(57)【要約】  本開示のセラミック部材は、第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面と、前記第１主面と前記第２主面とを接続する端面と、前記端面に位置するとともに前記第１主面から前記第２主面まで貫通する少なくとも１つの切り欠きとを有しており、前記切り欠きの少なくともいずれかは、前記第１主面からの平面視で、円弧状または楕円弧状の曲線部からなるか、円弧状または楕円弧状の二つの曲線部と、前記二つの曲線部のぞれぞれと屈曲なく接続する長さＬ１の直線部とを有し、前記二つの曲線部のぞれぞれの曲率の最小値Ｒと長さＬ１との関係が、Ｌ１／（Ｌ１＋２Ｒ）≦０．５である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面と、前記第１主面と前記第２主面とを接続する端面と、前記端面に位置するとともに前記第１主面から前記第２主面まで貫通する少なくとも１つの切り欠きとを有しており、前記切り欠きの少なくともいずれかは、前記第１主面からの平面視で、円弧状または楕円弧状の曲線部からなる、板状または筒状のセラミック部材。
【請求項２】
第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面と、前記第１主面と前記第２主面とを接続する端面と、前記端面に位置するとともに前記第１主面から前記第２主面まで貫通する少なくとも１つの切り欠きとを有しており、前記切り欠きの少なくともいずれかは、前記第１主面からの平面視で、円弧状または楕円弧状の二つの曲線部と、前記二つの曲線部のそれぞれと屈曲なく接続する長さＬ１の直線部とを有し、前記二つの曲線部のぞれぞれの曲率の最小値Ｒと長さＬ１との関係が、Ｌ１／（Ｌ１＋２Ｒ）≦０．５である、板状または筒状のセラミック部材。
【請求項３】
前記二つの曲線部のぞれぞれの曲率の最小値Ｒと長さＬ１との関係が、０．０５≦Ｌ１／（Ｌ１＋２Ｒ）≦０．３４である、請求項２に記載のセラミック部材。
【請求項４】
前記曲線部を構成する前記円弧または前記楕円弧のそれぞれの中心軸が、前記切り欠きの両側に位置する前記端面を接続する第１仮想平面上または該第１仮想平面と平行な第２仮想平面上にある、請求項１から３のいずれかに記載のセラミック部材。
【請求項５】
前記第１主面と前記第２主面との間隔が１ｍｍ〜２０ｍｍである、請求項１から４のいずれかに記載のセラミック部材。
【請求項６】
前記端面のビッカース硬度の変動係数が０．０１以下（但し、０を除く。）である請求項１から５のいずれかに記載のセラミック部材。
【請求項７】
前記曲線部および前記直線部の少なくともいずれかのビッカース硬度の変動係数が０．０１以下（但し、０を除く。）である請求項１から６のいずれかに記載のセラミック部材。
【請求項８】
主成分がアルミナ、または炭化ケイ素であるセラミックスからなる、請求項１から７のいずれかに記載のセラミック部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、両主面を接続する端面に切り欠きを有するセラミック部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミナ、炭化ケイ素などからなるセラミックスは、機械的強度や耐熱性に優れ、また、酸やアルカリ、腐食性ガスなどに対して、強い耐食性を有することから、半導体製造装置、分析装置、加工装置などの各種装置の部材として使用される。一方で、セラミックスは、脆性材料であり、金属などの延性材料と比べて破壊靭性が低く、特に切り欠き等を有する部材は、応力集中により切り欠き等を起点として破損する場合がある。【０００３】
特許文献１には、内管の端部に熱応力を低減させるための切り欠きを形成した、高温の腐食性ガス用熱交換器が記載されている。また、特許文献２には、端部にガス抜き用の切り欠きを形成したスタッド溶接ガン用アークシールド部材が記載されている。また、特許文献３には、切り欠きの開口部先端両側のコーナー部を、斜め直線状又は円弧状に形成して、コーナー部への応力集中を防止した半導体装置用パッケージが記載されている。【０００４】
これら先行技術文献に記載された、コーナー部の曲率が０または０に限りなく近い切り欠きを、図７に示す板状のセラミック部材１１の端面１１ｃに形成すると、切り欠き１２のある側の端面１１ｃに沿って大きな引張応力が加わった場合、切り欠き１２と端面１１ｃとの接続部に応力が集中して、破壊が生じやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２３７５２６号公報
【特許文献２】実開平５−８４４７１号公報
【特許文献３】特開平６−２９１２０８号公報
【発明の概要】
【０００６】
本開示のセラミック部材は、板状または筒状であり、第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面と、前記第１主面と前記第２主面とを接続する端面と、前記端面に位置するとともに前記第１主面から前記第２主面まで貫通する少なくとも１つの切り欠きとを有している。前記切り欠きの少なくともいずれかは、前記第１主面からの平面視で、円弧状または楕円弧状の曲線部からなる。
【０００７】
本開示のセラミック部材は、板状または筒状であり、第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面と、前記第１主面と前記第２主面とを接続する端面と、前記端面に位置するとともに前記第１主面から前記第２主面まで貫通する少なくとも１つの切り欠きとを有している。前記切り欠きの少なくともいずれかは、円弧状または楕円弧状の二つの曲線部と、前記二つの曲線部のぞれぞれと屈曲なく接続する長さＬ１の直線部とを有し、前記二つの曲線部のぞれぞれの曲率の最小値Ｒと長さＬ１との関係が、Ｌ１／（Ｌ１＋２Ｒ）≦０．５である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の実施形態のセラミック部材の概略を示す、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は（ｂ）の点線部内の拡大図である。
【図２】本開示の他の実施形態のセラミック部材の概略を示す、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は（ｂ）の点線部内の拡大図である。
【図３】本開示の他の実施形態のセラミック部材の切り欠きの形状を示す拡大図である。
【図４】本開示の他の実施形態のセラミック部材の概略を示す、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図である。
【図５】本開示の他の実施形態のセラミック部材の概略を示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図６】本開示の他の実施形態のセラミック部材の概略を示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図７】従来のセラミック部材の概略を示す、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示のセラミック部材について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は、本開示の実施形態のセラミック部材の概略を示す、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は（ｂ）の点線部内の拡大図である。
【００１１】
図２は、本開示の他の実施形態のセラミック部材の概略を示す、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は（ｂ）の点線部内の拡大図である。
【００１２】
図３は、本開示の他の実施形態のセラミック部材の切り欠きの形状を示す平面図である。
【００１３】
図４は、本開示の他の実施形態のセラミック部材の概略を示す、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図である。
【００１４】
図５は、本開示の他の実施形態のセラミック部材の概略を示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【００１５】
図６は、本開示の他の実施形態のセラミック部材の概略を示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【００１６】
セラミック部材１は、板状または筒状で、第１主面１ａと、第１主面１ａに対向する第２主面１ｂと、第１主面１ａと第２主面１ｂとを接続する端面１ｃとを有し、端面１ｃに第１主面１ａから第２主面１ｂまで貫通する切り欠き２を有する。
【００１７】
ここで、図１、２、４、６に示すように、セラミック部材１が板状体であれば、板状体を構成する面のうち、面積が最大となる面が第１主面１ａであり、第１主面１ａに対向する面が第２主面１ｂである。図５に示すように、セラミック部材１が筒状体であれば、第１主面１ａは筒状体の軸に平行な外側面であり、第２主面１ｂは外側面と対向する内側面である。また、セラミック部材１が板状体である場合、図１，３に示すように第１主面１ａおよび第２主面１ｂは平面であってもよく、図６に示すように、第１主面１ａおよび第２主面１ｂのそれぞれ一部が曲面であってもよい。また、図示しないが、第１主面１ａおよび第２主面１ｂのそれぞれ全部が曲面であってもよい。図１、２、４、６に示すセラミック部材１の長手方向（Ｘ方向）の長さは、例えば、３００ｍｍ以上４００ｍｍ以下であり、短手方向（Ｙ方向）の長さは、例えば、１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。
【００１８】
図１、５，６に示す切り欠き２は、第１主面１ａからの平面視で、円弧状の曲線部３からなる。図示しないが、切り欠き２は、円弧状の曲線部３に代え、楕円弧状の曲線部でもよい。
【００１９】
切り欠き２が円弧状の曲線部３からなる場合、最大応力は、曲線部３が切り欠き２の両側に位置する端面１ｃを接続する第１仮想平面６上にある中心軸Ｃから最も離れた点で発生するため、切り欠き２と端面１ｃとの接続点から遠くなる。
【００２０】
また、切り欠き２が楕円弧状の曲線部からなる場合、最大応力は、曲線部３が切り欠き２の両側に位置する端面１ｃを接続する第１仮想平面６上にある中心軸Ｃから最も離れた点、または、曲線部３の曲率が最小となる点で発生するため、切り欠き２と端面１ｃとの接続点から遠くなる。このような観点から、切り欠き２が円弧状、楕円弧状のいずれの場合であっても、セラミック部材１の破壊確率は低減する。
【００２１】
また、図２に示すセラミック部材の切り欠き２の少なくともいずれかは、第１主面１ａからの平面視で、曲率Ｒ１、Ｒ２の円弧状の二つの曲線部３ａ、３ｂと、曲線部３ａ、３ｂと屈曲なく接続する長さＬ１の直線部４とを有し、曲線部３ａ、３ｂの曲率Ｒ１、Ｒ２の最小値Ｒと長さＬ１との関係が、Ｌ１／（Ｌ１＋２Ｒ）≦０．５である。
【００２２】
ここで、図２（ｄ）に示すセラミック部材１の円弧状の二つの曲線部３ａ、３ｂの曲率Ｒ１、Ｒ２は同じであるが、二つの曲線部３ａ、３ｂのそれぞれの曲率Ｒ１、Ｒ２が異なる場合、曲率Ｒは最小値を用いる。また、Ｌは切り欠き２の幅であり、Ｈは端面１ｃから直線部４までの距離、すなわち、切り欠き２の高さである。
【００２３】
二つの曲線部３ａ、３ｂのそれぞれの曲率Ｒ１、Ｒ２の最小値ＲとＬ１との関係が、Ｌ１／（Ｌ１＋２Ｒ）≦０．５であれば、端面１ｃに沿って引張応力が加わった場合も、切り欠き２と端面１ｃとの交点における応力集中が低減されるので、セラミック部材１の破壊確率が低減する。
【００２４】
なお、曲線部３ａ（または曲線部３ｂ）と直線部４とが屈曲なく接続するとは、曲線部３ａ（または曲線部３ｂ）と直線部４の接続部において直線部４が曲線部３ａ（または曲線部３ｂ）の接線となっていることであり、換言すると、接続部において曲線部３ａ（または曲線部３ｂ）の微分値と直線部４の微分値が一致することである。
【００２５】
また、図示しないが、二つの曲線部３ａ、３ｂがいずれも楕円弧状である場合、曲線部３a、３ｂと屈曲なく接続する長さＬ１の直線部４とを有し、曲線部３ａ、３ｂの曲率Ｒ１、Ｒ２の最小値Ｒと長さＬ１との関係が、Ｌ１／（Ｌ１＋２Ｒ）≦０．５であってもよい。
【００２６】
楕円の長径（長軸方向の長さ）を２ａ、短径（短軸方向の長さ）を２ｂ（ａ＞ｂ）とすると、楕円弧は、
ｘ2／ａ2＋ｙ2／ｂ2＝１      （式１）
で表される。
【００２７】
楕円弧の曲率が最も小さくなるのは、楕円弧の長軸の両端、ずなわち、（ｘ、ｙ）＝（ａ、０）のときであり、曲率ρは、
ρ＝ｂ2／a      （式２）
で表される。
【００２８】
また、楕円弧の曲率が最も大きくなるのは、楕円弧の短軸の両端、ずなわち、（ｘ、ｙ）＝（０、ｂ）のときであり、曲率ρは、
ρ＝ａ2／ｂ      （式３）
で表される。
【００２９】
ここで、曲線部３a、３ｂの曲率Ｒ１、Ｒ２の最小値Ｒと長さＬ１との関係が、Ｌ１／（Ｌ１＋２Ｒ）≦０．５であれば、端面１ｃに沿って引張応力が加わった場合、曲線部３が切り欠き２の両側に位置する端面１ｃを接続する第１仮想平面６上にある中心軸Ｃから最も離れた点、または、曲線部３の曲率が最小となる点で発生するため、切り欠き２と端面１ｃとが接続する点から遠くなり、セラミック部材１の破壊確率が低減する。
【００３０】
また、図３に示すように、切り欠き２を挟む両側の端面１ｃにそれぞれ接続する二つの第２直線部５と、第２直線部５と屈曲なく接続する二つの曲線部３ａ、３ｂと、二つの曲線部３ａ、３ｂと屈曲なく接続する長さＬ１の直線部４とを有していて、曲線部３a、３ｂの曲率Ｒ１、Ｒ２の最小値Ｒと長さＬ１の関係が、Ｌ１／（Ｌ１＋２Ｒ）≦０．５であってもよい。上述した作用により、セラミック部材１の破壊確率は低減する。図３に示す、Ｌは切り欠き２の幅であり、Ｈは端面１ｃから直線部４までの距離、すなわち、切り欠き２の高さであり、Ｈ１は第２直線部５の長さである。
【００３１】
二つの曲線部３ａ、３ｂのぞれぞれの曲率Ｒ１、Ｒ２の最小値ＲとＬ１との関係が、０．０５≦Ｌ１／（Ｌ１＋２Ｒ）≦０．３４であってもよい。このような関係があると、応力がさらに低減するので、好適である。
【００３２】
また、図１、２に示すように、曲線部３ａ、３ｂを構成する円弧状または楕円弧状のそれぞれの中心軸Ｃ、Ｃ１、Ｃ２が、切り欠き２の両側に位置する端面１ｃを接続する第１仮想平面６上にあってもよい。あるいは、図３に示すように、曲線部３ａ、３ｂを構成する円弧状または楕円弧状のそれぞれの中心軸Ｃ１、Ｃ２が、第１仮想平面６と平行な第２仮想平面７上にあってもよい。
【００３３】
このような構成であると、切り欠き２の両側に位置する端面１ｃに沿って生じる引張り応力が両側で均等になりやすいため、切り欠き２と端面１ｃとのいずれか一方の接続点に過度に引張り応力がかかることがないので、セラミック部材１の破壊確率は低減する。
【００３４】
また、セラミック部材１は、図１、２に示すように平板状であってもよいし、図５に示すように筒状であってもよいし、図６に示すように曲げ板状であってもよい。
【００３５】
端面１ｃに沿って引張応力が加わる使用例として、セラミック部材１に外部から荷重が加わる場合と、端面１ｃ側と、その反対側の面との間に温度分布が生じて、熱膨張差による熱応力（以下、内部応力ともいう）が加わる場合がある。セラミック部材１は、外部から荷重が加わる場合、内部応力が加わる場合、いずれの場合においても切り欠き２に生じる応力を低減することができる。
【００３６】
端面１ｃに沿って引張方向の熱応力が加わるのは、端面１ｃの温度がその反対側に位置する第２端面１ｄよりも低温の場合である。例えば、半導体製造装置に用いられるプロセスチャンバ内に、第２端面１ｄがヒーター側に向くように配置される場合などが相当する。特に、図４に示すように、セラミック部材１の端面１ｃの反対側に位置する第２端面が第１主面１ａからの平面視で凹形状である場合、端面１ｃに沿って生じる引張応力が大きくなるため、本開示の切り欠き２の形状が特に有効である。
【００３７】
切り欠き２は、端面１ｃ側にＣ面、Ｒ面などの面取り部を有していてもよい。このような構成であると、切り欠き２と端面１ｃの接続部においても応力集中が低減されるので、長期間に亘って用いることができる。
【００３８】
第１主面１ａと第２主面１ｂとの間隔は、例えば、１ｍｍ〜２０ｍｍである。なお、セラミック部材１の厚みは、少なくとも切り欠き２の近傍部において上記範囲とし、他の部位は上記範囲外としてもよい。切り欠き２の近傍部とは、第１仮想平面６上の切り欠き２の幅方向における中点を中心として、幅方向が１．２Ｌ以内であって、高さ方向が１．２Ｈ以内の範囲をいう。
【００３９】
また、端面１ｃのビッカース硬度の変動係数が０．０１以下であってもよい。
【００４０】
端面１ｃのビッカース硬度の変動係数がこの範囲であると、端面１ｃやその周辺における格子振動の速度が早く、しかも、安定するので、熱伝導率が高くなり、熱が加わっても、端面１ｃやその周辺に生じる温度分布のばらつきを抑制することができる。
【００４１】
また、曲線部３（３ａ、３ｂ）および直線部４の少なくともいずれかのビッカース硬度の変動係数が０．０１以下であってもよい。
【００４２】
曲線部３（３ａ、３ｂ）および直線部４の少なくともいずれかのビッカース硬度の変動係数がこの範囲であると、この範囲である曲線部３や直線部４における格子振動の速度が早く、しかも、安定するので、熱伝導率が高くなり、熱が加わっても、端面１ｃやその周辺に生じる温度分布のばらつきを抑制することができる。
【００４３】
端面１ｃ、曲線部３（３ａ、３ｂ）および直線部４の測定部位毎のビッカース硬度の平均値は、１５ＧＰａ以上であるとよい。
【００４４】
端面１ｃ、曲線部３（３ａ、３ｂ）および直線部４のそれぞれのビッカース硬度は、ＪＩＳ  Ｒ  １６１０：２００３（ＩＳＯ  １４７０５：２０００（ＭＯＤ））に準拠して測定すればよく、例えば、自動微小硬さ試験システム（(株)マツザワ製、ＡＭＴ−ＸＦ７Ｓ）を用い、試験力を９．８０７Ｎ、試験力を保持する時間を１５秒、試験温度を２３℃±５℃として、測定部位毎に、測定数を１０以上２０以下とすればよい。
【００４５】
セラミック部材１は、主成分がアルミナまたは炭化ケイ素であるセラミックスからなるとよい。セラミック部材１の主成分がアルミナまたは炭化ケイ素であるセラミックスからなると、セラミック部材１の第２端面１ｄがヒーター側に向くように配置されても、いずれも熱伝導率を容易に高くすることができるので、端面に沿う熱応力が残留しにくくなる。
【００４６】
本開示における主成分とは、セラミックスを構成する成分の合計１００質量％における８０質量％以上を占める成分をいう。
【００４７】
セラミックスに含まれる各成分の同定は、ＣｕＫα線を用いたＸ線回折装置で行い、各成分の含有量は、例えばＩＣＰ（ＩｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）発光分光分析装置または蛍光Ｘ線分析装置により求めればよい。
【００４８】
セラミック部材１が、アルミナを主成分とするセラミックスからなる場合、カルシウム、珪素およびマグネシウムの少なくともいずれかを含んでいてもよい。
【００４９】
セラミック部材１が、炭化ケイ素を主成分とするセラミックスからなる場合、炭素およびホウ素の少なくともいずれかを含んでいてもよい。
【００５０】
次に、本開示のセラミック部材の製造方法の一例を説明する。
【００５１】
主成分がアルミナであるセラミックスからなるセラミック部材を得る場合、まず、主成分であるアルミナ粉末と、水酸化マグネシウム、酸化珪素および炭酸カルシウムの各粉末と、必要に応じてアルミナ粉末を分散させる分散剤と、ボールミル、ビーズミルまたは振動ミルで粉砕、混合してスラリーとし、このスラリーにバインダーを添加、混合した後、噴霧乾燥してアルミナを主成分とする顆粒する。
【００５２】
ここで、アルミナ粉末の平均粒径（Ｄ50）は１．６μｍ以上２．０μｍ以下であり、上記粉末の合計１００質量％における水酸化マグネシウム粉末の含有量は０．４３〜０．５３質量％、酸化珪素粉末の含有量は０．０３９〜０．０４１質量％、炭酸カルシウム粉末の含有量は０．０２０〜０．０２２質量％である。
【００５３】
主成分が炭化ケイ素であるセラミックスからなるセラミック部材を得る場合、まず、炭化ケイ素粉末に水、分散剤および炭化硼素粉末、フェノール樹脂等の焼結助剤を加え、ボールミル、ビーズミルまたは振動ミルで粉砕、混合してスラリーとし、このスラリーにバインダーを添加、混合した後、噴霧乾燥して炭化ケイ素を主成とする顆粒を得る。
【００５４】
炭化硼素粉末の含有量を炭化珪素粉末に対して、１質量％以上３質量％以下とすればよい。
【００５５】
次に、上述した方法によって得た顆粒を成形型に充填して、静水圧プレス成形法（ラバープレス法）等により、板状または筒状の成形体を得る。
【００５６】
得られた成形体は必要に応じて、窒素雰囲気中、１０時間〜４０時間で昇温し、４５０℃〜６５０℃で２時間〜１０時間保持した後、自然冷却することによってバインダーが消失して脱脂体となる。
【００５７】
主成分がアルミナであるセラミックスを得る場合には、成形体または脱脂体を大気雰囲気中で、例えば、焼成温度を１５００℃以上１８００℃以下とし、この焼成温度で４時間以上６時間以下保持することによって、アルミナを主成分とするセラミックスを得ることができる。
【００５８】
主成分がアルミナであるセラミックスであって、端面、曲線部および直線部の少なくともいずれかのビッカース硬度の変動係数が０．０１以下（但し、０を除く。）であるとするには、成形圧を９８ＭＰａ以上１４８ＭＰａとした上で、焼成温度を１６００℃以上１８００℃以下とし、この焼成温度で４時間以上６時間以下保持すればよい。
【００５９】
主成分が炭化ケイ素であるセラミックスを得る場合には、成形体または脱脂体をＡｒ等の不活性ガスの減圧雰囲気中で、例えば、焼成温度を１８００℃以上２１００℃以下とし、で、この焼成温度で４時間以上６時間以下保持することによって、炭化珪素を主成分とするセラミックスを得ることができる。
【００６０】
主成分が炭化ケイ素であるセラミックスであって、端面、曲線部および直線部の少なくともいずれかのビッカース硬度の変動係数が０．０１以下（但し、０を除く。）であるとするには、成形圧を９８ＭＰａ以上１４８ＭＰａとした上で、焼成温度を１９００℃以上２１００℃以下とし、この焼成温度で４時間以上６時間以下保持すればよい。
【００６１】
これらのセラミミックスの端面に、例えば、二つの曲線部のぞれぞれの曲率Ｒ１、Ｒ２の最小値Ｒと長さＬ１との関係が、Ｌ１／（Ｌ１＋２Ｒ）≦０．５となるように、研削加工を施すことによって、本開示のセラミック部材を得ることができる。
【００６２】
以上、本開示のセラミック部材について説明したが、本開示は前述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良、組合せ等が可能である。
【００６３】
本開示のセラミック部材は、例えば、各種装置における流体を流すための流路壁等として、あるいは配線基板や各種チャンバー等の絶縁部材として用いることができる。また、本開示のセラミック部材の切り欠きは、流体の通路として、応力を緩和するための応力緩和部として、あるいは他の部品を配置するためのスペースとして用いられ得る。
【実施例】
【００６４】
図２（ａ）〜（ｃ）に示す板状形状で、切り欠き２が図３に示す形状のセラミック部材１について、切り欠き２の寸法が表１に示す条件１〜９とした場合のセラミック部材１に発生する最大応力と破壊確率を解析した。なお、セラミック部材１の厚みとなる、第１主面１と第２主面２との間隔を２．５４ｍｍとした。【００６５】
セラミック部材１はプロセスチャンバ内の所定位置（セラミック部材１の端部１ｃがプロセスチャンバの外側に位置し、第２端部１ｄがプロセスチャンバの内側に位置する状態）に載置し、プロセスチャンバ内の温度を３００℃、端面１ｃの温度を５０℃とした条件を想定して応力解析を行なった。また、アルミナの動的弾性率（ヤング率）を３６０ＧＰａ、ポアソン比を０．２３、熱膨張率を７．２×１０-6／℃、ワイブル係数を１４、３点曲げ強度を３１０ＭＰａ、炭化ケイ素の動的弾性率（ヤング率）を４４０ＧＰａ、ポアソン比を０．１７、熱膨張率を３．７×１０-6／℃、ワイブル係数を８、３点曲げ強度を４５０ＭＰａとし、有効体積は、解析結果で、応力が最大主応力の正値で上位十分の一となる領域の体積の概算とした。結果を表１に示す。なお、直線部４を有する条件１〜８で、最大応力は曲線部３ａ（または曲線部３ｂ）と直線部４との接続部近くで発生した。直線部４を有さない条件９（すなわち図１（ｄ）の構成である）では、最大応力は、曲線部３のうち端部１ｃから最も離れた場所で発生した。【００６６】
表１の判定欄では、破壊確率が１０-4よりも大きい条件を△、破壊確率が１０-4以下で１０-5よりも大きい条件を○、破壊確率が１０-5以下の条件を◎とした。【００６７】
【表１】
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【００６８】
表１に示すように、セラミック部材１がアルミナ、炭化ケイ素を主成分とするセラミックスいずれの場合であっても、二つの曲線部３ａ、３ｂのぞれぞれの曲率Ｒ１、Ｒ２の最小値Ｒと長さＬ１との関係がＬ１／（Ｌ１＋２Ｒ）≦０．５である条件１〜８は、最大応力が１５３．４ＭＰａ以下、破壊確率が１０-4以下となっており、いずれも低いことがわかる。【００６９】
また、二つの曲線部３ａ、３ｂのぞれぞれの曲率Ｒ１、Ｒ２の最小値Ｒと長さＬ１との関係が０．０５≦Ｌ１／（Ｌ１＋２Ｒ）≦０．３４である条件３〜７は、さらに最大応力と破壊確率が低下し、特に、セラミック部材１がアルミナを主成分とするセラミックスからなる場合、破壊確率が１０-5以下とさらに低くなっていることがわかる。【００７０】
ちなみに、図７に示すような矩形形状の切り欠き２は、最小値Ｒを０とした形状であり、最大応力は、条件１の最大応力よりもさらに大きくなる。
【符号の説明】
【００７１】
１      セラミック部材
１ａ    第１主面
１ｂ    第２主面
１ｃ    端面
１ｄ    第２端面
２      切り欠き
３      曲線部
４      直線部
５      第２直線部
６      第１仮想平面
７      第２仮想平面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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