WO2007043520A1 - 複合構造物 - Google Patents

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WO2007043520A1
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yttrium oxide
fine particles
base
present
composite structure
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Junichi Iwasawa
Ryoichi Nishimizu
Hironori Hatono
Hiroaki Ashizawa
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Toto Ltd.
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
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    • C23C24/04—Impact or kinetic deposition of particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3293—Tin oxides, stannates or oxide forming salts thereof, e.g. indium tin oxide [ITO]

Definitions

  • the present invention relates to a composite structure in which a structure made of yttrium oxide is formed on the surface of a base material.
  • an aerosol deposition method As a method for forming a brittle material structure on a substrate surface without a heating step, a method called an aerosol deposition method has been recognized.
  • an aerosol deposition method an aerosol in which fine particles such as brittle materials are dispersed in a gas is sprayed onto the base material from the nozzle cover, and the fine particles collide with a base material such as metal, glass or ceramics. It is characterized by deforming and crushing brittle material fine particles by impact and joining them together to directly form a structure consisting of the constituent material of the fine particles on the base material, especially requiring heating means Toshina! A structure can be formed at room temperature.
  • a film-forming body produced by the aerosol deposition method has a denseness comparable to that of a sintered body, and can provide a high-density and high-strength film-forming body (Patent Document 1).
  • Patent Documents 2 to 5 describe structures made of yttrium oxide prepared using an aerosol deposition method.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 3265481
  • Patent Document 2 JP 2005-158933 A
  • Patent Document 3 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-217349
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-217350
  • Patent Document 5 JP-A-2005-217351
  • An object of the present invention is to improve the mechanical strength of a structure made of yttrium oxide formed on a substrate surface.
  • the structure formed of yttrium oxide formed on the substrate surface is mainly composed of a yttrium oxide polycrystal, and the crystals constituting the structure
  • the grain boundary layer with vitreous strength does not substantially exist at the interface, and the crystal structure of the yttrium oxide polycrystal is mixed with cubic and monoclinic.
  • the hardness of the structure made of yttrium oxide formed on the substrate surface can be made larger than the hardness of the oxidized yttrium sintered body.
  • an anchor portion in which a part of the composite structure bites into the base material surface is formed and directly joined.
  • X of a structure having a yttrium oxide force produced by using a mixed powder mixed in a number ratio of (acid-aluminum fine particles) :( yttrium oxide fine particles) 1: 100. It is a line diffraction pattern.
  • FIG. 2 is an X-ray diffraction pattern of yttrium yttrium fine particles which are raw material powders used in the production of a structure having yttrium oxide strength according to the present invention.
  • FIG. 3 X-ray diffraction pattern of sintered yttrium oxide (HIP-treated product).
  • FIG. 4 is a schematic view of an apparatus for producing a structure having yttrium oxide force according to the present invention.
  • (X-ray aluminum fine particles): (yttrium oxide fine particles) X-ray of a structure made of yttrium oxide prepared using a mixed powder mixed at a number ratio of 1:10 It is a diffraction pattern.
  • FIG. 6 is a cross-sectional TEM photograph of a structure comprising a yttrium oxide polycrystal power of the present invention.
  • crystal structure refers to a crystal structure that is measured by an X-ray diffraction method or an electron beam diffraction method and identified using JCP DS (ASTM) data as an index.
  • polycrystal means a structure in which crystallites are joined and accumulated.
  • the crystallite is essentially one crystal, and its diameter is usually more than 5nm.
  • the force that rarely occurs when the fine particles are taken into the structure without being crushed is actually polycrystalline.
  • the term “interface” refers to a region constituting the boundary between crystallites.
  • the grain boundary layer is a layer having a thickness (usually several nm to several / zm) located at the grain boundary in the interface or sintered body, and is usually different from the crystal structure in the crystal grain. It has an amorphous structure and is sometimes accompanied by segregation of impurities.
  • the anchor portion refers to the unevenness formed at the interface between the base material and the brittle material structure.
  • the unevenness is not formed on the base material in advance. It refers to irregularities formed by changing the surface accuracy of the substrate.
  • the fine particles mean particles having an average particle diameter of 10 m or less identified by a scanning electron microscope when the primary particle is a dense particle.
  • the average particle size is 50 ⁇ m or less.
  • the powder means a state where the above-mentioned fine particles are naturally aggregated.
  • the aerosol is obtained by dispersing the above-mentioned fine particles in a gas such as helium, nitrogen, argon, oxygen, dry air, or a mixed gas thereof, and it is desirable that the primary particles are dispersed.
  • the primary particles include aggregated particles.
  • the gas pressure and temperature of the aerosol are arbitrary.
  • the concentration of fine particles in the gas is 0.0003 mLZL to 1 at the point of injection from the nozzle when the gas pressure is converted to 1 atm and the temperature is converted to 20 ° C. It is desirable for structure formation to be within the range of OmLZL.
  • normal temperature refers to a room temperature environment that is substantially lower than the sintering temperature of yttrium oxide and is substantially 0 ° C to 100 ° C.
  • the main component means a component containing the largest amount of yttrium oxide, and preferably 90% by weight or more of yttrium oxide.
  • the average crystal grain size means the crystallite size calculated by the Scherrer method in the X-ray diffraction method, and is measured and calculated using MXP-18 manufactured by Mac Science. Alternatively, a value calculated by directly measuring the crystallite size from a TEM (transmission electron microscope) image may be used.
  • the density means the percentage (%) of the value calculated by the apparent specific gravity Z true specific gravity.
  • true specific gravity use the value calculated based on the literature value in consideration of the composition ratio of the membrane components.
  • the base material is a hard enough to give a mechanical impact force sufficient to pulverize or deform the fine particle raw material by spraying aerosol onto the fine particle and colliding with the fine particle. If it is the material which has thickness, it will not be limited. Examples of preferred substrates include glass, metals, ceramics, and organic compounds, and may be a composite material thereof.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a production apparatus for forming a structure made of yttrium oxide on a base material.
  • Various gas cylinders 11 of nitrogen, dry air, and helium are generated through an air pipe 12 to generate an aerosol.
  • the nozzle is connected to the container 13 and further into the structure forming device 14 through the transfer pipe 12. 15 is arranged.
  • the base material 16 installed on the XY stage 17 is disposed at the tip of the nozzle 15 so as to face the nozzle 15 with an interval of 1 Omm.
  • the structure forming chamber 14 is connected to an exhaust pump 18.
  • the gas cylinder 11 is opened, and the gas is introduced into the aerosol generator 13 through the transfer pipe 12, and the raw material powder is dispersed in the gas. Is generated.
  • the aerosol is further transported in the direction of the structure forming chamber 14 through the transport pipe 12, and the raw material powder is sprayed from the nozzle 15 toward the base material 16 while being accelerated at a high speed.
  • helium, nitrogen, argon, oxygen, dry air, or a force that can use a mixed gas thereof, helium or nitrogen is more preferable.
  • the raw material powder incorporated in the aerosol generator 13 may use yttrium oxide fine particles having an average particle size of sub- ⁇ m order and acid-aluminum fine particles having an average particle size of ⁇ m order V. More preferred U is the production method.
  • the crystal structure of the structure having the yttrium oxide force produced by using the above-described production apparatus has a monoclinic strongest line strength relative to a cubic strongest line strength in X-ray diffraction.
  • the intensity ratio (monoclinic strongest line strength Z cubic strongest line strength) is preferably 0.5 or more, more preferably 0.8 or more, and even more preferably 1 or more.
  • the strongest line intensity refers to the intensity of the peak height of the strongest line.
  • the average crystal grain size of the structure having the yttrium oxide force manufactured using the above-described manufacturing apparatus is preferably 10 to 70 nm, more preferably 10 to 50 nm, and still more preferably. 10-30 nm.
  • the density of the structure having the yttrium oxide force produced using the above production apparatus is preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and further preferably 99% or more.
  • the structure having the yttrium oxide force manufactured using the above-described manufacturing apparatus includes a chamber, a bell jar, a susceptor, a clamp ring, a focus ring, a cap ring, a shadow ring, an insulating ring, a dummy wafer, and a high-frequency plasma.
  • Tube for generating dome for generating high-frequency plasma, high-frequency transmission window, infrared transmission window, monitoring window, end point detection monitor, lift pin to support semiconductor wafer, shower plate, baffle plate, bellows cover, It can be used for a semiconductor exposed to a plasma atmosphere such as an upper electrode and a lower electrode or a member for a liquid crystal manufacturing apparatus.
  • Examples of the base material of the semiconductor or liquid crystal manufacturing apparatus member include metals, ceramics, semiconductors, glass, quartz, and resin.
  • the structure having yttrium oxide force of the present invention can be used for an electrostatic chuck such as an etching apparatus that performs fine processing on a semiconductor wafer or a quartz wafer.
  • the structure of the present invention made of yttrium oxide can be used for an insulating film, an abrasion resistant film, a dielectric film, a radiation film, and a heat resistant film.
  • Yttrium oxide fine particles and acid aluminum fine particles were prepared.
  • the volume-based 50% average particle size of aluminum oxide fine particles was 5.
  • the average particle size of yttrium oxide fine particles was 0.47 m.
  • the 50% average particle size based on volume means that the cumulative volume of fine particles with a small particle size reaches 50% in the particle size distribution measurement data measured using a laser diffraction particle size distribution meter. This is the particle size of the fine particles.
  • the average particle diameter of the yttrium oxide fine particles is a particle diameter calculated from the specific surface area measured with a Fischer sub-sieve sizer.
  • the 50% average particle diameter of the acid-aluminum fine particles based on volume is 2.1 ⁇ m.
  • Prepare yttrium fine particles with an average particle size of 0.47 m, and mix these fine particles in a number ratio of (acid-aluminum fine particles) :( yttrium oxide fine particles) 1:10.
  • Got the body is 2.1 ⁇ m.
  • the aluminum oxide fine particles function as film-forming auxiliary particles, and are for deforming or crushing the yttrium oxide fine particles to form a new surface, which is reflected after collision and inevitably mixed. Since it is not directly a constituent material of a layered structure except for those, the material is not limited to acid-aluminum, and yttrium oxide may be used. .
  • the above mixed powder is loaded into the aerosol generator of the production apparatus shown in Fig. 4, and aerosol is generated while flowing nitrogen gas as a carrier gas at a flow rate of 5 liters Z in the apparatus, thereby producing an aluminum alloy base. It was ejected onto the material. A nozzle with an opening of 0.4 mm in length and 20 mm in width was used. The pressure in the structure forming apparatus during structure formation was 90 to 120 kPa. In this way, a structure made of yttrium oxide having a height of 25 m and an area of 20 mm ⁇ 20 mm was formed on the substrate.
  • Figure 2 shows the X-ray diffraction pattern of the yttrium oxide fine particles used in the raw material powder for the production of the structure made of yttrium oxide.
  • Figure 3 shows the X-ray diffraction pattern of the sintered yttrium oxide (HIP-treated product).
  • the crystal structure of the structure having the yttrium oxide force produced by the above method was a mixture of cubic and monoclinic.
  • the crystal structure of the raw material powder and the yttrium oxide sintered body was only cubic.
  • Table 1 shows the Vickers hardness measurement results of the above samples. Vickers hardness was measured using a dynamic ultra-micro hardness tester (DUH—W201Z Shimadzu Corporation) with a test force of 50 gf. Rather than the yttrium oxide sintered body composed only of cubic system, it is a structure that has the power of yttrium oxide mixed with cubic system and monoclinic system prepared by the present invention. The hardness was greater.
  • the adhesion strength of the structure (mixing ratio 1: 100) having a yttrium oxide polycrystal force produced according to the present invention was measured by the following method. On the surface of the structure made of yttrium oxide polycrystal, a SUS cylindrical rod was cured with epoxy resin at 120 ° C for 1 hour, and the cylindrical rod was mounted on a desktop compact testing machine (manufactured by EZ GmphZ Shimadzu Corporation). Using this, it was pulled down in the 90 ° direction and evaluated. The adhesion strength F was calculated by the following formula.
  • r is the radius of the cylindrical rod
  • h is the height of the cylindrical rod
  • f is the test force at the time of peeling.
  • the adhesion strength of the structure made of the yttrium oxide polycrystal formed on the aluminum alloy base material was very excellent at 80 MPa or more.
  • FIG. 6 shows a cross-sectional TEM photograph of a structure (mixing ratio 1:10) having a yttrium oxide polycrystal force produced according to the present invention. Part of the strength of the structure consisting of yttrium oxide polycrystal power.

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Abstract

【課題】　基材表面に形成された酸化イットリウムからなる構造物の機械的強度を向上させた複合構造物を提供する。 【解決手段】　本発明では、基材表面に形成された酸化イットリウムからなる構造物は、酸化イットリウム多結晶体が主成分であり、構造物を構成する結晶同士の界面にはガラス質からなる粒界層が実質的に存在せず、さらに酸化イットリウム多結晶体の結晶構造を立方晶系（ｃｕｂｉｃ）と単斜晶系（ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ）とを混在させることにより、基材表面に形成された酸化イットリウムからなる構造物の硬度を酸化イットリウム焼結体の硬度よりも大きくすることを可能とした。

Description

明 細 書
複合構造物
技術分野
[0001] 本発明は、基材表面に酸化イットリウムカゝらなる構造物を形成した複合構造物に関 する。
背景技術
[0002] 基材表面に脆性材料の構造物を加熱工程なしに形成する方法として、エアロゾル デポジション法と呼ばれる手法が認知されて 、る。このエアロゾルデポジション法は、 脆性材料などの微粒子をガス中に分散させたエアロゾルをノズルカゝら基材に向けて 噴射し、金属やガラス、セラミックスなどの基材に微粒子を衝突させ、この衝突の衝撃 により脆性材料微粒子を変形や破砕を起さしめてこれらを接合させ、基材上に微粒 子の構成材料カゝらなる構造物をダイレクトで形成させることを特徴としており、特に加 熱手段を必要としな!、常温で構造物が形成可能である。エアロゾルデポジション法に より作製した製膜体は、焼結体と同程度の緻密性を有し、高密度高強度な製膜体を 提供することができる (特許文献 1)。
[0003] エアロゾルデポジション法を用いて作製した酸化イットリウムからなる構造物につ!ヽ ては、特許文献 2〜5に記載されている。
[0004] 特許文献 1 :特許第 3265481号
特許文献 2 :特開 2005— 158933号公報
特許文献 3：特開 2005— 217349号公報
特許文献 4:特開 2005— 217350号公報
特許文献 5：特開 2005— 217351号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明は、基材表面に形成された酸化イットリウムからなる構造物の機械的強度を 向上させることを目的とする。
課題を解決するための手段 [0006] 上記目的を達成するために本発明によれば、基材表面に形成された酸化イットリウ ムカもなる構造物は、酸化イットリウム多結晶体が主成分であり、構造物を構成する 結晶同士の界面にはガラス質力 なる粒界層が実質的に存在せず、さらに酸化イット リウム多結晶体の結晶構造を立方晶系（cubic)と単斜晶系（monoclinic)を混在さ せることにより、基材表面に形成された酸化イットリウムからなる構造物の硬度を酸ィ匕 イットリウム焼結体の硬度よりも大きくすることを可能とした。
[0007] また、本発明の好ましい形態によれば、基材表面に形成された酸化イットリウムから なる複合構造物において、複合構造物の一部が基材表面に食い込むアンカー部を 形成して直接接合されていることにより、基材と構造物との密着強度を大きくすること を可能とした。
発明の効果
[0008] 本発明によれば、基材表面に形成された酸化イットリウムからなる構造物の機械的 強度を向上させることができると 、う効果がある。
図面の簡単な説明
[0009] [図 1]本発明により、（酸ィ匕アルミニウム微粒子）：（酸化イットリウム微粒子） = 1 : 100 の個数比で混合した混合粉体を用いて作製した酸化イットリウム力もなる構造物の X 線回折パターンである。
[図 2]本発明の酸化イットリウム力 なる構造物の作製に用いた原料粉体である酸ィ匕 イットリウム微粒子の X線回折パターンである。
[図 3]酸化イットリウム焼結体 (HIP処理品）の X線回折パターンである。
[図 4]本発明の酸化イットリウム力もなる構造物を作製する装置の概略図である。
[図 5]本発明により、（酸ィ匕アルミニウム微粒子）：（酸化イットリウム微粒子） = 1： 10の 個数比で混合した混合粉体を用いて作製した酸化イットリウムカゝらなる構造物の X線 回折パターンである。
[図 6]本発明の酸化イットリウム多結晶体力 成る構造物の断面 TEM写真である。 発明を実施するための最良の形態
[0010] 本件で使用する語句の説明を以下に行う。
(結晶構造） 本発明にお 、て結晶構造とは、 X線回折法や電子線回折法によって測定し、 JCP DS (ASTM)データを指標として同定される結晶構造を言う。
(多結晶）
本発明において多結晶とは、結晶子が接合'集積してなる構造体を言う。結晶子は 実質的にそれひとつで結晶を構成し、その径は通常 5nm以上である。ただし、微粒 子が破砕されずに構造物中に取り込まれるなどの場合がまれに生じる力 実質的に は多結晶である。
(界面）
本発明にお 、て界面とは、結晶子同士の境界を構成する領域を言う。
(粒界層）
本発明にお 、て粒界層とは、界面あるいは焼結体で言う粒界に位置する厚み（通 常数 nm〜数/ z m)を持つ層を言い、通常結晶粒内の結晶構造とは異なるァモルファ ス構造をとり、また場合によっては不純物の偏析を伴う。
(アンカー部）
本発明においてアンカー部とは、基材と脆性材料構造物の界面に形成された凹凸 を言い、特に、予め基材に凹凸を形成させるのではなぐ脆性材料の構造物を形成 させる時に、元の基材の表面精度を変化させて形成される凹凸を言う。
(微粒子）
本発明において微粒子とは、一次粒子が緻密質粒子である場合は、粒度分布測 定ゃ走査型電子顕微鏡で同定される平均粒径が 10 m以下であるものを言う。また 一次粒子が衝撃によって破砕されやす 、多孔質粒子である場合は、平均粒径が 50 μ m以下であるものを言う。粉体とは上述の微粒子が自然凝集した状態を言う。
(エアロゾル）
本発明においてエアロゾルとは、ヘリウム、窒素、アルゴン、酸素、乾燥空気、これら の混合ガスなどのガス中に前述の微粒子を分散させたものであり、一次粒子が分散 している状態が望ましいが、通常はこの一次粒子が凝集した凝集粒を含む。エアロゾ ルのガス圧力と温度は任意である力 ガス中の微粒子の濃度は、ガス圧を 1気圧、温 度を 20°Cと換算した場合に、ノズルから噴射される時点において 0.0003mLZL〜l OmLZLの範囲内であることが構造物の形成にとって望ましい。
(常温）
本発明にお 、て常温とは、酸化イットリウムの焼結温度に対して著しく低 、温度で、 実質的には 0°C〜 100°Cの室温環境を言う。
(主成分）
本発明にお 、て主成分とは、酸化イットリウムが最も多く含まれる成分であることを 言い、好ましくは酸化イットリウムが 90wt%以上であることを指す。
(平均結晶粒径）
本発明にお 、て平均結晶粒径とは、 X線回折法における Scherrerの方法によって 算出される結晶子のサイズを言い、マックサイエンス社製 MXP— 18を使用して測定 し算出する。あるいは、 TEM (透過型電子顕微鏡)像から直接結晶子のサイズを測 定することにより算出された値を用いてもよい。
(緻密度）
本発明において緻密度とは、みかけ比重 Z真比重で算出される値の百分率 (％)を 言う。真比重については、膜成分の構成比を考慮し、文献値力 算出した値を用いる
(基材）
本発明にお ヽて基材とは、その上にエアロゾルが噴射されて微粒子が衝突されるこ とにより、微粒子原料を粉砕または変形させるに足る機械的衝撃力を与えることがで きる程度の硬さを有する材料であれば限定されない。好ましい基材の例としては、ガ ラス、金属、セラミックス、および有機化合物が挙げられ、これらの複合材であってもよ い。
[0011] 次に、本発明を実施するための最良の形態を図面により説明する。まず、基材上に 形成させる酸化イットリウム力もなる構造物の作製方法について図 4を用いて説明す る。
[0012] 図 4は基材上に酸化イットリウムからなる構造物を形成する作製装置の概略構成図 であり、窒素、乾燥空気、ヘリウムの各種ガスボンベ 11が、搬送管 12を介してエア口 ゾル発生器 13に連結され、さらに搬送管 12を通じて構造物形成装置 14内にノズル 15が配置される。ノズル 15の先方には XYステージ 17に設置された基材 16がノズル 15に対向して 1 Ommの間隔をあけて配置される。構造物形成室 14は排気ポンプ 18 に接続している。
[0013] そして、原料粉体をエアロゾル発生器 13内に充填した後、ガスボンベ 11を開き、ガ スを搬送管 12を通じてエアロゾル発生器 13に導入し、原料粉体をガス中に分散させ たエアロゾルを発生させる。このエアロゾルを搬送管 12を通じてさらに構造物形成室 14の方向へ搬送し、高速に加速させつつノズル 15より原料粉体を基材 16に向けて 噴射する。
[0014] 次に、基材上に形成させる酸化イットリウム力もなる構造物のより好ましい作製方法 について説明する。
[0015] ガスボンベ 11に封入するガスは、ヘリウム、窒素、アルゴン、酸素、乾燥空気、これ らの混合ガスを用いることができる力 ヘリウムもしくは窒素を用いることがより好まし い作製方法である。
[0016] また、エアロゾル発生器 13に内蔵する原料粉体は、平均粒径がサブ μ mオーダー の酸化イットリウム微粒子と平均粒径が μ mオーダーの酸ィ匕アルミニウム微粒子を用 V、ることがより好ま U、作製方法である。
[0017] 上述の作製装置を用いて作製した酸化イットリウム力もなる構造物の結晶構造は、 X線回折における立方晶系（cubic)の最強線強度に対する単斜晶系（monoclinic) の最強線強度の強度比（単斜晶系の最強線強度 Z立方晶系の最強線強度）が 0. 5 以上が好ましぐより好ましくは 0. 8以上、さらに好ましくは 1以上である。それによりビ ッカース硬度が大きく向上する。ここで最強線強度とは、最強線のピーク高さの強度 を指す。
[0018] また、上述の作製装置を用いて作製した酸化イットリウム力もなる構造物の平均結 晶粒径は、 10〜70nmであることが好ましぐより好ましくは 10〜50nm、さらに好まし くは 10〜30nmである。
[0019] さらに、上述の作製装置を用いて作製した酸化イットリウム力もなる構造物の緻密度 は、 90%以上が好ましぐより好ましくは 95%以上、さらに好ましくは 99%以上である [0020] 上述の作製装置を用いて作製した酸化イットリウム力もなる構造物は、チャンバ一、 ベルジャー、サセプター、クランプリング、フォーカスリング、キヤプチヤーリング、シャ ドーリング、絶縁リング、ダミーウェハー、高周波プラズマを発生させるためのチュー ブ、高周波プラズマを発生させるためのドーム、高周波透過窓、赤外線透過窓、監視 窓、終点検出モニター、半導体ウェハーを支持するためのリフトピン、シャワー板、バ ッフル板、ベローズカバー、上部電極、下部電極などのプラズマ雰囲気に曝される半 導体または液晶製造装置用部材に利用することができる。
[0021] 半導体または液晶製造装置用部材の基材は、金属、セラミックス、半導体、ガラス、 石英、榭脂などが挙げられる。
[0022] さらに、本発明の酸化イットリウム力もなる構造物は、半導体ウェハーや石英ウェハ 一に微細な加工を施すエッチング装置などの静電チャックに利用することが可能で ある。
[0023] さらに、本発明の酸化イットリウムカゝらなる構造物は、絶縁膜、耐摩耗膜、誘電体膜 、輻射膜、耐熱被膜に利用することが可能である。
[0024] 以下に、本発明の実施の形態につき、実施例を用いて説明する。本実施例にあつ ては、酸化イットリウム力もなる構造物を形成する原料粉体として酸化イットリウム微粒 子とこれよりも大粒径の酸ィ匕アルミニウム微粒子の混合粉体を用いた。
[0025] (実施例）
酸化イットリウム微粒子と酸ィ匕アルミニウム微粒子を用意した。酸化アルミニウム微 粒子の体積基準による 50%平均粒径は 5. で、酸化イットリウム微粒子の平均 粒径は 0. 47 mであった。ここで、体積基準による 50%平均粒径とは、レーザー回 折式粒度分布計を用いて測定した粒度分布測定データにおける、粒径の小さ!ヽ側 力もの微粒子の累計体積が 50%に達した時の微粒子の粒径をいう。また、酸化イット リウム微粒子の平均粒径は、フィッシャーサブシーブサイザ一で測定した比表面積か ら算出した粒子径である。
[0026] 次にこれらの微粒子を (酸ィ匕アルミニウム微粒子）：（酸化イットリウム微粒子） = 1 : 1 00の個数比で混合した混合粉体を得た。
[0027] また、酸ィ匕アルミニウム微粒子の体積基準による 50%平均粒径が 2. 1 μ mで、酸 ィ匕イットリウム微粒子の平均粒径が 0. 47 mの微粒子を用意し、これらの微粒子を（ 酸ィ匕アルミニウム微粒子）：（酸化イットリウム微粒子） = 1： 10の個数比で混合し、混 合粉体を得た。
[0028] 尚、酸ィ匕アルミニウム微粒子は製膜補助粒子として機能し、酸化イットリウム微粒子 を変形或いは破砕せしめて新生面を生じさせるためのもので、衝突後は反射し、不 可避的に混入するものを除いて直接層状構造物の構成材料にはならないため、その 材料は酸ィ匕アルミニウムに限定されず、酸化イットリウムを用いてもよいが、コスト面を 考慮すると酸ィ匕アルミニウムが最適である。
[0029] 上記混合粉体を図 4に示した作製装置のエアロゾル発生器に装填し、キャリアガス として窒素ガスを 5リットル Z分の流量で装置内を流しながらエアロゾルを発生させて 、アルミニウム合金基材上に噴出させた。ノズルは縦 0. 4mm、横 20mmの開口のも のを使用した。構造物形成時の構造物形成装置内の圧力は 90〜120kPaであった 。こうして、基材上に高さ 25 m、面積 20mm X 20mmの酸化イットリウムからなる構 造物を形成した。
[0030] 図 1は、（酸ィ匕アルミニウム微粒子）：（酸化イットリウム微粒子） = 1： 100の個数比で 混合した混合粉体を用いて作製した酸化イットリウムカゝらなる構造物の X線回折バタ ーンである。図 5は、（酸ィ匕アルミニウム微粒子）：（酸化イットリウム微粒子） = 1 : 10の 個数比で混合した混合粉体を用いて作製した酸化イットリウムカゝらなる構造物の X線 回折パターンである。図 2は、酸化イットリウムからなる構造物作製の原料粉体に使用 した酸化イットリウム微粒子の X線回折パターンである。図 3は酸化イットリウム焼結体 (HIP処理品）の X線回折パターンである。
[0031] 上記方法により作製した酸化イットリウム力 なる構造物の結晶構造は、立方晶系（ cubic)と単斜晶系（monoclinic)とを混在させた。一方、原料粉体および酸化イット リウム焼結体の結晶構造は立方晶系（cubic)のみであった。
[0032] また、図 1において、 2 0 = 29° 付近に見られる立方晶系（cubic)に起因する最強 ピーク強度と 2 Θ = 30° 付近に見られる単斜晶系（monoclinic)に起因する最強ピ ーク強度から、単斜晶系の最強線強度 Z立方晶系の最強線強度の強度比は 1. 04 であった。 [0033] また、図 5において、 2 0 = 29° 付近に見られる立方晶系（cubic)に起因する最強 ピーク強度と 2 Θ = 30° 付近に見られる単斜晶系（monoclinic)に起因する最強ピ ーク強度から、単斜晶系の最強線強度 Z立方晶系の最強線強度の強度比は 0. 80 であった。
[0034] 上記試料のビッカース硬度測定結果を表 1に示す。ビッカース硬度は、ダイナミック 超微小硬度計 (DUH— W201Z島津製作所)を用いて、試験力 50gfで測定した。 立方晶系（cubic)のみで構成されている酸化イットリウム焼結体よりも、本発明により 作製した立方晶系（cubic)と単斜晶系（monoclinic)が混在している酸化イットリウム 力もなる構造物の方が硬度が大き力つた。
[0035] [表 1]
Figure imgf000010_0001
[0036] 本発明により作製した酸化イットリウム多結晶体力も成る構造物 (混合比 1： 100)の 密着強度を、以下に示す方法により測定した。酸化イットリウム多結晶体から成る構 造物表面に、 SUS製の円柱ロッドをエポキシ榭脂を用いて 120°C、 1時間で硬化さ せ、円柱ロッドを卓上小型試験機 (EZ GmphZ島津製作所製)を用いて 90° 方向 に引き倒し評価した。密着強度 Fは次式により算出した。
F= (4/ r3) X h X f
ここで、 rは円柱ロッドの半径、 hは円柱ロッドの高さ、 fは剥離時の試験力である。 アルミニウム合金基材上に形成させた酸化イットリウム多結晶体から成る構造物の 密着強度は、 80MPa以上で非常に優れた密着強度を有して 、た。
[0037] 本発明により作製した酸化イットリウム多結晶体力も成る構造物 (混合比 1： 10)の断 面 TEM写真を図 6に示す。酸化イットリウム多結晶体力 成る構造物の一部力 石 英ガラス基材の表面に食 、込みアンカー部を形成して 、た。

Claims

請求の範囲
[1] 基材表面に酸化イットリウムからなる構造物が形成された複合構造物であって、前記 構造物は酸化イットリウム多結晶体が主成分であり、前記構造物を構成する結晶同 士の界面にはガラス質力 なる粒界層が実質的に存在せず、さらに前記酸化イツトリ ゥム多結晶体の結晶構造が立方晶系（cubic)と単斜晶系（monoclinic)とを混在さ せて!/、ることを特徴とする複合構造物。
[2] 請求項 1に記載の複合構造物において、前記複合構造物の一部が基材表面に食い 込むアンカー部となって ヽることを特徴とする複合構造物。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012073954A1 (ja) * 2010-12-01 2012-06-07 株式会社東芝 プラズマエッチング装置用部品およびプラズマエッチング装置用部品の製造方法
TW201334035A (zh) * 2011-10-06 2013-08-16 Greene Tweed Of Delaware 抗電漿蝕刻膜，承載抗電漿蝕刻膜之物品及相關的方法
CN104364887B (zh) * 2012-05-22 2017-09-22 株式会社东芝 等离子体处理装置用部件和等离子体处理装置用部件的制造方法
JP5656036B2 (ja) * 2013-03-28 2015-01-21 Toto株式会社 複合構造物
JP2016008352A (ja) * 2014-06-26 2016-01-18 Toto株式会社 耐プラズマ性部材
JP5888458B2 (ja) 2014-06-26 2016-03-22 Toto株式会社 耐プラズマ性部材及びその製造方法
JP6808168B2 (ja) * 2015-12-24 2021-01-06 Toto株式会社 耐プラズマ性部材
US11047035B2 (en) 2018-02-23 2021-06-29 Applied Materials, Inc. Protective yttria coating for semiconductor equipment parts
WO2020116384A1 (ja) * 2018-12-05 2020-06-11 京セラ株式会社 プラズマ処理装置用部材およびこれを備えるプラズマ処理装置
JP7290716B2 (ja) * 2019-04-26 2023-06-13 京セラ株式会社 プラズマ処理装置用部材およびプラズマ処理装置
KR102490570B1 (ko) * 2022-05-23 2023-01-20 주식회사 코미코 희토류 금속 화합물 분말의 열처리 공정을 이용하여 저 명도의 내플라즈마성 코팅막의 제조방법 및 이에 의해 형성된 내플라즈마성 코팅막
WO2024038674A1 (ja) * 2022-08-19 2024-02-22 Ａｇｃ株式会社 イットリウム質保護膜およびその製造方法ならびに部材

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1078630A (ja) * 1996-09-03 1998-03-24 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 光メモリ材料およびその製造方法
JP2005217349A (ja) * 2004-02-02 2005-08-11 Toto Ltd 耐プラズマ性を有する半導体製造装置用部材およびその作製方法
JP2005217351A (ja) * 2004-02-02 2005-08-11 Toto Ltd 耐プラズマ性を有する半導体製造装置用部材およびその作製方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3265481B2 (ja) * 1999-04-23 2002-03-11 独立行政法人産業技術総合研究所 脆性材料超微粒子成形体の低温成形法
CN1243848C (zh) * 1999-10-12 2006-03-01 东陶机器株式会社 复合构造物及其制作方法和制作装置
JP4205912B2 (ja) 2002-08-13 2009-01-07 時田シーブイディーシステムズ株式会社 透明な酸化イットリウム膜とその製造方法
JP4006535B2 (ja) 2003-11-25 2007-11-14 独立行政法人産業技術総合研究所 半導体または液晶製造装置部材およびその製造方法
JP2005217350A (ja) 2004-02-02 2005-08-11 Toto Ltd 耐プラズマ性を有する半導体製造装置用部材およびその作製方法
TW200724506A (en) * 2005-10-07 2007-07-01 Ohara Kk Inorganic composition
JP2007109828A (ja) * 2005-10-12 2007-04-26 Toto Ltd 耐プラズマ性部材
JP2007109827A (ja) * 2005-10-12 2007-04-26 Toto Ltd 静電チャック

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1078630A (ja) * 1996-09-03 1998-03-24 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 光メモリ材料およびその製造方法
JP2005217349A (ja) * 2004-02-02 2005-08-11 Toto Ltd 耐プラズマ性を有する半導体製造装置用部材およびその作製方法
JP2005217351A (ja) * 2004-02-02 2005-08-11 Toto Ltd 耐プラズマ性を有する半導体製造装置用部材およびその作製方法

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