(57)【要約】【課題】優れた耐食性を有し、汚染源となりにくく、半導体製造装置に好適に用いることができる複合材料、その複合材料の製造方法、及びその複合材料から形成される半導体製造装置用部材を提供する。【解決手段】金属元素を含む単体又は化合物を主成分とする金属元素含有相と、ＳｉＯ２を主成分とするＳｉＯ２相と、を含有する複合材料である。金属元素が、フッ化金属を形成した場合に、そのフッ化金属の蒸気圧が１Ｔｏｒｒとなる温度が２００〜１３００℃の範囲となる金属元素である複合材料である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属元素を含む単体又は化合物を主成分とする金属元素含有相と、ＳｉＯ２を主成分とするＳｉＯ２相と、を含有する複合材料であって、前記金属元素が、前記金属元素とフッ素との化合物であるフッ化金属を形成した場合に、前記フッ化金属の蒸気圧が１Ｔｏｒｒとなる温度が２００〜１３００℃の範囲となる金属元素である複合材料。
【請求項２】
前記金属元素を含む単体又は化合物が、金属単体、異なる金属元素同士の化合物、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属硼化物又は金属フッ化物である請求項１に記載の複合材料。
【請求項３】
当該金属元素を含む単体又は化合物の体積と、前記ＳｉＯ２の体積との体積比が、２：９８〜７０：３０である請求項１又は２に記載の複合材料。
【請求項４】
当該金属元素を含む単体又は化合物の体積と、前記ＳｉＯ２の体積との合計体積が、材料全体の体積に対して、５０体積％以上である請求項１〜３の何れか１項に記載の複合材料。
【請求項５】
フッ化金属を形成した場合にそのフッ化金属の蒸気圧が１Ｔｏｒｒとなる温度が２００℃未満となる金属元素、珪素、酸素、窒素、炭素、水素、硼素、及びフッ素からなる群から選ばれる１種以上の元素のみから構成される単体又は化合物からなる１種以上の相をさらに含む請求項４に記載の複合材料。
【請求項６】
当該ＳｉＯ２相が、石英ガラス相である請求項１〜５の何れか１項に記載の複合材料。
【請求項７】
当該金属元素含有相が連続的につながった形態であり、当該ＳｉＯ２相が、分散粒子として分散している微構造である請求項１〜６の何れか１項に記載の複合材料。
【請求項８】
前記ＳｉＯ２相の平均分散径が１〜１００μｍである請求項７に記載の複合材料。
【請求項９】
当該金属元素を含む単体又は化合物が、酸化ジルコニウムである請求項１〜８の何れか１項に記載の複合材料。
【請求項１０】
当該金属元素を含む単体又は化合物が、導電性を有する物質である請求項１〜８の何れか１項に記載の複合材料。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか１項に記載の複合材料から形成される半導体製造装置用部材。
【請求項１２】
金属元素を含む単体又は化合物を主成分とする金属元素含有粉末とＳｉＯ２を主成分とするＳｉＯ２粉末とを含有する原料を混合して混合体を得る工程と、前記混合体を所定形状に成形する成形工程と、前記成形体を１４００〜１７５０℃で焼成して複合材料を得る工程と、を含む複合材料の製造方法であって、前記金属元素が、前記金属元素とフッ素との化合物であるフッ化金属を形成した場合に、前記フッ化金属の蒸気圧が１Ｔｏｒｒとなる温度が２００〜１３００℃の範囲となる金属元素である複合材料の製造方法。
【請求項１３】
前記金属元素を含む単体又は化合物が、金属単体、合金、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属硼化物又は金属フッ化物である請求項１２に記載の複合材料の製造方法。
【請求項１４】
前記ＳｉＯ２粉末が石英ガラス粉末である請求項１２又は１３に記載の複合材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、優れた耐食性を示し、汚染源となりにくく、半導体製造装置に好適に用いることができる複合材料、その複合材料の製造方法、及びその複合材料から形成される半導体製造装置用部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程で行われるプラズマエッチングにおいて、ハロゲン系ガスを用いたハロゲン系プラズマによるエッチングが行われている。このような工程、例えば、シリコンウエハのプラズマエッチングを行う工程において用いられるシリコンウエハの把持材やフォーカスリング等の半導体製造装置用部材の材料は、シリコンウエハを汚染しないことが求められるために、一般にＳｉやＳｉＯ２が用いられいる。
【０００３】しかし、ＳｉやＳｉＯ２は、シリコンウエハに対する汚染性が低いものの、耐食性が十分でないため寿命が短い。また、ＳｉＯ２として一般に用いられる石英ガラスは透明であるため、腐食すると透明度が落ちて外観が変わり見栄えが悪いという問題もあった。
【０００４】このような問題点に対応するため、フッ化物の沸点がＳｉのフッ化物の沸点より高温度である金属元素を含有したプラズマ耐食性石英ガラス及び同ガラスにてコーティングした治具、及びその製造方法が提案されている（特許文献１参照）。しかし、このようなガラスでの大型部材の作成は難しく、強度面での信頼性も低い。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１３７９２７号公報
【特許文献２】
特開２００２−１２１０４７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、優れた耐食性を示し、汚染源となりにくく、半導体製造装置に好適に用いることができる複合材料、その複合材料の製造方法、及びその複合材料から形成される半導体製造装置用部材を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者が、上記課題を解決すべく検討した結果、フッ化珪素の沸点より高い沸点を有するフッ化金属を形成しうる金属元素を用いることにより、耐食性は改善されるものの、半導体への汚染が問題となることを見出した。そして、蒸気圧−温度曲線が特定の範囲に入るフッ化金属を形成しうる金属元素を用いることにより、耐食性に優れ汚染性が低い材料が得られることを見出し、更に、このような金属元素を含む物質を含有する相とＳｉＯ２を含有する相とを含有する複合材料が、ハロゲン系プラズマに対する耐食性、半導体に対する低汚染性、加工性に優れた材料となることを見出した。
【０００８】即ち、本発明は、金属元素を含む単体又は化合物を主成分とする金属元素含有相と、ＳｉＯ２を主成分とするＳｉＯ２相と、を含有する複合材料であって、前記金属元素が、前記金属元素とフッ素との化合物であるフッ化金属を形成した場合に、前記フッ化金属の蒸気圧が１Ｔｏｒｒとなる温度が２００〜１３００℃の範囲となる金属元素である複合材料を提供するものである。本発明において、金属元素を含む単体又は化合物が、金属単体、異なる金属元素同士の化合物、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属硼化物又は金属フッ化物であることが好ましく、金属元素を含む単体又は化合物の体積と、ＳｉＯ２の体積との体積比が、２：９８〜７０：３０であることが好ましい。また、金属元素を含む単体又は化合物の体積と、ＳｉＯ２の体積との合計体積が、材料全体の体積に対して、５０体積％以上であることが好ましく、他の相を含む場合はその相が、フッ化金属を形成した場合にそのフッ化金属の蒸気圧が１Ｔｏｒｒとなる温度が２００℃未満となる金属元素、珪素、酸素、窒素、炭素、水素、硼素、及びフッ素からなる群から選ばれる１種以上の元素のみから構成される単体又は化合物からなる１種以上の相であることが好ましい。また、ＳｉＯ２相が、石英ガラス相であることが好ましい。また、当該金属元素含有相が連続的につながった形態であり、当該ＳｉＯ２相が、分散粒子として分散している微構造であることが好ましく、ＳｉＯ２相の平均分散径が１〜１００μｍであることが更に好ましい。また、当該金属元素を含む単体又は化合物が、酸化ジルコニウムであること、又は当該金属元素を含む単体又は化合物が、導電性を有する物質であることが好ましい。
【０００９】本発明は、また、上記複合材料から形成される半導体製造装置用部材を提供するものである。
【００１０】本発明は更に、金属元素を含む単体又は化合物を主成分とする金属元素含有粉末とＳｉＯ２を主成分とするＳｉＯ２粉末とを含有する原料を混合して混合体を得る工程と、前記混合体を所定形状に成形する成形工程と、前記成形体を１４００〜１７５０℃で焼成して複合材料を得る工程と、を含む複合材料の製造方法であって、前記金属元素が、前記金属元素とフッ素との化合物であるフッ化金属を形成した場合に、前記フッ化金属の蒸気圧が１Ｔｏｒｒとなる温度が２００〜１３００℃の範囲となる金属元素である複合材料の製造方法を提供するものである。本発明において、金属元素を含む単体又は化合物が、金属単体、合金、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属硼化物又は金属フッ化物であることが好ましく、ＳｉＯ２粉末が石英ガラス粉末であることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の、複合材料、半導体製造装置用部材、及び複合材料の製造方法を好適な実施の形態に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施の形態に制限されるものではない。本発明の複合材料は、ＳｉＯ２相と、金属元素を含む単体又は化合物を含有する金属元素含有相とを含有する。本発明における金属元素は、金属元素が、金属元素とフッ素との化合物であるフッ化金属を形成した場合に、図１に示すようなフッ化金属の蒸気圧−温度曲線において、フッ化金属の蒸気圧が１Ｔｏｒｒとなる温度が２００〜１３００℃の範囲にあるフッ化金属となるような金属元素である（以下、特定金属元素という）。
【００１２】蒸気圧が１Ｔｏｒｒとなる温度が高いことにより耐食性が改善されるが、所定の温度以上であれば十分な耐食性が得られ、更にこの温度が高すぎると、半導体材料等を汚染しやすくなる。例えばＣＦ４等のフッ素ガスの存在下におけるプラズマエッチング工程の治具等に用いられる材料の腐食の原因の１つとして、材料表面の物質中の元素がフッ化物となって気化、又はプラズマエッチング中に指向性のイオンにスパッタされることにより気化することが考えられる。従って、このフッ化物の蒸気圧が１Ｔｏｒｒとなる温度が高ければ、材料表面の物質中の元素がフッ化物となった際に気化しにくく、腐食が抑制されるものと考えられる。一方、このフッ化物の蒸気圧が１Ｔｏｒｒとなる温度が高すぎると、材料表面の物質中の元素がフッ化物となって気化、又はプラズマエッチング中に指向性のイオンにスパッタされることにより気化した際に、気化したフッ化物がエッチングの対象物にデポジットしやすくなり、汚染の原因となるものと考えられる。
【００１３】従って、本発明において金属元素含有相に含まれる単体又は化合物中に含まれる特定金属元素は、フッ化金属となった際に、そのフッ化金属の蒸気圧が１Ｔｏｒｒとなる温度が２００℃以上となる金属元素であることが必要であり、蒸気圧が１Ｔｏｒｒとなる温度が４００℃以上、特に６００℃以上であるフッ化金属を形成しうる金属元素であることが好ましい。一方、この特定金属元素は、蒸気圧が１Ｔｏｒｒとなる温度が１３００℃以下であるフッ化金属を形成しうる金属元素であることが必要であり、この温度が１２００℃以下、特に１０００℃以下であるフッ化金属を形成しうる金属元素であることが好ましい。
【００１４】本発明における特定金属元素は、上記のような条件を満たすものであれば特に制限はないが、例えば図１に示すように、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｇａ、Ｐｂ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等が挙げられ、この中でもＺｒ、Ｇａ、Ｐｂ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｚｎが好ましく、特にＺｒが好ましい。
【００１５】本発明において、金属元素を含む単体又は化合物（以下、特定物質という）とは、特定金属元素の金属単体、２種以上の特定金属元素同士の化合物、又は特定金属元素とそれ以外の元素との化合物をいい、好ましくは、金属単体、異なる金属元素同士の化合物、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属硼化物又は金属フッ化物である。特定物質は、金属単体を除いて、特定金属元素が含まれていれば他の金属元素が含まれていても良いが、金属元素としては特定金属元素のみが含まれていることが好ましい。特定元素がＺｒの場合の具体的な好ましい特定物質は、例えば酸化ジルコニウムが挙げられるが、特定物質が導電性であることも、半導体製造装置用部材の１つでＳｉウエハの直近に位置するフォーカスリングに用いられたときにＳｉウエハ外周部のプラズマが不均一になることを防ぐという観点から好ましく、例えば窒化ジルコニウム、炭化ジルコニウム、硼化ジルコニウム、珪化ジルコニウム等が導電性の特定物質として挙げられる。
【００１６】本発明の金属元素含有相は、１種又は２種以上の特定物質を主成分とする。従って、金属元素含有相の５０体積％以上が特定物質であるが、７０体積％以上、更に９０体積％以上が特定物質であることが好ましい。特に、金属元素含有相は、実質的に１種又は２種以上の特定物質のみから構成されることが好ましい。即ち、特定物質に通常含まれる不純物以外は、特定物質のみから金属元素含有相が形成されることが好ましい。但し、この金属元素含有相は、特定物質と混合されても実質的に１つの相を形成することができる物質であれば好適に含有することができる。更に、金属元素含有相は、１種類の相に限定されず、２種以上の金属元素含有相が本発明の複合材料中に混在していても良い。
【００１７】本発明において、ＳｉＯ２の構造に特に制限はなく、石英、トリディマイト、クリストバライト、石英ガラス等の構造をとることができるが、石英ガラスが温度に対する構造の安定性及び低コストで作製できる点で好ましい。結晶質である石英、トリディマイト、クリストバライトは石英ガラスよりやや高い耐食性を有しているが、作製時又は使用時にそれぞれの相変態温度で相変態に伴う大きな体積変化があるため、安定的に作製又は使用することが難しい。一方、石英ガラスは結晶質である石英、トリディマイト、クリストバライトに比べやや耐食性は劣るが、作製又は使用温度に対して安定な構造であるため、安定的に作製又は使用できる。また、焼結性も良いため、低コストで作製できる。ＳｉＯ２相は、上記のようなＳｉＯ２を主成分とする相である。従って、ＳｉＯ２相の５０体積％以上がＳｉＯ２であるが、７０体積％以上、更に９０体積％以上がＳｉＯ２であることが好ましい。特に、ＳｉＯ２相が、実質的にＳｉＯ２のみからなる相であることが好ましい。即ち、一般的にＳｉＯ２に含まれる不純物以外はＳｉＯ２のみから構成される相であることが好ましく、ＳｉＯ２相が実質的に石英ガラス相であることが特に好ましい。但し、このようなＳｉＯ２相は、ＳｉＯ２と混合されても実質的に１つの相を形成することができる物質であれば好適に含有することができる。また、２種以上のＳｉＯ２相が本発明の複合材料中に混在していても良い。
【００１８】本発明の複合材料は、上記ＳｉＯ２相と金属元素含有相とを含有するものであり、本発明の効果を失わない限り他の成分を含んでも良い。但し、ＳｉＯ２相と金属元素含有相が複合材料の主成分となることが本発明の効果を好適に得るうえで好ましい。そして、金属元素含有相の主成分である特定物質の体積とＳｉＯ２相の主成分であるＳｉＯ２の体積との合計の体積が、複合材料全体の体積に対して、５０体積％以上であることが好ましく、７０％体積以上であることが更に好ましく、９０体積％以上であることが特に好ましい。
【００１９】本発明の複合材料は、実質的にＳｉＯ２相と金属元素含有相のみからなることが好ましい形態であるが、更に別の単体又は化合物からなる相を含んでも良い。この場合の別の単体又は化合物からなる相は、フッ化金属を形成した場合にそのフッ化金属の蒸気圧が１Ｔｏｒｒとなる温度が２００℃未満となる金属元素；珪素；酸素；窒素；炭素；水素；硼素；フッ素、からなる群から選ばれる１種以上の元素のみから構成される単体又は化合物からなる１種以上の相であることが好ましい。このような単体又は化合物は汚染源となりにくいからである。なお、ここでの単体又は金属からは常温、常圧（２５℃、１気圧）で気体であるものは除かれ、常温、常圧で固体であるものが好ましい。また、フッ化金属を形成した場合にそのフッ化金属の蒸気圧が１Ｔｏｒｒとなる温度が２００℃未満となる金属元素の具体例としては、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｇｅなどが挙げられる。
【００２０】また、特定物質の量が少なすぎると腐食防止の効果が得られにくくなり、多すぎると作製しにくくなり、密度が低くなるため好ましくない。従って、特定物質の体積とＳｉＯ２の体積との体積比は、２：９８〜７０：３０であることが好ましく、２．５：９７．５〜３０：７０であることが更に好ましく、５：９５〜２０：８０であることが特に好ましい。
【００２１】また、ＳｉＯ２相と金属元素含有相の微構造に特に制限はないが、大型部材の作成及び強度の観点から、本発明の複合材料は、金属元素含有相が連続的につながった相を形成し、ＳｉＯ２相がその金属含有相中に分散した形態であることが好ましい。ＳｉＯ２相の分散形態に特に制限はないが、略球状に分散していることが好ましい。また、分散径が小さすぎると作製時の作業性を損い、大きすぎると微構造の不均一に起因して性質が不均一となり好ましくない。従って、ＳｉＯ２相の好ましい平均分散径は１〜１００μｍ、更に好ましくは１〜１０μｍ、特に好ましくは２〜８μｍである。
【００２２】また、ゾル−ゲル法などの溶液法で本発明の複合材料を作製した場合、ＳｉＯ２相と金属元素含有相は均質かつ微細に分散した微構造となり、ＳｉＯ２相の分散形態は１μｍ未満となるが、この場合の耐食性はＳｉＯ２相の平均分散径が１〜１００μｍの複合材料と同等である。従って、このように溶液法でも耐食性の良い複合材料を製作でき、本発明の効果を得ることができるが、溶液法は非常にコストがかかり、経済性の観点からは平均分散径が１μｍ以上であることが好ましい。
【００２３】このような本発明の複合材料は、プラズマエッチング等に対する耐食性に優れ、かつ汚染源となりにくいことから半導体製造装置用部材として好適に用いることができる。このような部材としては、例えばフォーカスリング、発生したプラズマが被加工材以外を腐食しないように設置されている保護部材又はその他の耐食部材などが挙げられる。
【００２４】次に、本発明の複合材料の製造方法について好適な具体例を基に説明する。例えば、石英ガラス等のＳｉＯ２を主成分とするＳｉＯ２粉末と特定物質を主成分とする金属元素含有粉末とを含有する原料を混合して混合体を得る。ここで、ＳｉＯ２粉末は、実質的にＳｉＯ２のみからなることが好ましく、石英ガラス粉末であることが好ましい。同様に金属元素含有粉末も実質的に特定物質のみからなることが好ましい。混合の方法に特に制限はなく、均一に混合できれば湿式混合であっても、乾式混合であっても良く、また、所望によりバインダーなどの各種添加剤等、他の成分を加えても良い。具体例としては、エタノールなどの液体を加えて、自転公転混練機を用いて原料を混合することができる。このような湿式混合を行った場合は、混合した後液体成分を除去して混合体とする。
【００２５】次に、混合体を所定の形状に成形して成形体を得る。成形の方法に特に制限はなく、例えば金型プレス、冷間静水圧プレス、射出成形、押出成形、鋳込み成形、ゲルキャストなどの方法により成形することができる。
【００２６】次に、この成形体を焼成して複合材料を得る。この際、焼成温度が低すぎると焼結が不十分で密度が低くなり、高すぎるとＳｉＯ２が発泡して密度が低くなり好ましくない。従って、焼成温度は１４００℃以上であることが必要であり、１５００℃以上であることが好ましい。また、焼成温度は、１７５０℃以下であることが必要である。焼成雰囲気に特に制限はないが、例えば石英ガラス粉末と、ジルコニアなどの金属酸化物の粉末とを用いる場合には、真空、大気、Ｈ２、Ｎ２、Ａｒ又はＨｅ中で焼成することが好ましく、真空又はＨ２中で焼成することは、高密度まで緻密化できる点で更に好ましい。
【００２７】このようにして製造された複合材料は、そのまま半導体製造装置用部材等として用いることができるが、必要に応じて更に切削等の加工を行うことにより所定の用途に応じた所定形状として用いることもできる。
【００２８】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（複合材料用原料粉末）
原料粉末として以下の粉末を用いた。
石英ガラス（ＳＥ１）：（株）トクヤマ製、商品名  エクセリカＳＥ−１（平均粒径２μｍ）
石英ガラス（ＳＥ８）：（株）トクヤマ製、商品名  エクセリカＳＥ−８（平均粒径８μｍ）
Ｃｒ２Ｏ３：（株）高純度化学研究所製、（平均粒径３μｍ）
ＴｉＯ２：（株）高純度化学研究所製、（平均粒径１〜２μｍ）
ＺｎＯ：（株）高純度化学研究所製、（平均粒径１μｍ）
ＮｉＯ：（株）高純度化学研究所製、（平均粒径７μｍ）
ＺｒＯ２：日本電工（株）製、（平均粒径１μｍ）
Ｙ２Ｏ３  ：信越化学工業（株）製、（平均粒径１μｍ）
【００２９】（実施例１〜８及び比較例１〜４）
上記原料粉末を、表１に示す比率で用意し、これにエタノールを加え、自転公転混練機を用いて混練した後、エタノールを除去して、一軸加圧により、直径３０ｍｍ、厚さ５ｍｍの成形体を得た。この成形体を真空中で、表１に示す焼成温度にて焼成して複合材料を得た。
【００３０】（耐食性評価）
得られた複合材料を１５ｍｍ×１ｍｍの長方形に切断し試験片とし、一部をカプトン（登録商標）テープでマスキングした。この試験片を、７５ｓｃｃｍの流量でＮＦ３を導入し、チャンバー内圧力０．０９Ｔｏｒｒ、ＩＣＰ８００Ｗ、の条件でプラズマ放電されたチャンバー内のサセプター上に配置したシリコンウエハ上に置き、バイアス電圧−４５０Ｖ、室温、試験時間２時間、の条件でプラズマエッチングし、腐食により減少した時間当りの試験片表面からの深さをエッチングレート（μｍ／ｈ）として算出した。腐食により減少した深さは、カプトン（登録商標）テープでマスキングされた面とプラズマに暴露された面の段差を段差計で測定することにより求めた。この結果を表１に示す。
【００３１】（汚染性評価）
上記と同じ条件でプラズマ放電されたチャンバー内のサセプター上に８インチシリコンウエハを置き、その中心に３インチシリコンウエハを置き、その周りの４カ所に得られた複合材料を設置して、上記と同条件の試験後に、３インチウエハ表面の金属成分をＩＣＰ−ＭＳによる化学分析で定量し、各試料のシリコンウエハに対する汚染性を評価した。結果を表１に示す。
【００３２】（外観変化の評価）
上記耐食性評価後の複合材料の外観変化を目視で確認し、評価した。結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
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【００３４】表１より、石英ガラスのみで作成した比較例１の材料は、エッチングレートが高く、耐食性が劣ることがわかる。また、酸化チタンからなる金属元素含有相と石英ガラスからなるＳｉＯ２相の複合材料とした比較例３の材料は、フッ化チタンの蒸気圧が１Ｔｏｒｒとなる温度が、１１７℃と低すぎるためエッチングレートが高く、耐食性が劣る結果となった。また、イットリアからなる金属元素含有相と石英ガラスからなるＳｉＯ２相との複合材料とした比較例４の材料は、フッ化イットリウムの蒸気圧が１Ｔｏｒｒとなる温度が、約１４４０℃と高すぎるため、エッチングレートは低い値を示し良好な耐食性を示したが、シリコンウエハに対する汚染性が大きくなってしまった。
【００３５】一方、実施例１〜８において、各々用いた金属酸化物に含まれる金属元素は、フッ化金属となった場合の蒸気圧が１Ｔｏｒｒとなる温度が、所定の範囲内に入っているため、エッチングレートが低く、シリコンウエハに対する低い汚染性を示した。即ち、実施例において用いた金属酸化物からなる金属元素含有相と石英ガラスからなるＳｉＯ２相から構成された複合材料は、耐食性にも優れ、低い汚染性も示した。なお、実施例１〜８で得られた複合材料は、図３より、金属酸化物の相が連続してつながった形態となっており、石英ガラス相が粒子状に分散した形態となっており、その分散径は原料として用いた石英ガラス粉末の粒子径をほぼそのまま維持していた。
【００３６】実施例３、６〜８は、特定物質としてジルコニアを用い、石英ガラスとジルコニアとの比率を変化させたものであり、この比率と、エッチングレートとの関係を図２に示した。図２より、ジルコニアを加えることによりエッチングレートは低下するが、ジルコニアを所定量以上加えても、エッチングレートの低下は小さいことがわかった。
【００３７】表１より、石英ガラスのみで作成した比較例１は、耐食試験前は透明であったが、試験後には透明度が落ちて、外観が変わり見栄えが悪くなった。また、石英ガラスとＮｉＯから作成された実施例２は試験前に薄緑色に着色していたが、試験後に深緑色に変色することが確認された。また、石英ガラスとＣｒ２Ｏ３から作成された比較例２は試験前に水色に着色していたが、試験後に紺色に変色することが確認された。しかし、実施例１、３〜８及び比較例３、４は試験前に白色であったが、試験後も白色のままで変色は確認できず、腐食により外観が変化して見栄えが悪くなることはなかった。
【００３８】
【発明の効果】以上説明してきたとおり、本発明の複合材料は、耐食性に優れ、汚染源となりにくいため、半導体製造用部材として好適に用いることができ、本発明の製造方法により、上記複合材料を好適に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フッ化金属の蒸気圧と温度との関係を示すグラフである。
【図２】本発明の複合材料の一例において、石英ガラスとジルコニアの比率が耐食性に与える影響を示したグラフである。
【図３】本発明の複合材料の一例において、石英ガラスとジルコニアの微構造のＳＥＭ写真である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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