(57)【要約】【課題】優れた耐食性を発揮しつつ、パーティクルの飛散を防止したセラミックス部材の提供【課題手段】  気孔率が１％以下のセラミックス焼結体基体の少なくとも一部に皮膜形成表面を有するセラミックス部材であって、皮膜形成表面が、皮膜（ケイ素アルコキシド化合物重合体のゾルゲル膜のみからなる皮膜を除く。）と基材表面とが混在してなる、具体的には、皮膜の面積率が表面処理面全体の５〜８０％である表面処理セラミックス部材。この表面処理セラミックス部材は、気孔率が１％以下のセラミックス焼結体基体の表面に皮膜材（ケイ素アルコキシド化合物重合体のゾルゲル膜のみからなる皮膜材を除く。）を塗布した後、硬化前の皮膜材がセラミックス焼結体表面の凹部に残存するような条件で皮膜材の一部を除去し、セラミックス焼結体表面の凹部に残存した皮膜材を硬化させることにより製造することができる。【選択図】  図１
2010047433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気孔率が１％以下のセラミックス焼結体基材の少なくとも一部に皮膜形成表面を有するセラミックス部材であって、
皮膜形成表面が、皮膜（ケイ素アルコキシド化合物重合体のゾルゲル膜のみからなる皮膜を除く。）と基材表面とが混在してなる、
表面処理セラミックス部材。
【請求項２】
皮膜の面積率が、皮膜形成表面全体の５〜８０％であることを特徴とする請求項１に記載の表面処理セラミックス部材。
【請求項３】
皮膜形成表面において、セラミックス焼結体表面の凹部が選択的に皮膜によって被覆されていることを特徴とする請求項１または２に記載の表面処理セラミックス部材。
【請求項４】
皮膜が、ゾルゲル膜、樹脂膜又はこれらの複合膜であることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の表面処理セラミックス部材。
【請求項５】
ゾルゲル膜が、金属アルコキシド化合物重合体で構成されることを特徴とする請求項４に記載の表面処理セラミックス部材。
【請求項６】
樹脂膜が、ガラス転移点１００℃以上の樹脂組成物で構成されることを特徴とする請求項４に記載の表面処理セラミックス部材。
【請求項７】
半導体または電子デバイス製造装置に用いられることを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の表面処理セラミックス部材。
【請求項８】
少なくとも処理雰囲気に接する部分に、皮膜形成表面が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の表面処理セラミックス部材。
【請求項９】
気孔率が１％以下のセラミックス焼結体基体の表面に皮膜材（ケイ素アルコキシド化合物重合体のゾルゲル膜のみからなる皮膜材を除く。）を塗布した後、硬化前の皮膜材がセラミックス焼結体表面の凹部に残存するような条件で皮膜材の一部を除去し、セラミックス焼結体表面の凹部に残存した皮膜材を硬化させることを特徴とする表面処理セラミックス部材の製造方法。
【請求項１０】
皮膜材の一部の除去が、拭き取りにより行われることを特徴とする請求項９に記載の表面処理セラミックス部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面処理を施したセラミックス部材およびその製造方法に係り、より詳しくは、例えば、半導体デバイス製造装置、液晶ディスプレイ製造装置、精密分析機器の加熱ユニットなどにおいて、加熱処理に供される部材、または、処理ガス雰囲気プラズマ雰囲気もしくは熱処理時の真空雰囲気に曝される部材に用いるのに適した表面処理セラミックス部材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造装置などのプラズマチャンバー用部材などの腐食性ガスに曝される部材には、耐食性に優れるセラミックスが用いられている。これは、耐食性に劣る材料では、装置寿命が短いという問題があると共に、腐食性ガスとの反応生成物がパーティクルとしてデバイスに付着し、デバイスの品質劣化をもたらす場合があるからである。このような用途には、アルミナなどの一般的なセラミックス材料の他、ＡｌＮ、Ｙ2Ｏ3などのより耐食性に優れる材料が用いられる。
【０００３】
しかしながら、材料の変更だけではパーティクルを完全に防止するには至らない。すなわち、セラミックス部材は脆性材料の加工品であるため、必ず表層には凹部（気孔、マイクロクラック、加工傷など）が存在するが、凹部内に表面研削工程などにおいて発生した微粒子が入り込む場合がある。このような凹部内微粒子は、通常の洗浄工程を経ても完全に除去するのは難しい。また、セラミックス部材の製造工程中にはマイクロクラックが発生する場合もある。このような微粒子やマイクロクラックが高温雰囲気、処理ガス雰囲気、プラズマ雰囲気もしくは熱処理時の真空雰囲気などに曝されると、パーティクルとして飛散する。
【０００４】
従来、セラミックス部材のパーティクルの飛散を防止する方法についての提案がいくつかなされている。
【０００５】
特許文献１には、「セラミックス製品を洗浄する方法であって、前記セラミックス製品の被洗浄面に溶剤を塗布し、次いでこの溶剤に可溶性の材料からなるフィルムを前記被洗浄面に接触させ、前記フィルムを前記被洗浄面から剥離させることによって前記被洗浄面を洗浄することを特徴とする、セラミックス製品の洗浄方法」に関する発明が開示されている。この発明では、溶剤によってフィルムの被洗浄面に対する接触部分が溶融し、被洗浄面の形態の凹凸に対して追従するため、被洗浄面に存在するパーティクルが、フィルムの溶融した部分に包み込まれる。その結果、フィルムを被洗浄面から剥離させると、フィルムの接触面側にパーティクルが固定化され、被洗浄面から取り除かれるとされている。
【０００６】
特許文献２には、「９９．２重量％以上、９９．９９重量％以下の酸化アルミニウムと残部がアルミニウム以外の金属の酸化物からなり、平均粒子径が０．５μｍ以上、１５μｍ以下で、かつ密度が３．８８ g/cm3以上、３．９７ g/cm3以下である焼結体、または研削加工した焼結体を、１０００℃以上、１５５０℃以下の温度で０．１時間以上、６時間以下にわたり加熱処理したことを特徴とするアルミナセラミックス焼結体」に関する発明が開示されている。
【０００７】
また、セラミックス材料の耐食性を向上させる方法として、主として溶射セラミックスについて、耐食性の高い皮膜を形成する発明も提案されている。
【０００８】
特許文献３には「ハロゲン系腐食ガス環境下またはハロゲン系腐食ガスのプラズマの環境下で用いられる耐食性複合部材であって、基材と、基材上の少なくともハロゲン系腐食ガスまたはハロゲン系腐食ガスのプラズマに曝される部位に設けられたセラミックスゾル／ゲルにより形成された被膜とを有することを特徴とする耐食性複合部材」に関する発明が開示されている。
【０００９】
特許文献４には「溶射用の前加工をした基材表面に、単一金属または合金またはサーメットあるいはセラミックスを溶射し、その後溶射皮膜内の気孔中で封孔物を形成する浸透性の良い封孔液を塗布または含浸し、時効または熱処理を行って封孔処理をした後、ガラス質形成成分を溶解または懸濁した液を刷毛塗りまたは噴霧により塗布し、常温乾燥または９００℃以下の温度で焼成することによりガラス質表層皮膜を形成することを特徴とする耐食性を有し、長期間使用に耐える複合皮膜の形成方法」に関する発明が開示されている。
【００１０】
特許文献５には「セラミック部材上に設けられる複合コーティング材料であって、開気孔を有するセラミック多孔体と、前記開気孔に含浸されている樹脂とを備えていることを特徴とする、複合コーティング材料」に関する発明が開示されており、その実施例では、セラミック多孔体が溶射法によって形成されているもののみが記載されている。
【００１１】
特許文献６には「溶射によって得られたセラミックス絶縁層において、気体と樹脂との温度差による収縮率の違いを利用して、このセラミックス絶縁層に発生した気孔の入口に熱硬化性樹脂からなる封孔体を形成したことを特徴とする封孔処理セラミックス絶縁層」に関する発明が記載されている。
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−２１１８７
【特許文献２】特開平８−８１２５８
【特許文献３】特開２００３−３３５５８９
【特許文献４】特開２００１−１５２３０７
【特許文献５】特開２００３−１１９０８７
【特許文献６】特開２００２−１８０２３３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に記載の発明では、セラミックスの表面にフィルムを形成し、そのフィルムを被洗浄面から剥離させることによりパーティクルの原因となる微粒子を除去するものであるが、粒界、気孔内に入り込んだ微粒子の除去は困難である。
【００１４】
特許文献２に記載の発明は、１０００〜１５５０℃の熱処理によってパーティクルの原因となるマイクロクラックを修復することとしているが、粒界、気孔内に入り込んだ微粒子の除去はできない。
【００１５】
特許文献３〜６に記載の発明は、いずれも溶射セラミックスへの皮膜形成を目的とするものであり、そもそもパーティクルの問題を解決するものではない。また、特許文献３〜５は、セラミックス表面の全面に皮膜を形成させるものであるから、セラミックスの機能を発揮できない。
【００１６】
本発明者らは、上記の問題を解決するために、セラミックス焼結体が有する優れた耐食性を維持しつつ、恒久的にパーティクルの発生を防止する方法について鋭意研究を行った結果、下記の知見を得た。
【００１７】
（Ａ）セラミックス焼結体の全面を皮膜で覆ったのではセラミックス焼結体が本来有する機能を発揮できず、耐食性部材としての機能が皮膜の性能によって左右されることになる。また、全面被覆の場合、剥離等の耐久性の問題がある。従って、セラミックス焼結体の全面（処理雰囲気と接触する面の全面）を覆わない構成とするのが望ましい。
【００１８】
（Ｂ）パーティクルの発生原因の一つは、焼成時、研削加工時などに生じるセラミックスの微粒子の飛散によるものである。即ち、焼成炉内に飛散したセラミックス微粒子、研削加工時に発生したセラミックス微粒子などは、セラミックス焼結体表面に付着するが、超音波洗浄等の従来知られている様々な洗浄方法を用いたとしても、結晶粒界の隙間、微小気孔内、加工傷内などに入り込んだ微粒子を完全に除去することは困難である。従って、これらの微小空間に残存したセラミックス微粒子を除去するのではなく、セラミックス微粒子を微小空間内に固定することが必要である。
【００１９】
（Ｃ）パーティクルの発生原因のもう一つは、セラミックス部材に生じたマイクロクラックにより発生した微小片が装置運転中に脱落することによるものである。従って、セラミックス部材の表面には、マイクロクラックによる微小片の脱落を防止するための定着材を存在させることが必要である。
【００２０】
本発明は、上記の知見に基づいてなされたものであり、セラミックス焼結体が本来有する機能を発揮しつつ、パーティクルの飛散が発生しないセラミックス部材およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、下記（１）〜（８）に示す表面処理セラミックス部材および下記（９）〜（１０）に示す表面処理セラミックス部材の製造方法を要旨とする。
【００２２】
（１）気孔率が１％以下のセラミックス焼結体基材の少なくとも一部に皮膜形成表面を有するセラミックス部材であって、
皮膜形成表面が、皮膜（ケイ素アルコキシド化合物重合体のゾルゲル膜のみからなる皮膜を除く。）と基材表面とが混在してなる、
表面処理セラミックス部材。
【００２３】
（２）皮膜の面積率が、表面処理面全体の５〜８０％である上記（１）に記載の表面処理セラミックス部材。
【００２４】
（３）皮膜形成表面において、セラミックス焼結体表面の凹部が選択的に皮膜によって被覆されている上記（１）または（２）に記載の表面処理セラミックス部材。
【００２５】
（４）皮膜が、ゾルゲル膜、樹脂膜又はこれらの複合膜である上記（１）〜（３）のいずれかに記載の表面処理セラミックス部材。
【００２６】
（５）ゾルゲル膜が、金属アルコキシド化合物重合体で構成される上記（４）に記載の表面処理セラミックス部材。
【００２７】
（６）樹脂膜が、ガラス転移点１００℃以上の樹脂組成物で構成される上記（４）に記載の表面処理セラミックス部材。
【００２８】
（７）半導体または電子デバイス製造装置に用いられる上記（１）〜（６）のいずれかに記載の表面処理セラミックス部材。
【００２９】
（８）少なくとも処理雰囲気に接する部分に、皮膜形成表面が形成されている上記（７）に記載の表面処理セラミックス部材。
【００３０】
（９）気孔率が１％以下のセラミックス焼結体基体の表面に皮膜材（ケイ素アルコキシド化合物重合体のゾルゲル膜のみからなる皮膜材を除く。）を塗布した後、硬化前の皮膜材がセラミックス焼結体表面の凹部に残存するような条件で皮膜材の一部を除去し、セラミックス焼結体表面の凹部に残存した皮膜材を硬化させることを特徴とする表面処理セラミックス部材の製造方法。
【００３１】
（１０）皮膜材の一部の除去が、拭き取りにより行われる上記（９）に記載の表面処理セラミックス部材の製造方法。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、セラミックス焼結体が本来有する機能、即ち、優れた耐食性を発揮しつつ、焼結時、研削加工時などに発生し、セラミックス焼結体表面の気孔内などの微小空間に残存した微粒子またはマイクロクラックに起因して発生するパーティクルの飛散を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
１．セラミックス焼結体
セラミックス焼結体としては、本来の化学的に安定な機能を発現させるために、気孔率が１％以下の緻密質で微小組織を呈するものを用いる。気孔率が１％を超えると、機械的特性及び耐食性が低下するからである。また、セラミックス溶射被膜の場合は、緻密に焼結した焼結体と比較すると多孔質であり、さらに機械的強度が弱いとともに、比表面積が大きいので、耐食性も劣る。このため、脱粒などによるパーティクルが発生しやすい材料であるため、本発明の表面処理セラミックス部材には用いることができない。
【００３４】
本発明に用いるセラミックス材料には、特に制限はないが、アルミナ、イットリア、ジルコニア、ムライト、コーディエライト、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、サイアロン等の一般的なセラミックス材料を用いることができる。このうち、特に、耐食性及び耐熱性に優れるアルミナ、窒化アルミニウム、イットリアなどを用いるのが望ましい。
【００３５】
セラミックス焼結体の製造方法には、特に制限はなく、一般的な製造方法を採用すればよい。例えば、平均粒径で０．０１〜１μｍ程度の粉末原料に、公知の成形バインダーを添加し、スプレードライ法などの公知の方法により造粒した後、金型プレス、ＣＩＰ（冷間静水圧成形）により得られた成形体を焼成して製造することができる。粉末原料には、必要に応じて公知の焼結助剤を添加してもよい。このとき、酸化物系セラミックスであれば、大気炉を用いることができる。また、非酸化物系セラミックスであれば、真空炉のほか、窒素、アルゴン等の雰囲気焼成炉を用いることができる。
【００３６】
２．皮膜材料
本発明の表面処理セラミックス部材は、上記のセラミックス焼結体の表面に皮膜を形成したものである。この皮膜材としては、例えば、酸化物懸濁物の有機樹脂溶液、クロム酸溶液、無機コロイド液等を用いることもできるが、これらの皮膜材では、本発明で用いられる緻密質のセラミックス焼結体に塗布したところで、パーティクルを完全に防止するのは難しい。また、固形物を含まない樹脂溶液であれば、塗布、拭き取り、硬化を容易に行うことができるが、例えば、ポリスチレンは、アセトンなどの有機溶剤で簡単に溶解できるが、膜自体の耐熱性が劣るため、装置の運転温度である１００℃以上の環境では、脱落しやすい。従って、固形分を含まない樹脂溶液は、耐熱性があるものを用いるのが望ましい。
本発明に用いる皮膜材としては、ゾルゲル、樹脂またはこれらの混合材料を用いるのがより望ましい。これらの材料は、室温で液状であり、その後、縮重合、加水分解反応等により硬化し、スパッタリング等のデバイス処理装置における運転温度（１００℃以上）において安定に存在する材料だからである。
【００３７】
ゾルゲル膜としては、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｙ系のアルコキシド化合物を、加水分解により硬化し、金属酸化物を形成する化合物を用いるのが望ましい。また、これらとＳｉ系アルコキシド化合物との複合膜としてもよい。これらのアルコキシド化合物は、室温で容易に硬化し、その融点が使用温度の上限である１５０℃を遙かに上回るため、運転中も安定的に存在するからである。ゾルゲル膜は、溶液を用いて膜を形成できる点で簡便である。
【００３８】
樹脂膜としては、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂等の室温または加熱により硬化する樹脂を用いるのが望ましい。特に、ガラス転移点が１００℃以上の重合体で構成されることが望ましい。これは、デバイス処理装置の使用時の熱負荷に耐えうる耐熱性を付与するためである。ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂などは、溶剤に殆ど不溶で液状化するのが困難であるため、前駆物質の溶液を塗布し、熱硬化、硬化剤等の添加、紫外線照射、吸湿による経時硬化等により架橋・重合反応を進行させることで、硬化させる方法を採用するのが好ましい。前駆物質は未重合で低分子であるため、溶剤による溶液化が容易だからである。また、加温融解する樹脂の場合、樹脂体の微粉末を分散させた懸濁・コロイド溶液の形態で塗布し、これを拭き取った後、加温溶着により膜化してもよい。
【００３９】
具体的には、ポリイミド樹脂では、芳香族系の前駆体を加熱反応させて硬化させればよく、フェノール樹脂では、フェノール系化合物、ホルムアルデヒド等を加熱反応させて硬化させればよい。また、エポキシ樹脂の場合、前駆体であり、混合することで重合反応を起こす低分子エポキシ化合物とアミン系化合物とを混合し、硬化前に塗布、拭き取りするのがよい。エポキシ樹脂では紫外線等を照射することで架橋・硬化反応を進行させる光硬化系の材料を選択してもよい。フッ素樹脂の場合、微粉末化した樹脂体を使用し、この懸濁液を塗布し、拭き取った後、溶着可能な温度まで加温して膜化するのがよい。
【００４０】
上記の皮膜は、セラミックス焼結体の少なくとも半導体製造装置などにおいて処理雰囲気に曝される表面に存在する凹部（結晶粒界の隙間、微小気孔、加工傷など）に選択的に埋め込まれ、凹部以外の部分にはセラミックス焼結体が露出するように形成させ、セラミックス焼結体の処理表面がセラミックス焼結体基材の表面と皮膜の表面とが混在している必要がある。ここで処理雰囲気とは、処理ガス雰囲気（アルゴンガス、水素ガス、ハロゲン等の腐食ガスなど）、プラズマ雰囲気、熱処理時の真空雰囲気などである。
【００４１】
これは、前掲のように、セラミックス焼結体の凹部には微粒子などが残存しており、また、焼成工程、加工工程などにおいてマイクロクラックが形成されている場合がある。上記の皮膜は、凹部を選択的に被覆し、そこに存在する微粒子を捕捉して飛散を防止すると共に、マイクロクラックにより生じた微小片の脱落をも防止する役割を担う。その一方で、耐食性に優れるセラミックス焼結体が露出している。このセラミックス焼結体が露出した面は、もともと凹みがない平滑な部分であるので、洗浄等により微粒子を除去しやすく、パーティクルが発生しにくいため、この部分は、セラミックス焼結体を露出させて、本来の機能を発揮させるべき部位である。
【００４２】
セラミックス焼結体の処理表面における皮膜の面積率は、表面処理面全体の５〜８０％を占めることが望ましい。即ち、皮膜の面積率が５％未満の場合には、上記の微粒子等の捕捉効果が不十分となり、パーティクルの飛散を防止できないおそれがあり、一方、その面積率が８０％を超えると、セラミックス焼結体の本来の機能を発揮できないおそれがある。
【００４３】
皮膜の面積率は、以下の方法により求めることができる。
（１）表面処理セラミックス部材の任意箇所を波長分散型の電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）にて皮膜材由来の主要元素（例えば、ポリイミド樹脂の場合、主要元素はＣである）の分布比率をマッピングする。
（２）上記（１）と同様の方法でセラミックス基材由来の主要元素（例えば、アルミナの場合、主要元素はＡｌである。）の分布比率をマッピングし、補完関係になっていることを確認する。
（３）検出されたＸ線検出強度とその面積比から、皮膜材由来の主要元素の面積率を求めこれを皮膜の面積率とする。具体的には、Ｘ線散乱、表面性状によるノイズの影響を除外するため、Ｘ線検出強度の最大値の０．２０倍となる値を閾値として、Ｘ線検出強度を２区分に分け、Ｘ線検出強度が閾値以上となる領域における面積率を皮膜の面積率とする。
【００４４】
尚、表面処理セラミックス部材と被覆材の構成元素種が類似しているなどＥＰＭＡでの被覆率の判別が難しい場合では、ＥＰＭＡを補完する調査手段として顕微ラマン分光法が好適である。ラマン分光法では材料の化学結合状態の違いを検出し、セラミックスと被覆材の識別を可能にできる。
【００４５】
処理表面に基材表面と皮膜表面とを混在させるためには、前掲の皮膜材をセラミックス焼結体に塗布し、これが完全に硬化する前にウエスなどで拭き取り、乾燥、硬化させるのが有用である。この作業は、１回でも効果が発揮されるが、２回以上行うのがより望ましい。基材表面としては、研削面のほか、焼成面、熱処理面、ブラスト面などであってもよい。
【００４６】
ここで、比較的平滑な面（この面には、微粒子が残存しにくい）においては、皮膜液は容易に除去できるが、凹部（気孔等）には皮膜液が残存し、これが乾燥、硬化してセラミックス焼結体の凹部が被覆される。凹部に形成された皮膜は、アンカー効果により強固に被覆されるため、脱落の心配はない。
【実施例】
【００４７】
表１に掲げる組成および気孔率を有する種々のセラミックス基材（面粗さＲａ：０．７±０．１μｍ、寸法：３０ｍｍ×３０ｍｍ×２．５ｍｍ）を作製し、これらに表１に示す皮膜材を塗布し、ウエスで拭き取ったものを試験片とした。各種試験片について、その皮膜の面積率およびパーティクルの発生個数を求めた。また、一部の実施例については、実際に半導体製造装置のセラミックスチャンバー部品の形状に成形し、装置に実装し、使用状況を調査した。
【００４８】
＜皮膜の面積率＞
ＳＥＭ試験用スパッタ成膜装置（サンユー電子製、ＳＣ−７０４）を用いて、試験片に予め金蒸着し、導電膜を形成し、分析装置（日本電子製、ＪＸＡ−８１００）により、１００μｍ×１００μｍ視野、加速電圧１５ｋＶの条件によって、ＳＥＭ像と、基材由来の元素および皮膜材由来の元素の分布をスキャニングして、マップ表示した。これにより、基材由来の元素および皮膜材由来の元素の分布が補完関係になっていることを確認した。その後、検出されたＸ線検出強度の最大値の０．２０倍となる値を閾値として２区分に分け、Ｘ線検出強度が閾値以上となる領域における面積率を皮膜の面積率とした。
【００４９】
＜パーティクル数＞
純水を入れたビーカーの中に各試験片を挿入し、このビーカーを、超音波発信機を備えた槽の中に装着した後、室温で１０４ｋＨｚの超音波を１分間負荷し、ビーカーの純水中に飛散したパーティクルの数を液中パーティクルカウンター（測定範囲０．５〜２０μｍ）で測定し、１μｍ以上のパーティクルの数を表１に示す。
【００５０】
【表１】
2010047433.tif 000003
【００５１】
なお、実施例で用いた各樹脂のガラス転移点は、下記のとおりであった。
エポキシ樹脂：１８０℃
ポリイミド樹脂：２８０℃
フッ素樹脂：２５０℃
ポリスチレン樹脂：８０℃
フェノール樹脂：１５０℃
【００５２】
表１に示すように、本発明例１〜７では、パーティクル数が２０〜５３個／ｍｌと良好であった。但し、皮膜材にポリスチレン樹脂を用いた本発明例４は、ガラス転移温度が８０℃と低かったため、半導体製造装置のチャンバー部品として長時間使用すると熱劣化し、パーティクル数が増加した。以下、本発明例２についてのＳＥＭ像ならびに基材由来の元素および皮膜由来の元素の分布を示すと共に、皮膜由来の元素の分布から皮膜の面積率を求める手法を具体的に説明する。
【００５３】
図１には、本発明例２のＳＥＭ像ならびにＡｌ（基材由来の元素）およびＣ（皮膜由来の元素）のＸ線検出強度の最大値を基準とした分布を示し、図２には、本発明例２のＳＥＭ像と、上記の手法に従って２区分化したＳｉ（皮膜由来の元素）の分布とを示している。なお、図中ＳＬがＳＥＭ像であり、ＣがＣの分布、ＡｌがＡｌの分布を示している。図１および２において、ＳＥＭ像並びにＡｌおよびＣの分布図は、同一部位かつ１：１で対応しているため、それぞれ重ね合わせが可能である。
【００５４】
図１に示すように、本発明例２では、ＡｌとＣとが補完関係となっており、基材表面と皮膜表面とが混在していることがわかる。また、図２に示すように、Ｃの分布におけるＸ線検出強度の最大値は１２００であり、その０．２０倍である２４０を閾値として２区分に分けたとき、Ｘ線検出強度が閾値以上となる領域における面積率（皮膜の面積率）は４３．７％である。
【００５５】
一方、比較例１および２は、皮膜を形成していない例であり、パーティクル数が多かった。また、全面に皮膜を形成した比較例３では、当初のパーティクル数は少ないものの、半導体製造装置のチャンバー部品として２時間使用すると剥離し、パーティクル数が急増した。比較例４〜６は、いずれも基材に溶射セラミックスを用いたものであるが、いずれも気孔率が大きく、皮膜を形成させてもパーティクル数を減少させるには至らなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明によれば、セラミックス焼結体が本来有する機能、即ち、優れた耐食性を発揮しつつ、焼成時、研削加工時などに発生し、セラミックス焼結体表面の気孔内などの微小空間に残存した微粒子またはマイクロクラックに起因して発生するパーティクルの飛散を防止することができる。従って、本発明の表面処理セラミックス部材は、例えば、半導体デバイス製造装置、液晶ディスプレイ製造装置などにおいて、高温雰囲気、腐食性ガス雰囲気またはプラズマ雰囲気に曝される部材に用いるのに最適である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明例２のＳＥＭ像ならびにＡｌ（基材由来の元素）およびＣ（皮膜由来の元素）の分布
【図２】本発明例２のＳＥＭ像と、上記の手法に従って２区分化したＣ（皮膜由来の元素）の分布
【図１】
2010047433.tif 000004
【図２】
2010047433.tif 000005