JP2006036585A - 液晶製造装置用セラミック部材 - Google Patents

Abstract

【課題】 軽量化が図れ、強度が高い液晶製造装置用セラミック部材を提供すること。また、その電気抵抗が十分に高いこと。
【解決手段】 液晶製造装置に配置される液晶製造装置用セラミック部材において、２０％〜４０％の気孔率の炭化珪素であり、気孔の平均径が０．１μｍ〜１μｍである液晶製造装置用セラミック部材。

【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶用基板を処理する液晶製造装置に使用される液晶製造装置用セラミック部材に関する。

液晶装置の製造工程においては、液晶用基材に微細なパターンを写すリソグラフィ装置、液晶用基材に加工を施すエッチング装置、或いは液晶用基材に成膜を行うＣＶＤ装置やスパッタリング装置などが使用されている。そして、これらの液晶製造装置として、例えばプラズマエッチング装置が知られ、その構成の概略を図１に示す。

図１において、エッチング処理室１は、エッチングガス供給口２および真空排気口３を有し、誘電体窓６の外部には、アンテナ４が設置されている。また、処理室１内には、被処理体となる液晶用基材７を支持する下部電極５が配置されている。なお、前記アンテナ４は第１の高周波電源８に接続し、下部電極５は第２の高周波電源９に接続している。液晶製造装置用部材は、主にエッチング処理室１の壁部材や下部電極部材として配置される。

このエッチング装置によるエッチングは、次のように行われる。すなわち、下部電極５面上に液晶用基材７を載置して、処理室１内を真空化した後、エッチングガス供給口２からエッチングガスを供給する。次いで、高周波電源８、９から、アンテナ４および下部電極５に、例えば周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電流を流すことにより、高密度のプラズマを発生させる。このプラズマによって、液晶用基材面に形成された膜のエッチングが行われる。

従来は、部材としてアルミニウムが多く使用されてきた。リソグラフィ装置のように低い反射率が要求される場合や、エッチング装置のように腐食性ガスに曝される場合は、表面にアルマイト処理を施すことで対応していた。特に腐食の激しい部位や高電気抵抗が要求される部位にはアルミナセラミックスも使用されるが、アルミニウムより重く靱性が小さい、熱伝導率が低いという点から、適用部位は限られていた。

近年、液晶用基板は大型化が進んでおり、したがって液晶製造装置用の部材もまた大型になっている。この為、アルミニウム部材はその自重によって引き起こされる変形量が無視できないものになってきた。特に、サセプタの変形は、処理される液晶用基材に大きな影響を与える為問題である。リソグラフィ装置では焦点深度の狂いによりパターン形成が不正確となり、エッチング装置では加工量が不均一に、ＣＶＤ装置やスパッタリング装置では成膜厚さが不均一になるといった現象が引き起こされる。これらは、液晶製品の歩留まりを下げる一因となり、好ましくない。

前述した、アルミナセラミックスはアルミニウムより高強度であるために適用範囲が広がってきているが、靱性が低いため設計上肉厚にせざるをえない。密度もアルミニウムより大きく、重量が大きくなってしまうために、自重による変形量は十分抑えられているとはいえない。

炭化珪素セラミックスは高強度を特徴とするセラミックスであるが、アルミナセラミックスと同様に靱性は低い。また、焼結助剤にボロン等を添加する必要がある。これらの不純物は被処理材の特性に影響を与えてしまうため、液晶製造用装置部材、特に直接液晶用基材に接するサセプタへの使用は適していない。

反応焼結法による炭化珪素セラミックスは、自焼結で必要となる焼結助剤を必要としないが、第２相にシリコンを含むためにその使用温度はシリコンの融点に制限される。また電気特性は半導体であるシリコンの影響を強く受け、絶縁性が必要な場合には適用できない。

本発明は、軽く、強度が高い液晶製造装置用セラミック部材を提供することにある。
また、本発明は、高抵抗の液晶製造装置用セラミック部材を提供することにある。

本発明は、液晶用基板を処理する液晶製造装置に配置される液晶製造装置用セラミック部材を、２０％〜４０％の気孔率を有する炭化珪素とすることを特徴とする液晶製造装置用セラミック部材である。

本発明によれば、液晶製造装置用セラミック部材として、２０％〜４０％の気孔率の炭化珪素とすることにより、軽量で高強度で、かつ変形量の少ない液晶製造装置用セラミック部材を得ることができる。

本発明における液晶製造装置用セラミック部材は、液晶製造装置の内部に配置される大型部材で、その変形が好ましくない部位に使用されるものである。液晶製造装置用セラミック部材は、２０％〜４０％の気孔率を持つ炭化珪素が望ましい。更に、０．１μｍ〜１μｍの平均気孔径（気孔の直径）が望ましい。このようにすれば、いっそう高強度で変形量の少ない液晶製造装置用セラミック部材とすることができる。この炭化珪素は反応焼結の後、シリコンを抜き取る方法で作製することが好ましい。このような方法で製造すると、焼結助剤に起因する不純物が存在せず、高純度で高抵抗な液晶製造装置用セラミック部材を得ることができる。

このように、気孔率の高い炭化珪素を使用すると軽くなり、大型の部品が多い液晶製造装置部材として優れている。気孔率が２０％以下の場合、重くなり、また、気孔率が４０％以上の場合、強度が低下することになる。更に、平均気孔径が０．１μｍ〜１μｍの微細気孔にすることにより、強度を高くすることができ、気孔径が０．１μｍ以下の場合、作製が困難であり、また、１μｍ以上の場合、強度が低下する恐れがある。

このように、２０％〜４０％の気孔率を持つ炭化珪素を部材とすることで、軽量と高強度を両立させることができ、重量等による変形を低く抑えることができる。特にサセプタは大型であり、自重による変形を抑えることで歩留まりの向上を得ることができる。

以下、液晶製造装置用セラミック部材の実施例を説明する。本発明による窒化珪素セラミックスと、比較例として反応焼結法による窒化珪素セラミックスおよびアルミナセラミックスを製造した。１０×１００×５００ｍｍに加工し、一方の端を固定して水平に保持したときの、自重による変形量を測定して比較を行った。

［実施例１］
実施例１の液晶製造装置用セラミック部材は、純度９９．９重量％、気孔率３０％、平均気孔径０．４μｍ％、曲げ強度８５０ＭＰａの炭化珪素基材を使用した。この炭化珪素基材は以下の手順で製造した。高純度炭化珪素粉と高純度炭素粉を有機系バインダーと共に混合し、１００ＭＰａでＣＩＰ成形した後、５００℃窒素雰囲気で脱脂を行った。脱脂体を１５００℃で高純度Ｓｉを脱脂体に含浸させる反応焼結法により高強度ＳｉＣを得た。ＳｉＣ焼結体は、弗硝酸につけて処理し、Ｓｉ相を除去することで多孔体とした。この反応焼結法で製造することにより、高純度・高抵抗とすることができる。

［比較例１］
比較例１の液晶製造装置用セラミック部材は、反応焼結法による窒化珪素基材とした。この炭化珪素基材は実施例１の部材と同様に製造し、Ｓｉ相除去を行わないことで製造した。

［比較例２］
比較例２の液晶製造装置用セラミック部材は、純度９９．９重量％、気孔率０．０１％以下、曲げ強度３５０ＭＰａのアルミナ基材とした。このアルミナ基材は以下の手順で製造した。高純度アルミナ粉を有機系バインダーと共に混合し、１００ＭＰａでＣＩＰ成形した後、８００℃大気雰囲気で脱脂及び仮焼を行った。仮焼体を１８００℃大気雰囲気で焼成し、アルミナ焼結体を得た。

［比較例３］
比較例３は、従来使用されているアルミニウムとした。

［比較］
実施例と比較例について、気孔率、見掛密度、曲げ強度、変形量のデータを表１に示す。実施例のセラミック部材は、各比較例に比べて気孔率が大きく、変形量は小さくなっており、しかも、見掛密度は小さく軽く、曲げ強度が大きくなっている。

本発明は、上記実施例に限定されるものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を採ることができる。また、その使用例も幅広い用途が挙げられる。

液晶製造装置の概略図

符号の説明

１・・・エッチング処理室
２・・・エッチングガス供給口
３・・・排出口
４・・・アンテナ
５・・・下部電極
６・・・誘電体窓
７・・・液晶用基材
８・・・第１の高周波電源
９・・・第２の高周波電源

Claims (3)

1. 液晶製造装置に配置される液晶製造装置用セラミック部材において、
   ２０％〜４０％の気孔率を有する炭化珪素であることを特徴とする液晶製造装置用セラミック部材。
   
2. 請求項１に記載の液晶製造装置用セラミック部材において、
   気孔の平均径が０．１μｍ〜１μｍであることを特徴とする液晶製造装置用セラミック部材。
   
3. 請求項１に記載の液晶製造装置用セラミック部材において、
   炭化珪素は、反応焼結法で作製された後、シリコン部分を抜き取ることで多孔質としたことを特徴とする液晶製造装置用セラミック部材。
   
   

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