JP7397974B2 - 通気性部材、半導体製造装置用部材、プラグおよび吸着部材 - Google Patents

Description

本開示は、通気性部材およびこの通気性部材備えてなるプラグ、吸着部材等の半導体製造装置用部材に関する。

従来、プラズマエッチング装置等の半導体製造装置では、特許文献１に示すように、基板支持アセンブリ上に載置される半導体ウェハー等の基板とプラズマ生成用ガスを導入して基板に向って供給するためのシャワープレート（ガス分配プレート）との間に高周波電圧を加えてプラズマ状態にして、基板の表面に成膜したり、基板の表面に形成した薄膜をエッチングしたりすることが行われている。

この基板支持アセンブリは、その厚み方向に、ヘリウム等の冷却用ガスを供給するための貫通孔を備えており、この貫通孔にはＡｌＯ／ＳｉＯ、ＡｌＯ／ＭｇＯ／ＳｉＯ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＡｌＮ／ＳｉＯなどの多孔質セラミックスからなる通気性プラグが挿入されている。

また、特許文献２、３では、ウエハーを載置するための載置面を有する静電チャックと、この静電チャックの下側に位置し、ヘリウム（Ｈｅ）等の冷却用ガスを供給するためのガス供給孔を有する冷却板とを備えた半導体製造装置用部材が示されている。静電チャックは、ガス供給孔に接続する内部空間と、内部空間に接続し、ガス供給孔、内部空間を通過した冷却用ガスを排出するガス排出孔を備えている。内部空間には、放電を抑制するための円板状の通気性プラグが装着されている。特許文献２に示す通気性プラグは外周面が接着剤によって静電チャックに固定されている。

特開２０１８－１６２２０５号公報 国際公開第２０１９／００９０２８号

本開示の通気性部材は、柱状または板状の多孔質セラミックスからなり、該多孔質セラミックスの外周面の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）が、前記多孔質セラミックスの主面の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）よりも大きい。

本開示の通気性部材は、柱状または板状の多孔質セラミックスからなり、該多孔質セラミックスの外周面の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）は、０．２以上０．８以下である。

本開示の半導体製造装置用部材は、上記通気性部材を備えてなる。

本開示のプラグは、上記通気性部材からなる。

本開示の吸着部材は、上記通気性部材からなる。

本開示の通気性部材である、プラグを備えるプラズマ処理装置の一部を示す断面図である。 図１に示すプラズマ処理装置の内部に配置される基板支持アセンブリを拡大した断面図である。 本開示の通気性部材である、プラグを備える半導体製造装置用部材の概略を示す断面図である。 図３ＡのＡ部を拡大した断面図である。 本開示の通気性部材である、吸着部材を備えるベベルエッチャの概略を示す模式図である。 本開示の多孔質セラミックスのＸ線回折パターンを示す一例である。

以下、図面を参照して、本開示の通気性部材の一例について詳細に説明する。ただし、本明細書の全図において、混同を生じない限り、同一部分には同一符号を付し、その説明を適時省略する。

図１は、本開示の半導体製造装置用部材である、プラグを備えるプラズマ処理装置の一部を示す断面図である。図２は、図１に示すプラズマ処理装置の内部に配置される基板支持アセンブリを拡大した断面図である。

図１に示すプラズマ処理装置２０は、例えば、プラズマエッチング装置であり、内部に半導体ウェハー等の被処理部材Ｗを配置するチャンバー１を備え、チャンバー１内の上側にはシャワープレート２が、下側には基板支持アセンブリ３が対向して配置されている。

シャワープレート２は、プラズマ生成用ガスＧを拡散するための内部空間である拡散部２ａと、プラズマ生成用ガスＧをチャンバー１内に供給するためのガス通路（気孔）を多数有する多孔質セラミックスからなるガス供給部２ｂとを備えている。

そして、ガス供給部２ｂからシャワー状に排出されたプラズマ生成用ガスＧは、高周波電源１５から高周波電力を供給することによりプラズマとなり、プラズマ空間Ｐを形成する。

ここで、プラズマ生成用ガスＧの例として、ＳＦ_６、ＣＦ_４、ＣＨＦ_３、ＣｌＦ_３、ＮＦ_３、Ｃ_４Ｆ_８、ＨＦ等のフッ素系ガス、Ｃｌ_２、ＨＣｌ、ＢＣｌ_３、ＣＣｌ_４等の塩素系ガスが挙げられる。

基板支持アセンブリ３は、取り付け部４、絶縁部５、支持部６、熱伝導部７および静電吸着部８を備えてなる静電チャックであり、静電吸着部８は、例えば、図２に示すように、シリコーン接着剤からなる接合層９を介して熱伝導部７に接合されている。

静電吸着部８は、静電吸着力によって被処理部材Ｗを保持するものであり、その内部には複数のクランプ電極１０が配置されている。クランプ電極１０は、プラズマ生成用ガスＧから生成されたプラズマＰをチャンバー１内で維持するための整合回路を介して高周波電源に電気的に結合されている。

そして、プラズマに含まれるイオンやラジカルによって、被処理部材Ｗの表面に形成された被覆膜はエッチング処理されるようになっている。

Ｏリング１１は、接合層９の周囲に取り付けられており、接合層９を保護する。絶縁部５は、例えば、プラスチックからなり、取り付け部４から電気的に絶縁している。

基板支持アセンブリ３は、上下方向に貫通する貫通孔１２を備えている。プラグ１３、１４は貫通孔１２に挿入される。すなわち、プラグ１３は静電吸着部８内の貫通孔１２に、また、プラグ１４は絶縁部５内の貫通孔１２にそれぞれ設置されている。プラグ１３は直胴状の円柱体であり、プラグ１４は、円柱状の軸部と、軸部の一端に軸部の直径よりも大きいフランジ部とを備えてなる円柱体である。貫通孔１２は、冷却用のヘリウムガスをチャンバー１内に供給するための通路である。

プラグ１３、１４は、チャンバー１を洗浄するために用いられるプラズマＰが貫通孔１２を通過するに際し、プラズマＰ内を浮遊する粒子を捉え、このような粒子の基板支持アセンブリ３内への侵入を抑制することができる。また、プラグ１３、１４は、貫通孔１２内における二次的なプラズマの生成を抑制することができる。

図３Ａ、図３Ｂは、本開示の通気性部材である、プラグを備える半導体製造装置用部材の概略を示す。図３Ａは断面図であり、図３ＢはＡ部を拡大した断面図である。

半導体製造装置用部材６０は、半導体ウェハー等の被処理部材Ｗを載置する載置面３１を有する静電チャック３０と、静電チャック３０の下側に位置し、被処理部材Ｗを冷却する円板状の冷却部材４０とを備えている。静電チャック３０は、載置面３１側に、複数の凸状部３２を有しており、載置面３１は凸状部３２の頂面である。

冷却部材４０は、熱伝導率の高い金属、例えば、アルミニウムからなる円板状部材であり、ヘリウム等の冷却ガスを供給するためのガス供給孔４１を有している。ガス供給孔４１は、冷却部材４０の厚み方向に貫通している。

静電チャック３０は、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、イットリウムアルミニウム複合酸化物（ＹＡＧ、ＹＡＭおよびＹＡＰの少なくともいずれか）、窒化アルミニウム等を主成分とする緻密質セラミックスからなる円板状部材であり、複数の内部空間３３と、内部空間３３に連通する複数のガス排出孔３４とを有している。内部空間３３は、ガス供給孔４１と連通している。ガス排出孔３４は、断面円形であって、その径は内部空間３３の径よりも小さく、内部空間３３側に位置する底面３５と、載置面３１よりも低い位置にある段差面３６とを貫通している。

ガス排出孔３４は、それぞれの内部空間３３に対して、複数設けられている。内部空間３３には、円板状の多孔質セラミックスからなるプラグ３７が収容されている。

プラグ３７の寸法は、例えば、外径が４ｍｍ～８ｍｍ、厚みが０．８ｍｍ～１，５ｍｍである。

プラグ３７は、底面３５に絶縁性の接着層３９を介して接着されている。接着層３９は、例えば、ポリイミド接着剤、エポキシ接着剤、シリコーンシートなどからなる。図３Ａ、図３Ｂに示す半導体製造装置用部材は、接着層３９が底面３５に沿って設けられているが、内部空間３３を形成する内周面３８に沿って絶縁性の接着層が設けられていてもよい。

ガス排出孔３４は、内部空間３３の中心位置およびその周囲に同心円状に複数設けられ、その個数は、例えば、５個～９個である。ガス供給孔４１は、内部区間３３の中心位置から外周側にずれた位置に設けられている。

冷却部材４０と静電チャック３０とは、絶縁性の接着層５０を介して接合されている。接着層５０のうち、ガス供給孔４１に接続する部分は接続孔５１が形成されている。

図４は、本開示の通気性部材である吸着部材を備えるベベルエッチャの概略を示す模式図である。図４に示すベベルエッチャ７０は、プラズマ洗浄用の装置であり、内部空間を有する処理室７１と、処理室７１の内部で半導体ウェハー等の被処理部材Ｗを所定位置に保持するための真空チャック等の吸着部材７２と、吸着部材７２を支持する支持部材７３と吸着部材７２の上側に配置され、ガス供給部からプラズマ生成用ガスＧを導入するためのガス導入管７４に接続されるシャワープレート７５と、導電性材料からなる下部電極７６と、吸着部材７２と下部電極７６との間に位置する下部サポートリング７７と、導電性材料からなる上部電極７８と、シャワープレート７５と上部電極７８との間に位置する上部リング７９とを備える。

吸着部材７２および支持部材７３はいずれも円板状であるが、吸着部材７２は多孔質のセラミックス、支持部材７３は、緻密質のセラミックスからなる。

下部サポートリング７７、上部リング７９は、いずれも酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化珪素（ＳｉＯ_２）、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）等を主成分とするセラミックスからなる。密閉領域８０は、被処理部材Ｗ、下部サポートリング７７および吸着部材７２によって囲まれた空間であり、この内部のガス圧は、作動中には大気圧より低くなるようにポンプＰで排気される。

上述したプラグ、吸着部材等の本開示の通気性部材は、例えば、ジルコン酸イットリウム、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、イットリウムアルミニウム複合酸化物（ＹＡＧ、ＹＡＭおよびＹＡＰの少なくともいずれか）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化珪素（ＳｉＯ_２）、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）および酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）を含み、その少なくともいずれかを主成分とする、円柱状または円板状の多孔質セラミックスからなる。

本開示の通気性部材は、多孔質セラミックスの外周面の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）が、多孔質セラミックスの主面の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）よりも大きい。

このような構成であると、多孔質セラミックスの外周面は、プラグ１３、１４等の通気性部材を接着剤で静電吸着部８、絶縁部５等に固定する場合、凹凸形状の傾きにそって、接着剤がプラグ１３、１４の外周面から内部に向かって深く浸入するため、通気性部材は高い接着強度が得られ、長期間に亘って高い信頼性を維持することがで
きる。また、ヘリウム等の冷却用ガスが供給される下側の主面は、凹凸がなだらかになるので、チャンバー１内を浮遊する粒子が固着しにくくなり、通気抵抗の上昇を抑制することができる。冷却用ガスが排出される上側の主面も、凹凸がなだらかになるので、チャンバー１内を浮遊する粒子が堆積しにくくなり、長期間に亘って冷却用ガスを容易に排出することができる。

本開示の通気性部材は、多孔質セラミックスの外周面の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）が、０．２以上０．８以下である。

外周面の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）が０．２以上であると、外周面の凹凸形状の傾きが大きくなるため、プラグ１３、１４等の通気性部材を接着剤で静電吸着部８、絶縁部５等に固定する場合、凹凸形状の傾きにそって、接着剤がプラグ１３、１４の外周面から内部に向かって深く浸入するため、通気性部材は高い接着強度が得られ、長期間に亘って高い信頼性を維持することができる。一方、外周面の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）が０．８以下であると、プラグ１３、１４等の通気性部材を静電吸着部８、絶縁部５等に装着する場合、通気性部材がこれらの部材の内周面に損傷を与えるような接触が生じても、通気性部材から脱離する粒子が少なくなり、チャンバー１内の空間を浮遊する粒子も少なくなる。また、外周面に生じる応力集中も緩和される。

粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）とは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１に準拠して測定される、粗さ曲線の基準長さｌにおける局部傾斜ｄＺ／ｄｘの２乗平均平方根であり、以下の式によって規定されるものである。

２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の数値が大きいと、表面の凹凸は険しくなり、２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）の数値が小さいと、表面の凹凸はなだらかになる。

また、多孔質セラミックスの少なくともいずれか一方の主面の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）が、０．２以上０．８以下であってもよい。

主面の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）が０．２以上であると、主面の凹凸形状の傾きが大きくなるため、プラグ等の通気性部材を接着剤で静電チャック３０等に固定する場合、凹凸形状の傾きにそって、接着剤がプラグ３７等の通気性部材の主面から内部に向かって深く浸入するため、通気性部材は高い接着強度が得られ、長期間に亘って高い信頼性を維持することができる。一方、主面の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）が０．８以下であると、プラグ３７等の通気性部材を静電チャック３０等に装着する場合、通気性部材が静電チャック３０の底面３５に損傷を与えるような接触が生じても、通気性部材から脱離する粒子が少なくなり、チャンバー１内の空間を浮遊する粒子も少なくなる。

２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１に準拠し、形状解析レーザ顕微鏡（(株)キーエンス製、ＶＫ－Ｘ１１００またはその後継機種）を用いて測定することができる。測定条件としては、まず、倍率を２４０倍、カットオフ値λｓを無し、カットオフ値λｃを０．０８ｍｍ、カットオフ値λｆを無し、測定対象とする主面および外周面から１か所当たりの測定範囲を、例えば、１４２０μｍ×１０７０μｍに設定して、各測定範囲毎に、測定範囲の中央部の長手方向に沿って測定対象とする線を引いて、線粗さ計測を行えばよい。計測の対象とする長さは、例えば、１３２０μｍである。

本開示の通気性部材は、ジルコン酸イットリウムおよび酸化イットリウムを含み、その少なくともいずれかを主成分とする多孔質セラミックスからなるとよい。

このような構成であると、機械的強度の高いジルコン酸イットリウムと、プラズマに対する耐食性が高い酸化イットリウムとを含み、その少なくともいずれかが主成分となるため、機械的強度を維持しながらもプラズマに対する耐食性が高くなるので、長期間に亘って用いることができる。

具体的には、多孔質セラミックスは、以下の３タイプに分類される。
（１）ジルコン酸イットリウムを主成分として含み、さらに酸化イットリウムを含んだ多孔質セラミックス。
（２）酸化イットリウムを主成分として含み、さらにジルコン酸イットリウムを含んだ多孔質セラミックス。
（３）ジルコン酸イットリウムおよび前記酸化イットリウムを主成分として含む多孔質セラミックス。

ここで、多孔質セラミックスにおける主成分とは、多孔質セラミックスを構成する成分の合計１００モル％中、５０モル％以上を含む成分をいう。多孔質セラミックスを構成する各成分は、ＣｕＫα線を用いたＸ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて同定することができ、各成分のモル比率は、ＸＲＤを用いたリートベルト法によって求めることができる。

ジルコン酸イットリウムが主成分である場合、酸化イットリウムのモル比率は、２０モル％以上であり、酸化イットリウムが主成分である場合、ジルコン酸イットリウムのモル比率は、２０モル％以上である。

ジルコン酸イットリウムおよび酸化イットリウムの各モル比率がいずれも５０モル％であれば、両者が主成分である。

ジルコン酸イットリウムは、組成式が、例えば、ＹＺｒＯ_ｘ（３≦ｘ≦３．５）、ＹＺｒ_２Ｏ_７、Ｙ_２ＺｒＯ_５、Ｙ_２Ｚｒ_２Ｏ_３、Ｚｒ_０．９２Ｙ_０．０８Ｏ_１．９６等として表わされるものである。

ジルコン酸イットリウムおよび酸化イットリウムとも、その結晶構造は、立方晶であるとよい。結晶構造は、ＣｕＫα線を用いたＸ線回折装置（ＸＲＤ）によって求められる。相変態による強度劣化が無く、繰り返し高温に曝されるような環境でも、クラック等の破損が少なく、繰り返し使用することができる。

多孔質セラミックスは、ジルコン酸イットリウムおよび酸化イットリウム以外、Ｓｉ、Ｆｅ、Ａｌおよび周期表第２族元素（以下、周期表第２族元素をＡＥと記載する。）の少なくともいずれかを酸化物として含んでいてもよく、ＳｉがＳｉＯ_２に換算して３００質量ｐｐｍ以下、ＦｅがＦｅ_２Ｏ_３に換算して５０質量ｐｐｍ以下、ＡｌがＡｌ_２Ｏ_３に換算して１００質量ｐｐｍ以下、ＡＥがＡＥＯに換算して３５０質量ｐｐｍ以下であってもよい。

これらの元素の含有量は、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）発光分光分析装置で求め、それぞれ上記酸化物に換算すればよい。

また、多孔質セラミックスは、鉄、コバルトおよびニッケルの少なくともいずれかを含み、これら金属元素の含有量の合計が０．１質量％以下であってもよい。

これら金属元素の含有量の合計が０．１質量％以下であると、多孔質セラミックスを非磁性にすることができるので、多孔質セラミックスは、例えば、電子ビーム露光装置等の磁性の影響を抑制することが求められる装置の部材に用いることができる。さらに、局部的に生じる変色のおそれが抑制されるので、商品価値が向上する。

特に、これら金属元素の含有量の合計は、０．００１質量％以下であるとよい。

多孔質セラミックスは、カリウム、ナトリウム、マグネシウムおよびカルシウムの少なくともいずれかを含み、前記金属元素の含有量の合計が０．００１質量％以下であってもよい。

カリウム、ナトリウム、マグネシウムおよびカルシウムの少なくともいずれかを含む酸化物の粒子は、プラズマＰによって浮遊するおそれが高くなるが、これら金属元素の含有量の合計が上記範囲であると、そのおそれが抑制される。さらに、これらの金属を上記範囲にすることで、誘電損失を低下させることもできる。

これらの金属元素のそれぞれの含有量は、グロー放電質量分析装置（ＧＤＭＳ）を用いて求めればよい。

ここで、本開示における多孔質セラミックスとは、気孔率が１０体積％以上のセラミックスをいい、気孔率は、水銀圧入法によって求めることができる。

多孔質セラミックスの内部の気孔率は、表層部の気孔率よりも高くてもよい。

内部空間を浮遊する異物が多孔質セラミックスの内部に侵入して蓄積すると、この異物を除去しにくいことがあるが、内部の気孔率が表層部の気孔率よりも高いと、そのおそれを低減することができる。内部の気孔率が表層部の気孔率よりも高い場合、表層部の気孔率は低くなり、表層部の機械的強度および破壊靭性が高くなるので、プラグ１３、１４としてそれぞれ静電吸着部８、絶縁部５等に装着する場合、装着が容易となる。また、プラグ３７として、内部空間３３に収容する場合、収容が容易となる。例えば、表層部の気孔率は、２０体積％以上４０体積％以下であって、内部の気孔率は、表層部の気孔率よりも１体積％以上５体積％以下であるとよい。

ここで、内部とは、多孔質セラミックスの厚み方向における仮想中心面から±７％以内、かつ、多孔質セラミックスの軸を中心として、多孔質セラミックスの半径の７０％以内の領域をいう。表層部とは、多孔質セラミックスの両側の主面から３５％以内、かつ、多孔質セラミックスの外周面を起点として前記半径の１５％以内の領域をいう。多孔質セラミックスの内部および表層部を除く領域が中間部である。

プラグ３７を形成する多孔質セラミックスは、径方向に沿って伸びる環状凸部（図示しない）を備え、環状凸部の外周側表面が多孔質セラミックスの外周面であるとよい。このような構成であると、プラグ３７として内部空間３３に収容する場合、環状凸部がない場合よりも内周面３８との接触面積を減らすことができるので、接触によって生じる脱粒のおそれが低減する。さらに、環状凸部は多孔質セラミックスの軸を含む断面視で、等脚台形状であるとよい。

環状凸部の厚みは、例えば、プラグ３７の厚みの８０％以上８５％以下である。

また、多孔質セラミックスは、気孔面積占有率が２０面積％以上４５面積％以下であってもよい。気孔面積占有率がこの範囲であると、機械的強度の大きな低下を抑えつつ、昇温、降温を繰り返しても発生する熱応力を抑制することができる。

また、多孔質セラミックスは、平均気孔径が１μｍ以上６μｍ以下であってもよい。
平均気孔径がこの範囲であると、機械的強度の大きな低下を抑えつつ、プラズマ生成用ガスが通過しても、気孔の周辺や気孔の内部から生じるパーティクルを小さくすることができる。

また、気孔径の尖度は、２以上であってもよい。

気孔径の尖度がこの範囲であると、異常に大きい径を有する気孔が少なくなるので、相対的にこの気孔の内部から生じるパーティクルを減少させることができる。

また、気孔径の歪度は、０以上であってもよい。

気孔径の歪度がこの範囲であると、小さな径を有する気孔の個数が相対的に多くなるので、大きなパーティクルの発生比率を減少させることができる。

気孔面積占有率および平均気孔径については、画像解析ソフト「Ｗｉｎ ＲＯＯＦ（Ｖｅｒ．６．１．３）」（(株)三谷商事製）を用いて、倍率を１００倍として、表面における１箇所の計測範囲を３．１５８５×１０^５μｍ^２、気孔径のしきい値を０．８μｍとして測定する。そして、この測定を４箇所で行うことによって、気孔面積占有率および平均気孔径を求めることができる。

気孔径の尖度は、Excel（登録商標、Microsoft Corporation）に備えられている関数Ｋｕｒｔを用いて求めればよい。

また、気孔径の歪度は、Excel（登録商標、Microsoft Corporation）に備えられている関数Ｓｋｅｗを用いて求めればよい。

図５は、本開示の多孔質セラミックスのＸ線回折パターンを示す一例である。
ジルコン酸イットリウム（ＹＺｒＯ_３）の（２２２）面の回折ピークＩ_１の位置は、ＰＤＦ（登録商標）Number：01-089-5593で示されるカードによれば、回折角（２θ）２９．３３３°である。

また、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）の（２２２）面の回折ピークＩ_２の位置は、ＰＤＦ（登録商標）Number：01-071-0099で示されるカードによれば、回折角（２θ）２９．２１１°である。図５に示す例では、ＣｕＫα線を用いたＸ線回折によって得られるジルコン酸イットリウム（ＹＺｒＯ_３）の（２２２）面回折ピークＩ_１の回折角（２θ_１）は２９．２２°、シフト量Δ_１は低角側に０．１１３°である。酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）の（２２２）面の回折ピークＩ_２の回折角（２θ_２）は２９．５０°、シフト量Δ_２は高角側に０．２８９°である。

本開示の多孔質セラミックスは、図５に示すように、回折ピークＩ_１は低角側に、回折ピークＩ_２は高角側にシフトしていてもよい。回折ピークＩ_１が低角側にシフトしていると、結晶粒子の格子面間隔が大きくなり、引張応力が結晶格子に残留した状態になっている。一方、回折ピークＩ_２が高角側にシフトしていると、結晶粒子の格子面間隔が小さくなり、圧縮応力が結晶格子に残留した状態になっている。このように引張応力および圧縮応力が残留すると、互いに相殺するように働くため、脱粒しにくくなる。

また、多孔質セラミックスは、回折ピークＩ_１のシフト量Δ_１および回折ピークＩ_２のシフト量Δ_２の絶対値がいずれも０．５°以下であってもよい。シフト量Δ_１およびシフト量Δ_２がこの範囲であると、結晶格子に蓄積するひずみが小さくなるので、長期間に亘って用いることができる
次に、本開示の通気性部材の製造方法の一例について説明する。

酸化イットリウムの粉末と酸化ジルコニウムの粉末とを準備する。酸化イットリウムと酸化ジルコニウムとをモル比率が５５～６５：４５～３５になるように調合した後、順次、湿式混合、造粒して、酸化イットリウムおよび酸化ジルコニウムからなる顆粒を得る。

ここで、ジルコン酸イットリウム（ＹＺｒＯ_３）の（２２２）面の回折ピークＩ_１が低角側に、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）の（２２２）面の回折ピークＩ_２が高角側にシフトする通気性部材を得るには、湿式混合された混合粉末の平均粒径Ｄ_５０を０．８μｍ以上０．９μｍ以下とすればよい。

回折ピークＩ_１のシフト量Δ_１および回折ピークＩ_２のシフト量Δ_２の絶対値がいずれも０．５°以下である通気性部材を得るには、湿式混合された混合粉末の平均粒径Ｄ_５０を０．８２μｍ以上０．８８μｍ以下とすればよい。

また、鉄、コバルトおよびニッケルの少なくともいずれかを含み、これら金属元素の含有量の合計が０．１質量％以下である多孔質セラミックスを得るには、脱鉄機を用い、例えば、磁束密度を１テスラ、処理時間を６０分以上として、脱鉄処理を施せばよい。

この顆粒を成形型に充填して、乾式加圧成形法、冷間静水圧加圧成形法等によって所定の形状（円柱状または円板状）に成形する。成形圧は、例えば、７８ＭＰａ～１１８ＭＰａとするのがよい。

多孔質セラミックスの外周面の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）が、０．２以上０．８以下である通気性部材を得るには、収縮を考慮して、成形型を構成するダイの内周面の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）を０．２２以上０．８８以下にする。成形体の外周面はダイの内周面を転写する。

多孔質セラミックスの少なくともいずれか一方の主面の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）が、０．２以上０．８以下である通気性部材を得るには、収縮を考慮して、成形型を構成する上パンチおよび下パンチの少なくともいずれかの加圧面の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）を０．２２以上０．８８以下にすればよい。成形体の主面は、上記加圧面を転写する。

成形して得られた成形体を、大気雰囲気中、保持温度を１２００～１６００℃、保持時間を１～５時間として焼成する。以上の通り、説明した製造方法によって、本開示の通気性部材を得ることができる。

また、気孔面積占有率が２０～４５面積％である通気性部材を得るには、保持温度を１２５０～１５５０℃とすればよい。

また、平均気孔径が１～６μｍである通気性部材を得るには、成形圧を、例えば、８８～１０８ＭＰａ以として、保持温度を１２５０～１５５０℃とすればよい。

上述した製造方法によって得られた本開示の通気性部材は、貫通孔や内部空間に挿入しても、脱離する粒子が少なく、接着の信頼性を維持することができるため、長期間に亘って用いることができる。

このように、本開示の通気性部材を使用すると、高い接着強度が得られ、長期間に亘って高い信頼性を維持することができる。また、本開示の通気性部材から脱離する粒子が少なくなるので、チャンバー内の空間を浮遊する粒子が少なく、そのため通気性部材を吸着部、絶縁部等に固定した後、長期間に亘って信頼性を維持することができる。

以上、本開示の実施形態に係る通気性部材について説明したが、本開示は以上の実施形態に限定されるものではなく、本開示の範囲内において種々の変更や改良が可能である。例えば、上記多孔質セラミックスは円柱状または円板状に限定されるものではなく、角柱状または多角形の板状であってもよい、また、本開示の通気性部材は、半導体製造装置用部材のみならず、触媒担体として用いることができる。

１ チャンバー
２ シャワープレート
３ 基板支持アセンブリ支持部
４ 取り付け部
５ 絶縁部
６ 支持部
９ 接合層
１０ クランプ電極
１１ Ｏリング
１２ 貫通孔
１３ プラグ
１４ プラグ
１５ 高周波電源
２０ プラズマ処理装置
３０ 静電チャック
３１ 載置面
３２ 凸状部
３３ 内部空間
３４ ガス排出孔
３５ 底面
３６ 段差面
３７ プラグ
４０ 冷却部材
４１ ガス供給孔
５０ 接着層
５１ 接続孔
６０ 半導体製造装置用部材
７０ ベベルエッチャ
７１ 処理室
７２ 吸着部材
７３ 支持部持
７４ ガス導入管
７５ シャワープレート
７６ 下部電極
７７ 下部サポートリング
７８ 上部電極
７９ 上部リング

Claims (18)

1. 柱状または板状の多孔質セラミックスからなり、該多孔質セラミックスの外周面の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）が、０．２以上０．８以下であり、前記多孔質セラミックスの主面の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）よりも大きい、通気性部材。
2. 前記多孔質セラミックスの少なくともいずれか一方の主面の粗さ曲線における２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）が、０．２以上０．８以下である（但し、前記主面の２乗平均平方根傾斜（ＲΔｑ）は、前記外周面のそれよりも小さい）、請求項１に記載の通気性部材。
3. 前記多孔質セラミックスはジルコン酸イットリウムおよび酸化イットリウムを含み、その少なくともいずれかが主成分である、請求項１または２に記載の通気性部材。
4. 前記多孔質セラミックスはジルコン酸イットリウムを主成分として含み、さらに酸化イットリウムを含む、請求項３に記載の通気性部材。
5. 前記多孔質セラミックスは酸化イットリウムを主成分として含み、さらにジルコン酸イットリウムを含む、請求項３に記載の通気性部材。
6. 前記多孔質セラミックスはジルコン酸イットリウムおよび酸化イットリウムを主成分として含む、請求項３に記載の通気性部材。
7. 前記ジルコン酸イットリウムおよび前記酸化イットリウムは、いずれも結晶構造が立方晶である、請求項３～６のいずれかに記載の通気性部材。
8. Ｘ線回折によって得られるジルコン酸イットリウム（ＹＺｒＯ３）の（２２２）面の回折ピークＩ１は低角側に、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）の（２２２）面の回折ピークＩ２は高角側にシフトしている、請求項３～７のいずれかに記載の通気性部材。
9. 前記回折ピークＩ１のシフト量Δ１および前記回折ピークＩ２のシフト量Δ２の絶対値がいずれも０．５°以下である、請求項８に記載の通気性部材。
10. 前記多孔質セラミックスの内部の気孔率は、前記多孔質セラミックスの表層部の気孔率よりも高い、請求項１～９のいずれかに記載の通気性部材。
11. 前記多孔質セラミックスは、径方向に沿って伸びる環状凸部を備え、該環状凸部の外周側表面が前記多孔質セラミックスの外周面である、請求項１～１０のいずれかに記載の通気性部材。
12. 前記多孔質セラミックスは、気孔面積占有率が２０面積％以上４５面積％以下である、請求項１～１１のいずれかに記載の通気性部材。
13. 前記多孔質セラミックスは、平均気孔径が１μｍ以上６μｍ以下である、請求項１～１２のいずれかに記載の通気性部材。
14. 鉄、コバルトおよびニッケルの少なくともいずれかを含み、前記金属元素の含有量の合計が０．１質量％以下である、請求項１～１３のいずれかに記載の通気性部材。
15. カリウム、ナトリウム、マグネシウムおよびカルシウムの少なくともいずれかを含み、前記金属元素の含有量の合計が０．００１質量％以下である、請求項１～１２のいずれかに記載の通気性部材。
16. 請求項１～１５のいずれかに記載の通気性部材を備えてなる、半導体製造装置用部材。
17. 請求項１～１５のいずれかに記載の通気性部材からなる、プラグ。
18. 請求項１～１５のいずれかに記載の通気性部材からなる、吸着部材。
    

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