專利名稱：：氧化釔材料、半導體制造裝置用構件及氧化釔材料的制造方法氧化釔材料、半導體制^g用構件及氧化憶材料的制造方法獄領域本發明涉及一種氧化l乙材料，其適合用作半導體制造^g用構件。
背景技術：
：一般情況下，鐘罩、箱室、感受器、夾緊環、聚焦環等半導體制^g用構件大多在鹵素類氣體氛圍或者高密度等離子體氛圍等化學腐蝕性高的氛圍中4頓。基于這種背景，正在研究禾偶比目前材料耐腐蝕性高、難以形鵬染源的氧化釔材料形成半導體制造^g用構件。(專利文獻1)特開平11-278935號公報(專利文獻2)特開2001-179080號公報(專利文獻3)特開2006"69843號公報
發明內容但是，目前的氧化釔材料的t臓特性差，其三點彎曲3雖為14(M80MPa左右、斷裂韌性為0.8l.lMPa^左右。因此，用作半導體制造^gffi槲牛時，加工和4頓時有時會破損，存在成品率、操作艦可靠性方面的問題。本發明是為解決j^課題而開發的，其目的在于提供一種mw特性優良的氧化釔材料。本發明的發明人反復進行了潛A順究，結果發現，Sil在氧化釔(Y203)中添加碳化硅(SiC)和氟化乾(YF3),氧化釔韌性化，可提高用作半導體制造裝置用構件時的成品率、操作'l^可靠性。予以說明，本發明中的氧化釔材料中的碳化硅粒^^為3Mm以下。一般情況下，碳化硅和氧化紀比較，泰示出對卣素類等離子體的耐腐蝕性顯著低的特性。為此，添加繊化硅的氧化釔材料暴IK卣素類等離子體中時，由于碳化硅比氧化紀優先腐蝕，產生孔，形成依據碳化硅的粒徑大體決定的大小的高度差。一方面，即^^氧化釔單體的燒結體，當暴驗鹵素類等離子體中時，由于源于結晶方位的易腐蝕的差別，也形成2miii左右的大小的高錢。因此，為了即使添加碳化硅，氧化紀材料表面的平滑性也不惡化，tt^碳化硅的粒徑為3拜以下。還有，艦使碳化硅粒徑在3拜以下，可以抑第i嵐化釔材料的強度陶氐。另外，本發明中氧化紀材料ttiiffl51將氧化紀和碳化硅以及稀土類氟化物的混，末，在1300'C以上1850'C以下的^ffll燒結來制造。由于氧化釔和氟化釔的共晶溫度為1300'C,所以在130(TC以上的^aS下因產生液相而促鵬結，可期望氧化釔材料的致密化。另夕卜'^^為185(TC以上時，由于碳化硅或YOF等產生晶粒生長，氧化紀材料的3M斷氏。圖1是標Si02量比與反應相關的YF3量多的情況下的氧化釔的^^式圖及SEM照片。圖2是，Si02量比與反應相關的YF3量少的情況下的氧化釔的結糊莫式圖及SEM照片。符號說明1:氧化紀基體2:碳化硅粒子3:Y2Si05材料4:YOF領域具體實施方式以下，M3i比較實施例和比較例的氧化憶材料的強度、斷,14^蝕度，詳細介紹作為本發明實施方式的氧化釔材料。實施例1實施例1中，將氧化憶(Y203，信謝七學制，UUHP等級)、碳化硅(SiC，^匕'于'>(株)制々A卜，77O)及氟化紀(YF3,(株)高纟被化學研究所制)分別按96、3、Wdo/。的比率混合后，禾傭IPA(異丙鎌)翻U經24小時濕式混劊利用加2新的球磨機)，由此調制職料。然后，將漿料過篩后,在ll(TC的氮氛圍中經16小時的千燥獲得粉體。接著，將粉體過篩后，用200Kg/咖2的沖壓壓力，將80g的粉體娜為0>50腿。最后，在1600'C的氬氣氛圍中將成形體用200Kg/cm2的沖壓壓力il314小時熱JE^^得實施例1的氧化釔材料。實施例2實施例2中，除將Y20s、SiC、YF3分別按92、3、5vol。/。的比率混合以外，用和實施例1相同的處理獲得實施例2的氧化^^才料。實施例3實施例3中，除將Y:A、SiC、YF3分別按94、5、lvoiy。的比率混合以外，用和實施例1相同的處理獲得實施例3的氧化f乙材料。實施例4實施例4中，除將丫203、SiC、YF3分別按94、3、3vol。/。的比率混合以外，用和實施例1相同的處理獲得實施例4的氧化釔材料。實施例5實施例5中，除將丫203、SiC、YF3分別按90、5、5voP/。的比率混合以外，用和實施例1相同的處理獲得實施例5的氧化乾材料。實施例6實施例6中，除將￥203、SiC、YF3分別按92、7、lvol。/。的比率混合以外，用和實施例1相同的，獲得實施例6的氧化紀材料。實施例7實施例7中，除將丫203、SiC、YF3分別按89、10、lvolQ/。的比率混合以外，用和實施例1相同的處理獲得實施例7的氧化釔材料。實施例8實施例8中，除將丫203、SiC、YF3分別按85、10、5vol。/。的比率混合以外,用和實施例1相同的處理獲得實施例8的氧化乾材料。實施例9實施例9中，除將丫203、SiC、YF3分別按86、13、lvol。/。的比率混合以外，用和實施例1相同的處理獲得實施例9的氧化釔材料。實施例10實施例10中，除將Y203、SiC、YF3分別按82、13、5vol。/。的比率混合以外，用和實施例1相同的鵬獲得實施例2的氧化釔材料。比較例1比較例1中，只ilil氧化釔(Y203，信越化學制，UUHP等級)形^體。比較例2比較例2中，除將Y203和YF3分另帳95、5voP/。的比率混合以外，用和實施例1相同的處理獲得比較例2的氧化釔材料。比較例3比較例3中，除將Y203、SiC及YF3分別按85、5、10vol。/。的比率混合以外，用和實施例1相同的鵬獲得比較例3的氧化釔材料。比較例4比較例4中，除將丫203、SiC及YF3分別按80、5、15volo/。的比率混合以外，用和實施例l相同的鵬獲得比較例4的氧化紀材料。比較例5比較例5中，除將Y20a和SiC分別按80、20voin/o的比率混合以外，用和實施例1相同的處理獲得比較例5的氧化釔材料。構淑目的i憤利用X射線衍射裝置(旋轉對陰極型X射線衍射，(理學電機制RINT)，CuKa射線源，50KV，300mA,26=10~70°),禾廿用從實施例110及比較例1~5的各氧化f乙材料獲得的X射線衍射圖鑒定結晶相，結果如以下表l所示，實施例1、3、6、7、9及比較例5的氧化釔材料由氧化釔(Y203)、碳化硅(SiC)及丫2&05構成；實施例2、5、8、10及比較例3、4的氧化釔材料由Y203、SiC及YOF構成。另夕卜可知實施例4的氧化釔材料由和SiC構成。(表l)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>另外，禾,化學分析法i憤實施例1~10的氧化紀材料的結構，結果發現，在YF3的添加量少(實施例中lvoP/。)、Si02量比與反應有關的YF3的量多的情況下，i!31ia行如下化學式1、2所示的，，如圖1(a)、(b)所示，形成被Y2Si05材料3包合的碳化il粒子2散在^fl化紀基體1中的結構。(化學式l)3SiOz+4YF3—3SiF4t+2Y2C>3(化學式2)SiOz+YA—Y2Si05另一方面，YF3的添加量多(實施例中5vol°/。)、Si02量比與反應有關的YF3的量少的情況下，MiS行如J^化學式l和以下化學式3所示的反應，如圖2(a)、(b)所示，可知形化硅粒子2散在于氧化釔基體1中，同時在碳化硅粒子2間形成YOF區域4的結構。(化學式3)Y203+YF3—3YOF另外,由SEM照片iTO出實施例1~10及比較例3~5的氧化釔材料中的SiC的平均粒徑，結果可知SiC的平均粒徑任何一個都在3Mm以下范圍內。還有由SEM照片評價出實施例2、5、8、10及比較例2~4的氧化釔材料中的YOF的平均粒徑，結果可知實施例2、5、8、10的氧化釔材料中YOF平均粒徑任何一個縱10nm以下范圍內。(SiC平均粒徑的測定)用SEM的礎電子4敘見察實施例1~10及比較例3~5的氧化釔材料，測定各氧化釔材料中的SiC平均粒徑。其中，由于粒徑不足0.5阿的SiC粒子不能準確計測，所以只領啶粒徑0.5曄以上的粒子的短徑的尺寸，求出其平均值將該值作為平均粒徑。該結果可以了解SiC的平均粒徑樹可一個都是2mhi以下。另外，粒徑在0.5拜以上的比駄的SiC粒子主要存在于晶f她界。予以說明，雖然0.5拜左右以下的'娜SiC粒子不能正確測定，但可艦有無YF3的添加觀察SiC^t頻率的不同。即添加有YF3的情況下，觀察到許多細微SiC粒子在氧化釔的粒子內，的情況。相對而言，在沒有添加YF3的情況下，幾乎觀察不到細微SiC粒子。其原因目前還不清楚，但是可以認為，通a^加YF3，可在低溫下燒結且細微SiC粒子可穩定存在，以及SiC粒子容易itA到氧化紀粒子內。(鵬的聽am實施例11o及比較例i~5的各氧化憶材料進行三點彎曲i^iem出三點彎曲強度。i啊介結果示于表l。其結果可知，實施例1~10的氧化紀材料的三點彎曲強度全都是250MPa以上。(斷裂韌性的刑介)對實施例1~10及比較例1~5的各氧化紀材糾頓JIS-R-1607艦IF(加重9.8N)法i刊介斷^fj性。評價結果舒表l。其結果可知，實施例I-IO的氧化紀材料的斷^I0性全都1.3MPaV^以上。另外添加有YF3的材料一方存在有用少的SiC添加量，？IES斷娜性變高的傾向。其原因目前絲清楚，但是可以認為由以下原因造成的ffl^^加YF3，{^:的粒徑0.5,以上的SiC粒子絲于氧化釔的晶豐她界由于微細的粒徑0.5拜以下的SiC粒子存在于氧化釔的粒子內，而使晶豐勵界及粒子內的機械特性有得至鵬高。(腐鵬的評價)對實施例1~10及比較例1~5的各氧化釔材料，耐腐蝕^^置進fi^離子體耐腐蝕，。具體講，氣體OTNF3、Oz、Ar,■ICP在800W產生等離子體，將產生的等離子條偏壓300W下照浙在被i^^樣上。然后，M31將禾,臺階高差計測定的掩模面和暴露面的臺階高差除以時間，算出各氧化紀材料的腐蝕度。算出的結^T表1。其結果可知，將耐腐蝕性差的碳化硅添加到耐腐蝕性優良的氧化紀中，在滿足其量、微、分散狀態的割牛的情況下，耐腐蝕性也不會大iHT降。由以上發現，依照實施例的氧化紀材料，可以ffi31添加碳化硅實現高斷^^J化性；S3iS力口YF3提高燃結性；ffi53M繩下可燒結可實現高賊化。予以說明，增大YF3的添加量時，YOF的粒徑妙5賊下降，依照實施例的氧化釔材料可以使YOF的粒纟操適化。(室溫^f只電阻率和相對介電常數的im)對實施例1、3、6、7、9及比較例1的各氧化IZ^才料測定在常溫下的術只電阻率(室溫體積電阻率)和相對介電常數。予以說明，體積電阻率是通過JIS《2141方法在大氣中測定的。另外，相對介電常數是將o21mmx21mm、厚度0.1mm的平板微的辦表面il3i研磨作戯面禾臟Ra-0.lMm以下后，采用電阻分析儀4291A而測定的。測定結^T以下表2中。(表2)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>如表2中所示，SiC的添加量在010voP/。的范圍內，室溫^j^只電P且軸10160.咖以上，氧化紀材料維持高電阻，但SiC6<]^加歡13voiy。時，常溫^!只電阻率艦3xl0130cm,氧化釔材料低電阻化。另一方面，完全不添加SiC時，氧化紀材料的相對介電常數為12,SiC的添加量在310的范圍內時，氧化釔材料的相對介電常數在16~18.5，顯示出較高的值。從以上，可知，通過在310voiy。范圍內添加SiC,即維持高的^^只電阻率，同時也可提高氧化憶材料的相對介電常數。予以說明，在特開200669843號公報中所述的發明JiM:在氧化憶材料中添加230wt。/。范圍內的sic,使氧化紀材料具有導電性。相對而言本發明Jim過在氧化釔材料中添加3-10vol。/。范圍內的SiC,即維持髙的體積電阻率同時也可提高氧化憶材料的相對介電常數。一般瞎況下,為了用庫侖型(夕一口>夕<7)靜電吸盤吸附晶片，1015Qcm以上的^^只電阻率是必要的。另外，靜電卩爐的吸附力用以下的數學式(1)相對介電常M高，用相同介電體的厚度及施加電壓越可以獲得高的吸附力。或者說為了在相同施加電壓下得到相同的吸附力，可以增加介電體的厚度。因此依照本發明，在將機械特性差的氧化釔材料適用到半導體制造錢用的構件時，構件的厚度可以加厚，可提高機械特性的可靠性。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>…(l)F^R及附九s標相對介電常數；Eo^^真空的介電率；V^^施加電壓；d標介電體的厚度(氧化釔材料)。盡管相同地添加SiC，禾,本發明和特開2006>69843號公報戶，的發明，導電性不同的原因目前還稀楚，但這可以認為是由SiC及氧化憶的粒徑和粒子生長的難易不同引起的。也就是一m,在將導電性粒子添加到絕緣體中顯現導電性的情況下，作為基體的絕緣體的粒,大、相反導電性粒子的粒徑越小，越是用少的添加量顯現導電性。為此在特開200649843號公矛^腿的發明中，4頓有粒徑小的SiC粒子及粒徑大的氧化釔粉末，相對而言，本發明中為使機械特性增大，艦有包含粒徑默的SiC粒子和粒徑較小的氧化微子。另外，一SiC添加到氧化釔中BW礙燒結性，需要高的燒^j^，結果是皿了粒子生長。另外燒結中，在SiC和氧化釔中特別是氧化紀一方粒子容易生長。從這樣的理由來考慮，認為在特開2006"69843號公報，的發明中導電性變得容易顯現。相對而言，在本專禾胂請中，因添加YF3且可在低溫下燒結，所以可抑制氧化紀的粒子生長，而且認為，由于0.5nm左右以下的'娜SiC粒子iSA氧化釔的粒子內，所以沒有導電性。以上，對應用本發明者進行的發明的具體實^^a行了說明，但依據本實施方式的成為本發明公開的一部分的論述及附圖對本發明沒有限制。例如本實駄式中氧化紀中含有氟化釔，也可以是氟化釔以外的稀土類氟化物。例如取代氟化紀可以舉出氟化鑭或氟化鐿等。如上所述，根據，實皿式，由本領域技術人員等進行的其它的實施方式、實施例皿用^^等都包含在本發明的范圍內是毋庸置疑的，不再贅述。權利要求1.一種氧化釔材料，其特征在于，至少含有硅(Si)、碳(C)及氟(F)。2.如權利要求1所述的氧化紀材料，，征在于，結晶相由氧化釔(Y203)和碳化硅(SiC)構成。3.如權利要求1所述的氧化釔材料，其特征在于，結晶相含有氧化釔(Y203)、碳化硅(SiC)以及Si02與R^)3(Re:稀土類素)的化溯和yf3與ReA的化合吻中的至少一種。4.如權利要求3所述的氧化釔材料，，征在于，Si02與RqA的化^t/為ReSiOs;YF3與Rq03的化，為ReOF。5.如權利要求3或4所述的氧化憶材料，其特征在于，Jt^稀土默素為釔(Y)。6.如權利要求2~5中j琉一項所述的氧化憶材料，^T征在于，±^碳化硅的粒徑為3拜以下。7.如權利要求5或6戶服的氧化紀材料,其特征在于，YOF的粒徑為10拜以下。8.如權利要求1~7中樹可一項所述的氧化釔材料，，征在于，三點彎曲強度為250MPa以上。9.如權利要求1~8中^5T—項所述的氧化憶材料，，征在于，斷性為l,3MPaV^以上。10.如權利要求l一中招可一項所述的氧化紀材料，，征在于，氣孔率為5%以下。11.如權利要求1~10中任何一項臓的氧化紀材料，其特征在于，在室溫下的^f只電阻率為lxl0"Qcm以上。12.如權利要求111中的招可一項所述的氧化釔材料，^!T征在于，相對介電常數在16以上20以下的范圍內。13.—種半導體制造^§用構件，其特征在于，利用如^i利要求112中任何一項所述的氧化紀t才料形成至少一部分。14.一種氧化釔材料的制造方法，其是制造權利要求1~12中樹可一JMf述的氧化釔材料的方法，其特征在于，包含將氧化釔和碳化硅以及稀土類氟化物的混^末在130(TC以上1850'C以下的;^at^;的工序。15.如權利要求14所述的氧化釔材料的制造方法，^#征在于，±土類氟化物為氟化釔(YF3)。全文摘要本發明提供一種機械特性優良的氧化釔材料。本發明的發明人發現，通過在氧化釔(Y₂O₃)中添加碳化硅(SiC)和氟化釔(YF₃)可使氧化釔材料韌性化，可提高用作半導體制造裝置用構件時的成品率、操作性及可靠性。文檔編號C04B35/505GK101265101SQ200810095159公開日2008年9月17日申請日期2008年3月12日優先權日2007年3月12日發明者中山忠親,小林義政,新原皓一,勝田祐司,阪井博明申請人:日本礙子株式會社;國立大學法人長岡技術科學大學