本发明专利技术提供一种高强度、低介电损耗的氧化钇烧结体。一种在１～２０ＧＨｚ的频率下的介电损耗ｔａｎδ为１×１０－４以下的氧化钇烧结体，其特征在于，其含有９９．９质量％以上的氧化钇，孔隙率为１％以下，平均晶粒直径为３μｍ以下，并且由下述（１）式算出的累积频率比为３以下。累积频率比＝Ｄ９０／Ｄ５０…（１），其中，上述（１）式中的各符号的意义如下所述。Ｄ９０：以晶粒的个数基准计的粒度分布从小粒径侧累计达到９０％的晶粒直径（μｍ）；Ｄ５０：以晶粒的个数基准计的粒度分布从小粒径侧累计达到５０％的晶粒直径（μｍ）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种氧化钇烧结体。该氧化钇烧结体特别适合用作半导体制造装置 等具有等离子体处理的装置(以下称为“等离子体处理装置”。)的耐腐蚀构件。
技术介绍
众所周知，与氧化铝、碳化硅、氮化硅、氧化锆等其他一般的陶瓷材料相比， 高纯度氧化钇烧结体对卤系腐蚀气体及其等离子体显示极高的耐性，适用于具有等离子 体处理的半导体制造装置用的耐腐蚀构件。但是，氧化钇为高价的材料、并且其烧结体 的强度低等，在开展作为构造材料上留下问题。因此，在由比氧化钇廉价且具有高强度 的金属材料、氧化铝等其他材质的陶瓷构成的基材上喷镀氧化钇而成的物体，有时也可 用作耐腐蚀构件。专利文献1中公开了一种涉及喷镀构件的专利技术，该喷镀构件在基材和氧化钇喷 镀膜之间设有金属的底涂层和氧化钇与氧化铝的复合中间层，使其与基材的密合性以及 卤系等离子体耐性提高。此外，专利文献2中公开了一种涉及耐腐蚀性构件的专利技术，该 耐腐蚀性构件通过在以双阳极型的等离子体喷镀装置供给含氧气体的基础上进行氧化钇 的喷镀，使得喷镀膜具有高密合性和硬度。然而，喷镀膜与一般同材质的烧结体比较时，孔隙较多。即，在专利文献1所 记载的专利技术中，直接曝露于等离子体的表层的孔隙率较大，为5 9%。此外，在专利 文献2所记载的专利技术中，作为0.1 μ m以上且100 μ m以下的孔隙径的累积细孔容积为 0.0080cc/g以下的喷镀膜，虽然实现了低孔隙率，但无论如何也不及烧结体的孔隙率。 将这些氧化钇喷镀构件用作等离子体处理装置的构成构件时，等离子体处理的原材料的 蚀刻速率变大，并且，由于构成等离子体的气体种与耐腐蚀构件的反应产物或剥离的氧 化钇颗粒而产生大量微粒，存在污染晶圆等处理物等问题。此外，在喷镀氧化钇的构件的情况下，具有氧化钇喷镀膜从基底的基材剥离的 危险。进而，由于作为异种材质的基底基材、界面的存在，使作为构件全体的密度、 机械特性、热特性、电特性等变得不均勻，从而在微波透过性、等离子体产生效率等方 面，对喷镀构件构成不利。从此种情况出发，还进行了仅由高纯度的氧化钇烧结体构成耐腐蚀构件的尝试ο专利文献3中公开了一种涉及氧化钇烧结体的专利技术，其在氧化钇的致密烧结体 中，以Y2O3换算含有99.9质量％以上的Y，表面的平均晶粒直径和深部的平均晶粒直径 之差为30μιη以下。根据该专利技术，可在等离子体耐性、介电损耗中得到优选的特性。专利文献4中公开了一种涉及耐腐蚀性陶瓷构件的专利技术，该耐腐蚀性陶瓷构件 由含有3 50000重量ppm的Zr、Si、Ce或Al中的至少1种以上作为烧结助剂的氧化 钇烧结体构成。该专利技术中，耐腐蚀性优异。专利文献5中公开了一种涉及氧化钇烧结体的专利技术，其在氧化钇粉末中添加硼化合物作为烧结助剂，在烧结体中硼WY3BO6的形式存在。具体而言，氧化钇烧结体中 所含的Y3BO6量为0.12vol%以上且60vol%以下的范围。在该专利技术中，能够在较低温下 简便地得到高密度、耐等离子体性优异的氧化钇烧结体。此外，作为着眼于介电损耗的专利技术，专利文献6中公开了一种涉及耐腐蚀性构 件的专利技术，该耐腐蚀性构件由氧化钇为99.0质量％以上、以氧化物换算的Ti为0.01质 量％以上且低于1质量％、作为不可避免杂质的SiO2为300ppm以下、Fe2O3为IOOppm 以下、碱金属氧化物为IOOppm的烧结体构成，其在IOMHz 5GHz的微波下的介电损耗 为2X10_4以下。在该专利技术中，还记载有在IGHz 5GHz下的介电损耗tan δ为IX 10_4 以下的实施例。专利文献7中公开了一种等离子体处理装置用构件，其由陶瓷烧结体构成，该 陶瓷烧结体曝露在等离子体的部位以含有元素周期表第3a族元素的化合物为主体，其表 面粗糙度(Ra)为Iym以下，孔隙率为3%以下。该专利技术对于卤系腐蚀性气体及其等离 子体表现出优异的耐腐蚀性。专利文献8中公开了一种耐等离子体性构件，其由Ra为2.5 μ m以下且孔隙率为 2%以下的氧化钇烧结体构成。在该专利技术中，通过氢气气氛烧结、铝酸钇的添加等，可提 高等离子体耐性以及减少微粒的产生。专利文献9中公开了一种涉及陶瓷构件的专利技术，该陶瓷构件通过将氧化钇等各 种陶瓷基材的表面在酸性蚀刻液中进行侵蚀处理而使表面发生凹凸化。在该专利技术中，通 过锚固效果可减少微粒。专利文献10中公开了一种涉及耐腐蚀性构件的专利技术，该耐腐蚀性构件由用氟硝 酸等酸对氧化钇烧结体进行蚀刻处理而成的氧化钇烧结体构成。在该专利技术中，能够除去 加工破碎层，还可减少微粒的产生。专利文献11中公开了一种涉及在氢气气氛中以1710 1850°C进行烧成而成的高 纯度氧化钇烧结体的专利技术。有关氧化钇烧结体以外的耐等离子体陶瓷，还公开了各种专利技术，尤其，研究了 介电损耗的低损耗化的专利技术如下所述。专利文献12中记载了一种涉及等离子体耐腐蚀构件的专利技术，该等离子体耐腐蚀 构件为在等离子体下使用、且对于该等离子体具有耐腐蚀性的构件，其由含有烧结助剂 的除去了晶界相的氮化铝烧结体构成，所述烧结体通过将使用烧结助剂烧结而成的烧结 体在碳气氛下以1600 2000°C的温度进行热处理而生成。在该实施例中，可使介电损耗 减半，尽管如此，仍落于1X10—3左右(GHz带)。此外，若实施上述的热处理，则材料 强度降低。专利文献13中公开了一种涉及等离子体耐腐蚀材料的专利技术，该等离子体耐腐 蚀材料如下在氮化铝中添加氧化钇和氧化镁或氮化镁，调节其含量、烧结后的缓冷条 件、退火条件等各种条件，使介电损耗tanS为1X10—4。但是，由于需要精密的条件控 制，因此担心在使用大容量的烧成炉批量生产大型构件的情况等时由于品质参差不齐导 致制品的特性劣化。专利文献14中公开了一种涉及耐腐蚀性构件的专利技术，该耐腐蚀性构件中，含有 Al和稀土元素中的至少1种作为金属成分，主晶相由以Al和稀土元素的复合氧化物(石4榴石型(garnet)、磷钙钠石型(merrillite)、钙钛矿型(perovskite)等)为主体的烧结体构成，Al和稀土元素以外的金属元素为500ppm以下，相对密度为98%以上，以及所述主 晶相的晶粒的最大粒径为10 μ m以下，并且在频率0.4MHz IOGHz的范围下的介电常 数为13以下，介电损耗为5X10_4以下。但是，在该专利技术中，还无法达到介电损耗为 IXlO-4以下的水平，并且等离子体耐性随着Al的存在比例的增加而呈现出下降的倾向， 对于像氧化钇烧结体那样的稀土类单独系的耐腐蚀性构件，在介电特性、耐腐蚀性方面 无法确认到优越性。专利文献1:日本特开2001-164354号公报专利文献2 日本特开2004-10981号公报专利文献3 W02005/009919专利文献4:日本特开2001-181042号公报专利文献5 日本特开2007-45700号公报专利文献6 日本特开2004-292270号公报专利文献7 日本专利3619330号公报专利文献8 日本特开2002-68838号公报专利文献9 日本特开2002-308683号公报专利文献10 日本特开2004-244294号公报专利文献11 日本特开2004-269350号公报专利文献12 日本特开2001-233676号公报专利文献13 日本特开2006-8493号公本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氧化钇烧结体，其特征在于，其平均晶粒直径为３μｍ以下，孔隙率为１％以下，并且弯曲强度为１８０ＭＰａ以上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：冈本研，荒堀忠久，
申请(专利权)人：飞罗得陶瓷股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。