(57)【要約】  【課題】  ハロゲン元素を含む腐食性ガスやそのプラズマに対して良好な耐食性を有する耐食性部材を提供する。  【解決手段】  少なくともハロゲン元素を含む腐食性ガスまたはそのプラズマに曝される部位が、ＹをＹ２Ｏ３換算で９５質量％以上、ランタノイド元素（ＬＮ）をＬＮ２Ｏ３換算で０．０１質量％以上５質量％以下、かつＹとＬＮをそれぞれＹ２Ｏ３、ＬＮ２Ｏ３換算で合計９９．５質量％以上含有するとともに、炭素の含有量が１００質量ｐｐｍ以下であり、さらにＳｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇのうち少なくとも１種以上の金属元素を含むＹ２Ｏ３質焼結体からなり、Ｘ線回折による立方晶Ｙ２Ｏ３の（２２２）面帰属ピークの半値幅が０．４°以下である耐食性部材とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともハロゲン元素を含む腐食性ガスまたはそのプラズマに曝される部位が、ＹをＹ２Ｏ３換算で９５質量％以上、ランタノイド元素（ＬＮ）をＬＮ２Ｏ３換算で０．０１質量％以上５質量％以下、かつＹとＬＮをそれぞれＹ２Ｏ３、ＬＮ２Ｏ３換算で合計９９．５質量％以上含有するとともに、炭素の含有量が１００質量ｐｐｍ以下であり、さらにＳｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇのうち少なくとも１種以上の金属元素を含むＹ２Ｏ３質焼結体からなり、Ｘ線回折による立方晶Ｙ２Ｏ３の（２２２）面帰属ピークの半値幅が０．４°以下であることを特徴とする耐食性部材。
【請求項２】
前記Ｙ２Ｏ３質焼結体の表面近傍と深部との平均結晶粒径の差が３０μｍ以下であるとともに、前記深部に対する前記表面近傍の金属元素の含有量の比が０．５〜５であることを特徴とする請求項１に記載の耐食性部材。
【請求項３】
前記ランタノイド元素がＤｙ、Ｈｏの少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の耐食性部材。
【請求項４】
金属元素の含有量を質量基準で、ＳｉをＳｉＯ２換算で３００ｐｐｍ以下、ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で５０ｐｐｍ以下、ＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で１００ｐｐｍ以下、ＣａおよびＭｇをそれぞれＣａＯおよびＭｇＯ換算した合計で３５０ｐｐｍ以下とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の耐食性部材。
【請求項５】
立方晶Ｙ２Ｏ３結晶の格子歪みが０．４％以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の耐食性部材。
【請求項６】
結晶子の径が平均で１〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の耐食性部材。
【請求項７】
前記ＹをＹ２Ｏ３換算で９９．９質量％以上含有し、前記半値幅が０．３°以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の耐食性部材。
【請求項８】
１〜５ＧＨｚにおける誘電正接が２×１０−３以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の耐食性部材。
【請求項９】
気孔率が５％以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の耐食性部材。
【請求項１０】
Ｙ２Ｏ３が９５質量％以上、ランタノイド元素（ＬＮ）がＬＮ２Ｏ３換算で０．０１質量％以上５質量％以下、かつＹ２Ｏ３とＬＮ２Ｏ３換算の合計含有量が９９．５質量％以上である粉末と、溶媒とを用いて比表面積が１ｍ２／ｇ以上となるまで粉砕した後に、有機結合剤を添加するスラリー作製工程と、該スラリーを噴霧乾燥して造粒し、得られた顆粒を用いて成形体を作製する成形工程と、前記成形体を３００〜９００℃の温度で脱脂して炭素含有量が２００ｐｐｍ以下の脱脂体を得る脱脂工程と、酸素を含む雰囲気中において、１５℃／時間以下の昇温速度で昇温し、１５００〜２０００℃で２時間以上保持後、１００℃／時間以下の降温速度で降温することにより前記脱脂体を焼成する焼成工程を有することを特徴とする耐食性部材の製造方法。
【請求項１１】
前記雰囲気の酸素分圧が０．０５〜１ＭＰａであり、酸素を５０体積％以上含むことを特徴とする請求項１０に記載の耐食性部材の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれかに記載の耐食性部材からなることを特徴とする半導体・液晶製造
装置用部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は腐食性ガスまたはそのプラズマに対する高い耐食性が求められる半導体・液晶製造装置の内壁材（チャンバー）、マイクロ波導入窓、シャワーヘッド、半導体製造装置用耐食性リング（フォーカスリング、シールドリング等）等に好適に用いられ、少なくともハロゲン元素を含む腐食性ガスまたはそのプラズマに曝される部位が、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）質からなる耐食性部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体製造におけるドライエッチングプロセスや成膜プロセスなどの各プロセスにおいて、プラズマを利用した技術が盛んに使用されている。半導体の製造時におけるプラズマプロセスでは、特にエッチング、クリーニング用として、反応性の高いフッ素系、塩素系等のハロゲン元素を含む腐食性ガスが多用されている。これら腐食性ガス及びプラズマに接触する部分には、高い耐食性が要求される。
【０００３】
被処理物以外でこれらの腐食性ガス及びプラズマに曝される部材は、一般に石英ガラスやステンレス、アルミニウム、セラミックスとしてアルミナ焼結体や窒化アルミニウム焼結体、及びこれらセラミックスに炭化珪素等の膜を被覆したもの等が使用されていた。
【０００４】
さらに、最近では上述の部材にかわり、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（以下ＹＡＧと記載）焼結体やＹ２Ｏ３質焼結体、またはこれらの膜が耐食性の優れる材料として使用されている。
【０００５】
また、Ｙ２Ｏ３質焼結体は、高周波、例えばマイクロ波帯で誘電正接が小さいことから、誘電体共振器用セラミックスとしても用いることが可能である。
【０００６】
特許文献１には、ハロゲン元素を含む腐食性ガス或いはそのプラズマに曝される半導体製造装置用セラミックス部品であって、部品を構成するセラミックスがＹ２Ｏ３を主体とするセラミックスからなり、熱伝導率が４０Ｗ／ｍ・Ｋ以下かつ室温から５００℃での全放射率が８０％以下であることを特徴とする。
【０００７】
また、特許文献２には、ハロゲン元素を含む腐食性ガスのプラズマにより基板を処理する装置に用いられる基板処理用部材であって、ハロゲン元素を含む腐食性ガスのプラズマに曝される部位が、相対密度９４％以上、純度９９．５％以上のＹ２Ｏ３で構成されることを特徴とした低金属汚染の基板処理用部材の例が示されている。
【０００８】
特許文献３には、ハロゲン元素を含む腐食性ガスまたはそのプラズマに曝される部位が、Ｙ２Ｏ３を３０重量％以上含む酸化物で構成され、気孔率が３％を超え８％以下であることを特徴とする部材が示されている。
【０００９】
さらに、特許文献４には、腐食性ガス下でプラズマに曝される少なくとも表面領域がＹ２Ｏ３系焼結体である耐プラズマ性部材の例が示されている。
【００１０】
さらにまた、特許文献５には、金属微量成分の含有量が、質量基準で、Ｓｉ：２００ｐｐｍ以下、Ａｌ：１００ｐｐｍ以下、Ｎａ、Ｋ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉの総量：２００ｐｐｍ以下であることを特徴とするＹ２Ｏ３焼結体の例が示されている。
【００１１】
また、特許文献６には、少なくともプラズマ雰囲気に曝される部位が、金属微量成分量
が質量基準で、Ｓｉ：４００ｐｐｍ以下、Ａｌ：２００ｐｐｍ以下であり、平均粒径が２００μｍ以下、気孔率が５％以下であるＹ２Ｏ３質部材の例が示されている。
【００１２】
さらに、特許文献７には、イットリアを主成分としＹ２Ｏ３質焼結体を用いた耐食性部材において、緻密化されたＹ２Ｏ３質焼結体を用いることが示されている。
【００１３】
また、特許文献８には、Ｙ２Ｏ３に酸化チタンを添加することで、低温焼成を可能とするＹ２Ｏ３基材セラミック組成物の例が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−１３９３６５号公報
【特許文献２】特開２００１−１７９０８０号公報
【特許文献３】特開２００１−１８１０２４号公報
【特許文献４】特開２００２−６８８３８号公報
【特許文献５】特開２００２−２５５６４７号公報
【特許文献６】特開２００３−５５０５０号公報
【特許文献７】特開２００１―１８１０４２号公報
【特許文献８】特開平５−３３０９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記各種耐食性部材として用いられているＹ２Ｏ３の焼結体や膜の結晶構造は、立方晶、六方晶、単斜晶、斜方晶があることが知られており、このうち、立方晶Ｙ２Ｏ３が熱的に最も安定なため、特許文献１〜８のＹ２Ｏ３質の焼結体や膜を含む部材は、立方晶Ｙ２Ｏ３を主成分とするものと思われる。
【００１６】
このＹ２Ｏ３質の焼結体や膜を含む部材では、これに含まれる立方晶Ｙ２Ｏ３の結晶構造を規則化させると、Ｘ線回折におけるピークの幅が小さくなる傾向があり、特に、立方晶Ｙ２Ｏ３のＸ線回折ピークのうち回折強度が最も大きく、立方晶Ｙ２Ｏ３の結晶構造の規則化の度合いを最も良く表すミラー指数（２２２）面帰属ピークの半値幅を小さくすることにより、ハロゲン元素を含む腐食性ガスやまたはそのプラズマに対する耐食性を向上させることができる。
【００１７】
しかし、従来のＹ２Ｏ３質の焼結体や膜からなる耐食性部材は、上述のように結晶構造を制御するような製法が管理されていないため、立方晶Ｙ２Ｏ３の（２２２）面帰属ピークの半値幅が０．４°以下に制御されておらず、この半値幅が０．４°を超えるものがあった。このため、結晶構造が十分規則化しないものがあり、格子欠陥が多数存在し、この格子欠陥によって耐食性を長期間高いものに保持できないという問題があった。
【００１８】
特許文献１の半導体製造装置用セラミックス部品、特許文献２のＹ２Ｏ３からなる基板処理用部材では、その製造過程において、成形体中に含まれる有機バインダーを十分に脱脂して残留炭素量の少ない脱脂体を得た後、格子欠陥を低減する焼成方法によって焼成していないため、Ｙ２Ｏ３のＸ線回折ピークの半値幅が大きくなる場合があり、結晶構造の規則化が不十分となり、耐食性が悪くなるという問題があった。
【００１９】
また、特許文献３の部材は、焼成時の降温速度を制御していないため酸素欠陥などの格子欠陥が多くなり、結晶構造が十分規則化しないおそれがあった。特に降温速度が速すぎると、得られた部材中に酸素欠陥が多くなるため、Ｘ線回折ピークの半値幅が大きくなり、結晶構造の規則化が不十分なものとなって耐食性が悪くなるという問題があった。
【００２０】
さらに、特許文献４の耐プラズマ性部材は、平均粒径０．１〜５．０μｍのＹ２Ｏ３粉末を造粒して、１５００〜２０００℃の温度で焼成する工程を用いる製法が記載されているが、焼成時の降温速度を制御していないため、降温速度が速すぎる場合、得られるＹ２Ｏ３焼結体のＸ線回折ピークの半値幅が大きくなり、結晶構造が十分規則化せず耐食性が悪くなるという問題があった。この問題は造粒後の粉末の平均粒径が１μｍを超える焼結活性の小さいＹ２Ｏ３粉末を用いた場合顕著に発生していた。また、特許文献４には、成形体に含まれるバインダーを９００℃程度で加熱して脱脂することが記載されているが、９００℃程度で脱脂する際に、保持する時間が不十分であったりすると、脱脂体に含まれる炭素量が多くなった。炭素量の多い脱脂体を焼成して焼結体を作製すると、脱脂体に含まれていた炭素がＹ２Ｏ３結晶格子の酸素と反応して、得られるＹ２Ｏ３焼結体からなる部材の酸素欠陥が多くなるので、Ｘ線回折ピークの半値幅がさらに大きくなり、結晶構造の規則化がさらに不十分となり、耐食性が悪くなるという問題があった。
【００２１】
特許文献５のＹ２Ｏ３焼結体およびウエハ保治具や、特許文献６のＹ２Ｏ３質部材は、Ｓｉ、Ａｌなどの金属微量成分の含有量の上限を設定することにより、腐食性ガスやそのプラズマに対する耐食性を向上させようとしているものの、有機バインダーに含まれる炭素を焼結前に十分除去しなかったり、焼成時の降温速度が速すぎたりすると、Ｘ線回折ピークの半値幅が大きく、結晶構造が十分に規則化せず、耐食性が悪いものであった。
【００２２】
特許文献７の耐食性部材は、成形体に含まれる有機バインダーを４００〜６００℃で脱脂した場合、脱脂温度が低すぎたり、脱脂時間が短かったりすると、脱脂体に炭素が多く残留していた。この脱脂体を焼結させる過程で、残留した炭素がＹ２Ｏ３結晶格子の酸素と反応して、得られる部材中の酸素欠陥が多くなり、その結果Ｘ線回折ピークの半値幅が大きくなり、結晶構造の規則化が不十分となって耐食性が悪くなるという問題が生じていた。また、焼成時の降温速度を速くすると、例えば特許文献３の部材と同様に結晶構造の規則化が不十分となって耐食性が悪くなるという問題があった。
【００２３】
また、特許文献８のセラミック組成物は、酸化チタンを０．０１〜２０重量％添加することにより低温焼成を可能とし製造コストを低減できるとされているものの、酸化チタンを添加しているため、チタンがＹ２Ｏ３の結晶格子内に固溶してＹ２Ｏ３の結晶構造が規則化しなかったり、チタンを含む化合物が粒界に析出して耐食性の悪い粒界相を形成したりしたため、耐食性が悪いという問題があった。
【００２４】
これら特許文献１〜８の部材は、結晶構造が十分規則化していない場合、高周波帯域、特に半導体製造装置内でプラズマを発生させる周波数帯域等（１〜５ＧＨｚ）の電磁波に対する誘電正接が大きくなるという問題もあった。
【００２５】
上記問題点に鑑み、本発明者らはＹ２Ｏ３の結晶構造を規則化させることで、少なくともハロゲン元素を含む腐食性ガスまたはそのプラズマに曝される部位が良好な耐食性を有する耐食性部材を提供できることを見出し、本発明に至った。また、比表面積が大きく焼結活性が高いＹ２Ｏ３粉末を用い、結晶構造を規則化させるために、脱脂体の炭素量を少なくし、さらに焼成の際の降温速度の条件を制御することによって、良好な耐食性を有する耐食性部材の製造方法を提供できることを見出した。
【００２６】
本発明は、ハロゲン元素等を含有する腐食性ガスやそのプラズマに対して良好な耐食性を有する耐食性部材を提供し、また、ハロゲン元素等を含有する腐食性ガスやそのプラズマに対して良好な耐食性を有する耐食性部材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】
【００２７】
本発明の耐食性部材は、少なくともハロゲン元素を含む腐食性ガスまたはそのプラズマに曝される部位が、ＹをＹ２Ｏ３換算で９５質量％以上、ランタノイド元素（ＬＮ）をＬＮ２Ｏ３換算で０．０１質量％以上５質量％以下、かつＹとＬＮをそれぞれＹ２Ｏ３、ＬＮ２Ｏ３換算で合計９９．５質量％以上含有するとともに、炭素の含有量が１００質量ｐｐｍ以下であり、さらにＳｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇのうち少なくとも１種以上の金属元素を含むＹ２Ｏ３質焼結体からなり、Ｘ線回折による立方晶Ｙ２Ｏ３の（２２２）面帰属ピークの半値幅が０．４°以下であることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の耐食性部材は、前記Ｙ２Ｏ３質焼結体の表面近傍と深部との平均結晶粒径の差が３０μｍ以下であるとともに、前記深部に対する前記表面近傍の金属元素の含有量の比が０．５〜５であることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の耐食性部材は、前記ランタノイド元素がＤｙ、Ｈｏのうち少なくとも１種を含むことを特徴とする。
【００３０】
さらに、本発明の耐食性部材は、金属元素の含有量を質量基準で、ＳｉをＳｉＯ２換算で３００ｐｐｍ以下、ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で５０ｐｐｍ以下、ＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で１００ｐｐｍ以下、ＣａおよびＭｇをそれぞれＣａＯおよびＭｇＯ換算した合計で３５０ｐｐｍ以下とすることを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の耐食性部材は、立方晶Ｙ２Ｏ３結晶の格子歪みが０．４％以下であることを特徴とする。
【００３２】
さらに、本発明の耐食性部材は、結晶子の径が平均で１〜２００ｎｍであることを特徴とする。
【００３３】
さらにまた、本発明の耐食性部材は、前記ＹをＹ２Ｏ３換算で９９．９質量％以上含有し、前記半値幅が０．３°以下であることを特徴とする。
【００３４】
また、本発明の耐食性部材は、１〜５ＧＨｚにおける誘電正接が２×１０−３以下であることを特徴とする。
【００３５】
さらに、本発明の耐食性部材は、気孔率が５％以下であることを特徴とする。
【００３６】
本発明の耐食性部材の製造方法は、Ｙ２Ｏ３が９５質量％以上、ランタノイド元素（ＬＮ）がＬＮ２Ｏ３換算で０．０１質量％以上５質量％以下、かつＹ２Ｏ３とＬＮ２Ｏ３換算の合計含有量が９９．５質量％以上である粉末と、溶媒とを用いて比表面積が１ｍ２／ｇ以上となるまで粉砕した後に、有機結合剤を添加するスラリー作製工程と、該スラリーを噴霧乾燥して造粒し、得られた顆粒を用いて成形体を作製する成形工程と、前記成形体を３００〜９００℃の温度で脱脂して炭素含有量が２００ｐｐｍ以下の脱脂体を得る脱脂工程と、酸素を含む雰囲気中において、１５℃／時間以下の昇温速度で昇温し、１５００〜２０００℃で２時間以上保持後、１００℃／時間以下の降温速度で降温することにより前記脱脂体を焼成する焼成工程を有することを特徴とする。
【００３７】
また、本発明の耐食性部材の製造方法は、前記雰囲気の酸素分圧が０．０５〜１ＭＰａであり、酸素を５０体積％以上含むことを特徴とする。
【００３８】
また、本発明の半導体・液晶製造装置用部材は、前記耐食性部材からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３９】
本発明の耐食性部材によれば、少なくともハロゲン元素を含む腐食性ガスまたはそのプラズマに曝される部位が、ＹをＹ２Ｏ３換算で９５質量％以上、ランタノイド元素（ＬＮ）をＬＮ２Ｏ３換算で０．０１質量％以上５質量％以下、かつＹとＬＮをそれぞれＹ２Ｏ３、ＬＮ２Ｏ３換算で合計９９．５質量％以上含有するとともに、炭素の含有量が１００質量ｐｐｍ以下であり、さらにＳｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇのうち少なくとも１種以上の金属元素を含むＹ２Ｏ３質焼結体からなり、Ｘ線回折による立方晶Ｙ２Ｏ３の（２２２）面帰属ピークの半値幅が０．４°以下であることにより、ハロゲン元素を含む腐食性ガスまたはそのプラズマに対して優れた耐食性を有する耐食性部材とすることができる。また、炭素の含有量が１００質量ｐｐｍ以下であることにより、炭素が粒界に遊離炭素として存在しにくく、炭素のほとんどが結晶格子内あるいは格子間に固溶するので、遊離炭素の存在に起因する粒界の耐食性の劣化がなくなり、特に耐食性に優れる耐食性部材とすることができる。
【００４０】
また、本発明の耐食性部材によれば、前記Ｙ２Ｏ３質焼結体の表面近傍と深部との平均結晶粒径の差が３０μｍ以下であるとともに、前記深部に対する前記表面近傍の金属元素の含有量の比が０．５〜５であることにより、耐食性に優れ、誘電正接が小さいのみならず、外観上の色むらを抑制し、機械的強度を向上することができる。
【００４１】
さらに、本発明の耐食性部材によれば、前記ランタノイド元素が、Ｄｙ、Ｈｏのうち少なくとも１種を含むことにより、立方晶Ｙ２Ｏ３の結晶構造がさらに規則化し、前記半値幅がさらに小さくなって耐食性が向上する。
【００４２】
さらにまた、本発明の耐食性部材によれば、金属元素としての含有量を質量基準で、ＳｉをＳｉＯ２換算で３００ｐｐｍ以下、ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で５０ｐｐｍ以下、ＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で１００ｐｐｍ以下、ＣａおよびＭｇをそれぞれＣａＯおよびＭｇＯ換算した合計で３５０ｐｐｍ以下とする耐食性部材とすることにより、金属元素は格子欠陥の生成の原因となるので、金属元素の含有量を前記範囲のように少なくすることにより、さらに格子欠陥を低減させることができるため、さらに耐食性に優れた耐食性部材とすることができる。
【００４３】
また、本発明の耐食性部材によれば、立方晶Ｙ２Ｏ３結晶の格子歪みが０．４％以下であることにより、格子欠陥が少ないので耐食性を向上させることができる。
【００４４】
さらに、本発明の耐食性部材によれば、結晶子の径が平均で１〜２００ｎｍであることにより、プラズマ発生効率の低下を抑制することができる。
【００４５】
またさらに、本発明の耐食性部材によれば、前記Ｙの含有量をＹ２Ｏ３換算で９９．９質量％以上とし、前記半値幅を０．３°以下とすることにより、ハロゲン元素を含む腐食性ガスやまたはそのプラズマに長時間曝されても優れた耐食性を有する耐食性部材とすることができる。
【００４６】
さらに、本発明の耐食性部材によれば、１〜５ＧＨｚにおける誘電正接を２×１０−３以下とすることにより、半導体製造装置内で電磁界エネルギーが熱エネルギーに変換されにくくなるので、装置内で無駄な発熱がなくなり、プラズマのエネルギー損失が低減できる。このため、プラズマの発生効率を高めることができる。
【００４７】
またさらに、本発明の耐食性部材によれば、気孔率を５％以下とすることにより、表面の開気孔を少なくできるので、ハロゲン元素を含む腐食性ガスやまたはそのプラズマに曝される表面積が少なくなり、さらに良好な耐食性を有することが可能となる。
【００４８】
また、本発明の耐食性部材の製造方法によれば、Ｙ２Ｏ３を９５質量％以上、ランタノイド元素（ＬＮ）をＬＮ２Ｏ３換算で０．０１質量％以上５質量％以下、かつＹ２Ｏ３とＬＮ２Ｏ３換算の合計含有量が９９．５質量％以上である粉末と、溶媒とを用いて比表面積が１ｍ２／ｇ以上となるまで粉砕した後に、有機結合剤を添加するスラリー作製工程と、該スラリーを噴霧乾燥して造粒し、得られた顆粒を用いて成形体を作製する成形工程と、前記成形体を３００〜９００℃の温度で脱脂して炭素含有量が２００ｐｐｍ以下の脱脂体を得る脱脂工程と、酸素を含む雰囲気中において、１５℃／時間以下の昇温速度で昇温し、１５００〜２０００℃で２時間以上保持後、１００℃／時間以下の降温速度で降温することにより前記脱脂体を焼成する焼成工程を有することにより、結晶構造の規則化が促進された耐食性部材を作製することができる。比表面積が１ｍ２／ｇ以上となるまで粉砕した原料を用い、脱脂体の炭素含有量を２００ｐｐｍとし、降温速度を１００℃／時間以下とすると、焼結活性を高めて緻密で比表面積の小さい焼結体を製造できるだけでなく、酸素欠陥等の格子欠陥が少なく、前記半値幅が０．４°以下である耐食性に優れた耐食性部材を製造することができ、ハロゲン元素を含む腐食性ガス等に対する耐食性に優れているため、半導体製造工程においてハロゲン元素を含む腐食性ガスやまたはそのプラズマに暴露されても、減肉したり、亀裂等が入ったりせずに長時間使用することができる。
【００４９】
また、本発明の耐食性部材の製造方法によれば、前記雰囲気の酸素分圧が０．０５〜１ＭＰａであり、酸素を５０体積％以上含むことにより、焼結体をより高密度化することができる。
【００５０】
また、本発明の半導体・液晶装置用部材は、前記耐食性部材から形成することで、製造装置中でハロゲン元素を含む腐食性ガスやまたはそのプラズマに曝されても、優れた耐食性を有し、部品交換の頻度を少なくできるために、製造コストを抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の耐食性部材のＸ線回折パターンを示す図である。
【図２】本発明の耐食性部材の応用例であるエッチング装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
本発明の耐食性部材は、少なくともハロゲン元素を含む腐食性ガスやまたはそのプラズマに曝される部位に用いられるものであり、Ｙ２Ｏ３質焼結体からなるものである。
【００５３】
本発明の耐食性部材の用途として、第一は、半導体製造装置用部材（内壁材、監視窓、マイクロ波導入窓、マイクロ波結合用アンテナ、静電チャック、サセプタなど）であり、ハロゲン元素を含む腐食性ガスのプラズマに対する優れた耐腐食性が必要とされる。この半導体製造装置用部材には、さらに好ましくは、プラズマ発生効率を高めるため、マイクロ波帯における低い誘電正接を有することが要求される。
【００５４】
第二は、Ｙ２Ｏ３質焼結体の透光性を利用した金属蒸気放電灯用発光管である。ハロゲン属ガスを封入し放電させる金属蒸気放電灯用発光管には、ハロゲン属ガスに対する耐食性が求められる。
【００５５】
第三は、少なくともその表面がＹ２Ｏ３質焼結体からなるマイクロ波加熱焼成用治具である。ハロゲン元素を含む化合物などの腐食性のある未焼成体をマイクロ波加熱によって焼結させる場合、未焼成体を入れる坩堝などの焼成用治具には、ハロゲン元素に対する優れた耐食性が求められる。前記焼成用治具の誘電正接が低いことは、印加したマイクロ波のエネルギー損失が少ないので未焼成体を少ない電力で効率よく焼結させることができる
ので好ましい。前記ハロゲン元素を含む腐食性ガスとしては、ＳＦ６、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＣｌＦ３、ＮＦ３、Ｃ４Ｆ８、ＨＦ等のフッ素系ガス、Ｃｌ２、ＨＣｌ、ＢＣｌ３、ＣＣｌ４等の塩素系ガス、Ｂｒ２、ＨＢｒ、ＢＢｒ３等の臭素系ガスなどがある。
【００５６】
前記第一の用途の場合、これらの腐食性ガスにマイクロ波等の高周波が照射されると、これらの腐食性ガスがプラズマ化され、このプラズマが半導体製造装置用の各部材に接触することとなる。また、ドライエッチングにより行われるエッチング効果を高めるために前記のような腐食性ガスとともに、Ａｒ等の不活性ガスを導入してプラズマを発生させることもある。腐食性ガスによりエッチング可能な材料としては、酸化膜系材料（ｔｈ−ＳｉＯ２、ＰＳＧ、ＢＰＳＧ、ＨＴＯ、Ｐ−ＳｉＯ２、Ｐ−ＴＥＯＳ、ＳＯＧ等）、窒化膜系材料（Ｐ−ＳｉＮ、ＬＰ−ＳｉＮ等）、シリコン系 材料（Ｓｉ、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ、ａ
−Ｓｉ、ＷＳｉ、ＭｏＳｉ、ＴｉＳｉ等）、金属系材料（Ａｌ、Ａｌ合金、ＴＩ、ＴｉＮ、ＴｉＷ、Ｗ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ等）がある。ハロゲン元素を含む腐食性のフッ素系ガスとＹ２Ｏ３が反応すると主にＹＦ３を生成し、塩素系ガスとＹ２Ｏ３が反応すると主にＹＣｌ３を生成する。これらの反応生成物の融点（ＹＦ３：１１５２℃、ＹＣｌ３：６８０℃）は、従来から用いられていた石英や酸化アルミニウム焼結体との反応により生成される反応生成物の融点（ＳｉＦ４：−９０℃、ＳｉＣｌ４：−７０℃、ＡｌＦ３：１０４０℃、ＡｌＣｌ３：１７８℃）より高い。このため、Ｙ２Ｏ３質焼結体からなる耐食性部材は、ハロゲン元素を含む腐食性ガスやまたはそのプラズマに高温で曝されたとしても安定した耐食性を備えている。特に、本発明の耐食性部材は、格子欠陥が少なく、結晶構造が規則化しているのでハロゲン元素を含む腐食性ガスやまたはそのプラズマに対する耐食性に優れている。
【００５７】
ここで、本発明の耐食性部材の実施形態について説明する。
【００５８】
本発明の耐食性部材は、少なくともハロゲン元素を含む腐食性ガスまたはそのプラズマに曝される部位が、ＹをＹ２Ｏ３換算で９５質量％以上、ランタノイド元素（ＬＮ）をＬＮ２Ｏ３換算で０．０１質量％以上５質量％以下、かつＹとＬＮをそれぞれＹ２Ｏ３、ＬＮ２Ｏ３換算で合計９９．５質量％以上含有するとともに、炭素の含有量が１００質量ｐｐｍ以下であり、さらにＳｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇのうち少なくとも１種以上の金属元素を含むＹ２Ｏ３質焼結体からなり、Ｘ線回折による立方晶Ｙ２Ｏ３の（２２２）面帰属ピークの半値幅が０．４°以下に特定する。
【００５９】
これにより、ハロゲン元素を含む腐食性ガスまたはそのプラズマに対する優れた耐食性を有する。この理由は次のように考えられる。
【００６０】
立方晶Ｙ２Ｏ３質の焼結体に含まれる結晶の結晶格子を構成するＹ、Ｏ（酸素）の欠損や、Ｙ、Ｏの配列の乱れなどの格子欠陥があると、この格子欠陥に位置したり隣接したりする原子が電気的、結晶構造的に不安定なため、ハロゲン元素を含む腐食性ガスのプラズマはこの格子欠陥のある結晶格子の原子を選択的にエッチングすると考えられる。格子欠陥のある結晶格子の原子がエッチングされると、隣接する結晶格子が電気的、結晶構造的に安定性を保つことが困難となるので、隣接する結晶格子の原子が続いてエッチングされる。このエッチングが連鎖的に起こり、エッチングが進行すると考えられる。本発明の耐食性部材は、ＹをＹ２Ｏ３換算で９５質量％以上含有しているため、立方晶Ｙ２Ｏ３を主結晶相とすることができる。また、その半値幅を０．４°以下とすることで、耐食性部材を構成する立方晶Ｙ２Ｏ３からなる結晶の結晶構造を十分に規則化することができるため格子欠陥が少なく、ハロゲン元素を含む腐食性ガスやまたはそのプラズマに対する長期間の耐食性を優れたものとすることができる。さらに、好ましくは、Ｙの含有量がＹ２Ｏ３換算で９９．９質量％以上、半値幅が０．３°以下であり、これによって結晶構造がさらに規則化するので、さらに耐食性に優れた耐食性部材とすることができる。
【００６１】
一方、前記半値幅が０．４°を超えると、立方晶Ｙ２Ｏ３からなる結晶の結晶構造が十分に規則化していないので格子欠陥が多くなり、ハロゲン元素を含む腐食性ガスやまたはそのプラズマに対する耐食性が悪くなる。
【００６２】
なお、このように前記半値幅を０．４°以下の耐食性部材を得るためには、詳細を後述するように、例えば耐食性部材の原料粉末の比表面積を大きくし、焼成前の脱脂体に含まれる炭素量を少なく制御し、さらに焼成時の降温速度等を制御することによって、得られる耐食性部材の格子欠陥を低減させる製造条件とする。
【００６３】
ＹをＹ２Ｏ３換算で９５質量％以上、ＬＮをＬＮ２Ｏ３換算で０．０１質量％以上５質量％以下、かつＹとＬＮをそれぞれＹ２Ｏ３、ＬＮ２Ｏ３換算で合計９９．５質量％以上含有することにより、立方晶Ｙ２Ｏ３の結晶内にＬＮが一部固溶した結晶を生成させることができる。このＬＮが一部固溶した結晶が生成することによって、粒界の格子欠陥が著しく低減する。併せて、立方晶Ｙ２Ｏ３の（２２２）面帰属ピークの半値幅を０．４°以下とすることにより、粒界のみならず立方晶Ｙ２Ｏ３結晶の耐食性が向上する。ＬＮの含有量がＬＮ２Ｏ３換算で０．０１質量％未満の場合は、粒界の格子欠陥を低減できないので耐食性が悪くなる。また、ＬＮの含有量がＬＮ２Ｏ３換算で５質量％を超えると、耐食性部材に含まれる結晶相としてＬＮ２Ｏ３が多く生成し、ＬＮ２Ｏ３からなる結晶と立方晶Ｙ２Ｏ３からなる結晶の格子定数の違いによって格子歪みが大きくなって耐食性部材中に大きな機械的応力が残留する。このような大きな機械的応力が残留した耐食性部材をハロゲン元素を含む腐食性ガスのプラズマに曝すと、機械的応力や熱応力が印加され、耐食性部材がこれらの応力に耐えきれずクラックが入ったり、化学的に大きくエッチングされたりする。前記ＬＮはＬＮ２Ｏ３換算で０．０５質量％以上０．５質量％以下の範囲で含有することが好ましい。
【００６４】
この実施形態において、耐食性部材に含まれる粒界の格子欠陥を著しく低減できる理由は次のように考えられる。結晶中に含まれる原子の格子振動の運動エネルギーは、原子量が大きい元素程大きい傾向がある。この運動エネルギーが大きい原子は、外部からプラズマなどの熱的・電磁界的エネルギー印加されても、系外へ飛び出すことが抑制され、すなわちエッチングされにくい。ＬＮはＹに比べて原子量が大きいので、外部からエネルギーが印加されても系外へ飛び出しにくい。しかも、ＬＮ２Ｏは立方晶Ｙ２Ｏ３と結晶構造が近似しているので、立方晶Ｙ２Ｏ３にＬＮが固溶した結晶は、結晶構造的に安定であり、耐食性を損ねることはない。
【００６５】
また、前記ランタノイド元素（ＬＮ）がＤｙ、Ｈｏのうち少なくとも１種を含むことが好ましく、立方晶Ｙ２Ｏ３の結晶構造がさらに規則化し、前記半値幅がさらに小さくなって耐食性が向上するので好ましい。
【００６６】
これは、ＬＮがＤｙ、Ｈｏの少なくとも１種を含む場合、立方晶Ｙ２Ｏ３の結晶格子内にＤｙやＨｏが固溶した結晶が生成する。これによって、粒界の格子欠陥が低減するだけでなく、ＤｙやＨｏが固溶した結晶が特にハロゲン元素を含むプラズマに対してさらに優れた耐食性を有することとなる。ＤｙやＨｏが固溶した結晶の耐食性がさらに優れているのは、この結晶格子内にあるＹ３＋イオンと、Ｄｙ３＋、Ｈｏ３＋イオンとの電気的な相互作用によるものと推察される。この相互作用の詳細なメカニズムは良くわからないが、ハロゲン元素を含む腐食性ガスやまたはそのプラズマに曝された場合、本発明の耐食性部材に含まれる結晶格子の格子振動の変化を抑制する効果があるためと思われる。より好ましくは、Ｄｙ、Ｈｏの含有量が合計で０．１質量％以上１質量％以下である。
【００６７】
ここで、上述の実施形態において、立方晶Ｙ２Ｏ３のミラー指数のうち（２２２）面を
選択したのは、（２２２）面が立方晶Ｙ２Ｏ３のＸ線回折ピークのうち回折強度が最も大きく、立方晶Ｙ２Ｏ３の結晶構造の規則化の度合いを最も良く示すためである。半値幅を０．４°以下とすると、結晶構造が規則化するということは、理想的には耐食性部材を構成する全ての結晶が完全に結晶化し、格子定数がほぼ同じで、かつ格子欠陥もほとんどない結晶（理想的な結晶）からなることを意味する。このような理想的な結晶からなる耐食性部材を作製し評価することは実験的に困難であるため、理想的な結晶からなる耐食性部材のＸ線回折ピークの形を実験的に得ることは困難である。しかしながら、本発明では、種々の実験や理論的考察を通じて、実験的に得られた耐食性部材の半値幅が理想的な耐食性部材の（２２２）面帰属ピークの半値幅の少なくとも２倍よりも大きいと推察した。
【００６８】
すなわち、理想的な結晶からなる耐食性部材の（２２２）面帰属ピークの半値幅は０．２°よりも小さいと考えられることから、本発明の耐食性部材の半値幅は、各々の結晶の結晶化の度合いや格子定数のばらつきによって、理想的な結晶の（２２２）面帰属ピークの半値幅よりも大きくなるものの、前記理想的な結晶の半値幅の約２倍以下とすることで結晶構造を規則化することができ、十分な耐食性を有する耐食性部材を得ることができると推測したものである。
【００６９】
したがって、本発明の耐食性部材においては、ハロゲン元素やそのプラズマに対して優れた耐食性を有するのは、理想的な結晶の（２２２）面帰属ピークの半値幅の２倍以下に制御したものである。
【００７０】
なお、前記理想的な結晶からなる耐食性部材の（２２２）面帰属ピークの半値幅はより正確には０．１５°よりも小さいと考えられるため、この値の２倍以下である０．３°以下とすることがより好ましい。したがって、耐食性部材の製造を容易にして量産可能とするためには、前記半値幅の下限値を好ましくは０．１５°、より好ましくは０．２°とする。
【００７１】
また、本発明の耐食性部材におけるＸ線回折による立方晶Ｙ２Ｏ３の（２２２）面帰属ピークの半値幅の測定は例えば次のようにして行う。
【００７２】
先ず、耐食性部材の表面部を、ＣｕＫα線を用いたＸ線回折法により測定し、ミラー指数（２２２）面に帰属するＸ線回折ピークの半値幅を測定する。前記半値幅の単位は、入射Ｘ線の回折角であり、通常２θで表される角度（°）である。立方晶Ｙ２Ｏ３のＸ線回折パターンはＪＣＰＤＳ（Ｊｏｉｎｔ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ  ｏｎ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）カードＮｏ．４１−１１０５を参照することができる。このＪＣＰＤＳカードによれば、立方晶Ｙ２Ｏ３の（２２２）面の面間隔は３．０６１Åであり、回折角２θはＣｕＫα線を用いた場合２９．１５°とされている。具体的には、図１に示すようにＸ線回折の結果、最もピーク強度が大きい２θが２９°付近にあるピーク（Ｐ）の強度（ピーク（Ｐ）の先端部のピーク強度）をＰＩとするとき、ＰＩ／２のピーク強度のところに、横軸２θ方向に平行線を引き、この平行線がピーク（Ｐ）と交わる２つの交点間の距離を半値幅として求めた。
【００７３】
また、耐食性部材に含まれるＹ、ＬＮの含有量は、例えばＩＣＰ発光分光分析法により定量分析して求めることができる。
【００７４】
また、耐食性部材中にＬＮをＬＮ２Ｏ３換算で０．０１質量％以上５質量％以下の範囲で含有する耐食性部材は、立方晶Ｙ２Ｏ３に一部ＬＮが固溶した結晶が生成するため、厳密には半値幅は立方晶Ｙ２Ｏ３の（２２２）面帰属ピークの半値幅と断定することはできないため、本発明においては格子面間隔が３．０４〜３．０９Å付近にある、最も回折強度の大きな回折ピークの半値幅を前記半値幅と定義する。
【００７５】
また、上述の実施形態における耐食性部材は、金属元素の含有量を質量基準で、ＳｉをＳｉＯ２換算で３００ｐｐｍ以下、ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で５０ｐｐｍ以下、ＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で１００ｐｐｍ以下、ＣａおよびＭｇをそれぞれＣａＯおよびＭｇＯ換算した合計で３５０ｐｐｍ以下とすることが好ましい。
【００７６】
これら金属元素は、製造過程で意図的に添加されるものの他、出発原料中に含まれる不純物、製造過程で用いられる水、バインダー等に含まれる不純物や、機械の摩耗によるＦｅなどの金属成分などの不純物が混入すること等によって添加する可能性があり、これら金属元素を上述の範囲とすることで、イオンや電子を移動させる原因となる不純物による誘電正接の低下を特に抑制できるので、誘電正接がさらに小さくなり、半値幅をより小さいものとして優れた耐食性を有することができる。
【００７７】
これは、Ｓｉが耐食性部材に混入すると、Ｓｉは主に＋４価のＳｉ４＋となって存在する。耐食性部材中のＳｉ４＋の半径は、Ｙ３＋イオン半径に比べて１／２以下と小さく、またＳｉ４＋とＹ３＋は価数が異なるので、立方晶Ｙ２Ｏ３の結晶格子中にＳｉは固溶しにくい。このためＳｉを多く含有する場合、Ｓｉを含む耐食性の悪い粒界相が微量生成し、耐食性を著しく向上させることができなくなる。Ｓｉの含有量がＳｉＯ２換算で３００ｐｐｍであると、Ｓｉを含む耐食性の悪い粒界相がほとんど生成しないので、耐食性をさらに向上させることができる。
【００７８】
ＦｅがＦｅ２Ｏ３換算で５０ｐｐｍを超えて含有すると、Ｆｅの酸化物、例えばＦｅ２Ｏ３相が粒界に形成される。Ｆｅ２Ｏ３等のＦｅ化合物は磁性体であるので、ハロゲン元素を含むガスのプラズマに曝されるとこのプラズマと電磁気的に反応しやすい。このため、Ｆｅ化合物を含む粒界相が選択的にエッチングされ、耐食性を著しく向上させることができない。Ｆｅの含有量がＦｅ２Ｏ３換算で５０ｐｐｍ以下であると、Ｆｅ化合物を含む粒界相がほとんど生成しないので、ハロゲン元素を含むプラズマによって、粒界がエッチングされにくくなり、耐食性が著しく向上する。
【００７９】
Ａｌの含有量がＡｌ２Ｏ３換算で１００ｐｐｍを超えると、六方晶や斜方晶のＹＡｌＯ３、単斜晶のＹ４ＡｌＯ９の粒界相が微量粒界に形成されるおそれがある。これらの粒界相は、ハロゲン元素を含む腐食性ガスやまたはそのプラズマに対する耐食性を低下させるおそれがある。Ａｌの含有量がＡｌ２Ｏ３換算で１００ｐｐｍ以下の場合は、これらの粒界相が粒界に形成されないので、耐食性を著しく向上させることができる。
【００８０】
ＣａおよびＭｇの含有量がそれぞれＣａＯおよびＭｇＯ換算した合計で３５０ｐｐｍを超えると、粒界にＹとＣａまたはＭｇの酸化物が多く生じる。この酸化物の粒界相の結晶相は特定できていないが、ＣａおよびＭｇの含有量がそれぞれＣａＯおよびＭｇＯ換算した合計で３５０ｐｐｍを超えると、耐食性が著しく向上しないことから判断すると、この酸化物の生成量が耐食性の善し悪しに影響していると考えられる。ＣａおよびＭｇの含有量がそれぞれＣａＯおよびＭｇＯ換算した合計で３５０ｐｐｍ以下とすると、ＹとＣａまたはＭｇの酸化物からなる粒界相を少なくできるので、耐食性が特に向上すると考えられる。さらに耐食性に優れた耐食性部材とするためには、Ｃａを１００ｐｐｍ以下とすることがより好ましい。
【００８１】
さらに、上述の実施形態における耐食性部材は、Ｙの含有量をＹ２Ｏ３換算で９９．９質量％以上とし、製法を特定の条件とすることで前記半値幅を０．３°以下とすることが好ましく、ハロゲン元素を含む腐食性ガスやまたはそのプラズマに長時間曝されても優れた耐食性を有するものとできる。
【００８２】
ここで、Ｙの含有量がＹ２Ｏ３換算で９９．９質量％以上の高純度とした場合においても、半値幅が０．３°以下となるように製造方法を制御することが必要であり、Ｙの含有量がＹ２Ｏ３換算で９９．９質量％以上と高純度でも、製造方法を制御しなかったために半値幅が０．３°よりも大きくなると、ハロゲン元素を含む腐食性ガスやまたはそのプラズマに長時間曝された場合、優れた耐食性を有することができない。Ｙの含有量がＹ２Ｏ３換算で９９．９質量％以上と高純度の場合、半値幅が０．３°以下、すなわち上述した理想的な結晶の半値幅のより正確と思われる値である０．１５°の２倍以下とすることができるため、結晶構造がさらに規則化したものとなり、ハロゲン元素を含む腐食性ガスやまたはそのプラズマに長時間曝されても優れた耐食性を保持することができる。最も好ましくは、Ｙの含有量がＹ２Ｏ３換算で９９．９５質量％以上、前記半値幅が０．２５°以下である耐食性部材とする。
【００８３】
さらに、耐食性部材のハロゲン元素を含む腐食性ガスまたはそのプラズマに曝される部位は、肉厚を２ｍｍ以上とすることが好ましく、耐食性部材の焼成時に、耐食性部材の深部から表面へ金属元素が拡散して、前記表面での金属元素の濃度が高くなることが抑制されるので、耐食性部材表面での金属元素を含む粒界相の量を低減することができ、粒界相がハロゲン元素を含む腐食性ガスやまたはそのプラズマによって腐食されにくくなるので、さらに耐食性に優れる。また、耐食性部材中の内部応力を小さくすることができるので、機械的強度の高い耐食性部材とすることができる。特に、前記肉厚を８ｍｍ以上とすることにより、耐食性に優れると共に、機械的強度の特に高い耐食性部材とすることができる。
【００８４】
ここで、前記表面近傍と深部は次のように定義する。深部は、耐食性部材の肉厚をＴとするとき、耐食性部材表面から垂直方向にＴ／１．６〜Ｔ／２．４の範囲の内部とする。表面近傍は、Ｔが２ｍｍを超える場合は耐食性部材の表面および表面から０．４ｍｍ以内の内部とし、Ｔが２ｍｍ未満の場合は耐食性部材表面から垂直方向にＴ／１．６〜Ｔ／２．４の範囲を除く内部とする。また、Ｙ２Ｏ３質焼結体からなる耐食性部材に肉厚の異なる部分がある場合、表面近傍と深部の平均結晶粒径は肉厚の厚い部分を選び測定する。
【００８５】
また、本発明の耐食性部材では、誘電正接に影響する格子欠陥をなるべく少なくして低誘電正接とし、１〜５ＧＨｚにおける誘電正接（ｔａｎδ）を２×１０−３以下とすることにより、半導体製造装置内で電磁界エネルギーが熱エネルギーに変換されにくくなるので、装置内で無駄な発熱がなくなり、プラズマの発生効率を高めることができる。
【００８６】
これは、耐食性部材に含まれる立方晶Ｙ２Ｏ３の半値幅が小さい程、結晶内を伝搬する電磁界エネルギーの損失が小さくなり、その結果、誘電正接は小さくなる。ハロゲン元素を含む腐食性ガスのプラズマに曝される場合、通常耐食性部材には１〜５ＧＨｚの電磁波が照射される。この電磁波の電磁界エネルギーの一部は耐食性部材の中で熱エネルギーに変化して発熱し、この発熱量が大きいほど、プラズマを発生させるための電磁界エネルギーの損失が大きくなる。この電磁界エネルギーの損失を抑制して、プラズマを効率良く発生させるためには、耐食性部材の誘電正接を２×１０−３以下、さらには５×１０−４以下とすることが好ましい。
【００８７】
なお、前記誘電正接は、１〜５ＧＨｚにおける誘電正接を空洞共振器法あるいは円柱共振器法で測定する。
【００８８】
また、本発明の耐食性部材によれば、気孔率を５％以下とすることにより、表面の開気孔を少なくできるので、ハロゲン元素を含む腐食性ガスやまたはそのプラズマに曝される表面積が少なくなり、さらに良好な耐食性を有することが可能となる。好ましくは気孔率が２％以下、特に好ましくは１％以下である。また、耐食性部材表面の開気孔は、ハロゲ
ン元素を含む腐食性ガスやまたはそのプラズマに曝される確率が大きいので、好ましくは気孔率のうちでも開気孔率を５％以下、さらに好ましくは２％以下、特に好ましくは１％以下とする。
【００８９】
さらに、耐食性部材は、密度を４．８ｇ／ｃｍ３以上とすることにより、耐食性部材表面の開気孔が少なくなり、ハロゲン元素を含む腐食性ガスやまたはそのプラズマに曝される表面積が少なくなり、非常に良好な耐食性を有するものとすることが可能となる。前記密度を４．９ｇ／ｃｍ３以上とすることにより、耐食性が向上するだけでなく、誘電損失を特に小さくすることもできる。なお、Ｙ２Ｏ３質焼結体からなる耐食性部材の密度はアルキメデス法により求めることができる。
【００９０】
なお、前記密度は、耐食性部材を構成する立方晶Ｙ２Ｏ３の結晶を含む部位の密度である。すなわち、前記密度は、耐食性部材であるＹ２Ｏ３質焼結体の密度である。
【００９１】
また、立方晶Ｙ２Ｏ３結晶の格子歪みが０．４％以下であることが好ましい。格子歪みが０．４％を超えると格子欠陥が多くなって耐食性を著しく向上できないおそれがあるからである。耐食性部材の結晶子（単結晶と見なせる微結晶）の径は平均で１〜２００ｎｍであることが好ましい。これは、本発明の耐食性部材に含まれる結晶は、複数の結晶子から構成される。結晶中を伝搬する電磁波は結晶子の界面において減衰し、減衰した電磁波の電磁界エネルギーは熱エネルギーに変換される。結晶子径が１ｎｍよりも小さいと結晶子同士の界面の面積が増加するため誘電正接が大きくなるため、半導体製造装置内でハロゲン元素を含む腐食性ガスのプラズマを発生させ、このプラズマに耐食性部材が曝される場合、耐食性部材の誘電損失によってそのプラズマ発生効率が低下するおそれがあるからである。また、結晶子径が２００ｎｍを超えると、耐食性部材を構成する結晶の結晶化度が小さくなるため誘電正接が大きくなり、同様にプラズマ発生効率が低下するおそれがあるからである。前記結晶子径は、５〜１００ｎｍであることが特に好ましい。また、この格子歪みが小さくなると結晶構造が規則化するので、格子歪みが小さいと前記半値幅は小さくなる傾向がある。
【００９２】
なお、前記結晶子径、格子歪みは例えばＨａｌｌ法等により測定することができる。Ｈａｌｌ法により試料の結晶子径および格子歪みを測定するには、具体的には、Ｘ線回折装置を用い、例えば次のように測定する。Ｘ線回折ピーク角度の補正は、Ｓｉを用いた外部標準試料法（ＳＲＭ６４０ｂ）により行う。この方法において用いるＳｉのミラー指数は、（１１１）、（２２０）、（３１１）、（４００）、（３３１）、（４２２）、（５１１）、（４４０）および（５３１）面である。例えば立方晶Ｙ２Ｏ３の結晶子径、格子歪みは、立方晶Ｙ２Ｏ３のミラー指数（２１１）、（２２２）、（４００）、（４４０）および（６２２）面のＸ線回折ピークを用いて、積分幅法により測定する。この積分幅法において、立方晶Ｙ２Ｏ３のＸ線回折ピーク角度は、ＳｉのＸ線回折ピークを基準として補正した値を用いる。
【００９３】
さらに、熱伝導率は２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましく、２０Ｗ／ｍ・Ｋより高い熱伝導率では、半導体製造装置への入力エネルギーの増加を図り、プラズマをより高密度化しようとした場合に、入力エネルギーが熱エネルギーとして系外へ放出されてしまうため、エネルギー損失が多くなり生産性が向上しないからである。なお、熱伝導率は例えばＪＩＳ  Ｒ  １６１１に基づく測定により求めることができる。熱伝導率を熱拡散率を用いて計算する場合、熱拡散率はレーザーフラッシュ法にて測定した値を用いる。
【００９４】
さらに、耐食性部材においては、次のようにして、炭素含有量や結晶粒径を制御したりすることによって、耐食性を向上させつつ、さらに誘電正接、機械的強度、色むらを改善できるので好ましい。
【００９５】
炭素含有量を１００ｐｐｍ以下と少なくすると炭素が遊離炭素として存在しにくく、炭素が結晶格子内あるいは格子間に固溶しやすくなるので、遊離炭素の存在に起因するイオンや電子の移動が抑制され、誘電正接を特に小さくすることができる。なお、残留炭素量は例えば炭素分析装置（堀場製作所製ＥＭＩＡ−５１１型）による測定により求めることができる。
【００９６】
また、深部の金属元素の含有量に対する表面近傍の金属元素の含有量の比を０．５〜５とすることにより、耐食性に優れ、誘電正接が小さいのみならず、外観上の色むらを抑制し、機械的強度を向上することができる。表面近傍と深部における金属元素の濃度が異なると、表面近傍と深部の金属元素の含有量が異なる。さらには、金属元素の比を０．８〜３とすれば、より効果的に前記表面近傍と深部の結晶粒径の差の抑制に寄与できる。このとき、表面近傍と深部の結晶粒径の差は１５μｍ以下となる。前記平均結晶粒径の差が３０μｍ以下であると、深部の前記金属元素の含有量に対する表面近傍の前記金属元素の含有量の比が０．５〜５である耐食性部材となる。これによって、表面近傍と深部での前記テンソルの違い、可視光領域の電磁波の吸収係数、反射角度や反射率の違いを特に抑制できるので、機械的強度が向上し、色むらが抑制される。また、焼成工程で溶融したり蒸発したりする金属元素が表面近傍に集中して存在していないために、耐食性を表面近傍から深部まで均一な耐食性部材とすることが可能となる。
【００９７】
この金属元素の比率は次のようにして測定することができる。例えば、Ｙ２Ｏ３焼結体の表面近傍の断面および深部の断面にレーザーアブレーションシステム（ＬＳＸ−２００
ＣＥＴＡＣ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｅｓ社製）を用いてレーザーを照射し、蒸発した元素をＩＣＰ質量分析装置（Ｐｌａｔｆｏｒｍ  ＩＣＰ  Ｍｉｃｒｏｍａｓｓ社製）により分析することにより、表面近傍および深部に含まれる金属元素（Ｓｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇ）の各々の元素のカウント数を求め、各々の元素について、深部のカウント数に対する表面近傍のカウント数の比を金属元素の含有量の比として計算する。
【００９８】
なお、平均結晶粒径を測定するには、例えばＹ２Ｏ３質焼結体からなる耐食性部材の断面を鏡面研磨し、得られた鏡面の表面近傍と深部の各々を金属顕微鏡や走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により５０〜２０００倍程度の倍率で観察し、写真撮影する。得られた写真に写っている複数の結晶の粒径を測定し、これらの粒径を平均して平均結晶粒径を求める。ＳＥＭにより平均結晶粒径を求める場合は、前記鏡面研磨した試料の粒界を熱処理あるいは化学的処理によりエッチングした後、ＳＥＭ写真を撮ることが好ましい。なお、結晶粒径の測定において結晶粒径が０．５μｍ以下の結晶は、機械的強度や色むらに与える影響が小さいので平均結晶粒径の計算の対象外とする。
【００９９】
なお、耐食性部材は、さらに結晶構造を規則化させて耐食性部材を向上させるために、Ｓｃ、Ｉｎのうち少なくとも１種をＳｃ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３換算合計で５質量％以下含んでもよい。
【０１００】
次に本発明の耐食性部材の製造方法について説明する。
【０１０１】
先ず、ハロゲン元素を含む腐食性ガスまたはそのプラズマに曝される部位が、Ｙ２Ｏ３を９５質量％以上、ランタノイド元素（ＬＮ）をＬＮ２Ｏ３換算で０．０１質量％以上５質量％以下、かつＹ２Ｏ３とＬＮ２Ｏ３換算の合計含有量が９９．５質量％以上である粉末と、溶媒とを用いて比表面積が１ｍ２／ｇ以上なるまで粉砕した後に、有機結合剤を添加してスラリーを作製する。前記合計含有量が９９．５質量％以上である粉末を用いることにより、耐食性を低下させる不純物量を低減させた組成とすることができる。また、前記比表面積が１ｍ２／ｇ以上となるまで粉砕して焼結活性を高めることにより、後述する
焼成工程において立方晶Ｙ２Ｏ３の結晶化を促進して結晶構造を規則化させ、前記半値幅を０．４°以下とした耐食性部材を製造することができる。前記比表面積が１ｍ２／ｇよりも小さいと、得られる耐食性部材に含まれる結晶の結晶構造が規則化せず、前記半値幅が０．４°よりも大きくなる。
【０１０２】
詳細には、粉砕用のミルに、溶媒であるイオン交換水と、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）粉末とを投入してＢＥＴによる比表面積を１ｍ２／ｇ以上に湿式粉砕した後、有機結合剤を添加してスラリーを作製する。ここで、前記湿式粉砕後の比表面積を１ｍ２／ｇ以上としたのは、比表面積が１ｍ２／ｇ未満であると焼結性が悪いだけでなく、結晶構造が十分規則化した焼結体が得られないからである。
【０１０３】
また、前記スラリー作製に使用する粉砕用ミルには例えばボールミルや振動ミルを用いることが可能である。該スラリーへのメディア摩耗物の混入を抑制し、これによって焼結体の結晶構造の規則化の向上が妨げられるのを防止するために、ボールミルのメディアとしては高純度のＺｒＯ２ボールを用いること、および得られる焼結体中のＺｒＯ２含有量を０．１質量％以下に制御することが好ましい。
【０１０４】
さらに、粉砕用ミルとしてはビーズミルを使用することもできる。ビーズミルのメディアとしては、ボールミルと同様に高純度のＺｒＯ２ビーズを用いることが、より小さい粒径の粉砕粒子を得るために好ましい。この場合も、粉砕時のＺｒＯ２ボールの摩耗量を制御し、最終的に得られる焼結体中のＺｒＯ２含有量を０．１質量％以下に制御することが好ましい。
【０１０５】
前記有機結合剤としては、パラフィンワックス、ワックスエマルジョン（ワックス＋乳化剤）、ＰＶＡ（ポリビニールアルコール）、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）、ＰＥＯ（ポリエチレンオキサイド）等の使用が有効である。また、前記溶媒についてはイオン交換水のみならず、蒸留水、有機溶媒等も使用できる。
【０１０６】
そして、得られたスラリーをスプレードライ装置等の噴霧造粒機にて造粒し、得られたた顆粒である２次原料粉末を用いて静水圧プレス成形により成形後、切削加工により所定形状にする。
【０１０７】
ここで、本発明の前記スプレードライ等の噴霧造粒機にて造粒された２次原料粉末に含まれる金属元素の含有量は、質量基準でＳｉをＳｉＯ２換算で３００ｐｐｍ以下、ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で５０ｐｐｍ以下、ＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で１００ｐｐｍ以下、ＣａおよびＭｇをそれぞれＣａＯおよびＭｇＯ換算した合計で３５０ｐｐｍ以下とするのがよい。
【０１０８】
また、上記金属元素のうち、特にＡｌについては一般に焼結助剤として用いられており、他の元素と比較してよりＹ２Ｏ３質焼結体中の結晶の粒成長を促進させるため、Ａｌの上記２次原料粉体中の含有量はより少なくするのが良く、より好適にはＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で３０ｐｐｍ以下とするのがよい。
【０１０９】
また、前記成形は目的とする部材の形状に合わせてその方法を選択すればよく、具体的には金型プレス成形等の乾式成形方法や鋳込み成形、押出成形、射出成形、テープ成形等の湿式成形方法等による成形も可能である。
【０１１０】
そして、脱脂工程として、有機結合剤を含む前記成形体を脱脂して炭素含有量が２００ｐｐｍ以下の脱脂体を得る。脱脂体の炭素含有量を２００ｐｐｍ以下に制御することにより、得られる耐食性部材に含まれる結晶の酸素欠陥を低減できるので、結晶構造が規則化し、前記半値幅を０．４°以下に制御することができる。炭素含有量が２００ｐｐｍを超
えると、脱脂体の焼成中に、立方晶Ｙ２Ｏ３の結晶に含まれる酸素が炭素と反応して、系外へ放出され、多くの結晶構造の規則化を妨げ、耐食性を悪くする程の酸素欠陥が生じ、前記半値幅が０．４°よりも大きくなる。
【０１１１】
このとき、成形体は３００〜９００℃の温度で脱脂する。脱脂温度が３００℃未満の場合は、前記成形体に含まれる炭素が焼成後に多く残留し、残留した炭素が遊離炭素として多く存在するので、得られる耐食性部材の耐食性を著しく向上させることができない。脱脂温度が９００℃を超える場合は、前記炭素が結晶粒内に固溶し易いため、固溶した炭素が格子欠陥を生成させるおそれがあり、これによって、結晶構造を著しく規則化することができないため、耐食性を著しく向上させることができない。
【０１１２】
しかる後、焼成工程として、脱脂体を１５００〜２０００℃で２時間以上保持後、１００℃／時間以下の降温速度で降温する。これにより、結晶構造が規則化して前記半値幅を０．４°以下の耐食性部材を製造することができる。降温速度が１００℃／時間を超えると、格子欠陥が増加して結晶構造を十分規則化させることができないので、前記半値幅が０．４°よりも大きくなる。なお、前記降温速度は１５００〜１０００℃の温度範囲での平均降温速度であることが好ましい。この理由は、この温度範囲での平均降温速度を１００℃／時間以下に制御すると、耐食性部材を構成する結晶の酸素欠陥が効率的に低減して、前記半値幅のばらつきがなくなり、耐食性に優れた耐食性部材の歩留まりを向上できるからである。
【０１１３】
焼成において保持する焼成温度が１５００℃未満では、Ｙ２Ｏ３質焼結体からなる耐食性部材が致密化せず、２０００℃を超えると結晶が異常粒成長して機械的強度が低下し、半導体製造装置等に使われる耐食性部材として使用できなくなる。また、降温速度が１００℃／時間よりも速いと、得られる耐食性部材の格子欠陥が多くなるので耐食性が悪くなる。好ましくは降温速度を５０℃／時間以下とする。また、脱脂中あるいは脱脂後から焼成温度保持開始までの昇温速度が１５℃／時間以下であることが好ましい。これによって、昇温中に熱エネルギーを表面から深部まで均一に伝達できるとともに、金属元素の深部から表面近傍への相互の拡散を抑制できるので、表面近傍と深部の平均結晶粒径の差が３０μｍ以下、前記深部の金属元素の含有量に対する表面近傍の金属元素の含有量の比が０．５〜５のＹ２Ｏ３質焼結体からなる耐食性部材を製造することができる。同時に、これによって、色むらを特に抑制するとともに機械的強度を特に向上させた耐食性部材を製造することができる。耐食性部材の厚さと焼成炉の容量にもよるが、より好ましくは、１ｍ３以上の容量を有する焼成炉において１２℃／時間以下の昇温速度で焼成する。
【０１１４】
また、前記酸素を含む雰囲気中で焼成する際には、酸素分圧を０．０５〜１ＭＰａとし、酸素を５０体積％以上含む雰囲気中、特に酸素を８０体積％含む雰囲気中で焼成することが焼結体をより高密度化させるために好ましい。これは、焼成雰囲気中の酸素分圧を大気中の酸素分圧よりも高くし、かつ酸素を５０体積％以上含む雰囲気中で焼成することにより、大気雰囲気中の焼成よりも焼結体をより緻密化させることが可能である。一般に焼結体を高致密化するためには、焼結過程において気孔内に取り込まれた雰囲気ガスが外部に排除されることが必要である。大気雰囲気中での焼成の場合、閉気孔内に取り込まれた雰囲気ガスは空気（主に酸素ガスが約２１体積％、窒素ガスが約７８体積％）である。酸素分圧を大気中での酸素分圧よりも高くし、かつ酸素を５０体積％以上含む雰囲気中で焼成すると、閉気孔内に取り込まれたガス中の酸素濃度は大気中での焼成よりも高くなる。本発明の焼結体中では、窒素よりも酸素の拡散速度が速いので、閉気孔に取り込まれたガス中の酸素濃度が高い程、閉気孔内に取り込まれたガスの焼結体外部への排除を促進させることができ、これによって焼結体の密度を向上させることが可能となる。焼成雰囲気中の酸素分圧の好ましい上限を１ＭＰａとするのは、酸素分圧が１ＭＰａを超えると、焼成後の焼結体中の残留炭素量が２００ｐｐｍを超えるおそれがあるからである。
【０１１５】
そして、このようにして得られた耐食性部材は、ハロゲン元素を含む腐食性ガス等に対する耐食性に優れているため、半導体製造工程においてハロゲン元素を含む腐食性ガスやまたはそのプラズマに暴露されても、減肉したり、亀裂等が入ったりせずに長時間使用することができ、半導体製造装置用部材、液晶製造装置用部材として好適に用いることができる。
【０１１６】
さらに、耐食性部材からなる半導体製造装置用部材である耐食性リングは、ハロゲン元素を含む腐食性ガスやまたはそのプラズマに対する優れた耐食性を有しており、この耐食性リングは、その部品交換の頻度を少なくできるために、製造コストを抑えることが可能となる。
【０１１７】
ここで、図２に本発明の耐食性部材を用いたエッチング装置の例を示す。
【０１１８】
図２中、１はチャンバーを、２はクランプリングまたはフォーカスリングを、３は下部電極を、４はウエハを、５は誘導コイルを示す。図２の装置では、チャンバー１の中にハロゲン元素を含む腐食性ガスを注入し、周りに巻かれている誘導コイル５に高周波電力を印加して、ハロゲン元素を含むガスをプラズマ化する。また、下部電極３にも高周波電力を与え、バイアスを発生させ、クランプリング２で固定されたウエハ４に所望のエッチング加工を行う。本装置にて発生したプラズマはチャンバー１や、ウエハ４を固定しているクランプリング２に接触するために、これらの部品は特に腐食を受けやすい。そこでチャンバー１やクランプリング２を本発明の耐食性部材で形成することによって、優れた耐食性を示し、また熱衝撃による割れ等も防止することが可能となる。
【実施例】
【０１１９】
粉砕用のミルに、溶媒であるイオン交換水と、表１に示すイットリア（Ｙ２Ｏ３）、ランタノイド元素（ＬＮ）酸化物粉末、ＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯの各粉末とを投入して、比表面積が表１に示す値となるまでＺｒＯ２ボールを用いたボールミルで湿式粉砕した後、有機結合剤としてＰＶＡ（ポリビニールアルコール）１質量％、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）１質量％、ＰＥＯ（ポリエチレンオキサイド）１質量％を粉体重量に対して添加してスラリーを作製した。なお、比表面積は、有機結合剤を添加前のスラリーを乾燥し、乾燥後の粉体の比表面積をＢＥＴ法により測定した。
【０１２０】
次に、得られたスラリーをスプレードライで噴霧、乾燥、造粒し、得られた顆粒を静水圧プレス成形により成形後、切削加工して外径６０ｍｍ、厚さ５０ｍｍの円柱形状に成形して複数の成形体を得た。得られた成形体を昇温速度１００℃／時間で昇温して表１に示す温度で３時間保持して脱脂し、残留炭素量が２００ｐｐｍ以下となるまで脱脂して脱脂体を得た。得られた脱脂体を酸素分圧０．０６２ＭＰａ、窒素分圧０．０４ＭＰａの酸素／窒素混合ガス雰囲気中、表１に示す昇温速度で昇温後、表１に示す焼成温度で３時間保持し、さらに表１に示す降温速度で降温して焼成した。
【０１２１】
このようにして作製した本発明の試料である焼結体からなる耐食性部材を用いて次の評価を行った。
【０１２２】
（立方晶Ｙ２Ｏ３の（２２２）面帰属ピークの半値幅）
株式会社リガク製Ｘ線回折装置ＲＩＮＴ２０００／ＰＣシリーズを用いて、試料表面をＣｕＫα線を用いたＸ線回折法により分析し、面間隔３．０４〜３．０９Åの間にある立方晶Ｙ２Ｏ３の（２２２）面帰属ピークの半値幅を求めた。ランタノイド元素酸化物を添加した試料の半値幅についても、面間隔３．０４〜３．０９Åの範囲にある最も大きな回折強度を有する回折ピークの半値幅を求めた。具体的には、図１で２θが２９°付近にあ
るピーク（Ｐ）の強度（ピーク（Ｐ）の先端部のピーク強度）をＰＩとするとき、ＰＩ／２のピーク強度のところに、横軸２θ方向に平行線を引き、この平行線がピーク（Ｐ）と交わる２つの交点間の距離を半値幅として求めた。なお、ランタノイド元素酸化物を添加した試料は、立方晶Ｙ２Ｏ３にＬＮが固溶していることが透過型電子顕微鏡を用いたＸ線回折法による測定によりわかった。
【０１２３】
（炭素含有量）
炭素分析装置（堀場製作所製ＥＭＩＡ−５１１型）により炭素含有量を測定した。
【０１２４】
（金属元素（Ｓｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇ）の含有量）
ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）発光分光分析法（島津製作所製  ＩＣＰＳ―８１００）によりＳｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇの含有量を求め、ＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯの含有量に換算した。
【０１２５】
（表面近傍と深部の平均結晶粒径の差）
試料断面部を鏡面研磨した後、結晶粒界相をエッチングして結晶粒子の大きさを走査電子顕微鏡（日立製作所製Ｓ−８００）にて測定して、その表面近傍と深部の平均結晶粒径の比を求めて結晶構造の規則化を確認した。この際結晶粒径が０．５μｍ以下の結晶は測定の対象外とした。
【０１２６】
（金属元素の含有量の比）
試料表面近傍の断面および深部の断面にレーザーアブレーションシステム（ＬＳＸ−２００  ＣＥＴＡＣ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｅｓ社製）を用いてレーザーを照射し、蒸発した元素をＩＣＰ質量分析装置（Ｐｌａｔｆｏｒｍ  ＩＣＰ  Ｍｉｃｒｏｍａｓｓ社製）により分析することにより、表面近傍および深部の各々の金属元素（Ｓｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇ）の元素のカウント数をスペクトル図からピーク強度として求め、深部の金属元素のピーク強度に対する表面近傍の金属元素のピーク強度の比を金属元素の含有量の比として計算した。
【０１２７】
（誘電正接ｔａｎδ）
空洞共振器法により２〜３ＧＨｚでの誘電正接（ｔａｎδ）を求めた。
【０１２８】
（焼結体密度、気孔率）
イオン交換水を用い、アルキメデス法により焼結体の見掛け密度、気孔率を測定した。
【０１２９】
（結晶子径、格子歪み）
Ｘ線回折装置を用い、Ｈａｌｌ法により試料の結晶子径および格子歪みを測定した。具体的には、立方晶Ｙ２Ｏ３のミラー指数（２１１）、（２２２）、（４００）、（４４０）および（６２２）面のＸ線回折ピークを用いて、積分幅法により測定した。この積分幅法において、立方晶Ｙ２Ｏ３のＸ線回折ピーク角度の補正は、Ｓｉを用いた外部標準試料法（ＳＲＭ６４０ｂ）により、Ｓｉのミラー指数（１１１）、（２２０）、（３１１）、（４００）、（３３１）、（４２２）、（５１１）、（４４０）および（５３１）面のＸ線回折ピークを基準として用いた。
【０１３０】
（色むら評価）
試料を円柱形状の軸方向に中央から切断し、その断面を目視で観察して色むらが生じているか確認した。
【０１３１】
（エッチングレート比）
試料表面に鏡面加工を施し、この試料をＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈ
ｉｎｎｇ）装置にセットしてＣｌ２ガス雰囲気下でプラズマ中に３時間曝し、その前後の重量減少量から１分間当たりのエッチングレートを算出し、基準試料として用意したアルミナ焼結体（アルミナ含有量９９．８質量％）のエッチングレートを１としたときの相対比較値として求め、この相対比較値が０．５以下のものを優れたものとした。
【０１３２】
また、ＪＩＳ  Ｒ  １６１１に基づき熱拡散率（レーザーフラッシュ法）、比熱、密度から熱伝導率を計算したところ、１５〜２１Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【０１３３】
また、本発明の耐食性部材の色は、マンセル表色系におけるマンセル記号Ｈ  Ｖ／Ｃ（色相  明度／彩度）で表すとＮ９．０（白色）のものや、Ｈ（色相）が１０ＹＲまたは２．５Ｙ、Ｖ（明度）が８．０〜９．５、Ｃ（彩度）が０〜２の範囲内で示される色を示していた。
【０１３４】
次に、本発明の範囲外の試料（比較例、試料Ｎｏ．１２〜１６）として、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、ランタノイド元素酸化物粉末の組成、金属元素（Ｓｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇ）含有量、乾燥後の粉体の比表面積、脱脂温度、焼成温度、昇温速度、降温速度を変更した以外は実施例と同様にして焼結体を作製し、上記と同様に評価した。
【０１３５】
本発明の試料および比較例についての結果を表１、２に示す。
【０１３６】
【表１】
2010195682.tif 000003
【０１３７】
【表２】
2010195682.tif 000004
【０１３８】
表１、２から明らかなように、Ｙ２Ｏ３を９５質量％以上、ランタノイド元素（ＬＮ）をＬＮ２Ｏ３換算で０．０１質量％以上５質量％以下、かつＹ２Ｏ３とＬＮ２Ｏ３換算の合計含有量が９９．５質量％以上である粉末と、溶媒とをミルに入れて比表面積が１ｍ２／ｇ以上となるまで粉砕した後に、有機結合剤を添加したスラリーを噴霧乾燥して造粒し、得られた顆粒を用いて、成形体を得、この成形体を３００〜９００℃の温度で脱脂して炭素含有量が２００ｐｐｍ以下の脱脂体とし、さらに酸素を含む雰囲気中において、１５℃／時間以下の昇温速度で昇温し、１５００〜２０００℃で２時間以上保持後、１００℃／時間以下の降温速度で降温することにより前記脱脂体を焼成して得られた試料（Ｎｏ．１〜１１）は、立方晶Ｙ２Ｏ３の（２２２）面帰属ピークの半値幅が０．４°以下と小さくすることができた。また、誘電正接ｔａｎδが２×１０−３以下、色むらなし、エッチングレート比が４ｎｍ／分以下と優れた特性が得られた。また、本発明の試料の結晶子径は５〜１００ｎｍであった。また、Ｙ２Ｏ３質焼結体の表面近傍と深部との平均結晶粒径の差が３０μｍ以下であるとともに、深部に対する表面近傍の金属元素の含有量の比は０．５〜５であった。また、本発明の試料の気孔率をアルキメデス法により測定したところ、すべて１％以下であった。
【０１３９】
これに対し、比較例の試料（Ｎｏ．１２〜１６）は、立方晶Ｙ２Ｏ３の（２２２）面帰属ピークの半値幅が０．４°を超えており、エッチングレートが大きかった。また、エッチングレートが大きいのみならず、誘電正接ｔａｎδが大きかったり、色むらがあったりした。また、比較例の試料は結晶子径が２００ｎｍを超えるものがあった。
【符号の説明】
【０１４０】
１：チャンバー
２：クランプリングまたはフォーカスリング
３：下部電極
４：ウエハ
５：誘導コイル
【図１】
2010195682.tif 000005
【図２】
2010195682.tif 000006