(57)【要約】【課題】フッ素系腐食性ガス、塩素系腐食性ガス等のハロゲン系腐食性ガス及びこれらのプラズマに対して優れた耐食性を有する耐食性材料を提供する。【解決手段】ハロゲン系腐食性ガスまたはそのプラズマに曝される部位が、アルミニウム（Ａｌ）と、イットリウム（Ｙ）と、イットリウムを除く希土類元素（ＲＥ）とを含む複合酸化物からなることを特徴とする。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハロゲン系腐食性ガスまたはそのプラズマに曝される部位が、アルミニウムと、イットリウムと、イットリウムを除く希土類元素とを含む複合酸化物からなることを特徴とする耐食性部材。
【請求項２】
前記複合酸化物は、酸化イットリウムアルミニウム結晶中の酸化イットリウムの一部をイットリウムを除く希土類元素の酸化物により置換してなるガーネット型結晶相と、酸化アルミニウムとイットリウムを除く希土類元素の酸化物を含む斜方晶系または三方晶系の結晶相とを含有してなることを特徴とする請求項１記載の耐食性部材。
【請求項３】
前記複合酸化物は、酸化イットリウムアルミニウム結晶中の酸化イットリウムの一部をイットリウムを除く希土類元素の酸化物により置換してなるガーネット型結晶相を単相として含有してなることを特徴とする請求項１記載の耐食性部材。
【請求項４】
前記複合酸化物におけるイットリウムの原子数（ＮＹ）とイットリウムを除く希土類元素の原子数（ＮＲＥ）の和（ＮＹ＋ＮＲＥ）に対するアルミニウムの原子数（ＮＡｌ）の比（ＮＡｌ／ＮＹ＋ＮＲＥ）は、１．６〜１．７であることを特徴とする請求項１、２または３記載の耐食性部材。
【請求項５】
前記複合酸化物中の遊離酸化アルミニウム結晶相は、０．１体積％以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の耐食性部材。
【請求項６】
前記イットリウムを除く希土類元素は、ランタン、ネオジム、サマリウム、ガドリニウム、ジスプロシウムの群から選択される１種または２種以上であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項記載の耐食性部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐食性部材に関し、さらに詳しくは、フッ素系腐食性ガス、塩素系腐食性ガス等のハロゲン系腐食性ガス及びこれらのプラズマに対して高い耐食性を有する耐食性材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＣ、ＬＳＩ、ＶＬＳＩ等の半導体装置の製造ラインにおいては、フッ素系腐食性ガス、塩素系腐食性ガス等のハロゲン系腐食性ガス及びこれらのプラズマを用いる工程があり、なかでもドライエッチング、プラズマエッチング、クリーニング等の工程においては、ＣＦ４、ＳＦ６、ＨＦ、ＮＦ３、Ｆ２等のフッ素系ガスや、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＢＣｌ３、ＨＣｌ等の塩素系ガスを用いていることから、これらの腐食性ガスやプラズマによる半導体製造装置内の構成部材の腐食が問題となっている。
そこで、従来では、耐食性材料として、例えば、立方晶系ガーネット型の酸化イットリウムアルミニウム（イットリウムアルミニウムガーネット：５Ａｌ２Ｏ３・３Ｙ２Ｏ３）が使用されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２３６８７１号公報
【特許文献２】
特開平１１−１５７９１６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の耐食性材料では、プラズマ中における耐食性が必ずしも十分とはいえず、プラズマによりフッ素化あるいは塩素化した表面生成物がそのまま脱落するか、あるいは蒸発し、さらに低温部において結晶化することによってパーティクルが発生し、半導体基板であるシリコン（Ｓｉ）等のウェハの表面を汚染する虞があるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、フッ素系腐食性ガス、塩素系腐食性ガス等のハロゲン系腐食性ガス及びこれらのプラズマに対して優れた耐食性を有する耐食性材料を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、鋭意検討した結果、部材のうち少なくともハロゲン系腐食性ガスまたはそのプラズマに曝される部位を、アルミニウム（Ａｌ）と、イットリウム（Ｙ）と、イットリウムを除く希土類元素（ＲＥ）とを含む複合酸化物により構成すれば、上記の課題を効率よく解決し得ることを知見し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の耐食性部材は、ハロゲン系腐食性ガスまたはそのプラズマに曝される部位が、アルミニウム（Ａｌ）と、イットリウム（Ｙ）と、イットリウムを除く希土類元素（ＲＥ）とを含む複合酸化物からなることを特徴とする。
なお、本発明では、イットリウムを除く希土類元素をＲＥで表すものとする。
この耐食性部材では、上記の組成の複合酸化物を用いることにより、酸化イットリウムアルミニウムの耐食性が効率的に改善される。
【０００８】
前記複合酸化物は、酸化イットリウムアルミニウム結晶中の酸化イットリウムの一部をイットリウムを除く希土類元素の酸化物により置換してなるガーネット型結晶相と、酸化アルミニウムとイットリウムを除く希土類元素の酸化物を含む斜方晶系または三方晶系の結晶相とを含有したものが好ましい。
【０００９】
この耐食性部材では、上記の結晶組成を有することにより、耐食性に劣る酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）結晶が第２相として結晶相や粒界相として存在することを抑制し、プラズマ照射による部材表面の劣化を有効に防止すると共に、プラズマ中で容易に気化、析出を繰り返すアルミニウム（Ａｌ）を複合酸化物中に取り込むことが可能になる。
【００１０】
前記複合酸化物は、酸化イットリウムアルミニウム結晶中の酸化イットリウムの一部をイットリウムを除く希土類元素の酸化物により置換してなるガーネット型結晶相を単相として含有したものが好ましい。
ここで、単相として含有するとは、この複合酸化物のＸ線回折図形において他の成分の存在が認められない状態のことを指称する。したがって、前記ガーネット型結晶相は５Ａｌ２Ｏ３・（３−ｘ）Ｙ２Ｏ３・ｘＲＥ２Ｏ３（ただし、０．０１＜ｘ＜１．２０）なる組成式で表される。
【００１１】
この耐食性部材では、上記のようなガーネット型結晶相を有することにより、Ａｌ２Ｏ３やＡｌ２Ｏ３・ＲＥ２Ｏ３等の第２相が、結晶相や粒界相として存在することを抑制し、プラズマ照射による部材表面の劣化を有効に防止すると共に、プラズマ中で容易に気化、析出を繰り返すアルミニウム（Ａｌ）を複合酸化物中に取り込むことが可能になる。
【００１２】
前記複合酸化物におけるイットリウムの原子数（ＮＹ）とイットリウムを除く希土類元素の原子数（ＮＲＥ）の和（ＮＹ＋ＮＲＥ）に対するアルミニウムの原子数（ＮＡｌ）の比（ＮＡｌ／ＮＹ＋ＮＲＥ）は、１．６〜１．７であることが好ましい。
【００１３】
その理由は、比（ＮＡｌ／ＮＹ＋ＮＲＥ）が１．７を超えると、前記複合酸化物中の遊離酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ２Ｏ３）の存在量が多くなるために、プラズマ照射時における部材表面の酸化アルミニウムに対する選択的エッチングが促進されて表面の劣化が著しくなり、パーティクルの発生原因となるからであり、さらに、この遊離酸化アルミニウムと他の組成との熱膨張率差に伴うクラック発生の原因にもなるからである。
一方、比（ＮＡｌ／ＮＹ＋ＮＲＥ）が１．６を下回ると、前記複合酸化物中の希土類酸化物（ＲＥ２Ｏ３）の含有量が多くなるために、この希土類酸化物が大気中の水分と反応して水酸化物に変化する等により部材表面の耐久性が低下するからである。
【００１４】
このように、比（ＮＡｌ／ＮＹ＋ＮＲＥ）を１．６〜１．７となるように組成制御することにより、前記複合酸化物におけるガーネット型結晶相の存在量も充分なものとなり、プラズマ照射による部材表面の劣化をさらに有効に防止すると共に、アルミニウム（Ａｌ）を複合酸化物中に効果的に取り込むことが可能になる。
この比（ＮＡｌ／ＮＹ＋ＮＲＥ）を１．６〜１．７となるように組成制御することにより、前記複合酸化物中の遊離酸化アルミニウム結晶相の存在量も０．１体積％以下となる。
【００１５】
前記イットリウム（Ｙ）を除く希土類元素（ＲＥ）は、ランタン（Ｌａ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）の群から選択される１種または２種以上であることが好ましい。
このように、イットリウム（Ｙ）を除く希土類元素（ＲＥ）を上記のように選択することにより、耐食性を効率的に改善することが可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の耐食性部材の一実施の形態について説明する。
本実施形態の耐食性部材は、ハロゲン系腐食性ガス、またはこれらのプラズマに曝される部材であり、このハロゲン系腐食性ガスとしては、ＣＦ４、ＳＦ６、ＨＦ、ＮＦ３、Ｆ２等のフッ素系ガス、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＢＣｌ３、ＨＣｌ等の塩素系ガス、Ｂｒ２、ＨＢｒ等の臭素系ガス、さらにはＣＦ４−Ｉ２（Ｂｒ２、Ｃｌ２）、ＣＦ３Ｃｌ、ＣＦ２Ｃｌ２等のハロゲン系ガスがあり、これらのガスが導入された雰囲気にマイクロ波や高周波等を導入すると、これらのガスがプラズマ化される。
【００１７】
本実施形態の耐食性部材は、このようなハロゲン系腐食性ガス、またはこれらのプラズマに曝される部位を、アルミニウム（Ａｌ）と、イットリウム（Ｙ）と、イットリウムを除く希土類元素（ＲＥ）とを含む複合酸化物の焼結体により構成するものである。
【００１８】
この耐食性部材の耐食性は、ガーネット型結晶相の含有量に影響されるため、立方晶系ガーネット型の酸化イットリウムアルミニウム（イットリウムアルミニウムガーネット：５Ａｌ２Ｏ３・３Ｙ２Ｏ３）中のイットリウム（Ｙ）を、イットリウム（Ｙ）を除く希土類元素（ＲＥ）で一部置換固溶したガーネット型結晶を少なくとも含むものであることが好ましい。
【００１９】
すなわち、前記複合酸化物は、酸化イットリウムアルミニウム（５Ａｌ２Ｏ３・３Ｙ２Ｏ３）結晶中の酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）がイットリウム（Ｙ）を除く希土類元素（ＲＥ）の酸化物（以下、希土類酸化物（ＲＥ２Ｏ３）とも称する）により一部置換固溶してなるガーネット型結晶相と、酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ２Ｏ３）と希土類酸化物（ＲＥ２Ｏ３）を含む斜方晶系または三方晶系の結晶相とを含有し、遊離酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）結晶相の含有量が０．１体積（ｖ／ｖ）％以下であることが好ましい。
【００２０】
ここでは、上記の希土類酸化物をＲＥ２Ｏ３と表記しているが、ランタノイド（Ｌｎ）は３価の酸化物（Ｌｎ２Ｏ３）以外に、２価の酸化物（ＬｎＯ）、４価の酸化物（ＬｎＯ２）等を取り得る。例えば、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）では２価の酸化物ＳｍＯ、ＥｕＯ、ＹｂＯも取ることができ、プラセオジム（Ｐｒ）では、高酸化数酸化物（Ｐｒ６Ｏ１１）が安定である。そこで、希土類酸化物を指すときはＲＥ２Ｏ３と表記することとし、特に必要のある場合のみ、例えば、ＲＥＯ等表記することとする。
【００２１】
このような組成の結晶相を有することによって、耐食性に劣る酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）結晶が第２相として結晶相や粒界相として存在することを抑制し、プラズマ照射による部材の表面の劣化を有効に防止すると共に、プラズマ中で容易に気化、析出を繰り返すアルミニウム（Ａｌ）を複合酸化物中に取り込むことができる。
【００２２】
ここで、０．１ｖ／ｖ％を超える酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）結晶相が混在する混晶となると、耐腐食性に劣る酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）結晶の第２相が選択的に腐食されて脆くなり、その結果、耐腐食性に優れるガーネット型結晶相や斜方晶系または三方晶系結晶相も結晶間の結合力が低下し、粗大粒子として脱落することとなるので好ましくない。
【００２３】
また、前記複合酸化物は、酸化イットリウムアルミニウム（５Ａｌ２Ｏ３・３Ｙ２Ｏ３）結晶中の酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）が希土類酸化物（ＲＥ２Ｏ３）により一部置換固溶された、５Ａｌ２Ｏ３・（３−ｘ）Ｙ２Ｏ３・ｘＲＥ２Ｏ３（ただし、０．０１＜ｘ＜１．２０）なる組成式で表されるガーネット型結晶相を単相として含み、遊離酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）結晶相の含有量が０．１ｖ／ｖ％以下であることが好ましい。
【００２４】
このような組成の結晶相を有することによって、耐食性に劣る酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）結晶や酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）・希土類酸化物（ＲＥ２Ｏ３）結晶等の第２相が、結晶相や粒界相として存在することを抑制し、プラズマ照射による部材の表面の劣化を有効に防止すると共に、プラズマ中で容易に気化、析出を繰り返すアルミニウム（Ａｌ）を複合酸化物中に取り込むことができる。
【００２５】
ここでも、０．１ｖ／ｖ％を超える酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）結晶相が混在する混晶となると、耐腐食性に劣る酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）結晶や、やや耐腐食性に劣る斜方晶系または三方晶系の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）・希土類酸化物（ＲＥ２Ｏ３）結晶等の第２相が選択的に腐食されて脆くなり、その結果、耐腐食性に優れるガーネット型結晶相も結晶間の結合力が低下し、粗大粒子として脱落することとなるので好ましくない。
【００２６】
上記のイットリウム（Ｙ）を除く希土類元素（ＲＥ）は、特に制限されるものではなく、周期表第３族に属するスカンジウム（Ｓｃ）及びランタノイド（Ｌｎ）のランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロジウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）等が挙げられるが、入手し易さや耐食性の改善効果の点から、ランタン（Ｌａ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）の群から選択される１種または２種以上が好ましく、なかでもサマリウム（Ｓｍ）及びガドリニウム（Ｇｄ）は耐食性の改善効果が著しい点で好ましい。
【００２７】
上記のＡｌ２Ｏ３・ＲＥ２Ｏ３なる組成式で表される結晶相が、斜方晶系または三方晶系のいずれの結晶相を採るかは、イットリウム（Ｙ）を除く希土類元素（ＲＥ）の種類により定まる。具体的な例を挙げると、イットリウム（Ｙ）を除く希土類元素（ＲＥ）がランタン（Ｌａ）、プラセオジウム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）のいずれかであるときは三方晶系の結晶相を採り、イットリウム（Ｙ）を除く希土類元素（ＲＥ）がサマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロジウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）であるときは斜方晶系の結晶相を採る。
【００２８】
本実施形態の耐食性部材は、例えば次のようにして製造することができる。
まず、出発原料である、純度９９％以上かつ一次粒子の平均粒径が０．０１μｍ  〜５μｍの酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末、純度９９％以上かつ一次粒子の平均粒径が０．０１μｍ  〜５μｍの酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）粉末、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）以外の希土類酸化物（ＲＥ２Ｏ３）粉末、それぞれを所定の比率で混合する。
【００２９】
例えば、５Ａｌ２Ｏ３・３Ｙ２Ｏ３結晶中のＹ２Ｏ３がＲＥ２Ｏ３により一部置換固溶されたガーネット型結晶相と、Ａｌ２Ｏ３・ＲＥ２Ｏ３なる組成式で表される斜方晶系または三方晶系の結晶相とを含有する耐食性部材を製造するには、５モル量の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末に対して、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）粉末と希土類酸化物（ＲＥ２Ｏ３）粉末とを合計で３モル量、しかも、この３モル量のうち１．２モル〜２．７モルが酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）以外の希土類酸化物（ＲＥ２Ｏ３）粉末、残部が酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）粉末となるよう添加する。
【００３０】
また、５Ａｌ２Ｏ３・３Ｙ２Ｏ３結晶中のＹ２Ｏ３がＲＥ２Ｏ３により一部置換固溶されたガーネット型結晶相を単相として含有する耐食性部材を製造するには、５モル量の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末に対して、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）粉末と希土類酸化物（ＲＥ２Ｏ３）粉末とを合計で３モル量、しかも、この３モル量のうち０．１モル〜１．２モルが酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）以外の希土類酸化物（ＲＥ２Ｏ３）粉末、残部が酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）粉末となるよう添加する。
【００３１】
これらの耐食性部材においては、耐食性に劣る遊離酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の生成を防止（生成量：０．１ｖ／ｖ％以下）し、充分な量のガーネット型結晶相の生成を確保するために、イットリウム（Ｙ）の原子数（ＮＹ）とイットリウム（Ｙ）を除く希土類元素（ＲＥ）の原子数（ＮＲＥ）の和（ＮＹ＋ＮＲＥ）に対するアルミニウム（Ａｌ）の原子数（ＮＡｌ）の比（ＮＡｌ／ＮＹ＋ＮＲＥ）が１．６〜１．７となるよう、原料粉末を配合することが好ましい。
なお、生成する各結晶相の生成量は、原料粉末の混合比率の他、混合条件、焼成条件等によっても変動するので、これらの条件を予め予備実験にて求めておくことが望ましい。
【００３２】
次いで、この混合粉末を仮焼（仮焼成）する。
この混合粉末は、仮焼せずにそのまま成形・焼成しても焼結体を得ることができるが、混合粉末の組成にずれが生じる虞があり、また、仮焼しない混合粉末を直接、本焼成すると、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末中のアルミニウム（Ａｌ）が蒸発して所望の組成の焼結体が得られない虞がある。
したがって、所望の組成の焼結体を安定して得るためには、上記の混合粉末を８００℃〜１８００℃の温度にて仮焼した後、３００μｍ以下の粒径に粉砕した仮焼粉末を利用することが望ましい。
【００３３】
この仮焼粉末には、所望により、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチルセルロース、アクリル系バインダー等の有機バインダーを添加してもよい。
次いで、この仮焼粉末あるいは造粒粉末を、周知の成形手段により所定形状に成形する。
その後、この成形体を、大気中、真空中または不活性ガス雰囲気中、５０〜３００℃にて脱脂した後、大気中、真空中または不活性ガス雰囲気中、１４００℃〜１８００℃、好ましくは１５５０℃〜１７５０℃にて１  〜１０時間焼成することにより、９８％以上の焼結密度を有する緻密な焼結体を作製することができる。
焼成方法としては、常圧焼成法でもよいが、緻密な焼結体を得るためにはホットプレス、熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）等の加圧焼成法が好ましい。加圧焼成時の加圧力は特に制限はないが、通常、１００〜４００ｋｇ／ｃｍ２程度である。
【００３４】
本実施形態の耐食性部材は、上記の焼結体の他、例えば、ステンレススチールやニッケル基合金等の所定の基体の表面に形成された薄膜であってもよい。
この薄膜は、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法等の周知の薄膜形成技術により形成してもよく、周知のゾルゲル法により薄膜形成用塗布液を塗布し焼成することにより形成してもよい。この薄膜の厚みは１０μｍ以上あることが、優れた耐食性を付与するうえで好ましい。その理由は、薄膜の厚みが１０μｍより薄いと、優れた耐食効果が期待できないからである。
【００３５】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げ、本発明をさらに詳しく説明する。
「実施例１〜３３」
いずれも純度９９．９％かつ一次粒子の平均粒径が１．０μｍの、市販の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末、市販の酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）粉末、及び市販の希土類酸化物（ＲＥ２Ｏ３）粉末を用い、これらの粉末を表１及び表２に示す組成となるように秤量、調整し、その後、エタノールを溶媒として遊星型ボールミルにて湿式混合し、混合粉末（Ｎｏ．１〜３３）とした。
【００３６】
次いで、これらの混合粉末（Ｎｏ．１〜３３）を大気中、１５００℃にて４時間仮焼し、その後、平均粒径が１００μｍ以下になるように粉砕し、この粉末を周知の成形手段により所定形状に成形した。次いで、得られた成形体を真空中にて脱脂し、次いで、ホットプレスを用いて、大気中、１６００℃にて２時間、加圧焼成した。この際の加圧力は２００ｋｇ／ｃｍ２である。
【００３７】
「比較例」
実施例１と同一の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末及び酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）粉末を用い、これらの粉末を表２に示す組成となるように秤量、調整し、その後、実施例１に準じて湿式混合〜焼成を行い、比較例の焼結体を作製した。
【００３８】
次いで、上記実施例１〜３３及び比較例の各焼結体を評価した。評価結果を表１及び表２に示す。
なお、評価項目及び評価方法は次のとおりである。
（１）耐食性１−消耗速度（エッチングレート）
耐食性を評価するために、焼結体の消耗速度（エッチングレート）を測定し、評価した。
各焼結体から１０ｍｍ×１０ｍｍ×５ｍｍの板状体を切り出し、一方の面を鏡面研磨し、この研磨面を試験面とする試験片を作製した。
【００３９】
次いで、この試験片をアセトン洗浄した後、その重量を測定し、プラズマエッチング装置のチャンバー内に設置した。次いで、このチャンバー内にＣＦ４ガス及びマイクロ波（１００Ｗ）を導入してＣＦ４プラズマを発生させ、このＣＦ４プラズマに各試験片を暴露させた。その後、この試験片の暴露後の重量を測定し、暴露前後の重量変化から消耗速度（エッチングレート）を算出した。
なお、暴露条件は、雰囲気圧：１１ｔｏｒｒ、暴露時間：１０分、暴露温度：９００℃である。
【００４０】
（２）耐食性２−表面粗さの変化
上記ＣＦ４プラズマに各試験片を暴露した前後の表面粗さ（Ｒａ）を表面粗さ計により測定した。
（３）焼結体の結晶相の同定
粉末Ｘ線回折法により結晶相の同定を行った。
表１及び表２中、Ｇはガーネット型結晶相、Ｏは斜方晶系結晶相、Ｔは三方晶系結晶相、ＹＡＧはイットリウムアルミニウムガーネット（５Ａｌ２Ｏ３・３Ｙ２Ｏ３）結晶相である。
（４）焼結体中の遊離酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）量
エレクトロン・プローブ・マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）により酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）量（ｖ／ｖ％）を定量した。
【００４１】
また、実施例１〜３３の各焼結体においては、希土類酸化物（ＲＥ２Ｏ３）による酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）の置換量が増加するに従って、５Ａｌ２Ｏ３・３Ｙ２Ｏ３のＸ線回折ピークが低角側にシフトしていくことから、５Ａｌ２Ｏ３・３Ｙ２Ｏ３結晶中のＹ２Ｏ３がＲＥ２Ｏ３により一部置換固溶されていることが確認された。
【００４２】
【表１】
2004315308.tif 000002
【００４３】
【表２】
2004315308.tif 000003
【００４４】
上記の評価結果により、次の事項が判明した。
（１）実施例１〜３３の焼結体は、５Ａｌ２Ｏ３・３Ｙ２Ｏ３結晶中のＹ２Ｏ３がＲＥ２Ｏ３により一部置換されたガーネット型結晶相と、Ａｌ２Ｏ３・ＲＥ２Ｏ３なる組成式にて表される斜方晶系または三方晶系の結晶相とを含有するか、あるいは、５Ａｌ２Ｏ３・３Ｙ２Ｏ３結晶中のＹ２Ｏ３がＲＥ２Ｏ３により一部置換されたガーネット型結晶相を単相として含有するものであるから、比較例のイットリウムアルミニウムガーネット（５Ａｌ２Ｏ３・３Ｙ２Ｏ３）結晶相を単相で含有する焼結体に比較して、耐食性に優れている。
【００４５】
（２）なかでも、５Ａｌ２Ｏ３・３Ｙ２Ｏ３結晶中のＹ２Ｏ３がＲＥ２Ｏ３により一部置換されたガーネット型結晶相を単相として含有する焼結体（表１及び表２中、結晶相がＧのみのもの）は、特に耐食性に優れている。
（３）希土類酸化物（ＲＥ２Ｏ３）のうちで、特に、ランタン（Ｌａ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ジスプロジウム（Ｄｙ）が耐食性の改善に有効である。
以上により、実施例１〜３３の焼結体は、比較例の焼結体と比べて、ハロゲン系腐食性ガスまたはこれらのプラズマに対して優れた耐食性を有することが明らかとなった。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の耐食性部材によれば、ハロゲン系腐食性ガスまたはそのプラズマに曝される部位を、アルミニウム（Ａｌ）と、イットリウム（Ｙ）と、イットリウムを除く希土類元素（ＲＥ）とを含む複合酸化物により構成したので、フッ素系腐食性ガス、塩素系腐食性ガス等のハロゲン系腐食性ガス及びこれらのプラズマに対して高い耐食性を有する。
したがって、この耐食性部材を、上記の腐食性ガスやプラズマに曝される虞のある半導体製造装置内の構成部材に適用すれば、パーティクル等の発生も無く、シリコン（Ｓｉ）等のウェハの表面を汚染する虞もない。