JP2000281454A - 低熱膨張高剛性セラミックス - Google Patents
低熱膨張高剛性セラミックスInfo
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- JP2000281454A JP2000281454A JP11090758A JP9075899A JP2000281454A JP 2000281454 A JP2000281454 A JP 2000281454A JP 11090758 A JP11090758 A JP 11090758A JP 9075899 A JP9075899 A JP 9075899A JP 2000281454 A JP2000281454 A JP 2000281454A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】半導体製造プロセスにおける露光装置の部品等
に適した低熱膨脹高剛性セラミックスを提供する。 【解決手段】負の熱膨脹特性を有するＬｉＡｌＳｉＯ4
と、正の熱膨脹特性を有し、かつ高剛性特性を有するＳ
ｉ3Ｎ4又はＳｉＣと、ＭｇＯの３成分で構成する。
に適した低熱膨脹高剛性セラミックスを提供する。 【解決手段】負の熱膨脹特性を有するＬｉＡｌＳｉＯ4
と、正の熱膨脹特性を有し、かつ高剛性特性を有するＳ
ｉ3Ｎ4又はＳｉＣと、ＭｇＯの３成分で構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造プロセ
スにおける露光装置のステージ部品、チャック、構造部
品、ミラー等の部材や天体望遠鏡等の光学部品や精密測
定機用治工具等に適した低熱膨張高剛性セラミックスに
関する。
スにおける露光装置のステージ部品、チャック、構造部
品、ミラー等の部材や天体望遠鏡等の光学部品や精密測
定機用治工具等に適した低熱膨張高剛性セラミックスに
関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩなどの製造工程において、シリコ
ンウェハに配線を形成する工程において、ウェハを支持
または保持するためのサセプタ、真空チャックや絶縁リ
ングとしてあるいはその他の治具等として、これまでア
ルミナや窒化珪素や炭化珪素が比較的安価で、化学的に
も安定であるため広く用いられている。また、露光装置
のＸ−Ｙテーブル等としても従来よりアルミナや窒化珪
素などのセラミックスが同様に用いられている。
ンウェハに配線を形成する工程において、ウェハを支持
または保持するためのサセプタ、真空チャックや絶縁リ
ングとしてあるいはその他の治具等として、これまでア
ルミナや窒化珪素や炭化珪素が比較的安価で、化学的に
も安定であるため広く用いられている。また、露光装置
のＸ−Ｙテーブル等としても従来よりアルミナや窒化珪
素などのセラミックスが同様に用いられている。
【０００３】また、最近では、コージェライトの低熱膨
張性を利用し、半導体製造用部品として応用すること
が、特開平１−１９１４２２号や特公平６−９７６７５
号で提案されている。特開平１−１９１４２２号によれ
ば、Ｘ線マスクにおけるマスク基板に接着する補強リン
グとして、ＳｉＯ2 、インバーなどに加え、コージェラ
イトによって形成しメンブレンの応力を制御することが
提案されている。また、特公平６−９７６７５号では、
ウェハを載置する静電チャック用基板としてアルミナや
コージェライト系焼結体を使用することが提案されてい
る。
張性を利用し、半導体製造用部品として応用すること
が、特開平１−１９１４２２号や特公平６−９７６７５
号で提案されている。特開平１−１９１４２２号によれ
ば、Ｘ線マスクにおけるマスク基板に接着する補強リン
グとして、ＳｉＯ2 、インバーなどに加え、コージェラ
イトによって形成しメンブレンの応力を制御することが
提案されている。また、特公平６−９７６７５号では、
ウェハを載置する静電チャック用基板としてアルミナや
コージェライト系焼結体を使用することが提案されてい
る。
【０００４】従来、低熱膨張材料として、コージェライ
トやリチウムアルミノシリケート（以降、ＬＡＳと表
記）、リン酸ジルコニウム系材料のリン酸ジルコニルや
リン酸ジルコニウムカリウム（以降、ＫＺＰと表記）が
よく知られている。
トやリチウムアルミノシリケート（以降、ＬＡＳと表
記）、リン酸ジルコニウム系材料のリン酸ジルコニルや
リン酸ジルコニウムカリウム（以降、ＫＺＰと表記）が
よく知られている。
【０００５】コージェライト系焼結体は特公昭５７−３
６２９号、特開平２−２２９７６０号等で報告されてお
り、コージェライト粉末あるいはコージェライトを形成
するＭｇＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 粉末を配合・合成し
て、これに焼結助剤として希土類酸化物やＳｉＯ2 、Ｍ
ｇＯなどを添加し、所定形状に成形後、１０００〜１４
００℃の温度で焼成することによって得られることが知
られている。ＬＡＳ系焼結体で特にβ−スポジュメンに
ついては、特公昭５３−９６０５、特公昭５６−１６４
０７０等で報告されており、天然原料を使用して、所定
形状に成形後、１１００〜１４００℃で焼成することに
よって得られることが知られている。
６２９号、特開平２−２２９７６０号等で報告されてお
り、コージェライト粉末あるいはコージェライトを形成
するＭｇＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 粉末を配合・合成し
て、これに焼結助剤として希土類酸化物やＳｉＯ2 、Ｍ
ｇＯなどを添加し、所定形状に成形後、１０００〜１４
００℃の温度で焼成することによって得られることが知
られている。ＬＡＳ系焼結体で特にβ−スポジュメンに
ついては、特公昭５３−９６０５、特公昭５６−１６４
０７０等で報告されており、天然原料を使用して、所定
形状に成形後、１１００〜１４００℃で焼成することに
よって得られることが知られている。
【０００６】リン酸ジルコニル及び、リン酸ジルコニル
−ジルコン化合物については、特公平４−１１５０２、
特公平４−９４３、特公平６−４５１１等で報告されて
おり、リン酸ジルコニルには焼結助剤としてＺｎＯ、Ｍ
ｇＯ、Ｂｉ2 Ｏ3 等を添加し、また、リン酸ジルコニル
−ジルコン化合物にも焼結助剤としてＺｎＯ、ＭｇＯ、
Ｂｉ2 Ｏ3 等を添加、所定形状に成形後、１２００〜１
７００℃で焼成することによって得られることが知られ
ている。ＫＺＰは、特公平４−６９１０２で報告されて
おり、負の熱膨張特性を有する材料である。リン酸ジル
コニルと炭酸カリウムの合成によって得られるＫＺＰ原
料は、焼結助剤にＭｇＯ等を使用して、１１００〜１３
００℃での焼成によって得られることが知られている。
−ジルコン化合物については、特公平４−１１５０２、
特公平４−９４３、特公平６−４５１１等で報告されて
おり、リン酸ジルコニルには焼結助剤としてＺｎＯ、Ｍ
ｇＯ、Ｂｉ2 Ｏ3 等を添加し、また、リン酸ジルコニル
−ジルコン化合物にも焼結助剤としてＺｎＯ、ＭｇＯ、
Ｂｉ2 Ｏ3 等を添加、所定形状に成形後、１２００〜１
７００℃で焼成することによって得られることが知られ
ている。ＫＺＰは、特公平４−６９１０２で報告されて
おり、負の熱膨張特性を有する材料である。リン酸ジル
コニルと炭酸カリウムの合成によって得られるＫＺＰ原
料は、焼結助剤にＭｇＯ等を使用して、１１００〜１３
００℃での焼成によって得られることが知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】近年、ＬＳＩにおける
高集積化に伴い、線幅・デザインルールの微細化が急速
に進められ、その線幅は０．３５μｍから０．１０μｍ
まで微細化しつつある。そして、Ｓｉウェハに微細な線
幅を形成するための露光装置に対して、高い精度が要求
されるようになり、たとえば露光装置のステージ用部材
においては１０ｎｍ未満の位置決め精度が要求され、露
光の位置合わせ誤差の低減が製品の品質向上や歩留まり
向上、高スループットの実現の大きな要素技術として捉
えられている。
高集積化に伴い、線幅・デザインルールの微細化が急速
に進められ、その線幅は０．３５μｍから０．１０μｍ
まで微細化しつつある。そして、Ｓｉウェハに微細な線
幅を形成するための露光装置に対して、高い精度が要求
されるようになり、たとえば露光装置のステージ用部材
においては１０ｎｍ未満の位置決め精度が要求され、露
光の位置合わせ誤差の低減が製品の品質向上や歩留まり
向上、高スループットの実現の大きな要素技術として捉
えられている。
【０００８】半導体製造装置用部材として、一般に用い
られてきたアルミナ、窒化珪素などのセラミックスは、
金属に較べて軽量で熱膨張が小さく、剛性も大きい。そ
れぞれの比重はアルミナが３．８、窒化珪素が３．２と
軽量である。しかしながら、露光装置の軽量化、また、
ステージ等の駆動系部材の軽量化によるモーター負荷低
減、振動抑制のためにより軽量材が必要とされてきてい
る。
られてきたアルミナ、窒化珪素などのセラミックスは、
金属に較べて軽量で熱膨張が小さく、剛性も大きい。そ
れぞれの比重はアルミナが３．８、窒化珪素が３．２と
軽量である。しかしながら、露光装置の軽量化、また、
ステージ等の駆動系部材の軽量化によるモーター負荷低
減、振動抑制のためにより軽量材が必要とされてきてい
る。
【０００９】一方、露光装置の使用温度近傍の１０〜４
０℃の熱膨張率はアルミナが約５．０×１０-6／℃、窒
化珪素が約１．５×１０-6／℃であり、デザインルール
の微細化とともに露光時の熱変形を軽減するために、よ
り低熱膨張材が必要とされてきている。
０℃の熱膨張率はアルミナが約５．０×１０-6／℃、窒
化珪素が約１．５×１０-6／℃であり、デザインルール
の微細化とともに露光時の熱変形を軽減するために、よ
り低熱膨張材が必要とされてきている。
【００１０】これに対して、コージェライト系焼結体は
熱膨張率が０〜０．２×１０-6／℃であり、また、結晶
化ガラスは熱膨張率が０．０×１０-6／℃であり、アル
ミナや窒化珪素に比較して熱膨張率が低い。しかしなが
ら、剛性の点では、アルミナが約３５０ＧＰａ、窒化珪
素が約３００ＧＰａであるのに対し、多孔質コージェラ
イトが７０〜９０ＧＰａ、また、結晶化ガラスは９０〜
９５ＧＰａと低いため、製造装置として用いる場合、変
形や固有振動数低下に伴う共振発生による位置決め時間
増加が懸念される。
熱膨張率が０〜０．２×１０-6／℃であり、また、結晶
化ガラスは熱膨張率が０．０×１０-6／℃であり、アル
ミナや窒化珪素に比較して熱膨張率が低い。しかしなが
ら、剛性の点では、アルミナが約３５０ＧＰａ、窒化珪
素が約３００ＧＰａであるのに対し、多孔質コージェラ
イトが７０〜９０ＧＰａ、また、結晶化ガラスは９０〜
９５ＧＰａと低いため、製造装置として用いる場合、変
形や固有振動数低下に伴う共振発生による位置決め時間
増加が懸念される。
【００１１】また、ＬＡＳ系焼結体のβ−スポジュメン
は、比重２．０〜２．４、熱膨張率は０．３〜２．７×
１０-6／℃、磁器が気孔を有するもので−０．３〜−
１．０×１０-6／℃と低い値を示すが、ヤング率は６０
〜８０ＧＰａと低いものである。リン酸ジルコニルやリ
ン酸ジルコニル−ジルコン化合物は、比重３．５〜３．
６、熱膨張率０．０〜２．０×１０-6／℃、ヤング率１
５０〜１８０ＧＰａを示す。比重が大きい割にヤング率
はアルミナの半分程度であり、固有振動数の低下が懸念
される。
は、比重２．０〜２．４、熱膨張率は０．３〜２．７×
１０-6／℃、磁器が気孔を有するもので−０．３〜−
１．０×１０-6／℃と低い値を示すが、ヤング率は６０
〜８０ＧＰａと低いものである。リン酸ジルコニルやリ
ン酸ジルコニル−ジルコン化合物は、比重３．５〜３．
６、熱膨張率０．０〜２．０×１０-6／℃、ヤング率１
５０〜１８０ＧＰａを示す。比重が大きい割にヤング率
はアルミナの半分程度であり、固有振動数の低下が懸念
される。
【００１２】ＫＺＰもまた、結晶軸方向の熱膨張の異方
性による低熱膨張特性を顕す材料である。ＫＺＰは比重
３．１〜３．２、熱膨張率−２．５〜−２．８×１０-6
／℃、ヤング率１１０〜１３０ＧＰａを示す。ＫＺＰの
熱膨張特性は、負の熱膨張特性を示しているが、その絶
対値は窒化珪素の熱膨張率１．５×１０-6／℃と比較し
て大きく、温度変化に対する寸法変化は大きい材料と言
える。
性による低熱膨張特性を顕す材料である。ＫＺＰは比重
３．１〜３．２、熱膨張率−２．５〜−２．８×１０-6
／℃、ヤング率１１０〜１３０ＧＰａを示す。ＫＺＰの
熱膨張特性は、負の熱膨張特性を示しているが、その絶
対値は窒化珪素の熱膨張率１．５×１０-6／℃と比較し
て大きく、温度変化に対する寸法変化は大きい材料と言
える。
【００１３】以上のように、露光装置用部材として軽量
・低熱膨張・高剛性特性が要求されてきており、部材特
性は比重３．２以下、熱膨張係数が０ｐｐｍに限りなく
近く、剛性は鋳物の１３０ＧＰａ以上が求められている
が、これらを満足する材料は見当たらなかった。
・低熱膨張・高剛性特性が要求されてきており、部材特
性は比重３．２以下、熱膨張係数が０ｐｐｍに限りなく
近く、剛性は鋳物の１３０ＧＰａ以上が求められている
が、これらを満足する材料は見当たらなかった。
【００１４】従って、本発明は低熱膨張を有するととも
に剛性の高いセラミックスとその製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
に剛性の高いセラミックスとその製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、正の熱膨張特
性を有しかつ高剛性特性を有する材料と負の熱膨張特性
を有する材料とを複合化することにより、低熱膨張特性
と高剛性特性を有する材料を得るようにした。
性を有しかつ高剛性特性を有する材料と負の熱膨張特性
を有する材料とを複合化することにより、低熱膨張特性
と高剛性特性を有する材料を得るようにした。
【００１６】即ち、本発明の低熱膨張高剛性セラミック
スは、負の熱膨張特性を有するＬｉＡｌＳｉＯ4 と、正
の熱膨張特性を有しかつ高剛性特性を有するＳｉ3 Ｎ4
又はＳｉＣと、ＭｇＯの３成分から成ることを特徴とす
る。
スは、負の熱膨張特性を有するＬｉＡｌＳｉＯ4 と、正
の熱膨張特性を有しかつ高剛性特性を有するＳｉ3 Ｎ4
又はＳｉＣと、ＭｇＯの３成分から成ることを特徴とす
る。
【００１７】また、本発明の低熱膨張高剛性セラミック
スは、ＬｉＡｌＳｉＯ4 ６０〜９０体積％、窒化珪素１
０〜４０体積％、ＭｇＯ１〜３体積％の組成からなり、
比重２．４〜２．７、熱膨張係数が−０．１〜０．９×
１０-6／℃、ヤング率１３０〜１７５ＧＰａとなること
を特徴とする。
スは、ＬｉＡｌＳｉＯ4 ６０〜９０体積％、窒化珪素１
０〜４０体積％、ＭｇＯ１〜３体積％の組成からなり、
比重２．４〜２．７、熱膨張係数が−０．１〜０．９×
１０-6／℃、ヤング率１３０〜１７５ＧＰａとなること
を特徴とする。
【００１８】また本発明の低熱膨張高剛性セラミックス
は、ＬｉＡｌＳｉＯ4 ７０〜９０体積％、炭化珪素１０
〜３０体積％、ＭｇＯ１〜３体積％の組成からなり、比
重２．４〜２．５、熱膨張係数が−０．１〜１．３×１
０-6／℃、ヤング率１３０〜１４５ＧＰａとなることを
特徴とする。
は、ＬｉＡｌＳｉＯ4 ７０〜９０体積％、炭化珪素１０
〜３０体積％、ＭｇＯ１〜３体積％の組成からなり、比
重２．４〜２．５、熱膨張係数が−０．１〜１．３×１
０-6／℃、ヤング率１３０〜１４５ＧＰａとなることを
特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の低熱膨張高剛性セラミッ
クスは、軽量高剛性特性を有する窒化珪素もしくは炭化
珪素と、ＬＡＳとして知られる一般式ＬｉＡｌＳｉＯ4
で表される複合酸化物とを主成分とし、焼結助剤成分と
してＭｇＯを１〜３体積％含むものである。
クスは、軽量高剛性特性を有する窒化珪素もしくは炭化
珪素と、ＬＡＳとして知られる一般式ＬｉＡｌＳｉＯ4
で表される複合酸化物とを主成分とし、焼結助剤成分と
してＭｇＯを１〜３体積％含むものである。
【００２０】焼結助剤をＭｇＯとするＬｉＡｌＳｉＯ4
は、０〜２０℃で熱膨張率−０．８〜−０．２×１０-6
／℃、ヤング率１００〜１２０ＧＰａという特性を有す
る。これを熱膨張率１．５×１０-6／℃、ヤング率３０
０ＧＰａの窒化珪素と配合することにより、または熱膨
張率２．５×１０-6／℃、ヤング率４００ＧＰａの炭化
珪素と配合することにより、全体特性は、体積比率から
の積算値となる。
は、０〜２０℃で熱膨張率−０．８〜−０．２×１０-6
／℃、ヤング率１００〜１２０ＧＰａという特性を有す
る。これを熱膨張率１．５×１０-6／℃、ヤング率３０
０ＧＰａの窒化珪素と配合することにより、または熱膨
張率２．５×１０-6／℃、ヤング率４００ＧＰａの炭化
珪素と配合することにより、全体特性は、体積比率から
の積算値となる。
【００２１】従って、例えば熱膨張率０．０×１０-6／
℃とするためには、ＬｉＡｌＳｉＯ 4 ４４体積％と窒化
珪素５６体積％となる組成で得られ、この組成でのヤン
グ率２１６ＧＰａとなる。また、同様にＬｉＡｌＳｉＯ
4 ８６体積％と炭化珪素１４体積％で熱膨張率０．０×
１０-6／℃、ヤング率１５０ＧＰａとなる。
℃とするためには、ＬｉＡｌＳｉＯ 4 ４４体積％と窒化
珪素５６体積％となる組成で得られ、この組成でのヤン
グ率２１６ＧＰａとなる。また、同様にＬｉＡｌＳｉＯ
4 ８６体積％と炭化珪素１４体積％で熱膨張率０．０×
１０-6／℃、ヤング率１５０ＧＰａとなる。
【００２２】実際には、焼結助剤のＭｇＯが添加される
ため、全体特性は３成分での積算値となる。ＭｇＯ磁器
特性は、比重３．４〜３．５、熱膨張率は２０〜１００
０℃の測定範囲で１３〜１４×１０-6／℃、ヤング率２
７０〜２８０ＧＰａであり、熱膨張率の測定温度領域の
差はあるものの窒化珪素、炭化珪素、ＬＡＳと比較する
と熱膨張率ははるかに大きいといえる。従って、磁器特
性の熱膨張率０．０×１０-6／℃を満たすためにＭｇＯ
添加量は限定される。
ため、全体特性は３成分での積算値となる。ＭｇＯ磁器
特性は、比重３．４〜３．５、熱膨張率は２０〜１００
０℃の測定範囲で１３〜１４×１０-6／℃、ヤング率２
７０〜２８０ＧＰａであり、熱膨張率の測定温度領域の
差はあるものの窒化珪素、炭化珪素、ＬＡＳと比較する
と熱膨張率ははるかに大きいといえる。従って、磁器特
性の熱膨張率０．０×１０-6／℃を満たすためにＭｇＯ
添加量は限定される。
【００２３】なお、上記のように最終焼結体の特性は各
成分の体積比率で決まることから、本発明では各成分の
好ましい組成比を体積％で限定してある。これに対し、
製造時の調合比率や、最終焼結体を分析した時の組成比
は重量％で示されるため、各成分の比重を用いて体積％
に換算すれば良い。
成分の体積比率で決まることから、本発明では各成分の
好ましい組成比を体積％で限定してある。これに対し、
製造時の調合比率や、最終焼結体を分析した時の組成比
は重量％で示されるため、各成分の比重を用いて体積％
に換算すれば良い。
【００２４】また、本発明の低熱膨張高剛性セラミック
スは、上記各成分以外に、原料中や製造工程で混入する
不可避不純物を含んでいても良い。
スは、上記各成分以外に、原料中や製造工程で混入する
不可避不純物を含んでいても良い。
【００２５】本発明の低熱膨張高剛性セラミックスの製
造方法は、平均粒径が１μｍ未満の窒化珪素粉末と平均
粒径５〜７μｍのＬｉＡｌＳｉＯ4 と平均粒径１μｍ未
満のＭｇＯを所定の比率で添加調合する。各成分を配合
した後、ボールミルなどにより平均粒径２μｍ未満とな
るように混合・粉砕し、所定形状に成形後、窒素雰囲気
下で１１００〜１２００℃で熱処理行うことによって、
比重２．４〜２．７、熱膨張率−０．１〜０．９×１０
-6／℃、ヤング率１３０〜１７５ＧＰａのセラミックス
が得られる。
造方法は、平均粒径が１μｍ未満の窒化珪素粉末と平均
粒径５〜７μｍのＬｉＡｌＳｉＯ4 と平均粒径１μｍ未
満のＭｇＯを所定の比率で添加調合する。各成分を配合
した後、ボールミルなどにより平均粒径２μｍ未満とな
るように混合・粉砕し、所定形状に成形後、窒素雰囲気
下で１１００〜１２００℃で熱処理行うことによって、
比重２．４〜２．７、熱膨張率−０．１〜０．９×１０
-6／℃、ヤング率１３０〜１７５ＧＰａのセラミックス
が得られる。
【００２６】もしくは、平均粒径が１μｍ未満の炭化珪
素と平均粒径５〜７μｍのＬｉＡｌＳｉＯ4 と平均粒径
１μｍ未満のＭｇＯを所定の比率で添加調合する。各成
分を配合した後、ボールミルなどにより平均粒径２μｍ
未満となるように混合・粉砕し、所定形状に成形後、窒
素雰囲気下で１１００〜１２００℃で熱処理行うことに
よって、比重２．４〜２．５、熱膨張率−０．１〜１．
０×１０-6／℃、ヤング率１３０〜１４５ＧＰａのセラ
ミックスが得られる。
素と平均粒径５〜７μｍのＬｉＡｌＳｉＯ4 と平均粒径
１μｍ未満のＭｇＯを所定の比率で添加調合する。各成
分を配合した後、ボールミルなどにより平均粒径２μｍ
未満となるように混合・粉砕し、所定形状に成形後、窒
素雰囲気下で１１００〜１２００℃で熱処理行うことに
よって、比重２．４〜２．５、熱膨張率−０．１〜１．
０×１０-6／℃、ヤング率１３０〜１４５ＧＰａのセラ
ミックスが得られる。
【００２７】
【実施例】実施例１ 窒化珪素とＬｉＡｌＳｉＯ4 の複合化に先立ち、ＭｇＯ
からなる焼結助剤の最適化について確認を行った。
からなる焼結助剤の最適化について確認を行った。
【００２８】平均粒径０．９μｍで純度９９．９％以上
の窒化珪素粉末と平均粒径６．４μｍのＬｉＡｌＳｉＯ
4 粉末を体積比率で７５：２５に処方し、ＭｇＯを表１
の仕様にて配合し、ボールミルにより２４時間混合・粉
砕した後、造粒・乾燥行った。その原料粉末を所定の形
状に成形した後、窒素雰囲気下で焼成し、複合磁器の外
観及び比重、熱膨張率、ヤング率の磁器特性について評
価を行った。
の窒化珪素粉末と平均粒径６．４μｍのＬｉＡｌＳｉＯ
4 粉末を体積比率で７５：２５に処方し、ＭｇＯを表１
の仕様にて配合し、ボールミルにより２４時間混合・粉
砕した後、造粒・乾燥行った。その原料粉末を所定の形
状に成形した後、窒素雰囲気下で焼成し、複合磁器の外
観及び比重、熱膨張率、ヤング率の磁器特性について評
価を行った。
【００２９】評価の結果、ＭｇＯ添加量０体積％または
５体積％では、無欠陥または緻密な磁器を得ることはで
きず、１〜３体積％で緻密な磁器を得ることが出来た。
また、磁器特性における比重が高く、熱膨張率が０に近
く、ヤング率が高いという理由によりＭｇＯの添加量は
２体積％が最適値に近いと判断した。
５体積％では、無欠陥または緻密な磁器を得ることはで
きず、１〜３体積％で緻密な磁器を得ることが出来た。
また、磁器特性における比重が高く、熱膨張率が０に近
く、ヤング率が高いという理由によりＭｇＯの添加量は
２体積％が最適値に近いと判断した。
【００３０】以上のＭｇＯ添加量のテストに基づき、以
後の複合化テストのＭｇＯ添加量は２体積％とした。
後の複合化テストのＭｇＯ添加量は２体積％とした。
【００３１】
【表１】
【００３２】次に複合化仕様評価を行った。平均粒径
０．９μｍで純度９９．９％以上の窒化珪素粉末、６．
４μｍのＬｉＡｌＳｉＯ4 粉末、平均粒径０．７μｍの
ＭｇＯを窒化珪素粉末とＬｉＡｌＳｉＯ4 粉末の総量に
対し２体積％とし、表２の仕様で配合し、ボールミルに
より２４時間混合・粉砕した後、造粒・乾燥行った。そ
の原料粉末を所定の形状に成形した後、窒素雰囲気下に
て焼成し、複合磁器の外観及び比重・熱膨張率・ヤング
率の磁器特性について評価を行った。
０．９μｍで純度９９．９％以上の窒化珪素粉末、６．
４μｍのＬｉＡｌＳｉＯ4 粉末、平均粒径０．７μｍの
ＭｇＯを窒化珪素粉末とＬｉＡｌＳｉＯ4 粉末の総量に
対し２体積％とし、表２の仕様で配合し、ボールミルに
より２４時間混合・粉砕した後、造粒・乾燥行った。そ
の原料粉末を所定の形状に成形した後、窒素雰囲気下に
て焼成し、複合磁器の外観及び比重・熱膨張率・ヤング
率の磁器特性について評価を行った。
【００３３】評価の結果を表２に示す。ＬｉＡｌＳｉＯ
4 ：窒化珪素＝６０：４０〜９０：１０で熱膨張率−
０．１〜０．９×１０-6／℃、ヤング率１３０〜１７５
ＧＰａとなる欠陥のない磁器が得られた。
4 ：窒化珪素＝６０：４０〜９０：１０で熱膨張率−
０．１〜０．９×１０-6／℃、ヤング率１３０〜１７５
ＧＰａとなる欠陥のない磁器が得られた。
【００３４】
【表２】
【００３５】実施例２ 次に炭化珪素とＬｉＡｌＳｉＯ4 の複合化における焼結
助剤の最適化を行った。
助剤の最適化を行った。
【００３６】平均粒径０．７μｍで純度９９．９％以上
の炭化珪素粉末と平均粒径６．４μｍのＬｉＡｌＳｉＯ
4 粉末を体積比率で８０：２０に処方し、ＭｇＯを表３
の仕様にて配合し、ボールミルにより２４時間混合・粉
砕した後、造粒・乾燥行った。その原料粉末を所定の形
状に成形した後、窒素雰囲気下で焼成し、複合磁器の外
観及び比重・熱膨張率・ヤング率の磁器特性について評
価行った。
の炭化珪素粉末と平均粒径６．４μｍのＬｉＡｌＳｉＯ
4 粉末を体積比率で８０：２０に処方し、ＭｇＯを表３
の仕様にて配合し、ボールミルにより２４時間混合・粉
砕した後、造粒・乾燥行った。その原料粉末を所定の形
状に成形した後、窒素雰囲気下で焼成し、複合磁器の外
観及び比重・熱膨張率・ヤング率の磁器特性について評
価行った。
【００３７】評価の結果、０体積％または５体積％で
は、無欠陥または緻密な磁器を得ることはできず、Ｍｇ
Ｏ添加量１〜３体積％で緻密な磁器を得ることが出来
た。また、磁器特性における比重が高く、熱膨張率が０
に近く、ヤング率が高いという理由によりＭｇＯの添加
量は２体積％が最適値に近いと判断した。以上のＭｇＯ
添加量のテストに基づき、以後の複合化テストのＭｇＯ
添加量は２体積％とした。
は、無欠陥または緻密な磁器を得ることはできず、Ｍｇ
Ｏ添加量１〜３体積％で緻密な磁器を得ることが出来
た。また、磁器特性における比重が高く、熱膨張率が０
に近く、ヤング率が高いという理由によりＭｇＯの添加
量は２体積％が最適値に近いと判断した。以上のＭｇＯ
添加量のテストに基づき、以後の複合化テストのＭｇＯ
添加量は２体積％とした。
【００３８】
【表３】
【００３９】平均粒径０．７μｍで純度９９．９％以上
の炭化珪素粉末、６．４μｍのＬｉＡｌＳｉＯ4 粉末、
平均粒径０．７μｍのＭｇＯを窒化珪素粉末とＬｉＡｌ
ＳｉＯ4 粉末の総量に対し２体積％とし、表４の仕様で
配合し、ボールミルにより２４時間混合・粉砕した後、
造粒・乾燥を行った。その原料粉末を所定の形状に成形
した後、窒素雰囲気下にて焼成し、複合磁器の外観及び
比重・熱膨張率・ヤング率の磁器特性について評価行っ
た。
の炭化珪素粉末、６．４μｍのＬｉＡｌＳｉＯ4 粉末、
平均粒径０．７μｍのＭｇＯを窒化珪素粉末とＬｉＡｌ
ＳｉＯ4 粉末の総量に対し２体積％とし、表４の仕様で
配合し、ボールミルにより２４時間混合・粉砕した後、
造粒・乾燥を行った。その原料粉末を所定の形状に成形
した後、窒素雰囲気下にて焼成し、複合磁器の外観及び
比重・熱膨張率・ヤング率の磁器特性について評価行っ
た。
【００４０】評価の結果を表４に示す。ＬｉＡｌＳｉＯ
4 ：炭化珪素＝７０：３０〜９０：１０で熱膨張率−
０．１〜０．９×１０-6／℃、ヤング率１３０〜１４５
ＧＰａとなる欠陥のない磁器が得られた。
4 ：炭化珪素＝７０：３０〜９０：１０で熱膨張率−
０．１〜０．９×１０-6／℃、ヤング率１３０〜１４５
ＧＰａとなる欠陥のない磁器が得られた。
【００４１】
【表４】
【００４２】
【発明の効果】以上、詳述したとおり、本発明によれ
ば、窒化珪素とＬｉＡｌＳｉＯ4 の複合化により、熱膨
張率−０．１〜０．９×１０-6／℃、ヤング率１３０〜
１７５ＧＰａ、比重２．４〜２．７となる低熱膨張高剛
性セラミックスを得ることができる。また、炭化珪素と
ＬｉＡｌＳｉＯ4 の複合化により、熱膨張率−０．１〜
０．９×１０-6／℃、ヤング率１３０〜１４５ＧＰａ、
比重２．４〜２．５となる低熱膨張高剛性セラミックス
を得ることができる。
ば、窒化珪素とＬｉＡｌＳｉＯ4 の複合化により、熱膨
張率−０．１〜０．９×１０-6／℃、ヤング率１３０〜
１７５ＧＰａ、比重２．４〜２．７となる低熱膨張高剛
性セラミックスを得ることができる。また、炭化珪素と
ＬｉＡｌＳｉＯ4 の複合化により、熱膨張率−０．１〜
０．９×１０-6／℃、ヤング率１３０〜１４５ＧＰａ、
比重２．４〜２．５となる低熱膨張高剛性セラミックス
を得ることができる。
【００４３】この低熱膨張高剛性セラミックスを高微細
な回路を形成するためのウェハの支持または支持台を構
成する露光装置用部品、例えば、ステージ部品、真空チ
ャック、ミラーとして用いることにより温度変化に対し
て寸法安定性に優れ、変形・振動の影響が極めて少な
く、半導体素子製造の品質と量産性を高めることができ
る。
な回路を形成するためのウェハの支持または支持台を構
成する露光装置用部品、例えば、ステージ部品、真空チ
ャック、ミラーとして用いることにより温度変化に対し
て寸法安定性に優れ、変形・振動の影響が極めて少な
く、半導体素子製造の品質と量産性を高めることができ
る。
Claims (5)
- 【請求項１】ＬｉＡｌＳｉＯ4 と、Ｓｉ3 Ｎ4 又はＳｉ
Ｃと、ＭｇＯの３成分から成ることを特徴とする低熱膨
張高剛性セラミックス。 - 【請求項２】ＬｉＡｌＳｉＯ4 ６０〜９０体積％、Ｓｉ
3 Ｎ4 １０〜４０体積％を主成分とし、これらに対しＭ
ｇＯ１〜３体積％を含むことを特徴とする請求項１記載
の低熱膨張高剛性セラミックス。 - 【請求項３】熱膨張率−０．１〜０．９×１０-6／℃、
ヤング率１３０〜１７５ＧＰａ、比重２．４〜２．７で
あることを特徴とする請求項２記載の低熱膨張高剛性セ
ラミックス - 【請求項４】ＬｉＡｌＳｉＯ4 ７０〜９０体積％、Ｓｉ
Ｃ１０〜３０体積％を主成分とし、これらに対しＭｇＯ
１〜３体積％を含むことを特徴とする請求項１記載の低
熱膨張高剛性セラミックス。 - 【請求項５】熱膨張率−０．１〜１．０×１０-6／℃、
ヤング率１３０〜１４５ＧＰａ、比重２．４〜２．５で
あることを特徴とする請求項４記載の低熱膨張高剛性セ
ラミックス。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP09075899A JP4025455B2 (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 複合酸化物セラミックス |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09075899A JP4025455B2 (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 複合酸化物セラミックス |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000281454A true JP2000281454A (ja) | 2000-10-10 |
| JP4025455B2 JP4025455B2 (ja) | 2007-12-19 |
Family
ID=14007517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09075899A Expired - Fee Related JP4025455B2 (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 複合酸化物セラミックス |
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|---|---|
| JP (1) | JP4025455B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001172090A (ja) * | 1999-10-08 | 2001-06-26 | Toray Ind Inc | セラミックス |
| JP2002160972A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-06-04 | Hitachi Chem Co Ltd | 高剛性低熱膨張セラミックス及びその製造方法 |
| JP2002173365A (ja) * | 2000-12-06 | 2002-06-21 | Kyocera Corp | リチウムアルミノシリケート系セラミックス |
| JP2002226260A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-14 | Kyocera Corp | アルミノシリケート系焼結体及びこれを用いた応力緩和部材 |
| WO2004074939A1 (ja) * | 2003-02-21 | 2004-09-02 | Nihon Ceratec Co., Ltd. | 液晶パネル用露光装置及び露光装置 |
| WO2020013266A1 (ja) * | 2018-07-12 | 2020-01-16 | 京セラ株式会社 | 複合体 |
| CN118108487A (zh) * | 2023-12-08 | 2024-05-31 | 燕山大学 | 一种低热膨胀复合陶瓷刀具材料、其制备工艺及刀具 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN209525507U (zh) | 2018-12-26 | 2019-10-22 | 瑞声科技(新加坡)有限公司 | 一种镜头 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4940123B1 (ja) * | 1969-10-31 | 1974-10-31 | ||
| JPS55109279A (en) * | 1979-02-13 | 1980-08-22 | Asahi Glass Co Ltd | Manufacture of double density ceramic sintered body |
| JPS5692168A (en) * | 1979-12-26 | 1981-07-25 | Hitachi Ltd | Manufacture of high density silicon carbide sintered body |
| JPS62202813A (ja) * | 1986-02-27 | 1987-09-07 | Chichibu Cement Co Ltd | ジルコニア均一分散ムライト質微粉末の製造方法 |
| JPS6442366A (en) * | 1987-08-07 | 1989-02-14 | Toyota Motor Corp | Silicon nitride sintered body resistant to thermal shock |
| JPH03290352A (ja) * | 1990-04-05 | 1991-12-20 | Gifu Pref Gov | 高強度・低熱膨張セラミック及びその製造方法 |
| JPH09267236A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Kyocera Corp | 位置決め装置 |
| JPH1179830A (ja) * | 1997-08-29 | 1999-03-23 | Kyocera Corp | 低熱膨張セラミックスおよびその製造方法、並びに半導体製造用部品 |
| JP2000272984A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-10-03 | Nichias Corp | 低熱膨張性シリカ含浸セラミックス大平板及びその製造方法 |
-
1999
- 1999-03-31 JP JP09075899A patent/JP4025455B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2020013266A1 (ja) * | 2018-07-12 | 2020-01-16 | 京セラ株式会社 | 複合体 |
| KR20210016040A (ko) * | 2018-07-12 | 2021-02-10 | 교세라 가부시키가이샤 | 복합체 |
| CN112368431A (zh) * | 2018-07-12 | 2021-02-12 | 京瓷株式会社 | 复合体 |
| JP6999813B2 (ja) | 2018-07-12 | 2022-01-19 | 京セラ株式会社 | 複合体 |
| CN112368431B (zh) * | 2018-07-12 | 2022-09-16 | 京瓷株式会社 | 复合体 |
| KR102545364B1 (ko) | 2018-07-12 | 2023-06-20 | 교세라 가부시키가이샤 | 복합체 |
| CN118108487A (zh) * | 2023-12-08 | 2024-05-31 | 燕山大学 | 一种低热膨胀复合陶瓷刀具材料、其制备工艺及刀具 |
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