結晶化を促進するこ
とにより、前述したシリケート化合物結晶相を析出させ
ることができ、上記熱処理の保持時間は、更に熱膨張係
数を低くしたり、平均放射率を高くしたりする観点から
４時間以上であることが好ましい。

【００４９】以上、本発明の低熱膨張セラミックスをレ
チクル、レチクルステージ，ミラー、ウエハステージ、
ウエハステージ位置計測用ミラー等の半導体製造装置用
部品に用いた場合について説明したが、電子ビーム露光
装置、ＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉素子）を応用した微
弱磁気検出装置、走査型電子顕微鏡等真空が要求される
装置内で用いられるミラー、成膜装置やエッチング装置
におけるウエハを保持するためのサセプタや真空チャッ
ク、あるいはその他半導体製造プロセスにおける各種治
具や真空装置用構造部材などに用いることもできる。

【００５０】

【実施例】以下、本発明の低熱膨張セラミックスの実施
例について説明する。

【００５１】（実施例１）純度９９％以上、平均粒径３
μｍ、平均放射率が９４％であるコージェライト粉末に
対して、平均粒径が１μｍのＹ₂Ｏ₃、Ｙｂ₂Ｏ₃、Ｅｒ₂
Ｏ₃、ＣｅＯ₂の各希土類元素酸化物粉末を表１に示す割
合で調合後、ボールミルで２４時間混合して混合粉末と
した。次に、上記混合粉末をプレス成形して、成形体と
した後、この成形体を表１に示す焼成条件で焼成し、焼
結体を得た。

【００５２】そして、サンプルＮｏ．１０〜１５，１
８，１９，２２，２３，２６，２７については、焼結
後、表１に示す条件で、熱間静水圧処理を施した。その
後、得られた焼結体を研削あるいは研磨等の加工を施す
ことで、熱膨張係数測定用、平均放射率測定用及び熱伝
導率測定用の各サンプルを得た。

【００５３】ここで、熱膨張係数測定用サンプル、平均
放射率測定用サンプル、熱伝導率測定用サンプルの大き
さは、それぞれ幅３ｍｍ×厚み４ｍｍ×長さ１５ｍｍ、
直径４７ｍｍ×厚み２ｍｍ、直径１０ｍｍ×厚み２．
５ｍｍとし、表１に示す表面粗さＲ_aは、平均放射率測
定用サンプルの上面及び下面の表面粗さである。

【００５４】また、比較例として、アルミナ質セラミッ
クス及び石英より形成された上記各サンプルも準備し
た。

【００５５】ここで、熱膨張係数測定用サンプルを用
い、ＪＩＳＲ１６１８（１９９４）に準拠して０〜
２０℃における熱膨張係数を測定した。

【００５６】また、平均放射率については、遠赤外線分
光放射計（日本電子（株）製（ＪＩＥ−Ｅ５００））に
平均放射率測定用サンプルをセットし、該サンプルの表
面温度を３６℃としたときの波長３．３３〜２５．４２
μｍにおける平均放射率を算出した。

【００５７】また、熱伝導率測定用サンプルを用い、Ｊ
ＩＳＲ１６１１（１９９１）に準拠して室温におけ
る熱伝導率を測定した。

【００５８】上記サンプルの熱膨張係数、平均放射率、
熱伝導率の測定結果を表１に示す。

【００５９】

【表１】

【００６０】表１からわかるように本発明の低熱膨張セ
ラミックスであるＮｏ．１〜８，１０〜１４，１６〜２
７の熱膨張係数は、１×１０^-6／℃以下と低い上、平均
放射率も８０％以上と高く良好である。また、上記Ｎｏ
１〜８，１０〜１４，１６〜２７の熱伝導率も３Ｗ／ｍ
・ｋ以上と高く良好である。

【００６１】（実施例２）先ず、表２に示すガラスセラ
ミックスの組成となるようにガラス原料を秤量、調合
し、坩堝に入れた後、温度１４５０℃で７時間、撹拌し
ながら溶融し、清澄な状態の原ガラスを得た。この溶融
された原ガラスを鋳込み成形により成形し、除歪のため
徐冷した。

【００６２】次いで、徐冷された上記原ガラスを温度７
００℃で保持し、結晶核を生成させた。結晶核生成終了
後、温度８３０℃で結晶化させた後、５０℃／ｈｒ以下
の速度で徐冷した。その後、得られたガラスセラミック
スを研削あるいは研磨等の加工を施すことで、熱膨張係
数測定用、平均放射率測定用及び熱伝導率測定用の各サ
ンプルを得た。

【００６３】ここで、熱膨張係数測定用サンプル、平均
放射率測定用サンプル、熱伝導率測定用サンプルの大き
さは、それぞれ幅３ｍｍ×厚み４ｍｍ×長さ１５ｍｍ、
直径４７ｍｍ×厚み２ｍｍ、直径１０ｍｍ×厚み２．
５ｍｍとし、表１に示す表面粗さＲ_aは、平均放射率測
定用サンプルの上面及び下面の表面粗さである。

【００６４】ここで、熱膨張係数測定用サンプルを用
い、ＪＩＳＲ１６１８（１９９４）に準拠して０〜
２０℃における熱膨張係数を測定した。

【００６５】また、平均放射率については、遠赤外線分
光放射計（日本電子（株）製（ＪＩＥ−Ｅ５００））に
平均放射率測定用サンプルをセットし、該サンプルの表
面温度を３６℃としたときの波長３．３３〜２５．４２
μｍにおける平均放射率を算出した。

【００６６】また、熱伝導率測定用サンプルを用い、Ｊ
ＩＳＲ１６１１（１９９１）に準拠して室温におけ
る熱伝導率を測定した後、蛍光Ｘ線分析装置（日本フィ
リップス社製（ＰＷ−１４０４））により主結晶相及び
Ｌｉ₂Ｏ以外の副成分の比率、原子吸光分析装置（セイ
コー電子工業社製（ＳＡＳ７５００））によりＬｉ₂Ｏ
の比率を測定した。

【００６７】上記サンプルの熱膨張係数、平均放射率、
熱伝導率並びに主結晶相及び副成分の比率を測定した結
果を表２に示す。

【００６８】

【表２】

【００６９】表２からわかるように本発明の低熱膨張セ
ラミックスであるＮｏ．１〜４５の熱膨張係数はは、い
ずれも１×１０^-6／℃以下と低い上、平均放射率も８０
％以上と高く良好である。また、上記Ｎｏ．１〜４５の
熱伝導率も３Ｗ／ｍ・ｋ以上と高く良好である。

【００７０】

【発明の効果】以上のように、０〜２０℃における熱膨
張係数が１×１０^-6／℃以下であって、波長３．３３〜
２５．４２μｍにおける平均放射率が８０％以上である
低熱膨張セラミックスとすることで、材質そのものが熱
による変形を低減できるとともに、輻射による伝熱を大
きくすることができるため、半導体製造装置用部品に用
いると、露光転写精度の低下を未然に防ぐことができ
る。

【００７１】また、室温における熱伝導率を３．０Ｗ／
ｍ・ｋ以上とすることで、熱伝導による伝熱を大きくす
ることができるため、半導体製造装置用部品に用いる
と、同様に露光転写精度の低下を未然に防ぐことができ
る。

【００７２】また、波長３．３３〜２５．４２μｍにお
ける平均放射率が９４％以上であるコージェライト粉末
に対し、希土類酸化物粉末を１〜２０重量％の割合で添
加、混合して得られた混合粉末を所望の成形手段で成形
した後、温度１１００〜１４５０℃で焼成することで、
波長３．３３〜２５．４２μｍにおける平均放射率が８
０％以上であって、しかも０〜２０℃における熱膨張係
数が１×１０^-6／℃以下の緻密な焼結体を得ることがで
きる。

【００７３】さらに、本発明のミラーは、上記低熱膨張
セラミックスを用いたミラーであって、真空中で使用さ
れることで、ミラーそのものが熱による変形を低減でき
るとともに、輻射による伝熱を大きくすることができる
ため、例えば、真空が要求される装置内の所定位置にミ
ラーを配置した場合、その装置の信頼性を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の低熱膨張セラミックスを用いた極紫外
線縮小投影露光装置を示す概略図である。

【符号の説明】

１：照明光学系２：レチクル（マスク）３：レチクルステージ４：ミラー５：ウエハ６：ウエハステージ７：ウエハステージ位置計測用ミラー８：チャンバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】０〜２０℃における熱膨張係数が１×１０
^-6／℃以下であって、波長３．３３〜２５．４２μｍに
おける平均放射率が８０％以上であることを特徴とする
低熱膨張セラミックス。
【請求項２】室温における熱伝導率が３Ｗ／ｍ・ｋ以上
であることを特徴とする請求項１に記載の低熱膨張セラ
ミックス。
【請求項３】波長３．３３〜２５．４２μｍにおける平
均放射率が９４％以上であるコージェライト粉末に対
し、希土類酸化物粉末を１〜２０重量％の割合で添加、
混合して得られた混合粉末を所望の成形手段で成形した
後、温度１１００〜１４５０℃で焼成することにより得
られることを特徴とする低熱膨張セラミックス。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の低熱膨
張セラミックスからなることを特徴とする半導体製造装
置用部品。
【請求項５】請求項１乃至３のいずれかに記載の低熱膨
張セラミックスからなり、真空中で使用されることを特
徴とするミラー。