(57)【要約】【課題】  ウエハの処理を目的とする半導体製造用装置において、ハロゲン系ガスやハロゲン系プラズマガスに対する耐食性や耐久性に優れ、装置内汚染が少なく、品質を長期安定した状態に維持できるセラミック製部材を提供する。【解決手段】  部材の少なくとも、ハロゲン系ガスもしくはハロゲン系プラズマガスの如き腐食性ガスに曝される部位が、70〜98wt％の希土類の酸化物と30〜２wt％の導電性セラミックとからなり、かつ該酸化物中に平均粒径で0.03〜５μｍの大きさの導電性セラミック粒子が分散したものからなる複合焼結体によって構成されていることを特徴とする半導体製造装置用セラミック部材。【選択図】      図１
2006069843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材の少なくとも、ハロゲン系ガスもしくはハロゲン系プラズマガスの如き腐食性ガスに曝される部位が、70〜98wt％の希土類の酸化物と30〜２wt％の導電性セラミックとからなり、かつ該酸化物中に平均粒径で0.03〜５μｍの大きさの導電性セラミック粒子が分散したものからなる複合焼結体によって構成されていることを特徴とする半導体製造装置用セラミック部材。
【請求項２】
前記希土類酸化物が、酸化イットリウムであり、前記導電性セラミックが炭化珪素であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置用セラミック部材。
【請求項３】
前記複合焼結体は、体積抵抗率が1×109Ω・cm以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置用セラミック部材。
【請求項４】
前記複合焼結体は、フリーカーボンの含有量が２ wt％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置用セラミック部材。
【請求項５】
前記複合焼結体は、気孔率が５％以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に記載の半導体装置用セラミック部材。
【請求項６】
ウエハ処理面の粗度Ra(JIS B 0601)が0.03μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体製造装置用セラミック部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置用セラミック部材、とくに腐食性のハロゲン系ガス雰囲気あるいはハロゲン系ガスを用いるプラズマ雰囲気内で使用される各種の部材、例えば、サセプターリングやフォーカスリングなどの部材（部品を含む）として用いられる高耐食性のセラミック部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体製造工程におけるウエハ製造装置のような半導体製造装置では、処理雰囲気として腐食性のハロゲン系ガスやハロゲン系プラズマガスなどが利用されている。そのため、これらの半導体製造装置内部材、例えば、プラズマ処理容器用部材としては、ハロゲン系プラズマガスに対して高い耐食性を示すものが有効である。例えば、こうした部材のなかには、シリコンウエハのエッチング処理時に、該シリコンウエハを設置するために用いられるフォーカスリングやサセプターリングがある。これらの部材としては、ハロゲン系ガスやハロゲン系プラズマガスに対して高い耐食性を示すこと、プラズマガスをシリコンウエハ上で均一に供給するために、シリコンウエハと同じかそれに近い導電性を示すこと、および該装置内で珪素や酸素、炭素およびイットリウム元素以外の汚染が起こらないこと、などの条件を有することが必要である。
【０００３】
従来、上述した半導体製造装置用部材として用いられる材料としては、主に石英やアルミナが採用されてきた（特許文献１参照）。しかし、これら材料は、前記部材として必ずしも望ましい性質を有するものだったわけではない。その理由は、これらの材料は絶縁性を示すだけでなく、ハロゲン系ガスやハロゲン系プラズマガスなどの腐食性ガスに対する耐食性が十分とはいえないこと、さらに、これらの材料は珪素とアルミニウムから構成されているために装置内汚染が発生しやすいという問題があったからである。
そこで、これらに代わる材料として、最近、シリコンやＣＶＤ−ＳｉＣ、Ｙ2Ｏ3に代表される希土類酸化物を含む複合酸化物、Ｙ2Ｏ3酸化物などを使用することが提案されている（特許文献２、３、４、５、６参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２３１６３８号公報
【特許文献２】特公平５−５３８７２号公報
【特許文献３】特開平３−２１７０１６号公報
【特許文献４】特開平８−９１９３２号公報
【特許文献５】特開平１０−４５４４６１号公報
【特許文献６】特開２００１−１８１０２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、ハロゲン系ガスやプラズマ発生雰囲気下で使用される従来の半導体製造装置用部材、たとえば、フォーカスリングやサセプターリング用の部材としての石英やアルミナは、ハロゲン系ガスなどの腐食性ガスに対する耐食性が小さく、これら物質は電気的に絶縁物質であるため、処理されるシリコンウエハに対してプラズマを均一に発生させることができないし、装置内にパーティクル汚染が生じるという問題があった。一方、シリコンやＣＶＤ−ＳｉＣの場合、導電性および装置内汚染については問題ないが、ハロゲン系ガスに対する耐食性がなお不十分であり、長時間の使用に耐えることが難しく、安定した製品管理が困難になるという問題を抱えていた。
【０００６】
本発明の目的は、ウエハなどの処理を目的とする半導体製造装置において、ハロゲン系ガスなどの腐食性ガスに対しての耐食性や耐久性に優れ、プラズマガスによって発生するパーティクルの発生がないため装置内汚染が少なく、さらに品質を長期間安定した状態に維持することができる半導体製造装置用セラミック部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従来技術が抱えている上述した課題の解決について鋭意研究した結果、発明者らは、以下に述べる要旨構成の本発明を開発するに到った。
即ち、本発明は、部材の少なくとも、ハロゲン系ガスもしくはハロゲン系プラズマガスの如き腐食性ガスに曝される部位が、70〜98wt％の希土類の酸化物と30〜２wt％の導電性セラミックとからなり、かつ該酸化物中に平均粒径で0.03〜５μｍの大きさの導電性セラミック粒子が分散したものからなる複合焼結体によって構成されていることを特徴とする半導体製造装置用セラミック部材によって構成されていることを特徴とする半導体製造装置用セラミック部材である。
【０００８】
本発明において、前記複合焼結体を構成する希土類酸化物は、酸化イットリウムで導電性セラミックが炭化珪素であること、前記複合焼結体は、体積抵抗率が1×109Ω・cm以下であること、フリーカーボンの含有量が２ wt％以下であること、または気孔率が５％以下であること、そして、ウエハ処理側の面の粗度Ra(JIS B 0601)が0.03μｍ以下であることもまた、本発明の課題解決手段として有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るセラミック部材は、半導体製造装置によるウエハ処理などに必要とされている導電性を示すと共に、緻密な焼結体を得ることができ、かつプラズマを均一に発生させることができると同時に、ハロゲン系ガスを用いることによって発生するパーティクルの生成を少なくすることができ、とくにハロゲン系腐食性ガスに対する耐食性や耐久性に優れ、複合焼結体としての品質を長期間安定して維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
上述したように、上記の部材にＣＶＤ−ＳｉＣなどを使用した場合、導電性や装置内汚染についての問題は生じないが、ハロゲン系ガスやハロゲン系プラズマガスに対する耐食性が不十分になるという問題があったことから、その解決のために、発明者らは、半導体製造装置用セラミック部材の構成材料につき検討した。その結果、主として、希土類の酸化物、たとえばＹ２Ｏ３のような希土類酸化物、ＳｉＣやＴｉＮの如き導電性セラミックからなる複合焼結体（なお、この複合焼結体中には、その他に数μｍ程度以下で、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒなどの不可避的不純物が含まれることがあるが、本発明の作用効果に影響しないので無視できる）の適用について検討した。
この検討の中で、該複合焼結体は、希土類酸化物としては酸化イットリウム、また、導電性セラミックとしては炭化珪素を構成成分とし、それぞれの成分組成が、酸化イットリウム：70〜98 wt％、炭化珪素：30〜２ wt％のものを用いると、ハロゲン系プラズマに対する耐食性、耐久性に優れ、長期の安定した使用に耐え得るものになることを突きとめた。以下、代表的な成分組成例について、本発明の構成をさらに詳しく説明する。
【００１１】
酸化イットリウムを主成分とする複合焼結体は、上述したように、ハロゲン系ガスやハロゲン系プラズマガスに対する耐食性に優れているものの、酸化イットリウムそれ自体は絶縁物質であるため、これをフォーカスリングなどとして利用するためには、導電性を付与することが必要になる。そのためには、この酸化イットリウムに他の導電性の材料、即ち導電性セラミックスを混合して複合焼結体とすることが有効であると考えられる。この要請に対し、本発明ではとくに炭化珪素に着目した。それは、炭化珪素は、珪素と炭素から構成されているため、導電性を有することはもちろん、酸化イットリウムと同様にハロゲン系ガスやハロゲン系プラズマガスに対して優れた耐食性を示し、さらに、これらのガスと反応しても装置内汚染を引き起こすことがないうえに、酸化イットリウムと共働してシリコンウエハ上にプラズマを均一に分布させる上で効果的に作用するからである。
【００１２】
上記の作用効果を得るために、本発明の複合焼結体では、酸化イットリウムを70〜98 wt%、炭化珪素を30〜２wt%配合することにした。その限定の理由は、炭化珪素の含有量が2 wt％未満になると導電性が得られなくなってしまい、一方、炭化珪素の含有量が30 wt％を超えると、ハロゲン系ガスやハロゲン系プラズマガスに対する耐食性が不十分なものとなるからである。なお、酸化イットリウムの含有量は、90〜98 wt％とすることがより好ましい。それは、焼成後の本発明の複合焼結体は、マトリックスとなる酸化イットリウム中に、前記炭化珪素の微粒子を均一に分散させること、とくに該酸化イットリウム粒子の粒界に沿うようにして、均一に分散して含有する状態にすることで、耐食性の確保と全体に均一な導電特性を付与するという要請に応えられるものが得られやすいからである。
【００１３】
本発明にかかる複合焼結体に含まれる焼成後の炭化珪素粒子の大きさは、任意の二次元断面視、例えばセラミック基体の厚さ方向の断面視での平均粒子径が、原料粒子（0.01〜0.03μｍ）よりも大きい粒子、即ち、0.03〜５μｍ（最小短径：0.03μｍ超、最大長径：５μｍ）の範囲内のもの、好ましくは0.1〜５μｍの大きさ、より好ましくは0.1〜1.0μｍの大きさのものにする。その理由は、以下に述べるとおりである。すなわち、該平均粒子径が0.03μｍ未満だと、原料粒子が細かすぎて粒子の凝集が起こり、複合焼結体中の炭化珪素の分散が不均一になるため、安定した導電性を確保することができなくなる。しかも、複合焼結体中の酸化イットリウムの結晶粒界が多くなり過ぎるために、プラズマガスに対しての耐食性のある複合焼結体が得られなくなってしまうという問題も生じるからである。一方、この焼結炭化珪素の平均粒子径が５μｍ超だと、酸化イットリウム粒子の粒界に存在する炭化珪素の含有量を多く（≧40wt％）にしないと、必要な導電性が得られなくなってしまうからである。
【００１４】
上記複合焼結体に含まれる酸化イットリウムの大きさは、任意の二次元断面視、例えばセラミック基体の厚さ方向の断面視での平均粒子径が３〜10μｍの範囲内のもの（最小短径：３μｍ、最大長径：10μｍ）を用いることが好ましい。その理由は、酸化イットリウムの平均粒子径が３μｍ未満だと、粒子径が小さすぎて焼結体酸化イットリウムの比表面積が大きくなるため、必要な導電性パス確保のために、炭化珪素含有量を増すことになる。従って、プラズマガスに対する耐食性が劣化する。一方、酸化イットリウムの平均粒径が10μｍ超だと、複合焼結体が十分に緻密化しないからである。なお、より好ましい酸化イットリウムの平均粒径は、４〜６μｍである。
【００１５】
上記複合焼結体はまた、体積抵抗率が１×109Ω・cm以下のものが好適である。その理由は、酸化イットリウムと炭化珪素とが上記の組成範囲にあったとしても、体積抵抗率が１×109Ω・cmより上回ると、プラズマガス中の電子が部材表面に帯電し、処理するシリコンウエハ上のプラズマ分布を均一に保つことができなくなるからである。
【００１６】
上記複合焼結体は、その中に含まれるフリーカーボンの含有量が２wt％以下であることが望ましい。その理由は、フリーカーボンの含有率が２wt％より多くなると、焼結性が低下すると共に、酸化イットリウムとカーボンとが反応しやすくなり、ＹＣ2などの非常に不安定な物質を生成しやすくなるからである。このフリーカーボンの量は、焼結に先立ち混合物を酸化性雰囲気中で脱炭処理することで達成できる。
【００１７】
また、本発明にかかる前記複合焼結体は、セラミック部材の基体表面、即ちウエハ処理面は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１の規定に基づく面粗度Ｒａで、0.03μm以下の粗さにすることが望ましい。その理由は、面粗度Ｒａが0.03μｍより大きくなると比表面積が大きくなり、ハロゲン系ガスやハロゲン系プラズマガスによる腐食が進行しやすくなるためである。
【００１８】
そして、本発明のセラミック部材は、前記複合焼結体の気孔率を５％以下にすることが望ましい。その理由は、気孔率が５％を超えると、比表面積が大きくなり、ハロゲン系ガスやハロゲン系プラズマガスによる腐食が進行しやすくなるためである。
【実施例】
【００１９】
実施例１
（１）テフロンボール入りのポリエチレンポット中に、イオン交換水60重量部を入れると共に、表１記載の配合割合となるように、酸化イットリウム（平均粒径４μｍ）と、炭化珪素（平均粒径：0.03μｍ）との混合原料100重量部を投入し、４８時間混合して混合スラリーを得た。この混合スラリーをスプレードライヤーにて200℃で乾燥し、Ｙ２Ｏ３／ＳｉＣ混合顆粒を得た。
（２）上記混合顆粒を、カーボン型を使って（40×30×10ｔ）mmの大きさに成形し、60℃×１２hr乾燥して成形体とした。その成形体を酸化雰囲気中で脱脂してフリーカーボン量を調整した後、ホットプレス炉に投入し、300℃／hrで昇温し、1600℃〜1900℃×１hrの加熱を行い、プレス圧10〜40Mpaの条件にて加圧焼成を行い、平均粒径４μｍのＹ２Ｏ３粒子からなるマトリックス中に、主として粒界に沿って、平均粒径が0.1μｍのＳｉＣが分散した状態のＹ２Ｏ３／ＳｉＣ複合焼結体を得た。なお、この複合焼結体の気孔率は、1.8％であった。
【００２０】
実施例２
（１）テフロンボール入りのポリエチレンポット中に、イオン交換水60重量部を入れると共に、表１記載の配合割合となるように、酸化イットリウム（平均粒径４μｍ）と、炭化珪素（平均粒径：0.03μｍ）との混合原料100重量部を投入し、４８時間混合して混合スラリーを得た。この混合スラリーをスプレードライヤーにて200℃で乾燥し、Ｙ２Ｏ３／ＳｉＣ混合顆粒を得た。
（２）上記混合顆粒を、カーボン型を使って（40×30×10ｔ）mmの大きさに成形し、60℃×１２hr乾燥して成形体とした。その成形体を酸化雰囲気中で脱脂してフリーカーボン量を調整した後、ホットプレス炉に投入し、300℃／hrで昇温し、1600℃〜1900℃×１hrの加熱を行い、プレス圧10〜40Mpaの条件にて加圧焼成を行い、平均粒径６μｍのＹ２Ｏ３粒子からなるマトリックス中に主として粒界に沿って、平均粒径が0.1μｍのＳｉＣが分散した状態のＹ２Ｏ３／ＳｉＣ複合焼結体を得た。なお、この複合焼結体の気孔率は、2.1％であった。
【００２１】
実施例３
（１）テフロンボール入りのポリエチレンポット中に、イオン交換水60重量部を入れると共に、表１記載の配合割合となるように、酸化イットリウム（平均粒径４μｍ）と、炭化珪素（平均粒径：0.8μｍ）との混合原料100重量部を投入し、４８時間混合して混合スラリーを得た。この混合スラリーをスプレードライヤーにて200℃で乾燥し、Ｙ２Ｏ３／ＳｉＣ混合顆粒を得た。
（２）上記混合顆粒を、カーボン型を使って（40×30×10ｔ）mmの大きさに成形し、60℃×１２hr乾燥して成形体とした。その成形体を酸化雰囲気中で脱脂してフリーカーボン量を調整した後、ホットプレス炉に投入し、300℃／hrで昇温し、1600℃〜1900℃×１hrの加熱を行い、プレス圧10〜40Mpaの条件にて加圧焼成を行い、平均粒径４μｍのＹ２Ｏ３粒子からなるマトリックス中に主として粒界に沿って、平均粒径が1μｍのＳｉＣが分散した状態のＹ２Ｏ３／ＳｉＣ複合焼結体を得た。なお、この複合焼結体の気孔率は、2.3％であった。
【００２２】
実施例４
（１）テフロンボール入りのポリエチレンポット中に、イオン交換水60重量部を入れると共に、表１記載の配合割合となるように、酸化イットリウム（平均粒径４μｍ）と、炭化珪素（平均粒径：0.03μｍ）との混合原料100重量部を投入し、４８時間混合して混合スラリーを得た。この混合スラリーをスプレードライヤーにて200℃で乾燥し、Ｙ２Ｏ３／ＳｉＣ混合顆粒を得た。
（２）上記混合顆粒を、カーボン型を使って（40×30×10ｔ）mmの大きさに成形し、60℃×１２hr乾燥して成形体とした。その成形体を酸化雰囲気中で脱脂してフリーカーボン量を調整した後、ホットプレス炉に投入し、300℃／hrで昇温し、1600℃〜1900℃×１hrの加熱を行い、プレス圧10〜40Mpaの条件にて加圧焼成を行い、平均粒径５μｍのＹ２Ｏ３粒子からなるマトリックス中に主として粒界に沿って、平均粒径が0.1μｍのＳｉＣが分散した状態のＹ２Ｏ３／ＳｉＣ複合焼結体を得た。なお、この複合焼結体の気孔率は、2.5％であった。
【００２３】
実施例５
（１）テフロンボール入りのポリエチレンポット中に、イオン交換水60重量部を入れると共に、表１記載の配合割合となるように、酸化イットリウム（平均粒径４μｍ）と、炭化珪素（平均粒径：0.8μｍ）との混合原料100重量部を投入し、４８時間混合して混合スラリーを得た。この混合スラリーをスプレードライヤーにて200℃で乾燥し、Ｙ２Ｏ３／ＳｉＣ混合顆粒を得た。
（２）上記混合顆粒を、カーボン型を使って（40×30×10ｔ）mmの大きさに成形し、60℃×１２hr乾燥して成形体とした。その成形体を酸化雰囲気中で脱脂してフリーカーボン量を調整した後、ホットプレス炉に投入し、300℃／hrで昇温し、1600℃〜1900℃×１hrの加熱を行い、プレス圧10〜40Mpaの条件にて加圧焼成を行い、平均粒径５μｍのＹ２Ｏ３粒子からなるマトリックス中に主として粒界に沿って、平均粒径が1μｍのＳｉＣが分散した状態のＹ２Ｏ３／ＳｉＣ複合焼結体を得た。なお、この複合焼結体の気孔率は、2.8％であった。
【００２４】
実施例６
（１）テフロンボール入りのポリエチレンポット中に、イオン交換水60重量部を入れると共に、表１記載の配合割合となるように、酸化イットリウム（平均粒径４μｍ）と、炭化珪素（平均粒径：0.03μｍ）との混合原料100重量部を投入し、４８時間混合して混合スラリーを得た。この混合スラリーをスプレードライヤーにて200℃で乾燥し、Ｙ２Ｏ３／ＳｉＣ混合顆粒を得た。
（２）上記混合顆粒を、カーボン型を使って（40×30×10ｔ）mmの大きさに成形し、60℃×１２hr乾燥して成形体とした。その成形体を酸化雰囲気中で脱脂してフリーカーボン量を調整した後、ホットプレス炉に投入し、300℃／hrで昇温し、1600℃〜1900℃×１hrの加熱を行い、プレス圧10〜40Mpaの条件にて加圧焼成を行い、平均粒径６μｍのＹ２Ｏ３粒子からなるマトリックス中に主として粒界に沿って、平均粒径が0.1μｍのＳｉＣが分散した状態のＹ２Ｏ３／ＳｉＣ複合焼結体を得た。なお、この複合焼結体の気孔率は、2.4％であった。
【００２５】
実施例７
（１）テフロンボール入りのポリエチレンポット中に、イオン交換水60重量部を入れると共に、表１記載の配合割合となるように、酸化イットリウム（平均粒径４μｍ）と、炭化珪素（平均粒径：0.8μｍ）との混合原料100重量部を投入し、４８時間混合して混合スラリーを得た。この混合スラリーをスプレードライヤーにて200℃で乾燥し、Ｙ２Ｏ３／ＳｉＣ混合顆粒を得た。
（２）上記混合顆粒を、カーボン型を使って（40×30×10ｔ）mmの大きさに成形し、60℃×１２hr乾燥して成形体とした。その成形体を酸化雰囲気中で脱脂してフリーカーボン量を調整した後、ホットプレス炉に投入し、300℃／hrで昇温し、1600℃〜1900℃×１hrの加熱を行い、プレス圧10〜40Mpaの条件にて加圧焼成を行い、平均粒径４μｍのＹ２Ｏ３粒子からなるマトリックス中に主として粒界に沿って、平均粒径が1μｍのＳｉＣが分散した状態のＹ２Ｏ３／ＳｉＣ複合焼結体を得た。なお、この複合焼結体の気孔率は、2.1％であった。
【００２６】
実施例８
（１）テフロンボール入りのポリエチレンポット中に、イオン交換水60重量部を入れると共に、表１記載の配合割合となるように、酸化イットリウム（平均粒径４μｍ）と、炭化珪素（平均粒径：4.0μｍ）との混合原料100重量部を投入し、４８時間混合して混合スラリーを得た。この混合スラリーをスプレードライヤーにて200℃で乾燥し、Ｙ２Ｏ３／ＳｉＣ混合顆粒を得た。
（２）上記混合顆粒を、カーボン型を使って（40×30×10ｔ）mmの大きさに成形し、60℃×１２hr乾燥して成形体とした。その成形体を酸化雰囲気中で脱脂してフリーカーボン量を調整した後、ホットプレス炉に投入し、300℃／hrで昇温し、1600℃〜1900℃×１hrの加熱を行い、プレス圧10〜40Mpaの条件にて加圧焼成を行い、平均粒径４μｍのＹ２Ｏ３粒子からなるマトリックス中に主として粒界に沿って、平均粒径が5μｍのＳｉＣが分散した状態のＹ２Ｏ３／ＳｉＣ複合焼結体を得た。なお、この複合焼結体の気孔率は、2.6％であった。
【００２７】
実施例９
（１）テフロンボール入りのポリエチレンポット中に、イオン交換水60重量部を入れると共に、表１記載の配合割合となるように、酸化イットリウム（平均粒径４μｍ）と、炭化珪素（平均粒径：0.03μｍ）との混合原料100重量部を投入し、４８時間混合して混合スラリーを得た。この混合スラリーをスプレードライヤーにて200℃で乾燥し、Ｙ２Ｏ３／ＳｉＣ混合顆粒を得た。
（２）上記混合顆粒を、カーボン型を使って（40×30×10ｔ）mmの大きさに成形し、60℃×１２hr乾燥して成形体とした。その成形体を酸化雰囲気中で脱脂してフリーカーボン量を調整した後、ホットプレス炉に投入し、300℃／hrで昇温し、1600℃〜1900℃×１hrの加熱を行い、プレス圧10〜40Mpaの条件にて加圧焼成を行い、平均粒径４μｍのＹ２Ｏ３粒子からなるマトリックス中に主として粒界に沿って、平均粒径が0.1μｍのＳｉＣが分散した状態のＹ２Ｏ３／ＳｉＣ複合焼結体を得た。なお、この複合焼結体の気孔率は、2.2％であった。
【００２８】
実施例１０
（１）テフロンボール入りのポリエチレンポット中に、イオン交換水60重量部を入れると共に、表１記載の配合割合となるように、酸化イットリウム（平均粒径４μｍ）と、炭化珪素（平均粒径：0.8μｍ）との混合原料100重量部を投入し、４８時間混合して混合スラリーを得た。この混合スラリーをスプレードライヤーにて200℃で乾燥し、Ｙ２Ｏ３／ＳｉＣ混合顆粒を得た。
（２）上記混合顆粒を、カーボン型を使って（40×30×10ｔ）mmの大きさに成形し、60℃×１２hr乾燥して成形体とした。その成形体を酸化雰囲気中で脱脂してフリーカーボン量を調整した後、ホットプレス炉に投入し、300℃／hrで昇温し、1600℃〜1900℃×１hrの加熱を行い、プレス圧10〜40Mpaの条件にて加圧焼成を行い、平均粒径６μｍのＹ２Ｏ３粒子からなるマトリックス中に主として粒界に沿って、平均粒径が1μｍのＳｉＣが分散した状態のＹ２Ｏ３／ＳｉＣ複合焼結体を得た。この複合焼結体の気孔率は、2.3％であった。
【００２９】
実施例１１
（１）テフロンボール入りのポリエチレンポット中に、イオン交換水60重量部を入れると共に、表１記載の配合割合となるように、酸化イットリウム（平均粒径４μｍ）と、炭化珪素（平均粒径：4.0μｍ）との混合原料100重量部を投入し、４８時間混合して混合スラリーを得た。この混合スラリーをスプレードライヤーにて200℃で乾燥し、Ｙ２Ｏ３／ＳｉＣ混合顆粒を得た。
（２）上記混合顆粒を、カーボン型を使って（40×30×10ｔ）mmの大きさに成形し、60℃×１２hr乾燥して成形体とした。その成形体を酸化雰囲気中で脱脂してフリーカーボン量を調整した後、ホットプレス炉に投入し、300℃／hrで昇温し、1600℃〜1900℃×１hrの加熱を行い、プレス圧10〜40Mpaの条件にて加圧焼成を行い、平均粒径４μｍのＹ２Ｏ３粒子からなるマトリックス中に主として粒界に沿って、平均粒径が5μｍのＳｉＣが分散した状態のＹ２Ｏ３／ＳｉＣ複合焼結体を得た。なお、この複合焼結体の気孔率は、2.5％であった。
【比較例】
【００３０】
比較例１
（１）テフロンボール入りのポリエチレンポット中に、イオン交換水60重量部を入れると共に、酸化イットリウム100 wt％のセラミック原料100重量部を投入し、48時間混合した。このスラリーをスプレードライヤーにて200 ℃で乾燥させＹ2Ｏ3顆粒とした。
（２）この顆粒をカーボン型を使って、（40×30×10ｔ）mmの大きさに成形し、60 ℃×12 hr乾燥して成形体を得た。この成形体をホットプレス炉に投入し、300 ℃/hrで昇温し、1600 ℃〜1900 ℃×1hrの加熱を行い、プレス圧力10〜40 MPaにて焼成を行うことにより、平均粒径６μｍのＹ2Ｏ3の焼結体を得た。なお、この複合焼結体の気孔率は、2.7％であった。
【００３１】
比較例２
（１）テフロンボール入りのポリエチレンポット中に、イオン交換水60重量部を入れると共に、表１記載の配合割合となるように、酸化イットリウム（平均粒径４μｍ）と、炭化珪素（平均粒径：0.03μｍ）との混合原料100重量部を投入し、４８時間混合して混合スラリーを得た。この混合スラリーをスプレードライヤーにて200℃で乾燥し、Ｙ２Ｏ３／ＳｉＣ混合顆粒を得た。
（２）上記混合顆粒を、カーボン型を使って（40×30×10ｔ）mmの大きさに成形し、60℃×１２hr乾燥して成形体とした。その成形体をホットプレス炉に投入し、300℃／hrで昇温し、1600℃〜1900℃×１hrの加熱を行い、プレス圧10〜40Mpaの条件にて加圧焼成を行い、平均粒径５μｍのＹ２Ｏ３マトリックス中に、平均粒径が0.1μｍのＳｉＣが分散した状態のＹ２Ｏ３／ＳｉＣ複合焼結体を得た。なお、この複合焼結体の気孔率は、2.3％であった。
【００３２】
比較例３
（１）テフロンボール入りのポリエチレンポット中に、イオン交換水60重量部を入れると共に、表１記載の配合割合となるように、酸化イットリウム（平均粒径４μｍ）と、炭化珪素（平均粒径：10.0μｍ）との混合原料100重量部を投入し、４８時間混合して混合スラリーを得た。この混合スラリーをスプレードライヤーにて200℃で乾燥し、Ｙ２Ｏ３／ＳｉＣ混合顆粒を得た。
（２）上記混合顆粒を、カーボン型を使って（40×30×10ｔ）mmの大きさに成形し、60℃×１２hr乾燥して成形体とした。その成形体をホットプレス炉に投入し、300℃／hrで昇温し、1600℃〜1900℃×１hrの加熱を行い、プレス圧10〜40Mpaの条件にて加圧焼成を行い、平均粒径５μｍのＹ２Ｏ３マトリックス中に、平均粒径が10μｍのＳｉＣが分散した状態のＹ２Ｏ３／ＳｉＣ複合焼結体を得た。なお、この複合焼結体の気孔率は、2.2％であった。
【００３３】
比較例４
（１）テフロンボール入りのポリエチレンポット中に、イオン交換水60重量部を入れると共に、表１記載の配合割合となるように、酸化イットリウム（平均粒径４μｍ）と、炭化珪素（平均粒径：0.03μｍ）との混合原料100重量部を投入し、４８時間混合して混合スラリーを得た。この混合スラリーをスプレードライヤーにて200℃で乾燥し、Ｙ２Ｏ３／ＳｉＣ混合顆粒を得た。
（２）上記混合顆粒を、カーボン型を使って（40×30×10ｔ）mmの大きさに成形し、60℃×１２hr乾燥して成形体とした。その成形体をホットプレス炉に投入し、300℃／hrで昇温し、1600℃〜1900℃×１hrの加熱を行い、プレス圧10〜40Mpaの条件にて加圧焼成を行い、平均粒径５μｍのＹ２Ｏ３マトリックス中に、平均粒径が0.1μｍのＳｉＣが分散した状態のＹ２Ｏ３／ＳｉＣ複合焼結体を得た。なお、この複合焼結体の気孔率は、2.4％であった。
【００３４】
比較例５
（１）テフロンボール入りのポリエチレンポット中に、イオン交換水60重量部を入れると共に、表１記載の配合割合となるように、酸化イットリウム（平均粒径４μｍ）と、炭化珪素（平均粒径：0.1μｍ）との混合原料100重量部を投入し、４８時間混合して混合スラリーを得た。この混合スラリーをスプレードライヤーにて200℃で乾燥し、Ｙ２Ｏ３／ＳｉＣ混合顆粒を得た。
（２）上記混合顆粒を、カーボン型を使って（40×30×10ｔ）mmの大きさに成形し、60℃×１２hr乾燥して成形体とした。その成形体をホットプレス炉に投入し、300℃／hrで昇温し、1600℃〜1900℃×１hrの加熱を行い、プレス圧10〜40Mpaの条件にて加圧焼成を行い、平均粒径４μｍのＹ２Ｏ３マトリックス中に、平均粒径が0.1μｍのＳｉＣが分散した状態のＹ２Ｏ３／ＳｉＣ複合焼結体を得た。なお、この複合焼結体の気孔率は、3.6％であった。
【００３５】
比較例６
（１）円盤状のシリコン単結晶に研削加工を施し、フォーカスリングを作製した。
【００３６】
比較例７
（１）炭化珪素粉末（屋久島電工社ＳｉＣ粉末、平均粒径50μｍ、70％、屋久島電工社ＳｉＣ粉末、平均粒径３μｍ、30％）100重量部、アクリル系バインダー５重量部を混合した組成物を用い、スプレードライ法により顆粒を製造し、この顆粒を用いてＣＩＰ成形により成形体を製造し、厚さ20 mmのグリーン成形体を作製した。
（２）得られた成形体をアルゴン雰囲気、大気圧、2100 ℃、５時間で焼結させた。
（３）（２）の工程で得られた焼結体を研削加工し、直径30 mm、厚さ15 mmのフォーカスリングの基体を作製した。
（４）得られたフォーカスリングの基体の表面に、サンドブラスト処理を施した。さらに、ＣＶＤ法により、温度1300 ℃、真空度250 Torrの条件下、反応ガスとしてのメチルトリクロロシラン（CH3ＳｉＣl3、濃度７％）、キャリアガスとして水素およびアルゴンガスを供給し、熱分解させることにより、厚さ500μｍのβ―ＳｉＣの結晶構造を有するＣＶＤ―ＳｉＣ（炭化珪素）層からなるプラズマ耐食層を形成した。
【００３７】
複合焼結体の評価試験
上述した実施例および比較例に記載した方法により作製されたフォーカスリング（図１参照）を、10 mm×10 mmにカットして供試材とした。比較のために、供試材の半分をポリイミドテープでマスキングをしてＲＩＥ（イオン反応性エッチング）装置にて、CF4＋Ｏ2ガスプラズマにてサンプルを３間照射した。その照射後、サンプルのマスキングを除去し、面粗度測定器においてエッチング部と非エッチング部の高さを測定し、エッチング磨耗量とした。なお、表１は時間あたりに換算して表記してある。表１はその結果を示したものである。なお、求められる耐食性は、１時間あたりの摩耗量が５μｍ以下が求められる。表１によると、エッチング摩耗量が１時間当たり５μｍ以下のものは実施例１〜１１と比較例１〜３（ただし、この比較例は、体積抵抗率が1.0Ｅ＋09Ω・cmを超えている）に限られることがわかった。しかも、炭化珪素の含有量が少ないほど、エッチング摩耗量が小さいこともわかった。さらに、炭化珪素の含有量が同じ場合、炭化珪素の粒子径が小さいほど体積抵抗率が小さくなることもわかった。これらの事実は、炭化珪素の含有量が２〜30 wt％の場合、炭化珪素の粒子径が小さくなるほど効率よく伝導率を上げることが可能になることがわかった。
【００３８】
実施例および比較例についての考察
比較例１の観察結果について
図２は、実施例１の焼結体のＨＩＴＡＣＨ−４３００による二次電子像および元素マッピング図である。酸化イットリウム粒子の結晶粒界に沿って、炭化珪素粒子が取り巻くように分散して存在している様子が観察された。
【００３９】
【表１】
2006069843.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、半導体製造工程で用いられる装置、例えば、フォーカスリングやサセプターリングだけに限らず、シールバーリング、インシュレータリング、バンジャー、電極などの部材や部品の材料として好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】フォーカスリングの断面図である。
【図２】実施例１の複合焼結体の二次電子像およびマッピング図である。
【図１】
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【図２】
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