JP4502683B2 - 多孔質アルミナ焼結体およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、本体中を貫通する多数の気孔を有す多孔質アルミナ焼結体およびその製造方法に関する。

また、多孔質アルミナ焼結体を用いた真空チャックおよびフィルターに関する。

さらに、内部を気体または液体を通過させ、加圧または減圧することにより、面上の物体を浮上または吸引する機能を有する多孔質アルミナ焼結体に関する。

多孔質アルミナ製造に関わる技術は現在まで助剤や他成分を加えたりする方法、発泡剤を使用して気孔を作る方法など多数提案がなされている。
本発明に関する従来の技術としては特許文献１に示すように、球状粒子の接触部が一部溶着して相互に結合してなる多孔質体が示されている。この発明では、用いられる粒子は粒子径をそろえてあり、基本的に１種類の粒子径の粉末により多孔体を形成するものである。１種類の粒子径の粉末で多孔体を形成しようとすると、全体の粒子が一定温度で一度に緻密化するために、焼結温度が低い場合は全く焼結体に強度を持たせられず、焼結温度が少しでも高いと連続した気孔を得られなくなる。また、得られる気孔は径がある程度大きいもの（例えば短径が平均で２μｍ以上）に限られる。
結果として焼結温度の制御が非常に難しくなり、所望の気孔径の多孔体を得るのは工業的に不可能である。
また、特許文献２には、粒径５〜５０μｍのアルミナ粉末と粒径２μｍ以下のアルミナ粉末を混合した粉末を原料として用いた焼結体が提案されている。
この発明の焼結体はバインダとして特別な添加物を加えておらず、低温で焼結できるという特徴を有している。
しかしながらこの焼結体を吸着用治具や製膜治具、濾過器などとして使用する際には以下に示す問題を有している。

（１）粗粒の粒径が大きい（＞１０μｍ）ために最大気孔径が大きくなり、吸着された物体の平面度が悪い。
（２）気孔部分に水分やゴミがたまりやすい。
（３）曲げ強度が充分でない。
（４）密度が低く、壊れやすいためにハンドリング性に欠ける。
（５）多孔質体の成分からの汚染が起こる。

また、特許文献３には、触媒担体として用いられる多孔質アルミナにおいて、粒子径の大きい粉末と、その粒子径の１／３以下の粉末を混合して製造する方法が示されている。この方法は、アルミナの純度や焼結体の気孔、曲げ強さなどについては全く述べられておらず、用途や要求される特性、製造方法も全く異なり、例えば本発明の課題の一つである製膜用治具をこの技術で作ることはできない。

特開昭６１−３１３６９号公報 特開昭６２−２５２３８１号公報 特開２００１−２７０７８３号公報

本発明は、高純度で使用時の汚染が少なく、強度が充分である多孔質アルミナ焼結体を得ること、加工後の面粗度の優れた多孔質アルミナ焼結体を得ることおよびその製造条件を確立することを目的とした。

また、前記多孔質アルミナ焼結体を用いて、焼結体内部の気孔に流体を通し、流体を焼結体の所定の方向から加圧または減圧することにより、流体により表面に位置する物体を浮上または吸引する操作に用いる治具、フィルターなどを得ることを目的とする。

請求項１および請求項２に記載の本発明は、通気孔を有する多孔質アルミナ焼結体において、アルミナ純度が９９．５重量％以上であり、平均粒子径が１μｍ以下のアルミナ粒子と、平均粒子径が２〜５μｍのアルミナ粒子との２種の粒子の結合からなる骨格で通気孔が形成されており、
前記通気孔が連続した開気孔であり、
その開気孔の短径の中央値が０．０２〜２μｍの範囲内であり、
かつ、
気孔率が１１％以上３０％以下である
ことを特徴とする多孔質アルミナ焼結体
およびアルミナの０．５重量％以下を酸化マグネシウムに置換した多孔質アルミナ焼結体である。

従来、添加物やムライトなどの他のセラミックスとの混合物による多孔質アルミナが考案されていたが、そのいずれも高温環境での使用時に反応が起こりやすかったり、耐食性が低かったり、添加物（特に金属やカーボン）の影響により不純物を嫌うような、特に半導体製造関係の部材としては使用できないなどの問題があった。また、表面の凹凸が環境中のゴミや水分を噛み込みやすく、例えば吸着用部材として使用した際には、吸着された物体を変形させるという問題もあった。
本発明の多孔質アルミナ焼結体は純度が９９.５重量％以上であるために、高温や腐食液中の環境であっても問題なく使用でき、また、不純物（特に金属やカーボン）を実質的に含んでいないためにアルミナ自体が汚染源とならない場合はあらゆる環境下で使用することができる。アルミナはほとんどの腐食環境下（海水中、酸溶液中、アルカリ溶液中、溶剤中など）で際だって耐食性がよい。本発明の多孔質アルミナ焼結体は不純物（特に金属やカーボン）を実質的に含んでいないために耐食性が際だって高い。
アルミナに添加できるのは、実質的に酸化マグネシウムだけである。酸化マグネシウムはアルミナの焼結を助ける働きがある。また、アルミナ焼結体中で安定であり、凝集も起こりにくい。マグネシウムのイオンを嫌うような用途の場合は、この酸化マグネシウムを添加せずに製造すればよい。焼結体の気孔率は１１〜３０％の範囲であり、原材料の粒子径や焼結温度で調整が可能である。
また、本発明の多孔質アルミナ材料は、主として結晶構造が平均粒子径が１μｍ以下のアルミナ粒子を介して平均粒子径２〜５μｍのアルミナ粒子が結合した構造を有しているが、この構造は多孔質材料として非常に適している。
その理由の一つは、製造条件の制御がしやすい点である。平均粒子径１μｍ以下のアルミナ粒子は低温でもネッキングおよび焼結が進行しやすく、平均粒子径が２μｍ〜５μｍの粒子は進行しにくい。よって、充分に両粒子が混ざり合った状態で平均粒子径１μｍ以下のアルミナ粒子のみの焼結が充分に進行する条件にて焼結を行えば、複数の平均粒子径が２μｍ〜５μｍの粒子が平均粒子径１μｍ以下のアルミナ粒子とのネッキングにより結合された状態となる。２μｍ〜５μｍの粒子間で平均粒子径１μｍ以下のアルミナ粒子が充填されなかった部分は連続した気孔としてそのまま残る。この連続した気孔を有することで、多孔質体としての特徴を得ることができる。
また本発明は、気孔が連続した開気孔であり、その短径の中央値が０．０２〜２μｍの範囲内であることを特徴とする多孔質アルミナ焼結体である。気孔が連続した開気孔であることにより、その中に流体を通すことや、フィルターとして用いることができる。短径の測定は「自動水銀圧入式ポロシメーター（株式会社アムコ製、Ｐａｓｃａｌ２４０）」にて得られた値である。短径の中央値が０．０２μｍより小さくなれば、焼結後に連続した開気孔を得ることができずに、そのほとんどは焼結が進行して閉気孔となりさまざまな用途に使用できなくなる。また、短径の中央値が２μｍを超えれば、気孔率が必要以上に高く、平均粒子径が１μ以下の粒子による平均粒子径が２μｍ〜５μｍの粒子の結合が充分でなくなり、強度や剛性が確保できなくなる。

他の理由は１μｍ以下のアルミナ粒子はその表面積が大きく、隣接するアルミナ粒子と広い面積にわたりネッキングを起こすために焼結体の強度が確保できる点である。
また、他の理由は、平均粒子径が１μを超える粒子のみを用いれば、気孔の制御が難しくなるだけでなく、焼結温度が上昇して強度などの諸特性が悪化するという理由である。

請求項３に記載の本発明は、３点曲げ強度が１００ＭＰａ以上であることを特徴とする、請求項１または請求項２のいずれかに記載の多孔質アルミナ焼結体である。本発明の多孔質アルミナ焼結体は、結晶構造が平均粒子径が１μｍ以下のアルミナ粒子を介して平均粒子径２〜５μｍのアルミナ粒子が結合した骨格構造を有しており、主に平均粒子径が１μｍ以下のアルミナ粒子により強固に結合している。そのために１００ＭＰａ以上の３点曲げ強度を得ることができる。３点曲げ強度が１００ＭＰａ以下であれば、薄い焼結体で使用することが難しくなる。

請求項４に記載の本発明は、研削加工を施した後の面についての算術平均粗さＲａが１．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の多孔質アルミナ焼結体である。本発明の多孔質アルミナ焼結体は、前述のようにその気孔の短径の中央値が０．０２〜２μｍの範囲内である。そのために、研削を十分な条件で行うことにより、Ｒａ１．０μｍ以下とすることが可能である。また、必要に応じて、研削加工の工具の番手や条件などを調整することにより、さらにＲａ０．１μｍ以下とすることも可能である。面精度の求められる吸着板や、表面の凹凸を嫌う用途にも使用することができる。

請求項５に記載の本発明は、焼結体内部の気孔に流体を通し、流体を焼結体の所定の方向から加圧または減圧することにより、流体により表面に位置する物体を浮上または吸引する操作に用いる、請求項１から請求項４のいずれかに記載の多孔質アルミナ焼結体である。

また、請求項６および請求項７に記載の本発明は、真空チャックおよび製膜用治具として使用する請求項１から請求項４のいずれかに記載の多孔質アルミナ焼結体である。

焼結体の開気孔中に流体を通し、それを焼結体の所定の面から加圧もしくは減圧することにより、焼結体表面にある物体を操作することができる。流体を気体として加圧、減圧を行えば、それが本発明の多孔質アルミナ焼結体を介して、焼結体の反対側にある物質を焼結体から浮上または吸着することができる。

例えば吸着用真空チャックに本発明の多孔質アルミナ焼結体を利用し、焼結体の片側の減圧を行えば、純度が９９％以上であり不純物（特に金属やカーボン）を実質的に含んでいないため、対面にある吸脱着させる物体（以下「ワーク」と表記する）に不純物が付着するなどの汚染を気にせずに使用することができる。

また、図１に示すように一般の金属に穴加工を施した吸脱着部材は全ての穴上にワークが存在しないと、圧力の損失が大きくなり十分な吸脱着力が得られないのに対し、本発明の気体を利用した吸脱着を可能とする部材は微細で分散良く焼結体表面に分布するために、ワークの占める面積が吸脱着部材の一部であっても均一な力で吸脱着させることができる。

また、逆の例として流体を通過させることによりワークを浮上させることもできる。図２に示すように気体または液体は多孔質アルミナ焼結体中を均一な力と量で通過する。従って、ワークは水平に浮上することができ、ワークの意図せぬ接触を防ぎ、浮上量を制御することが可能である。この応用として、多孔質体の表面に液体を噴霧して乾燥後に薄膜を得る用途に用いる製膜用治具として使用することができる。得られた膜を剥がし、効率的に回収するためには、全体に均一に浮上させて回収する必要がある。また、膜の表面の凹凸は製膜用の治具から転写される。本発明の多孔質アルミナ焼結体は、全体に均一な開気孔を有しており、膜を浮上させるのに有利なだけでなく、面粗さを低くすることもできる。

さらに、請求項８に示すように、その通過する流体に対して、フィルターとして用いることもできる。流体は通過できるが、流体中の粒子成分は一定以上の大きさであれば通過できない。気孔の短径を調整することにより、所望の大きさ以上の浮遊物を通過させないフィルターとして用いることができる。

請求項９及び請求項１０に記載の本発明は、出発原料として平均粒子径１μｍ以下のアルミナ（以下「微粒アルミナ」と記載する）粉末５〜５０重量％と、平均粒子径が２〜５μｍのアルミナ粉末（以下「粗粒アルミナ」と記載する）５０〜９５重量％の２種の粉末を混合し、プレス成形を行い、１７００℃以下の温度で焼結して得る請求項１に記載の多孔質アルミナ焼結体の製造方法である。および、その一部(０．５重量%以下)を酸化マグネシウムに置換した請求項２に記載の多孔質アルミナ焼結体の製造方法である。
アルミナは純度９９．５％以上の原料粉末を用い、マグネシアを除いて焼結助剤などを含まない。助剤がないアルミナは通常は難焼結材料であり、特に粗大な粒子については緻密化は難しい。本発明は平均粒子径が１μｍ以下の微粒アルミナを含むことにより、微粒アルミナを中心に焼結し、粗粒アルミナは焼結が進行しない。そのために、全体に粒子が結合し、強度も得られるが、粗粒アルミナを中心に連続したポアができる。アルミナ純度が９９重量％より低く、酸化マグネシウム以外の焼結助剤を含んでいれば、粗粒アルミナまで焼結が進行し、開気孔の形成が難しくなる。

粗粒アルミナの平均粒子径は、本発明の範囲に示すように２〜５μｍが最も適している。粗粒アルミナ粉末の平均粒子径が２μｍより小さいと、微粒アルミナ粉末との焼結性の差が小さくなる。そのために、焼結時の焼結温度が低ければ焼結体としての強度に欠け、焼結温度が高いと緻密化してしまい、所定の気孔率が得られなくなる。製造時の制御、強度、気孔の制御の点から、粗粒アルミナは２μｍ以上とする必要がある。

また、粗粒アルミナ粉末の平均粒子径が５μｍより大きいと、得られる気孔径が２μｍより大きくなり、また、強度が得られなくなるためにやはり好ましくない。
また微粒粉末については、微粒粉末の平均粒子径が１μｍより大きいと、粗粒アルミナ粉末との焼結性の差が小さくなるため、焼結温度が低ければ焼結体としての強度に欠け、また、焼結温度が高いと緻密化するために所定の気孔率が得られなくなる。
また、酸化マグネシウムを添加する代わりに、原料として混合時により分散をよくできるように水酸化マグネシウムで添加する方法も同様に行うことができる。焼結後には酸化し、酸化マグネシウムとなる。

粗粒粉末の重量割合は、本発明の範囲の５０〜９５重量％が適当である。粗粒粉末の重量割合が９５重量％より大きいと微粒アルミナ粉末の効果が小さくなり、強度の低下を引き起こす。逆に、粗粒粉末の重量割合が５０重量％より小さいと微粒アルミナ粉末の効果が大きくなり、緻密化が促進され、所定の気孔率が得られなくなる。一方、微粒アルミナ粉末の重量割合が５重量％より小さいと微粒アルミナ粉末の効果が小さくなり、焼結が促進されずに強度の低下を引き起こし、逆に５０重量％より大きければ微粒アルミナ粉末の効果が大きくなり、緻密化が促進され連続した気孔が得られない。
本発明の製造方法は異なる平均粒子径を持つ粉末を用いて作製することで、粗粒と微粒の焼結する温度が違うことから２μｍ以下の平均気孔径を有する高強度で高純度な焼結体を得ることができる。また、焼結温度は１７００℃以下と低く製造コストを抑えることができる。

本発明は以下の効果を奏する。
（１）強度、面粗度などが高い、連続した開気孔を有する多孔質アルミナ焼結体を得ることができる。
（２）強度が高くでき、ハンドリング性に優れており、圧力や吸引力が加わった場合でも容易に破損しない。
（３）気孔は連続しているが、気孔の短径は小さいために、気孔に水分やゴミなどがたまりにくい。また、面粗度を低くすることが可能である。
（４）不純物が実質的に含まれないため汚染が少なく真空吸着チャック、製膜用治具、フィルターに使用した場合の諸特性が向上する。

本発明の高純度多孔質アルミナは以下の方法にて製造することができる。

まず、出発原料として純度９９％以上で平均粒子径が２〜５μｍ以下の粗粒アルミナ粉末５０〜９５重量％と、純度９９％以上で平均粒子径が１μｍ以下の微粒アルミナ粉末５〜５０重量％とを混合する。混合方法は両者が充分混じり合う方法ならどのような方法でもよく、ボールミルやライカイ機、各種ミキサーなどを使用することができる。酸化マグネシウムを加える場合は、この段階までに加えておく。
この混合粉末に必要に応じて成型用の有機バインダを混合して乾燥させることにより混合粉末を得る。
つぎに、混合粉末を１０〜２００ＭＰａ程度に加圧して成型し、必要に応じて工作機械にて整形加工する。その後に１７００℃以下、大気雰囲気下で焼結を行う。
焼結体を所望の形状に機械加工することにより本発明の焼結体、吸着用治具、製膜装置、濾過器などを得ることができる。
以下実施例にてより詳細に本発明を説明する。

出発原料として純度９９．５％で平均粒子径が３μｍの粗粒アルミナ粉末８０重量％と、純度９９．９％で平均粒子径が０．５μｍの微粒アルミナ粉末２０重量％と成型用の有機バインダとして分子量が約２万のポリエチレングリコールを外部分率で３重量％をボールミルに投入し、アルミナボールを用いて湿式にて４０時間混合した。混合後にスプレードライヤにて造粒を行い造粒粉を得た。

つぎに、造粒粉末を金型にて１００ＭＰａ加圧して成型し、直方体形状のグリーン体を得た。このグリーン体を大気雰囲気炉に投入し、大気雰囲気下１６００℃で焼結を行った。

得られた焼結体の表面を♯２４０番の砥石を装着した平面研削盤にて３ｍｍ×４ｍｍ×３６ｍｍの試験片形状に加工したのちに３点曲げ強度試験を行った。この試料を試料Ｎｏ．１とした。

つぎに試料Ｎｏ．１の試料を用いて図３に示すように、試料２１の上面側の圧力を下げることにより、その下面で吸着力が発生しているかどうかを下面側に金属板２２を密着させ検査する装置にてその通気状態を観察した。吸着力が発生していれば板は試料に密着したまま保持されるが、発生していなければ板は下方に落下する。その結果、試料Ｎｏ．１は吸着力を有しており、対面する面の間に微細で連続した気孔があることが分かった。
さらに、試料Ｎｏ．１の試料を用いて図４に示すように試料３４の片面側を水３１で満たし、反対面側にその粒径の９９．８％以上が０．０２〜３μｍの範囲に含まれる炭化珪素系セラミックスの微粒子（以下「セラミック粒子」と記載する）を含む水３２で満たした。その後装置に振動を加えて、水中に粉末を分散させた状態で、ピストン３３にて圧力を加えることによりセラミックス粒子の移動を試みた。３２の液体が半分３１側に移動したところで加圧を止めた。その後、３１の水を乾燥させて３２から移動してきたセラミック粒子の粒径を観察したところ、最大粒径が０．３５μｍであり、それより大きい粒子は通過していなかった。
以上は試料Ｎｏ．１についての実験を説明したが、試料Ｎｏ．１の試料と粗粒アルミナ粉末と粗粒アルミナ粉末の平均粒子径及び混合率を試料Ｎｏ．２〜試料Ｎｏ．１４に示す用に変更した実験を同様に行った。酸化マグネシウムを添加した試料もこれらの中に含んでいる。
また、平均粒子径が１０μｍのＳＵＳ３２１ステンレス粉末２０体積％と、平均粒子径が１０μｍの９９．５％アルミナ粉末８０体積％を混合し、１０ＭＰａにて金型プレスを行ったのちに、アルゴンガス雰囲気１５００℃に加熱し、ステンレスとアルミナの複合材料を得た。この複合材料は材料全体に連続した気孔を有し、その気孔率は約３５％、平均気孔径５０μｍであった。この試料をＮｏ．１５とした。
さらに、アルミナ材質ではなくステンレス（ＳＵＳ３０４）に直径０．０５ｍｍの貫通穴を３００穴／ｃｍ^２設けた試料を試料Ｎｏ．１６、試料Ｎｏ．１６の材質をステンレスから９９．５％のアルミナ盤に変更したものを試料Ｎｏ．１７として同様の実験を行った。以上に示した試料に対して同様の実験を行い、結果をまとめて表１に示す。

表１中＊印のついた試料Ｎｏ．１１〜試料Ｎｏ．１７の試料は本発明の範囲外の比較試料である
表１中「アルミナ純度」の欄に（Ｍ）のついた試料はアルミナ９９．２重量％と酸化マグネシウム０．３重量％を含む焼結体である

表２中＊印の着いた試料Ｎｏ．１１〜試料Ｎｏ．１４の試料は本発明の範囲外の比較試料である

表１および表２の結果より、本発明の範囲内である試料Ｎｏ．２〜試料Ｎｏ．８の試料は試料Ｎｏ．１の試料と同様に吸着性、通過性および１００ＭＰａ以上の抗折強度を有し、通過した最大セラミック粒子の粒径が２μｍ以下であった。
これに対して本発明の範囲外の比較試料である試料Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１７については、気孔率が３０％以上のものは抗折強度が小さく、通過するセラミック粒子径も２μｍより大きく、望んだ特性は得られなかった。また、気孔率が１０％以下のものは気孔が試料の面からその裏の面まで連続しておらずに、吸着性・通過性が得られなかった。
試料Ｎｏ．１５に示すようにアルミナ純度が８０％で残部が金属で結合した試料については、気孔径が１４μｍと大きかった。そのために、本発明の目的とする微細な気孔を有する多孔質体は得られなかった。また、金属や樹脂の含有量が多いため、ワークを汚染した。
さらに、ステンレス盤に吸脱着穴を空けた真空チャック部材である試料Ｎｏ．１６については、穴径が０．０５ｍｍと大きく、通過するセラミック粒子径も大きくなり望んだ特性を示さなかった。また、図１（ｂ）に示すように、ワークが吸脱着穴全てを覆っていなければ、十分な吸着力が得られずに、また、得られたとしてもワークの一部のみに吸引力が働くために変形などを嫌う用途（例えば半導体製造用途）には適さなかった。また、金属によるワークの汚染も発生した。
試料Ｎｏ．１７に示す試料もワークの汚染はなかったが吸引力について試料Ｎｏ．１６と同様であった。

実施例１中試料Ｎｏ．１で作製した試料と同様で、形状が直径φ２００ｍｍ×厚さ１ｍｍである板状の真空チャック部材を作製した。
図５に示すように、この真空チャック部材４１を真空引き装置４４に真空引き装置の上方に装着して、３０×３０×０．１ｍｍのシリコンウェハー４３を真空チャック部材の上に載せて、部材の下部から５×１０^３Ｐａの圧力まで減圧してシリコンウェハー４３を吸着したところ、優れた吸着機能を有していた。また、本発明の真空チャックは気孔が小さいために、吸着と同様に解放特性もよく、短時間で吸着、解放が可能であった。
また、吸着面に対してワークが小さい場合も充分な吸着力を得ることができた。
さらに、ワークが半導体部材など汚染を嫌う材質である場合も、ワークを汚染することなく使用できた。
次に、溶剤を含んだ金属製ワークを吸着する実験を同様に行ったが、溶剤を吸収しながらワークの保持も行うことができた。また、水やアルコールなどを含んだワークも同様に保持でき、ワークを多孔質体やセラミックス、有機物など他の材質とした場合も同様の特性を示した。

実施例１中試料Ｎｏ．３で作製した試料を用いて、形状が２００ｍｍ×２００ｍｍ×１ｍｍである板状のフィルター部材を作製した。
作製したフィルターを使用して図６（Ａ）に示すように２μｍにピークを持ち０．０５μｍから１μｍの範囲の粒子が粉末の９９．８％を占めるセラミック粉末をメタノール中に拡散した。このセラミックス粒子を有するメタノールを前記試料の板状フィルターで濾過し、通過した粒子の粒度分布の粒度測定したところ０．５μｍより大きい粒子は観察されず、図６（Ｂ）に示すような粒度分布を示した。このことから、本発明のフィルター部材は良好な分級能力および濾過能力を持つことが分かった。
また、同様の実験を酸性溶媒中などの腐食環境下で使用してもフィルター部材の溶解などによる汚染も無かった。

実施例１中試料Ｎｏ．８で作製した試料にて、形状が１００ｍｍ×１００ｍｍ×１ｍｍであるワークを浮上させる機能を有する部材を作製した。
この部材の片面で液状ポリイミドを乾燥させ、ポリイミドの膜を形成した。その後に裏面から空気に圧力をかけ、１秒あたり１０ｍｌの空気を通過させたところ、通過した空気がポリイミド膜を均等に浮上させ、容易に膜を回収することができた。

同様に部材の形状や、膜材質を変えることによりさまざまな形状、材料の膜を形成したが、いずれの場合も容易に回収が可能であった。
また、本発明の試料を、厚さ０．１ｍｍのシリコンウェハーを搬送する際に、ウェハーの反対面より空気を加圧し、ウェハーを浮上させる部材として使用した。
その結果、ワークの浮上高さはワークの全面にわたり均一であり、側面をつかみ搬送する装置にて全くウェハーの面を傷つけることなく搬送が可能であった。

本発明の多孔質アルミナ焼結体は、主として下記用途に用いることができる。

真空チャック、フィルター、製膜用治具、吸音材、軽量構造体、半導体製造用部材など。

貫通穴を有する金属板の模式図を示す 本発明の上部に位置する物体を浮上させるための気体、液体を通過させる焼結体を示す 吸着力の有無を調査する装置の模式図を示す フィルタとしての機能を調査する装置の模式図を示す 真空チャックの模式図を示す （ａ）フィルタを通す前のセラミック粒子の粒度分布を示す（ｂ）フィルタを通過したセラミック粒子の粒度分布を示す

１ 貫通穴
２ 吸着される物体
３ 吸引力のロス部分
１１ 浮上する物体
１２ 本発明の焼結体
１３ 吸着力被調査部材
２２ 金属板
３１ セラミック粒子を含んだ水
３２ 水
３３ 加圧用ピストン
３４ 本発明のフィルター
３５ 本発明の真空チャック
４２ 側面シール
４３ シリコンウェハー
４４ 真空引き装置

Claims (10)

1. 通気孔を有する多孔質アルミナ焼結体において、アルミナ純度が９９．５重量％以上であり、平均粒子径が１μｍ以下のアルミナ粒子と、平均粒子径が２〜５μｍのアルミナ粒子との２種の粒子の結合からなる骨格で通気孔が形成されており、
   前記通気孔が連続した開気孔であり、
   その開気孔の短径の中央値が０．０２〜２μｍの範囲内であり、
   かつ、
   気孔率が１１％以上３０％以下である
   ことを特徴とする多孔質アルミナ焼結体。
2. アルミナの０．５重量％以下（０重量％を除く）を酸化マグネシウムに置換したことを特徴とする請求項１に記載の多孔質アルミナ焼結体。
3. ３点曲げ強度が１００ＭＰａ以上であることを特徴とする、請求項１または請求項２のいずれかに記載の多孔質アルミナ焼結体。
4. 研削加工を施した後の面粗度の算術平均粗さＲａが１．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の多孔質アルミナ焼結体。
5. 焼結体内部の気孔に流体を通し、流体を焼結体の所定の方向から加圧または減圧することにより、流体により表面に位置する物体を浮上または吸引する操作に用いる、請求項１から請求項４のいずれかに記載の多孔質アルミナ焼結体。
6. 真空チャックとして使用する請求項１から請求項５のいずれかに記載の多孔質アルミナ焼結体。
7. 製膜用治具として使用する請求項１から請求項４のいずれかに記載の多孔質アルミナ焼結体。
8. フィルターとして利用する請求項１から請求項４のいずれかに記載の多孔質アルミナ焼結体。
9. 出発原料として平均粒子径１μｍ以下のアルミナ粉末５〜５０重量％と、平均粒子径が２〜５μｍのアルミナ粉末５０〜９５重量％の２種の粉末を混合し、プレス成形を行い、１７００℃以下の温度で焼結して得ることを特徴とする請求項１に記載の多孔質アルミナ焼結体の製造方法。
10. 平均粒子径１μｍ以下のアルミナ粉末と粉末５〜５０重量％と、平均粒子径が２〜５μｍのアルミナ粉末５０〜９５重量％からなるアルミナ粉末のうちの０．５重量％以下（０重量％を除く）を酸化マグネシウムで置換した粉末を混合し、プレス成形を行い、１７００℃以下の温度で焼結して得ることを特徴とする請求項２に記載の多孔質アルミナ焼結体の製造方法。

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