特表 2022-526851 エッチング用途向けの制御された多孔質酸化イットリウム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-05-26

(54)【発明の名称】エッチング用途向けの制御された多孔質酸化イットリウム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20220519BHJP

   C04B 35/505 20060101ALI20220519BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 101C

H01L21/302 101G

C04B35/505

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021560433

(86)(22)【出願日】2020-04-04

(85)【翻訳文提出日】2021-12-03

(86)【国際出願番号】 US2020026763

(87)【国際公開番号】W WO2020206389

(87)【国際公開日】2020-10-08

(31)【優先権主張番号】62/829,720

(32)【優先日】2019-04-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】19189619.0

(32)【優先日】2019-08-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(31)【優先権主張番号】19169161.7

(32)【優先日】2019-04-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＪＡＶＡ

(71)【出願人】

【識別番号】521442051

【氏名又は名称】ヘレーウス コナミック ノース アメリカ エルエルシー

【氏名又は名称原語表記】Ｈｅｒａｅｕｓ Ｃｏｎａｍｉｃ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ ＬＬＣ

【住所又は居所原語表記】３０１ Ｎ． Ｒｏｏｓｅｖｅｌｔ Ａｖｅｎｕｅ， Ｃｈａｎｄｌｅｒ， ＡＺ ８５２２６， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】マシュー ジョセフ ダンロン

(72)【発明者】

【氏名】サウラヴ ビスタ

(72)【発明者】

【氏名】サウラブ ワグメア

(72)【発明者】

【氏名】チェイス デイヴィス

(72)【発明者】

【氏名】ミヒャエル ヴァイスマイアー

(72)【発明者】

【氏名】フェリックス フランツ

【テーマコード（参考）】

5F004

【Ｆターム（参考）】

5F004AA16

5F004BA03

5F004BA04

5F004BA20

5F004BB23

5F004BB28

5F004BB29

5F004BD04

5F004CA06

5F004DA01

5F004DA18

5F004DA26

(57)【要約】

４０ｐｐｍ以下の総不純物量と、４．９３ｇ／ｃｍ３以上の密度とを有する酸化イットリウム焼結体であって、少なくとも１つの細孔を含む少なくとも１つの表面を有し、直径５μｍを超える細孔を有さない、酸化イットリウム焼結体。酸化イットリウム焼結体の製造方法も開示される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

４０ｐｐｍ以下の総不純物量と、４．９３ｇ／ｃｍ^３以上の密度とを有する酸化イットリウム焼結体であって、
少なくとも１つの細孔を含む少なくとも１つの表面を有し、
直径５μｍを超える細孔を有さない、前記酸化イットリウム焼結体。

【請求項2】

前記密度が４．９６ｇ／ｃｍ^３以下である、請求項１に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項3】

前記密度が４．９８ｇ／ｃｍ^３以上である、請求項１または２に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項4】

前記密度が５．０１ｇ／ｃｍ^３以上である、請求項１、２、及び３のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項5】

直径４μｍを超える細孔を有さない、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項6】

直径３μｍを超える細孔を有さない、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項7】

直径２μｍを超える細孔を有さない、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項8】

直径１μｍを超える細孔を有さない、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項9】

前記総不純物量が３５ｐｐｍ以下である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項10】

前記総不純物量が３０ｐｐｍ以下である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項11】

前記総不純物量が２５ｐｐｍ以下である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項12】

前記総不純物量が２０ｐｐｍ以下である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項13】

前記総不純物量が１５ｐｐｍ以下である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項14】

前記総不純物量が１０ｐｐｍ以下である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項15】

前記総不純物量が６ｐｐｍ以下である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項16】

前記少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスにおいて、約３７５，０００μｍ^３未満のエッチング量を示し、
前記プロセスは、第１の工程と第２の工程とを有し、前記第１の工程が、１５００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有し、
前記第１の工程と前記第２の工程とは、前記第１の工程におけるＣＦ_４への曝露時間が２４時間になるまで連続して繰り返される、
先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項17】

約３２５，０００μｍ^３未満のエッチング量を示す、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項18】

約２７５，０００μｍ^３未満のエッチング量を示す、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項19】

前記少なくとも１つの表面上の全ての細孔の９５％以上で１．５０μｍの最大細孔径を有する細孔径分布を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項20】

前記少なくとも１つの表面上の全ての細孔の９７％以上で１．７５μｍの最大細孔径を有する細孔径分布を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項21】

前記少なくとも１つの表面上の全ての細孔の９９％以上で２．００μｍの最大細孔径を有する細孔径分布を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項22】

前記少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスにおいて、１．０ｎｍ／分未満のエッチング速度を示し、
前記プロセスは、第１の工程と第２の工程とを有し、前記第１の工程が、１５００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有し、
前記第１の工程と前記第２の工程とは、前記第１の工程におけるＣＦ_４への曝露時間が２４時間になるまで連続して繰り返される、
先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項23】

前記エッチング速度が０．９ｎｍ／分である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項24】

前記エッチング速度が０．８ｎｍ／分である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項25】

エッチングされていない領域において、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．３．２により決定される２５０×１０^－５未満の展開面積Ｓｄｒを示す、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項26】

前記エッチングされていない領域における前記展開面積が２２５×１０^－５未満である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項27】

前記エッチングされていない領域における前記展開面積が２００×１０^－５未満である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項28】

前記少なくとも１つの表面の６ｍｍ×６ｍｍ×２ｍｍの領域が、９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量、３０ｓｃｃｍの酸素流量、及び２０ｓｃｃｍのアルゴン流量による１０ミリトールの圧力、並びに６００ボルトのバイアス、並びに２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を２４時間受けるプロセスにおいて、エッチングされた領域が、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．３．２により決定される２００×１０^－５未満の展開面積を示す、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項29】

前記エッチングされた領域の前記展開面積が１７５×１０^－５未満である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項30】

前記エッチングされた領域の前記展開面積が１５０×１０^－５未満である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項31】

前記少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスにおいて、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．１．７により決定される３０ｎｍ未満の算術平均粗さＳａを示し、
前記プロセスは、第１の工程と第２の工程とを有し、前記第１の工程が、３００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有し、
前記第１の工程と前記第２の工程とは、６時間の総エッチング時間連続して繰り返される、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項32】

前記Ｓａが２０ｎｍ未満である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項33】

前記Ｓａが１５ｎｍ未満である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項34】

前記少なくとも１つの表面は、その０．１５％未満が細孔で占められている領域を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項35】

前記少なくとも１つの表面は、その０．１０％未満が細孔で占められている領域を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項36】

ＳＦ_６エッチングプロセス後に０．２７～０．２８μｍの段差変化を示す、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項37】

０．１μｍ～２５μｍの粒度ｄ５０を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項38】

０．５μｍ～１５μｍの粒度ｄ５０を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項39】

０．５μｍ～１０μｍの粒度ｄ５０を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項40】

１００ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項41】

１００ｍｍ～４０６ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項42】

２００ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項43】

３５０ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項44】

５００ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項45】

５５０ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項46】

前記密度が少なくとも１つの寸法に沿って３％を超えて変化しない、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項47】

前記密度が少なくとも１つの寸法に沿って２％を超えて変化しない、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項48】

前記密度が少なくとも１つの寸法に沿って１％を超えて変化しない、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項49】

ａ．焼結装置のツールセットによって規定される容積内に酸化イットリウム粉末を配置する工程と、
ｂ．前記容積内に真空条件または不活性環境を形成する工程と、
ｃ．１２００～１６００℃の焼結温度に加熱しながら前記酸化イットリウム粉末に１０ＭＰａ～６０ＭＰａの圧力を加え、焼結を行って酸化イットリウム焼結体を形成する工程と、
ｄ．前記酸化イットリウム焼結体の温度を下げる工程と、
を含む酸化イットリウム焼結体の製造方法であって、
工程ａ）の前記酸化イットリウム粉末が１０ｍ^２／ｇ以下の表面積を有し、
前記酸化イットリウム焼結体が、４０ｐｐｍ以下の総不純物量と、４．９３ｇ／ｃｍ^３以上の密度と、少なくとも１つの細孔を含む少なくとも１つの表面とを含み、
直径５μｍを超える細孔を有さない、前記方法。

【請求項50】

ｅ．前記酸化イットリウム焼結体の温度を上げるために熱を加えてアニール処理温度に到達させてアニール処理することにより、前記酸化イットリウム焼結体をアニール処理する工程と、
ｆ．前記酸化イットリウム焼結体に加えられた前記熱源を除去することにより、前記アニール処理された酸化イットリウム焼結体の温度を周囲温度まで下げる工程と、
ｇ．任意選択的に、前記アニール処理された酸化イットリウム焼結体を機械加工して、酸化イットリウム焼結体構成要素を形成する工程と、
をさらに含み、
前記構成要素が、誘電体ウインドウまたはＲＦウインドウ、フォーカスリング、ノズルまたはガスインジェクター、シャワーヘッド、ガス分配プレート、エッチングチャンバーライナー、プラズマ源アダプター、ガス注入口アダプター、ディフューザー、電子ウエハーチャック、チャック、パック、混合マニホールド、イオンサプレッサー要素、フェイスプレート、アイソレーター、スペーサー、及び保護リングからなる群から選択される、請求項４９に記載の方法。

【請求項51】

前記酸化イットリウム粉末が工程ａ）の前にか焼される、請求項４９～５０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項52】

加熱中の前記酸化イットリウムに加えられる圧力が１０ＭＰａ～４０ＭＰａである、請求項４９～５１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項53】

加熱中の前記酸化イットリウムに加えられる圧力が２０ＭＰａ～４０ＭＰａである、請求項４９～５２のいずれか１項に記載の方法。

【請求項54】

前記酸化イットリウム粉末が１．５～７．０ｍ^２／ｇの表面積を有する、請求項４９～５３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項55】

前記酸化イットリウム粉末が２．０～４．０ｍ^２／ｇの表面積を有する、請求項４９～５４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項56】

前記酸化イットリウム粉末の純度が９９．９９８％よりも高い、請求項４９～５５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項57】

前記酸化イットリウム粉末の純度が９９．９９９％よりも高い、請求項４９～５６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項58】

前記酸化イットリウム焼結体が９９．９９～９９．９９９％の純度を有する、請求項４９～５７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項59】

前記酸化イットリウム焼結体が９９．９９９～９９．９９９６％の純度を有する、請求項４９～５８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項60】

前記焼結が１分～１２０分の時間行われる、請求項４９～５９のいずれか１項に記載の方法。

【請求項61】

前記焼結が２分～６０分の時間行われる、請求項４９～６０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項62】

前記酸化イットリウム焼結体が４．９６ｇ／ｃｍ^３以上の密度を有する、請求項４９～６１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項63】

前記酸化イットリウム焼結体が４．９８ｇ／ｃｍ^３以上の密度を有する、請求項４９～６２のいずれか１項に記載の方法。

【請求項64】

前記酸化イットリウム焼結体が５．０１ｇ／ｃｍ^３以上の密度を有する、請求項４９～６３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項65】

前記少なくとも１つの表面上に直径４μｍを超える細孔が存在しない、請求項４９～６４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項66】

前記少なくとも１つの表面上に直径３μｍを超える細孔が存在しない、請求項４９～６５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項67】

前記少なくとも１つの表面上に直径２μｍを超える細孔が存在しない、請求項４９～６６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項68】

前記少なくとも１つの表面上に直径１μｍを超える細孔が存在しない、請求項４９～６７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項69】

前記酸化イットリウム焼結体の前記総不純物量が３５ｐｐｍ以下である、請求項４９～６８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項70】

前記酸化イットリウム焼結体の前記総不純物量が３０ｐｐｍ以下である、請求項４９～６９のいずれか１項に記載の方法。

【請求項71】

前記酸化イットリウム焼結体の前記総不純物量が２５ｐｐｍ以下である、請求項４９～７０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項72】

前記酸化イットリウム焼結体の前記総不純物量が２０ｐｐｍ以下である、請求項４９～７１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項73】

前記酸化イットリウム焼結体の前記総不純物量が１５ｐｐｍ以下である、請求項４９～７２のいずれか１項に記載の方法。

【請求項74】

前記酸化イットリウム焼結体の前記総不純物量が１０ｐｐｍ以下である、請求項４９～７３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項75】

前記酸化イットリウム焼結体の前記総不純物量が６ｐｐｍ以下である、請求項４９～７４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項76】

前記少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスにおいて、前記酸化イットリウム焼結体が約３７５，０００μｍ^３未満のエッチング量を示し、
前記プロセスは、第１の工程と第２の工程とを有し、前記第１の工程が、１５００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有し、
前記第１の工程と前記第２の工程とは、前記第１の工程におけるＣＦ_４への曝露時間が２４時間になるまで連続して繰り返される、
請求項４９～７５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項77】

前記酸化イットリウム焼結体が約３２５，０００μｍ^３未満のエッチング量を示す、請求項４９～７６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項78】

前記酸化イットリウム焼結体が約２７５，０００μｍ^３未満のエッチング量を示す、請求項４９～７７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項79】

前記酸化イットリウム焼結体が、前記少なくとも１つの表面上の全ての細孔の９５％以上で１．５０μｍの最大細孔径を有する細孔径分布を有する、請求項４９～７８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項80】

前記酸化イットリウム焼結体が、前記少なくとも１つの表面上の全ての細孔の９７％以上で１．７５μｍの最大細孔径を有する細孔径分布を有する、請求項４９～７９のいずれか１項に記載の方法。

【請求項81】

前記酸化イットリウム焼結体が、前記少なくとも１つの表面上の全ての細孔の９９％以上で２．００μｍの最大細孔径を有する細孔径分布を有する、請求項４９～８０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項82】

前記少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスにおいて、前記酸化イットリウム焼結体が１．０ｎｍ／分未満のエッチング速度を示し、
前記プロセスは、第１の工程と第２の工程とを有し、前記第１の工程が、１５００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有し、
前記第１の工程と前記第２の工程とは、前記第１の工程におけるＣＦ_４への曝露時間が２４時間になるまで連続して繰り返される、
請求項４９～８１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項83】

前記エッチング速度が０．９ｎｍ／分未満である、請求項４９～８２のいずれか１項に記載の方法。

【請求項84】

前記エッチング速度が０．８ｎｍ／分未満である、請求項４９～８３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項85】

エッチングされていない領域において、前記酸化イットリウム焼結体がＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．３．２により決定される２５０×１０^－５未満の展開面積Ｓｄｒを示す、請求項４９～８４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項86】

前記エッチングされていない領域における前記展開面積が２２５×１０^－５未満である、請求項４９～８５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項87】

前記エッチングされていない領域における前記展開面積が２００×１０^－５未満である、請求項４９～８６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項88】

前記少なくとも１つの表面の６ｍｍ×６ｍｍ×２ｍｍの領域が、９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量、３０ｓｃｃｍの酸素流量、及び２０ｓｃｃｍのアルゴン流量による１０ミリトールの圧力、並びに６００ボルトのバイアス、並びに２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスにおいて、前記酸化イットリウム焼結体が、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．３．２により決定される２００×１０^－５未満の展開面積を示す、請求項４９～８７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項89】

前記エッチングされた領域の前記展開面積が１７５×１０^－５未満である、請求項４９～８８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項90】

前記エッチングされた領域の前記展開面積が１５０×１０^－５未満である、請求項４９～８９のいずれか１項に記載の方法。

【請求項91】

前記少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスであって、第１の工程と第２の工程とを有し、前記第１の工程が、３００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有し、６時間の総エッチング時間、工程１と工程２が連続して繰り返される前記プロセスにおいて、前記酸化イットリウム焼結体が、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．１．７により決定される３０ｎｍ未満の算術平均粗さＳａを示す、請求項４９～９０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項92】

前記Ｓａが２０未満である、請求項４９～９１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項93】

前記Ｓａが１５未満である、請求項４９～９２のいずれか１項に記載の方法。

【請求項94】

前記少なくとも１つの表面は、その０．１５％未満が細孔で占められている領域を有する、請求項４９～９３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項95】

前記少なくとも１つの表面は、その０．１０％未満が細孔で占められている領域を有する、請求項４９～９４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項96】

前記酸化イットリウム焼結体が０．１μｍ～２５μｍの粒度ｄ５０を有する、請求項４９～９５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項97】

前記酸化イットリウム焼結体が０．５μｍ～１５μｍの粒度ｄ５０を有する、請求項４９～９６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項98】

前記酸化イットリウム焼結体が０．５μｍ～１０μｍの粒度ｄ５０を有する、請求項４９～９７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項99】

前記酸化イットリウム焼結体が１００ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項４９～９８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項100】

前記酸化イットリウム焼結体が１００ｍｍ～４０６ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項４９～９９のいずれか１項に記載の方法。

【請求項101】

前記酸化イットリウム焼結体が２００ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項４９～１００のいずれか１項に記載の方法。

【請求項102】

前記酸化イットリウム焼結体が３５０ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項４９～１０１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項103】

前記酸化イットリウム焼結体が５００ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項４９～１０２のいずれか１項に記載の方法。

【請求項104】

前記酸化イットリウム焼結体が５５０ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項４９～１０３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項105】

前記密度が少なくとも１つの寸法に沿って３％を超えて変化しない、請求項４９～１０４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項106】

前記密度が少なくとも１つの寸法に沿って２％を超えて変化しない、請求項４９～１０５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項107】

前記密度が少なくとも１つの寸法に沿って１％を超えて変化しない、請求項４９～１０６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項108】

前記酸化イットリウム焼結体が、ＳＦ_６エッチングプロセス後に０．２７～０．２８μｍの段差変化を示す、請求項４９～１０７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項109】

ａ．焼結装置のツールセットによって規定される容積内に酸化イットリウム粉末を配置する工程と、
ｂ．前記容積内に真空条件または不活性環境を形成する工程と、
ｃ．１２００～１６００℃の焼結温度に加熱しながら前記酸化イットリウム粉末に１０ＭＰａ～６０ＭＰａの圧力を加え、焼結を行って酸化イットリウム焼結体を形成する工程と、
ｄ．前記酸化イットリウム焼結体の温度を下げる工程と、
を含む酸化イットリウム焼結体の製造方法であって、
工程ａ）の前記酸化イットリウム粉末が１０ｍ^２／ｇ以下の表面積を有し、
前記酸化イットリウム焼結体が、４０ｐｐｍ以下の総不純物量と、４．９３ｇ／ｃｍ^３以上の密度と、少なくとも１つの細孔を含む少なくとも１つの表面とを含み、
直径５μｍを超える細孔を有さない前記方法によって製造される、酸化イットリウム焼結体。

【請求項110】

前記方法が、
ｅ．前記酸化イットリウム焼結体の温度を上げるために熱を加えてアニール処理温度に到達させてアニール処理することにより、前記酸化イットリウム焼結体をアニール処理する工程と、
ｆ．前記アニール処理された酸化イットリウム焼結体の温度を下げる工程と、
ｇ．前記アニール処理された酸化イットリウム焼結体を機械加工して、酸化イットリウム焼結体構成要素を形成する工程と、
をさらに含み、
前記構成要素が、誘電体ウインドウまたはＲＦウインドウ、フォーカスリング、ノズルまたはガスインジェクター、シャワーヘッド、ガス分配プレート、エッチングチャンバーライナー、プラズマ源アダプター、ガス注入口アダプター、ディフューザー、電子ウエハーチャック、チャック、パック、混合マニホールド、イオンサプレッサー要素、フェイスプレート、アイソレーター、スペーサー、及び保護リングからなる群から選択される、請求項１０９に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項111】

前記密度が４．９６ｇ／ｃｍ^３以上である、請求項１０９～１１０のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項112】

前記密度が４．９８ｇ／ｃｍ^３以上である、請求項１０９～１１１のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項113】

前記密度が５．０１ｇ／ｃｍ^３以上である、請求項１０９～１１２のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項114】

直径４μｍを超える細孔が存在しない、請求項１０９～１１３のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項115】

直径３μｍを超える細孔が存在しない、請求項１０９～１１４のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項116】

直径２μｍを超える細孔が存在しない、請求項１０９～１１５のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項117】

直径１μｍを超える細孔が存在しない、請求項１０９～１１６のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項118】

前記不純物量が３５ｐｐｍ以下である、請求項１０９～１１７のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項119】

前記不純物量が３０ｐｐｍ以下である、請求項１０９～１１８のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項120】

前記不純物量が２５ｐｐｍ以下である、請求項１０９～１１９のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項121】

前記不純物量が２０ｐｐｍ以下である、請求項１０９～１２０のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項122】

前記不純物量が１５ｐｐｍ以下である、請求項１０９～１２１のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項123】

前記不純物量が１０ｐｐｍ以下である、請求項１０９～１２２のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項124】

前記不純物量が６ｐｐｍ以下である、請求項１０９～１２３のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項125】

前記少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスにおいて、約３７５，０００μｍ^３未満のエッチング量を示し、
前記プロセスは、第１の工程と第２の工程とを有し、前記第１の工程が、１５００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有し、
前記第１の工程と前記第２の工程とは、前記第１の工程におけるＣＦ_４への曝露時間が２４時間になるまで連続して繰り返される、
請求項１０９～１２４のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項126】

約３２５，０００μｍ^３未満のエッチング量を示す、請求項１０９～１２５のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項127】

約２７５，０００μｍ^３未満のエッチング量を示す、請求項１０９～１２６のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項128】

前記少なくとも１つの表面上の全ての細孔の９５％以上で１．５０μｍの最大細孔径を有する細孔径分布を有する、請求項１０９～１２７のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項129】

前記少なくとも１つの表面上の全ての細孔の９７％以上で１．７５μｍの最大細孔径を有する細孔径分布を有する、請求項１０９～１２８のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項130】

前記少なくとも１つの表面上の全ての細孔の９９％以上で２．００μｍの最大細孔径を有する細孔径分布を有する、請求項１０９～１２９のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項131】

前記少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスにおいて、１．０ｎｍ／分未満のエッチング速度を示し、
前記プロセスは、第１の工程と第２の工程とを有し、前記第１の工程が、１５００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有し、
前記第１の工程と前記第２の工程とは、前記第１の工程におけるＣＦ_４への曝露時間が２４時間になるまで連続して繰り返される、
請求項１０９～１３０のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項132】

前記エッチング速度が０．９ｎｍ／分である、請求項１０９～１３１のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項133】

前記エッチング速度が０．８ｎｍ／分である、請求項１０９～１３２のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項134】

エッチングされていない領域において、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．３．２により決定される２５０×１０^－５未満の展開面積Ｓｄｒを示す、請求項１０９～１３３のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項135】

前記エッチングされていない領域における前記展開面積が２２５×１０^－５未満である、請求項１０９～１３４のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項136】

前記エッチングされていない領域における前記展開面積が２００×１０^－５未満である、請求項１０９～１３５のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項137】

前記少なくとも１つの表面の６ｍｍ×６ｍｍ×２ｍｍの領域が、９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量、３０ｓｃｃｍの酸素流量、及び２０ｓｃｃｍのアルゴン流量による１０ミリトールの圧力、並びに６００ボルトのバイアス、並びに２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスにおいて、エッチングされた領域が、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．３．２により決定される２００×１０^－５未満の展開面積を示す、請求項１０９～１３６のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項138】

前記エッチングされた領域の前記展開面積が１７５×１０^－５未満である、請求項１０９～１３７のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項139】

前記エッチングされた領域の前記展開面積が１５０×１０^－５未満である、請求項１０９～１３８のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項140】

前記少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスにおいて、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．１．７により決定される３０ｎｍ未満の算術平均粗さＳａを示し、
前記プロセスは、第１の工程と第２の工程とを有し、前記第１の工程が、３００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有し、
前記第１の工程と前記第２の工程とは、６時間の総エッチング時間連続して繰り返される、請求項１０９～１３９のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項141】

前記Ｓａが２０ｎｍ未満である、請求項１０９～１４０のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項142】

前記Ｓａが１５ｎｍ未満である、請求項１０９～１４１のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項143】

前記少なくとも１つの表面は、その０．１５％未満が細孔で占められている領域を有する、請求項１０９～１４２のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項144】

前記少なくとも１つの表面は、その０．１０％未満が細孔で占められている領域を有する、請求項１０９～１４３のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項145】

ＳＦ_６エッチングプロセス後に０．２７～０．２８μｍの段差変化を示す、請求項１０９～１４４のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項146】

０．１μｍ～２５μｍの粒度ｄ５０を有する、請求項１０９～１４５のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項147】

０．５μｍ～１５μｍの粒度ｄ５０を有する、請求項１０９～１４６のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項148】

０．５μｍ～１０μｍの粒度ｄ５０を有する、請求項１０９～１４７のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項149】

１００ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項１０９～１４８のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項150】

１００ｍｍ～４０６ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項１０９～１４９のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項151】

２００ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項１０９～１５０のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項152】

３５０ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項１０９～１５１のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項153】

５００ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項１０９～１５２のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項154】

５５０ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項１０９～１５３のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項155】

前記密度が少なくとも１つの寸法に沿って３％を超えて変化しない、請求項１０９～１５４のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項156】

前記密度が少なくとも１つの寸法に沿って２％を超えて変化しない、請求項１０９～１５５のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【請求項157】

前記密度が少なくとも１つの寸法に沿って１％を超えて変化しない、請求項１０９～１５６のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、プラズマエッチングチャンバー内の構成要素として使用される場合に極めて優れた耐エッチング性に変換される特徴を有する、高純度且つ高密度の酸化イットリウム焼結体に関する。さらに、本開示は、酸化イットリウム焼結体の製造方法を提供する。

【背景技術】

【0002】

半導体材料処理の分野では、基板上の材料のエッチング及び化学蒸着（ＣＶＤ）のために真空プロセスチャンバーが使用される。プロセスガスがプロセスチャンバーに導入され、それと同時にラジオ周波数（ＲＦ）場がプロセスガスに印加されることで、プロセスガスのプラズマが生成する。

【0003】

半導体基板の処理中、基板は、典型的には、例えば、ＵＳ５，２６２，０２９及びＵＳ５，８３８，５２９に開示されているように、基板ホルダーによって真空チャンバー内に支持される。プロセスガスは、様々なガス供給システムによってチャンバーに供給することができる。半導体基板の処理に使用されるその他の装置としては、構成要素の中でも特に、ウインドウ、ノズル、シャワーヘッド、（エッチング）チャンバーライナー、ミキシングマニホールド、ウエハーサポート、電子ウエハーチャック、及び様々なリング（フォーカスリングや保護リングなど）が挙げられる。

【0004】

このようなプロセスでは、プラズマは、典型的にはチャンバー壁及び基板上の材料を除去するために使用される。プラズマエッチング条件は、プラズマにさらされるプロセスチャンバーの表面に大きいイオン衝撃を与える。このイオン衝撃は、プラズマ化学種及び／またはエッチング副生成物と組み合わされて、プロセスチャンバーのプラズマ曝露表面の著しい表面粗面化、侵食、腐食、及び腐食－侵食をもたらす可能性がある。その結果、表面材料は物理的及び／または化学的な攻撃によって除去される。この攻撃は、工具のダウンタイムの延長をもたらす短いパーツ寿命、消耗品のコストの増加、粒子汚染、ウエハー上の遷移金属による汚染、及びプロセス揺らぎなどの問題を引き起こす。

【0005】

さらに、プラズマプロセスチャンバーは、処理されるウエハー上にプラズマをとどめるディスク、リング、及びシリンダーなどのパーツを含むように設計されてきた。しかしながら、プラズマプロセスチャンバー内で使用されるこれらのパーツは、プラズマによって継続的に攻撃され、結果として浸食されたり、汚染物質やポリマーの堆積物が蓄積したりする。

【0006】

そのような反応器におけるプラズマ環境のこの侵食性及び腐食性の性質のため、粒子及び／または金属による汚染を最小限に抑えることが求められている。したがって、消耗品及びその他のパーツを含むそのような装置の構成要素は、適切に高い耐侵食性及び耐腐食性を有することが望まれる。そのようなパーツは、プラズマ環境における耐腐食性及び耐侵食性を付与する材料から形成されており、例えば、Ｕ．Ｓ．５，７９８，０１６、Ｕ．Ｓ．５，９１１，８５２、Ｕ．Ｓ．６，１２３，７９１、及びＵ．Ｓ．６，３５２，６１１に記載されている。

【0007】

酸化イットリウムは、アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、及びジルコニアなどの他の一般的なセラミック材料と比較して、ハロゲンベースの腐食性ガス及びそのようなガスのプラズマに対して著しく高い耐性を示すことが知られている。そのため、酸化イットリウムは、プラズマ処理を伴う半導体製造装置における耐腐食性の構成要素の層として広く利用されている。

【0008】

しかし、酸化イットリウムの使用には欠点が存在する。酸化イットリウムは、これらの耐プラズマ性用途における構造材料としての酸化イットリウムの開発を妨げる低い焼結強度などの持続的な問題を抱えている。低い焼結強度は、構成要素の寸法の増加に伴う破損に起因して、大きなパーツを製造する際の制限因子になる可能性もある。したがって、酸化イットリウムは、金属材料から形成されたベース材料、またはアルミナなどの酸化イットリウムよりも安価かつ強度が高い他の材料製のセラミック材料から形成されたベース材料に、酸化イットリウムを噴霧することによって構成要素が製造される一部の場合においては、耐腐食性部材コーティングとして使用することができる。

【0009】

しかしながら、酸化イットリウム素材は、イットリアコーティング内の大きい空隙率や、イットリアとベース層との間の低い接着強度など、プラズマエッチングプロセスにおける多くの欠点を依然として抱えている。コーティング中の空隙の存在は、構成要素の耐腐食性と耐浸食性に悪影響を及ぼすことになる。さらに、酸化イットリウムは従来の方法を用いて焼結することは困難である。そのため、プラズマエッチングチャンバーにおいて使用するための、そのような欠点を有さない酸化イットリウム素材が必要とされている。

【0010】

発明の概要
これら及びその他の要求は、本明細書に開示される様々な実施形態、態様、及び構成によって対処される。

【0011】

／１／ ４０ｐｐｍ以下の総不純物量と、４．９３ｇ／ｃｍ^３以上の密度とを有する酸化イットリウム焼結体であって、少なくとも１つの細孔を含む少なくとも１つの表面を有し、直径５μｍを超える細孔を有さない、前記酸化イットリウム焼結体。

【0012】

／２／ 前記密度が４．９６ｇ／ｃｍ^３以下である、請求項１に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0013】

／３／ 前記密度が４．９８ｇ／ｃｍ^３以上である、請求項１または２に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0014】

／４／ 前記密度が５．０１ｇ／ｃｍ^３以上である、請求項１、２、及び３のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0015】

／５／ 直径４μｍを超える細孔を有さない、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0016】

／６／ 直径３μｍを超える細孔を有さない、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0017】

／７／ 直径２μｍを超える細孔を有さない、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0018】

／８／ 直径１μｍを超える細孔を有さない、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0019】

／９／ 前記総不純物量が３５ｐｐｍ以下である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0020】

／１０／ 前記総不純物量が３０ｐｐｍ以下である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0021】

／１１／ 前記総不純物量が２５ｐｐｍ以下である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0022】

／１２／ 前記総不純物量が２０ｐｐｍ以下である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0023】

／１３／ 前記総不純物量が１５ｐｐｍ以下である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0024】

／１４／ 前記総不純物量が１０ｐｐｍ以下である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0025】

／１５／ 前記総不純物量が６ｐｐｍ以下である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0026】

／１６／ 前記少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスにおいて、約３７５，０００μｍ^３未満のエッチング量を示し、前記プロセスは、第１の工程と第２の工程とを有し、前記第１の工程が、１５００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第１と前記第２の工程とは、前記第１の工程におけるＣＦ_４への曝露時間が２４時間になるまで連続して繰り返される、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0027】

／１７／ 約３２５，０００μｍ^３未満のエッチング量を示す、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0028】

／１８／ 約２７５，０００μｍ^３未満のエッチング量を示す、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0029】

／１９／ 前記少なくとも１つの表面上の全ての細孔の９５％以上で１．５０μｍの最大細孔径を有する細孔径分布を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0030】

／２０／ 前記少なくとも１つの表面上の全ての細孔の９７％以上で１．７５μｍの最大細孔径を有する細孔径分布を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0031】

／２１／ 前記少なくとも１つの表面上の全ての細孔の９９％以上で２．００μｍの最大細孔径を有する細孔径分布を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0032】

／２２／ 前記少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスにおいて、１．０ｎｍ／分未満のエッチング速度を示し、前記プロセスは、第１の工程と第２の工程とを有し、前記第１の工程が、１５００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第１の工程と前記第２の工程とは、前記第１の工程におけるＣＦ_４への曝露時間が２４時間になるまで連続して繰り返される、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0033】

／２３／ 前記エッチング速度が０．９ｎｍ／分である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0034】

／２４／ 前記エッチング速度が０．８ｎｍ／分である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0035】

／２５／ エッチングされていない領域において、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．３．２により決定される２５０×１０^－５未満の展開面積Ｓｄｒを示す、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0036】

／２６／ 前記エッチングされていない領域における前記展開面積が２２５×１０^－５未満である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0037】

／２７／ 前記エッチングされていない領域における前記展開面積が２００×１０^－５未満である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0038】

／２８／ 前記少なくとも１つの表面の６ｍｍ×６ｍｍ×２ｍｍの領域が、９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量、３０ｓｃｃｍの酸素流量、及び２０ｓｃｃｍのアルゴン流量による１０ミリトールの圧力、並びに６００ボルトのバイアス、並びに２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスにおいて、エッチングされた領域が、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．３．２により決定される２００×１０^－５未満の展開面積を示す、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0039】

／２９／ 前記エッチングされた領域の前記展開面積が１７５×１０^－５未満である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0040】

／３０／ 前記エッチングされた領域の前記展開面積が１５０×１０^－５未満である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0041】

／３１／ 前記少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスにおいて、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．１．７により決定される３０ｎｍ未満の算術平均粗さＳａを示し、前記プロセスは、第１の工程と第２の工程とを有し、前記第１の工程が、３００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第１の工程と前記第２の工程とは、６時間の総エッチング時間連続して繰り返される、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0042】

／３２／ 前記Ｓａが２０ｎｍ未満である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0043】

／３３／ 前記Ｓａが１５ｎｍ未満である、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0044】

／３４／ 前記少なくとも１つの表面は、その０．１５％未満が細孔で占められている領域を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0045】

／３５／ 前記少なくとも１つの表面は、その０．１０％未満が細孔で占められている領域を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0046】

／３６／ ＳＦ_６エッチングプロセス後に０．２７～０．２８μｍの段差変化を示す、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0047】

／３７／ ０．１μｍ～２５μｍの粒度ｄ５０を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0048】

／３８／ ０．５μｍ～１５μｍの粒度ｄ５０を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0049】

／３９／ ０．５μｍ～１０μｍの粒度ｄ５０を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0050】

／４０／ １００ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0051】

／４１／ １００ｍｍ～４０６ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0052】

／４２／ ２００ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0053】

／４３／ ３５０ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0054】

／４４／ ５００ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0055】

／４５／ ５５０ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0056】

／４６／ 前記密度が少なくとも１つの寸法に沿って３％を超えて変化しない、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0057】

／４７／ 前記密度が少なくとも１つの寸法に沿って２％を超えて変化しない、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0058】

／４８／ 前記密度が少なくとも１つの寸法に沿って１％を超えて変化しない、先行請求項のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0059】

／４９／ 焼結装置のツールセットによって規定される容積内に酸化イットリウム粉末を配置する工程と、前記容積内に真空条件または不活性環境を形成する工程と、１２００～１６００℃の焼結温度に加熱しながら前記酸化イットリウム粉末に１０ＭＰａ～６０ＭＰａの圧力を加え、焼結を行って酸化イットリウム焼結体を形成する工程と、前記酸化イットリウム焼結体の温度を下げる工程と、を含む酸化イットリウム焼結体の製造方法であって、工程ａ）の前記酸化イットリウム粉末が１０ｍ^２／ｇ以下の表面積を有し、前記酸化イットリウム焼結体が、４０ｐｐｍ以下の総不純物量と、４．９３ｇ／ｃｍ^３以上の密度と、少なくとも１つの細孔を含む少なくとも１つの表面とを含み、直径５μｍを超える細孔を有さない、前記方法。

【0060】

／５０／ 前記酸化イットリウム焼結体の温度を上げるために熱を加えてアニール処理温度に到達させてアニール処理することにより、前記酸化イットリウム焼結体をアニール処理する工程と、前記酸化イットリウム焼結体に加えられた前記熱源を除去することにより、前記アニール処理された酸化イットリウム焼結体の温度を周囲温度まで下げる工程と、任意選択的に、前記アニール処理された酸化イットリウム焼結体を機械加工して、酸化イットリウム焼結体構成要素を形成する工程と、をさらに含み、前記構成要素が、誘電体ウインドウまたはＲＦウインドウ、フォーカスリング、ノズルまたはガスインジェクター、シャワーヘッド、ガス分配プレート、エッチングチャンバーライナー、プラズマ源アダプター、ガス注入口アダプター、ディフューザー、電子ウエハーチャック、チャック、パック、混合マニホールド、イオンサプレッサー要素、フェイスプレート、アイソレーター、スペーサー、及び保護リングからなる群から選択される、請求項４９に記載の方法。

【0061】

／５１／ 前記酸化イットリウム粉末が工程ａ）の前にか焼される、請求項４９～５０のいずれか１項に記載の方法。

【0062】

／５２／ 加熱中の前記酸化イットリウムに加えられる圧力が１０ＭＰａ～４０ＭＰａである、請求項４９～５１のいずれか１項に記載の方法。

【0063】

／５３／ 加熱中の前記酸化イットリウムに加えられる圧力が２０ＭＰａ～４０ＭＰａである、請求項４９～５２のいずれか１項に記載の方法。

【0064】

／５４／ 前記酸化イットリウム粉末が１．５～７．０ｍ^２／ｇの表面積を有する、請求項４９～５３のいずれか１項に記載の方法。

【0065】

／５５／ 前記酸化イットリウム粉末が２．０～４．０ｍ^２／ｇの表面積を有する、請求項４９～５４のいずれか１項に記載の方法。

【0066】

／５６／ 前記酸化イットリウム粉末の純度が９９．９９８％よりも高い、請求項４９～５５のいずれか１項に記載の方法。

【0067】

／５７／ 前記酸化イットリウム粉末の純度が９９．９９９％よりも高い、請求項４９～５６のいずれか１項に記載の方法。

【0068】

／５８／ 前記酸化イットリウム焼結体が９９．９９～９９．９９９％の純度を有する、請求項４９～５７のいずれか１項に記載の方法。

【0069】

／５９／ 前記酸化イットリウム焼結体が９９．９９９～９９．９９９６％の純度を有する、請求項４９～５８のいずれか１項に記載の方法。

【0070】

／６０／ 前記焼結が１分～１２０分の時間行われる、請求項４９～５９のいずれか１項に記載の方法。

【0071】

／６１／ 前記焼結が２分～６０分の時間行われる、請求項４９～６０のいずれか１項に記載の方法。

【0072】

／６２／ 前記酸化イットリウム焼結体が４．９６ｇ／ｃｍ^３以上の密度を有する、請求項４９～６１のいずれか１項に記載の方法。

【0073】

／６３／ 前記酸化イットリウム焼結体が４．９８ｇ／ｃｍ^３以上の密度を有する、請求項４９～６２のいずれか１項に記載の方法。

【0074】

／６４／ 前記酸化イットリウム焼結体が５．０１ｇ／ｃｍ^３以上の密度を有する、請求項４９～６３のいずれか１項に記載の方法。

【0075】

／６５／ 前記少なくとも１つの表面上に直径４μｍを超える細孔が存在しない、請求項４９～６４のいずれか１項に記載の方法。

【0076】

／６６／ 前記少なくとも１つの表面上に直径３μｍを超える細孔が存在しない、請求項４９～６５のいずれか１項に記載の方法。

【0077】

／６７／ 前記少なくとも１つの表面上に直径２μｍを超える細孔が存在しない、請求項４９～６６のいずれか１項に記載の方法。

【0078】

／６８／ 前記少なくとも１つの表面上に直径１μｍを超える細孔が存在しない、請求項４９～６７のいずれか１項に記載の方法。

【0079】

／６９／ 前記酸化イットリウム焼結体の前記総不純物量が３５ｐｐｍ以下である、請求項４９～６８のいずれか１項に記載の方法。

【0080】

／７０／ 前記酸化イットリウム焼結体の前記総不純物量が３０ｐｐｍ以下である、請求項４９～６９のいずれか１項に記載の方法。

【0081】

／７１／ 前記酸化イットリウム焼結体の前記総不純物量が２５ｐｐｍ以下である、請求項４９～７０のいずれか１項に記載の方法。

【0082】

／７２／ 前記酸化イットリウム焼結体の前記総不純物量が２０ｐｐｍ以下である、請求項４９～７１のいずれか１項に記載の方法。

【0083】

／７３／ 前記酸化イットリウム焼結体の前記総不純物量が１５ｐｐｍ以下である、請求項４９～７２のいずれか１項に記載の方法。

【0084】

／７４／ 前記酸化イットリウム焼結体の前記総不純物量が１０ｐｐｍ以下である、請求項４９～７３のいずれか１項に記載の方法。

【0085】

／７５／ 前記酸化イットリウム焼結体の前記総不純物量が６ｐｐｍ以下である、請求項４９～７４のいずれか１項に記載の方法。

【0086】

／７６／ 前記少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスにおいて、前記酸化イットリウム焼結体が約３７５，０００μｍ^３未満のエッチング量を示し、前記プロセスは、第１の工程と第２の工程とを有し、前記第１の工程が、１５００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第１の工程と前記第２の工程とは、前記第１の工程におけるＣＦ_４への曝露時間が２４時間になるまで連続して繰り返される、請求項４９～７５のいずれか１項に記載の方法。

【0087】

／７７／ 前記酸化イットリウム焼結体が約３２５，０００μｍ^３未満のエッチング量を示す、請求項４９～７６のいずれか１項に記載の方法。

【0088】

／７８／ 前記酸化イットリウム焼結体が約２７５，０００μｍ^３未満のエッチング量を示す、請求項４９～７７のいずれか１項に記載の方法。

【0089】

／７９／ 前記酸化イットリウム焼結体が、前記少なくとも１つの表面上の全ての細孔の９５％以上で１．５０μｍの最大細孔径を有する細孔径分布を有する、請求項４９～７８のいずれか１項に記載の方法。

【0090】

／８０／ 前記酸化イットリウム焼結体が、前記少なくとも１つの表面上の全ての細孔の９７％以上で１．７５μｍの最大細孔径を有する細孔径分布を有する、請求項４９～７９のいずれか１項に記載の方法。

【0091】

／８１／ 前記酸化イットリウム焼結体が、前記少なくとも１つの表面上の全ての細孔の９９％以上で２．００μｍの最大細孔径を有する細孔径分布を有する、請求項４９～８０のいずれか１項に記載の方法。

【0092】

／８２／ 前記少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスにおいて、前記酸化イットリウム焼結体が１．０ｎｍ／分未満のエッチング速度を示し、前記プロセスは、第１の工程と第２の工程とを有し、前記第１の工程が、１５００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第１の工程と前記第２の工程とは、前記第１の工程におけるＣＦ_４への曝露時間が２４時間になるまで連続して繰り返される、請求項４９～８１のいずれか１項に記載の方法。

【0093】

／８３／ 前記エッチング速度が０．９ｎｍ／分未満である、請求項４９～８２のいずれか１項に記載の方法。

【0094】

／８４／ 前記エッチング速度が０．８ｎｍ／分未満である、請求項４９～８３のいずれか１項に記載の方法。

【0095】

／８５／ エッチングされていない領域において、前記酸化イットリウム焼結体がＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．３．２により決定される２５０×１０^－５未満の展開面積Ｓｄｒを示す、請求項４９～８４のいずれか１項に記載の方法。

【0096】

／８６／ 前記エッチングされていない領域における前記展開面積が２２５×１０^－５未満である、請求項４９～８５のいずれか１項に記載の方法。

【0097】

／８７／ 前記エッチングされていない領域における前記展開面積が２００×１０^－５未満である、請求項４９～８６のいずれか１項に記載の方法。

【0098】

／８８／ 前記少なくとも１つの表面の６ｍｍ×６ｍｍ×２ｍｍの領域が、９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量、３０ｓｃｃｍの酸素流量、及び２０ｓｃｃｍのアルゴン流量による１０ミリトールの圧力、並びに６００ボルトのバイアス、並びに２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスにおいて、前記酸化イットリウム焼結体が、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．３．２により決定される２００×１０^－５未満の展開面積を示す、請求項４９～８７のいずれか１項に記載の方法。

【0099】

／８９／ 前記エッチングされた領域の前記展開面積が１７５×１０^－５未満である、請求項４９～８８のいずれか１項に記載の方法。

【0100】

／９０／ 前記エッチングされた領域の前記展開面積が１５０×１０^－５未満である、請求項４９～８９のいずれか１項に記載の方法。

【0101】

／９１／ 前記少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスであって、第１の工程と第２の工程とを有し、前記第１の工程が、３００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有し、６時間の総エッチング時間、工程１と工程２が連続して繰り返される前記プロセスにおいて、前記酸化イットリウム焼結体が、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．１．７により決定される３０ｎｍ未満の算術平均粗さＳａを示す、請求項４９～９０のいずれか１項に記載の方法。

【0102】

／９２／ 前記Ｓａが２０未満である、請求項４９～９１のいずれか１項に記載の方法。

【0103】

／９３／ 前記Ｓａが１５未満である、請求項４９～９２のいずれか１項に記載の方法。

【0104】

／９４／ 前記少なくとも１つの表面は、その０．１５％未満が細孔で占められている領域を有する、請求項４９～９３のいずれか１項に記載の方法。

【0105】

／９５／ 前記少なくとも１つの表面は、その０．１０％未満が細孔で占められている領域を有する、請求項４９～９４のいずれか１項に記載の方法。

【0106】

／９６／ 前記酸化イットリウム焼結体が０．１μｍ～２５μｍの粒度ｄ５０を有する、請求項４９～９５のいずれか１項に記載の方法。

【0107】

／９７／ 前記酸化イットリウム焼結体が０．５μｍ～１５μｍの粒度ｄ５０を有する、請求項４９～９６のいずれか１項に記載の方法。

【0108】

／９８／ 前記酸化イットリウム焼結体が０．５μｍ～１０μｍの粒度ｄ５０を有する、請求項４９～９７のいずれか１項に記載の方法。

【0109】

／９９／ 前記酸化イットリウム焼結体が１００ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項４９～９８のいずれか１項に記載の方法。

【0110】

／１００／ 前記酸化イットリウム焼結体が１００ｍｍ～４０６ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項４９～９９のいずれか１項に記載の方法。

【0111】

／１０１／ 前記酸化イットリウム焼結体が２００ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項４９～１００のいずれか１項に記載の方法。

【0112】

／１０２／ 前記酸化イットリウム焼結体が３５０ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項４９～１０１のいずれか１項に記載の方法。

【0113】

／１０３／ 前記酸化イットリウム焼結体が５００ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項４９～１０２のいずれか１項に記載の方法。

【0114】

／１０４／ 前記酸化イットリウム焼結体が５５０ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項４９～１０３のいずれか１項に記載の方法。

【0115】

／１０５／ 前記密度が少なくとも１つの寸法に沿って３％を超えて変化しない、請求項４９～１０４のいずれか１項に記載の方法。

【0116】

／１０６／ 前記密度が少なくとも１つの寸法に沿って２％を超えて変化しない、請求項４９～１０５のいずれか１項に記載の方法。

【0117】

／１０７／ 前記密度が少なくとも１つの寸法に沿って１％を超えて変化しない、請求項４９～１０６のいずれか１項に記載の方法。

【0118】

／１０８／ 前記酸化イットリウム焼結体が、ＳＦ_６エッチングプロセス後に０．２７～０．２８μｍの段差変化を示す、請求項４９～１０７のいずれか１項に記載の方法。

【0119】

／１０９／ 焼結装置のツールセットによって規定される容積内に酸化イットリウム粉末を配置する工程と、前記容積内に真空条件または不活性環境を形成する工程と、１２００～１６００℃の焼結温度に加熱しながら前記酸化イットリウム粉末に１０ＭＰａ～６０ＭＰａの圧力を加え、焼結を行って酸化イットリウム焼結体を形成する工程と、前記酸化イットリウム焼結体の温度を下げる工程と、を含む酸化イットリウム焼結体の製造方法であって、工程ａ）の前記酸化イットリウム粉末が１０ｍ^２／ｇ以下の表面積を有し、前記酸化イットリウム焼結体が、４０ｐｐｍ以下の総不純物量と、４．９３ｇ／ｃｍ^３以上の密度と、少なくとも１つの細孔を含む少なくとも１つの表面とを含み、直径５μｍを超える細孔を有さない前記方法によって製造される、酸化イットリウム焼結体。

【0120】

／１１０／ 前記方法が、前記酸化イットリウム焼結体の温度を上げるために熱を加えてアニール処理温度に到達させてアニール処理することにより、前記酸化イットリウム焼結体をアニール処理する工程と、前記アニール処理された酸化イットリウム焼結体の温度を下げる工程と、前記アニール処理された酸化イットリウム焼結体を機械加工して、酸化イットリウム焼結体構成要素を形成する工程と、をさらに含み、前記構成要素が、誘電体ウインドウまたはＲＦウインドウ、フォーカスリング、ノズルまたはガスインジェクター、シャワーヘッド、ガス分配プレート、エッチングチャンバーライナー、プラズマ源アダプター、ガス注入口アダプター、ディフューザー、電子ウエハーチャック、チャック、パック、混合マニホールド、イオンサプレッサー要素、フェイスプレート、アイソレーター、スペーサー、及び保護リングからなる群から選択される、請求項１０９に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0121】

／１１１／ 前記密度が４．９６ｇ／ｃｍ^３以上である、請求項１０９～１１０のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0122】

／１１２／ 前記密度が４．９８ｇ／ｃｍ^３以上である、請求項１０９～１１１のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0123】

／１１３／ 前記密度が５．０１ｇ／ｃｍ^３以上である、請求項１０９～１１２のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0124】

／１１４／ 直径４μｍを超える細孔が存在しない、請求項１０９～１１３のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0125】

／１１５／ 直径３μｍを超える細孔が存在しない、請求項１０９～１１４のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0126】

／１１６／ 直径２μｍを超える細孔が存在しない、請求項１０９～１１５のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0127】

／１１７／ 直径１μｍを超える細孔が存在しない、請求項１０９～１１６のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0128】

／１１８／ 前記不純物量が３５ｐｐｍ以下である、請求項１０９～１１７のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0129】

／１１９／ 前記不純物量が３０ｐｐｍ以下である、請求項１０９～１１８のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0130】

／１２０／ 前記不純物量が２５ｐｐｍ以下である、請求項１０９～１１９のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0131】

／１２１／ 前記不純物量が２０ｐｐｍ以下である、請求項１０９～１２０のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0132】

／１２２／ 前記不純物量が１５ｐｐｍ以下である、請求項１０９～１２１のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0133】

／１２３／ 前記不純物量が１０ｐｐｍ以下である、請求項１０９～１２２のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0134】

／１２４／ 前記不純物量が６ｐｐｍ以下である、請求項１０９～１２３のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0135】

／１２５／ 前記少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスにおいて、約３７５，０００μｍ^３未満のエッチング量を示し、前記プロセスは、第１の工程と第２の工程とを有し、前記第１の工程が、１５００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第１の工程と前記第２の工程とは、前記第１の工程におけるＣＦ_４への曝露時間が２４時間になるまで連続して繰り返される、請求項１０９～１２４のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0136】

／１２６／ 約３２５，０００μｍ^３未満のエッチング量を示す、請求項１０９～１２５のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0137】

／１２７／ 約２７５，０００μｍ^３未満のエッチング量を示す、請求項１０９～１２６のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0138】

／１２８／ 前記少なくとも１つの表面上の全ての細孔の９５％以上で１．５０μｍの最大細孔径を有する細孔径分布を有する、請求項１０９～１２７のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0139】

／１２９／ 前記少なくとも１つの表面上の全ての細孔の９７％以上で１．７５μｍの最大細孔径を有する細孔径分布を有する、請求項１０９～１２８のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0140】

／１３０／ 前記少なくとも１つの表面上の全ての細孔の９９％以上で２．００μｍの最大細孔径を有する細孔径分布を有する、請求項１０９～１２９のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0141】

／１３１／ 前記少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスにおいて、１．０ｎｍ／分未満のエッチング速度を示す、前記プロセスは、第１の工程と第２の工程とを有し、前記第１の工程が、１５００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第１の工程と前記第２の工程とは、前記第１の工程におけるＣＦ_４への曝露時間が２４時間になるまで連続して繰り返される、請求項１０９～１３０のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0142】

／１３２／ 前記エッチング速度が０．９ｎｍ／分である、請求項１０９～１３１のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0143】

／１３３／ 前記エッチング速度が０．８ｎｍ／分である、請求項１０９～１３２のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0144】

／１３４／ エッチングされていない領域において、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．３．２により決定される２５０×１０^－５未満の展開面積Ｓｄｒを示す、請求項１０９～１３３のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0145】

／１３５／ 前記エッチングされていない領域における前記展開面積が２２５×１０^－５未満である、請求項１０９～１３４のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0146】

／１３６／ 前記エッチングされていない領域における前記展開面積が２００×１０^－５未満である、請求項１０９～１３５のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0147】

／１３７／ 前記少なくとも１つの表面の６ｍｍ×６ｍｍ×２ｍｍの領域が、９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量、３０ｓｃｃｍの酸素流量、及び２０ｓｃｃｍのアルゴン流量による１０ミリトールの圧力、並びに６００ボルトのバイアス、並びに２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスにおいて、エッチングされた領域が、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．３．２により決定される２００×１０^－５未満の展開面積を示す、請求項１０９～１３６のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0148】

／１３８／ 前記エッチングされた領域の前記展開面積が１７５×１０^－５未満である、請求項１０９～１３７のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0149】

／１３９／ 前記エッチングされた領域の前記展開面積が１５０×１０^－５未満である、請求項１０９～１３８のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0150】

／１４０／ 前記少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるプロセスおいて、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．１．７により決定される３０ｎｍ未満の算術平均粗さＳａを示し、前記プロセスは、第１の工程と第２の工程とを有し、前記第１の工程が、３００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有し、前記第１の工程と前記第２の工程とは、６時間の総エッチング時間連続して繰り返される、請求項１０９～１３９のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0151】

／１４１／ 前記Ｓａが２０ｎｍ未満である、請求項１０９～１４０のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0152】

／１４２／ 前記Ｓａが１５ｎｍ未満である、請求項１０９～１４１のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0153】

／１４３／ 前記少なくとも１つの表面は、その０．１５％未満が細孔で占められている領域を有する、請求項１０９～１４２のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0154】

／１４４／ 前記少なくとも１つの表面は、その０．１０％未満が細孔で占められている領域を有する、請求項１０９～１４３のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0155】

／１４５／ ＳＦ_６エッチングプロセス後に０．２７～０．２８μｍの段差変化を示す、請求項１０９～１４４のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0156】

／１４６／ ０．１μｍ～２５μｍの粒度ｄ５０を有する、請求項１０９～１４５のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0157】

／１４７／ ０．５μｍ～１５μｍの粒度ｄ５０を有する、請求項１０９～１４６のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0158】

／１４８／ ０．５μｍ～１０μｍの粒度ｄ５０を有する、請求項１０９～１４７のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0159】

／１４９／ １００ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項１０９～１４８のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0160】

／１５０／ １００ｍｍ～４０６ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項１０９～１４９のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0161】

／１５１／ ２００ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項１０９～１５０のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0162】

／１５２／ ３５０ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項１０９～１５１のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0163】

／１５３／ ５００ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項１０９～１５２のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0164】

／１５４／ ５５０ｍｍ～６００ｍｍの少なくとも１つの寸法を有する、請求項１０９～１５３のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0165】

／１５５／ 前記密度が少なくとも１つの寸法に沿って３％を超えて変化しない、請求項１０９～１５４のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0166】

／１５６／ 前記密度が少なくとも１つの寸法に沿って２％を超えて変化しない、請求項１０９～１５５のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0167】

／１５７／ 前記密度が少なくとも１つの寸法に沿って１％を超えて変化しない、請求項１０９～１５６のいずれか１項に記載の酸化イットリウム焼結体。

【0168】

酸化イットリウム焼結体及び酸化イットリウム焼結体の製造方法の前述した実施形態は、任意の方法で組み合わせることができ、また実施形態を組み合わせることができる。したがって、以下の説明で概説されるように、上述した特徴を組み合わせて酸化イットリウム体及び／または方法を説明することができ、その逆も可能である。

【0169】

その開発を、添付の図面に関連して例として説明する。酸化イットリウム焼結体に関連して開示される特徴は方法にも適用され、逆も同様である。

【図面の簡単な説明】

【0170】

【図1】本技術の実施形態による半導体処理システムである。

【図2】本技術の実施形態による半導体処理システムの別の実施形態である。

【図3】本開示の実施形態による、焼結酸化イットリウムサンプルＨ１／６６、Ｈ２／６５、及びＨ３／７９と比較した、従来技術の焼結酸化イットリウムサンプルＣＭ１／１０７及びＣＭ２／１０８のＣＦ_４エッチング量である。

【図4】本開示の実施形態に従って製造された様々な焼結酸化イットリウムサンプルと比較した、従来技術のＴＳＣ ０３（石英）、並びに焼結酸化イットリウムサンプル１１８及び１０７のＣＦ_４＋Ｏ_２平均エッチング量である。

【図5】本開示の実施形態に従って製造された様々な焼結酸化イットリウムサンプルと比較した、従来技術のＴＳＣ ０３（石英）、並びに焼結酸化イットリウムサンプル１１８及び１０７のＣＦ_４＋Ｏ_２平均段差である。

【図6】本開示の実施形態に従って製造された様々なサンプルと比較した、従来技術のＴＳＣ ０３（石英）並びに焼結酸化イットリウムサンプル１１８及び１０７のＣＦ_４＋Ｏ_２平均エッチング速度である。

【図7】ＣＦ_４エッチングプロセスの前後の、従来技術の焼結酸化イットリウムサンプルＣＭ１／１０７及びＣＭ２／１０８の表面の５０倍でのＳＥＭ顕微鏡写真である。

【図8】ＣＦ_４エッチングプロセス前後の、本開示に従って製造された焼結酸化イットリウムサンプルＨ１／６６、Ｈ２／６５、及びＨ３／７９の表面の５０倍でのＳＥＭ顕微鏡写真である。

【図9】ＣＦ_４エッチングプロセス前後の、従来技術の焼結酸化イットリウムサンプルＣＭ１／１０７及びＣＭ２／１０８の表面の１０００倍でのＳＥＭ顕微鏡写真である。

【図10】ＣＦ_４エッチングプロセス前後の、本開示に従って製造された焼結酸化イットリウムサンプルＨ１／６６、Ｈ２／６５、及びＨ３／７９の表面の１０００倍でのＳＥＭ顕微鏡写真である。

【図11】ＣＦ_４＋Ｏ_２エッチングプロセス前後の、従来技術の焼結酸化イットリウムサンプル１０７及び１１８の表面の５０００倍でのＳＥＭ顕微鏡写真である。

【図12】ＣＦ_４＋Ｏ_２エッチングプロセス前後の、本開示に従って製造された焼結酸化イットリウムサンプル１５２及び１８９－１の表面の５０００倍でのＳＥＭ顕微鏡写真である。

【図13】本開示に従って製造された、焼結酸化イットリウムサンプルの端部の表面及び同じ焼結酸化イットリウムサンプル４５７の中心の表面の１０００倍及び５０００倍でのＳＥＭ顕微鏡写真である。

【図14】本開示の一実施形態による酸化イットリウム体（Ｈ１／６６～Ｈ４／１５２）が２．００μｍを超える細孔径の細孔を有さないことを示す。

【図15】ＣＦ_４エッチングプロセス前後の、本開示の実施形態による焼結酸化イットリウムサンプルＨ１／６６、Ｈ２／６５、及びＨ３／７９と比較した従来技術の焼結酸化イットリウムサンプルＣＭ１／１０７及びＣＭ２／１０８の、光学倍率５０倍での展開面積比Ｓｄｒを示すグラフである。

【図16】ＣＦ_４エッチングプロセス前後の、本開示の実施形態による焼結酸化イットリウムサンプルＨ１／６６、Ｈ２／６５、及びＨ３／７９と比較した従来技術の焼結酸化イットリウムサンプルＣＭ１／１０７及びＣＭ２／１０８の、光学倍率５０倍で測定された算術平均高さＳａ（ｎｍ）を示すグラフである。

【図17】ＣＦ_４＋Ｏ_２エッチングプロセス前後の、実施例からの従来技術の焼結酸化イットリウムサンプルＣＭ１／１０７及び様々な焼結酸化イットリウムサンプルの、光学倍率５０倍で測定された展開面積比Ｓｄｒを示すグラフである。

【図18】ＣＦ_４＋Ｏ_２エッチングプロセス前後の、実施例からの従来技術の焼結酸化イットリウムサンプルＣＭ１／１０７及び様々な焼結酸化イットリウムサンプルの、光学倍率５０倍で測定された算術平均高さＳａ（ｎｍ）を示すグラフである。

【図19】従来技術の焼結酸化イットリウムサンプルと比較した、実施例からの様々な焼結酸化イットリウムサンプルのパーセント面積空隙率（ｐｅｒｃｅｎｔ ａｒｅａ ｐｏｒｏｓｉｔｙ）を示すグラフである。

【図20】従来技術の焼結酸化イットリウムサンプルと比較した、実施例からの様々なサンプルの細孔径（細孔径分布）に対する累積面積％を示すグラフである。

【図21】従来技術の焼結酸化イットリウムサンプルと比較した、実施例からの様々なサンプルの細孔径の対数に対する空隙率分布を示すグラフである。

【図22】酸化イットリウムの理論密度よりも９８％以上大きい密度を有する酸化イットリウム焼結体を得るために必要な焼結圧力及び温度条件を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0171】

本明細書に開示の焼結プロセスによって製造される、プラズマエッチングプロセスチャンバーで使用されるパーツの材料として、酸化イットリウム焼結体が提案される。そのようなパーツとしては、構成要素の中でも特に、ウインドウ、ノズル、シャワーヘッド、（エッチング）チャンバーライナー、ミキシングマニホールド、ウエハーサポート、電子ウエハーチャック、及び様々なリング（フォーカスリングや保護リングなど）が挙げられる。

【0172】

以降で具体的な実施形態を詳細に参照する。具体的な実施形態の例は、添付の図面に示されている。本開示は、これらの特定の実施に関連して説明されるが、本開示をそのような特定の実施形態に限定することを意図するものではないことが理解されるであろう。むしろ、添付の特許請求の範囲によって定義される趣旨及び範囲内に含まれ得る代替形態、修正形態、及び均等物を網羅することが意図されている。以降の説明では、開示された実施形態の完全な理解を提供するために、多くの具体的な詳細事項が示されている。この開示事項は、これらの具体的な詳細事項の一部または全部なしで実施することができる。

【0173】

定義
本明細書で使用される「半導体ウエハー」、「ウエハー」、「基板」、及び「ウエハー基板」という用語は、交換可能に使用される。半導体デバイス産業で使用されるウエハーまたは基板は、典型的には、例えば２００ｍｍ、または３００ｍｍ、または４５０ｍｍの直径を有する。

【0174】

本明細書で使用される「酸化イットリウム焼結体」という用語は、「焼結物」、「物体」または「焼結体」または「セラミック焼結体」と同義である。これは、酸化イットリウムを含み、かつ本明細書に開示の酸化イットリウム粉末からモノリシックな酸化イットリウム焼結体を形成する圧力及び熱処理プロセスにさらされると形成される固体物品を指す。

【0175】

本明細書で使用される「純度」という用語は、本明細書に開示の酸化イットリウム焼結体を形成することができる出発物質への適用において有害であると典型的にみなされる様々な汚染物質の存在を指す。

【0176】

本明細書で使用される「ツールセット」という用語は、ダイと２つのパンチとを含むことができ、任意選択的には追加のスペーサー要素も含み得るものである。

【0177】

本明細書で使用される「堅さ」及び「剛性」という用語は同義であり、当業者に公知のヤング率の定義と一致する。

【0178】

熱処理プロセスに関して使用される場合の「か焼」または「か焼する」という用語は、本明細書では、水分及び／または不純物を除去するために、結晶化度を高めるために、並びに場合によっては粉末混合物の表面積を変更するために、焼結温度よりも低い温度で空気中の粉末に対して行われ得る熱処理工程を意味すると理解される。

【0179】

セラミックの熱処理に適用される場合の「アニール処理」という用語は、本明細書では、本開示の酸化イットリウム焼結体に対して空気中である温度まで行われ、ゆっくりと放冷されて応力が緩和される、及び／または化学量論が正常化される熱処理を意味すると理解される。

【0180】

当該技術分野で公知の「Ｓａ」という用語は、表面の算術平均高さに関し、表面全体の算術平均の絶対値を表す。ＩＳＯ ２５１７８－２－２０１２セクション４．１．７による定義は、定義領域（Ａ）内の縦座標値の絶対値の算術平均である。

【0181】

当該技術分野で公知の「Ｓｄｒ」という用語は、「展開面積比」として定義される計算された数値を指し、完全に平坦な表面の表面積を超える実際の表面積の増加の比例式である。ＩＳＯ ２５１７８－２－２０１２セクション４．３．２による定義は、定義領域に対する、定義領域（Ａ）内のスケール制限された表面の界面領域の増加の割合である。

【0182】

本明細書において、数に関連して使用される「約」という用語は、プラスまたはマイナス１０％の変動を許容する。

【0183】

以下の説明では、示される範囲には下限と上限のしきい値が含まれる。したがって、パラメータＡの「Ｘ及びＹの範囲内」または「ＸとＹとの間の範囲内」の意味における定義は、ＡがＸとＹのうちの任意の値及びＸとＹとの間の任意の値であってよいことを意味する。パラメータＡの「最大Ｙ」または「少なくともＸ」の意味における定義は、それぞれＡがＹ及びＹよりも小さい任意の値であってもよいこと、またはＡがＸ及びＸよりも大きい任意の値であってもよいことを意味する。

【0184】

酸化イットリウム焼結体
以下の詳細な説明は、本発明が、半導体ウエハー基板の製造の一部として必要なエッチングまたは堆積チャンバーなどの装置内で実施されることを前提としている。しかしながら、本発明はそのように限定されない。ワークピースは、様々な形状、サイズ、及び材料のものであってもよい。半導体ウエハー処理に加えて、本発明を利用することができる他のワークピースには、微細なフィーチャサイズの無機回路基板、磁気記録媒体、磁気記録センサー、ミラー、光学素子、マイクロメカニカルデバイスなどの様々な物品が含まれる。

【0185】

エッチングまたは堆積プロセスに関連する半導体処理反応器は、半導体処理に必要な反応性プラズマによる化学的腐食に対して高い耐性を有する材料から製造されたチャンバー構成要素を必要とする。これらのプラズマまたはプロセスガスは、Ｏ_２、Ｆ、Ｃｌ_２、ＨＢｒ、ＢＣｌ_３、ＣＣｌ_４、Ｎ_２、ＮＦ_３、ＮＯ、Ｎ_２Ｏ、Ｃ_２Ｈ_４、ＣＦ_４、ＳＦ_６、Ｃ_４Ｆ_８、ＣＨＦ_３、ＣＨ_２Ｆ_２などの様々なハロゲン、酸素、及び窒素に基づく化学物質から構成され得る。本明細書に開示の耐腐食性材料の使用は、使用中の化学的腐食を低減させる。

【0186】

図１及び図２は、本明細書に開示の酸化イットリウム焼結体が有用であるエッチング／堆積チャンバーを示している。図１に示されているように、本技術の実施形態は、処理システムとしても示される半導体処理システム９５００を含み得る。処理システム９５００は、遠隔プラズマ領域を含み得る。遠隔プラズマ領域は、遠隔プラズマ源（「ＲＰＳ」）としても示されるプラズマ源９５０２を含み得る。

【0187】

容量結合プラズマ（ＣＣＰ）処理装置を表し得る処理システム９５００は、真空チャンバー９５５０と、真空源と、半導体基板としても示されるウエハー５０が上に支持されるチャック９５０８とを含む。ウインドウ９５０７は、真空チャンバー９５５０の上壁を形成する。ウインドウ９５０７は、前述した実施形態のうちの１つによる酸化イットリウム焼結体から製造することができる。いくつかの実施形態では、ウインドウ９５０７は、前述した実施形態のうちの１つによる酸化イットリウム焼結体から部分的に製造することができる。９５０６は、ガス注入口であってよく、ガス注入口アセンブリガス供給システムインジェクターまたはノズルは、酸化イットリウム焼結体から製造することができる。ガスインジェクター９５０６は、ウインドウと同じまたは異なる材料の別個の部材を含み得る。

【0188】

プラズマ源９５０２は、処理されるウエハー５０を収容するために、真空チャンバー９５５０のウインドウ９５０７の外側に設けられる。真空チャンバー９５５０において、容量結合プラズマは、プロセスガスを真空チャンバー９５５０に供給し、高周波電力をプラズマ源９５０２に供給することによって生成することができる。このようにして生成された容量結合プラズマを使用することによって、ウエハー５０に対して所定のプラズマ処理が実行される。所定のパターンを有する平面アンテナが、容量結合処理システム９５００の高周波アンテナに広く使用されている。

【0189】

処理システム９５００は、ウエハー５０を運ぶように設計された静電チャック９５０８をさらに含み得る。チャック９５０８は、ウエハー５０を支持するためのパック９５０９を含み得る。パック９５０９は、パック９５０９の支持面近傍のパック内に配置され、パック９５０９上に配置されたときにウエハー５０を静電的に保持するチャック電極を有し得る。チャック９５０８は、パック９５０９を支持するためにリング状に延びるベース９５１１と、ベースとパックとの間に配置され、パック９５０９とベース９５１０との間にギャップが形成されるようにベースの上でパックを支持するシャフト９５１０と、を含むことができ、シャフト９５１０は、パック９５０９の周縁部に近接してパックを支持する。パック９５０９は、ウエハーを汚染し得る生成粒子を最小限に抑えるために、前述の実施形態のうちの１つによる酸化イットリウム焼結体から製造することができる。

【0190】

物理蒸着（ＰＶＤ）プロセスでは、カバーリング９５１４を含む基板リングが基板の周囲に設けられる。カバーリング９５１４は、典型的にはウエハーを取り囲み、パック９５０９のウエハー支持面上に載っているリップまたはレッジを有する。カバーリング９５１４は、これがない場合にチャンバー内でエネルギーを与えられたガスにさらされることになるパック９５０９の側壁表面及び周縁部を、プロセス残留物の堆積から保護する。したがって、カバーリング９５１４は、パック９５０９上のプロセス残留物の蓄積を低減する。そのようなプロセス残留物の蓄積物は最終的にはがれ落ち、ウエハーを汚染することになる。カバーリング９５１４は、前述した実施形態のうちの１つによる酸化イットリウム焼結体から製造することができる。

【0191】

カバーリング９５１４は、エネルギーを与えられたガスによるパック９５０９の侵食を低減することもできる。カバーリング自体は、基板処理サイクル中にリングに蓄積するプロセス残留物を除去するためにチャンバーから定期的に取り外して例えばＨＦやＨＮＯ_３で洗浄することができるため、カバーリング９５１４の設置は、チャック及び／またはパック９５０９が洗浄を必要とする頻度も低下させる。カバーリング９５１４の配置は、パック９５０９の支持面の一部を覆う場合の図１で見ることができる。なお、パック９５０９の表面の別の部分は、上部シールドリング９５１２及び／またはシールドリング９５１３で覆われていてもよい。適切に高い耐浸食性及び耐腐食性を得るために、上部シールドリング９５１２及び／またはシールドリング９５１３は、前述した実施形態のうちの１つによる酸化イットリウム焼結体から製造することができる。

【0192】

図２に示されているように、本技術の別の実施形態は、半導体処理システム９６００を含み得る。誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）処理装置を表し得る処理システム９６００は、真空チャンバー９６５０と、真空源と、半導体基板としても示されるウエハー５０が上に支持されるチャック９６０８とを含む。シャワーヘッド９７００は、真空チャンバー９６５０の上壁を形成するか、真空チャンバー９６５０の上壁の下に取り付けられる。セラミックシャワーヘッド９７００は、プロセスガスを真空チャンバー９６５０の内部に供給するための複数のシャワーヘッドガス出口と流体連通するガスプレナムを備える。さらに、シャワーヘッド９７００は、中央ガスインジェクターを受け入れるように構成された中央開口部を含み得る。ＲＦエネルギー源は、プロセスガスをプラズマ状態に励起して半導体基板を処理する。中央ガスインジェクターによって供給されるプロセスガスの流量及びセラミックシャワーヘッド９７００によって供給されるプロセスガスの流量は、独立に制御することができる。処理システム９６００は、前述した実施形態のうちの１つによる酸化イットリウム焼結体から製造することができるシャワーヘッド９７００を含み得る。シャワーヘッド９７００は、ガス供給システム９６０６と流体連通することができる。ガス供給システム９６０６は、酸化イットリウム焼結体から製造することができ、また酸化イットリウム焼結体製のインジェクターまたはノズル９７１４を有し得る。

【0193】

システム９６００は、ウエハー５０を運ぶように設計されたチャック９６０８をさらに含み得る。チャック９６０８は、ウエハー５０を支持するためのパック９６０９を含み得る。パック９６０９は、誘電体材料から形成することができ、パック９６０９上に配置されたときにウエハー５０を静電的に保持するための、パック９６０９の支持面近傍のパック内に配置されたチャック電極を有し得る。チャック９６０８は、パック９６０９を支持するためにリング状に延びるベース９６１１と、パック９６０９とベース９６１０との間にギャップが形成されるようにベースの上でパックを支持するためにベースとパックとの間に配置されるシャフト９６１０と、を含むことができ、シャフト９６１０は、パック９６０９の周縁部に近接してパックを支持する。パック９６０９は、ウエハーを汚染し得る生成粒子を最小限に抑えるために、前述した実施形態のうちの１つによる酸化イットリウム焼結体から製造することができる。

【0194】

シャワーヘッド９７００の表面の一部は、シールドリング９７１２で覆われ得る。シャワーヘッド９７００の表面の一部、特にシャワーヘッド９７００の表面の半径方向の側部は、上部シールドリング９７１０で覆われていてもよい。パック９６０９の支持面の一部は、カバーリング９６１４で覆われていてもよい。パック９６０９の表面の別の部分は、上部シールドリング９６１２及び／または絶縁リング９６１３で覆われていてもよい。適切に高い耐浸食性及び耐腐食性を得るために、カバーリング９６１４及び／または上部シールドリング９６１２及び／または絶縁リング９６１３は、前述した実施形態のうちの１つによる酸化イットリウム焼結体から製造することができる。

【0195】

シャワーヘッド９７００は、２枚の平行なプレートを含むことができ、それらの両方は、本明細書に開示の実施形態のうちの１つによる酸化イットリウム焼結体を含むことができ、あるいはこれから構成されてもよい。プレート間の容積を規定するために、２枚のプレートを互いに結合させることができる。プレートの結合は、上部プレート及び下部プレートを通る流体流路が得られるようにすることができる。シャワーヘッドは、チャンバープラズマ領域内のまたはプラズマ源からのプラズマによる励起時にプラズマ流出物を含むプロセスガスを該流体流路を介して分配することができる。イオンサプレッサー（図示せず）は、第２のプレートの表面近傍に配置することができ、第２のプレートの表面と結合することができる。イオンサプレッサーは、本明細書に開示の実施形態のうちの１つによる酸化イットリウム焼結体を含むことができ、あるいはこれから構成されてもよい。イオンサプレッサーは、ウエハーを収容するプロセスチャンバーの処理領域へのイオン移動を低減するように構成することができる。イオンサプレッサーは、構造体を通り抜ける複数の開口を規定することができる。

【0196】

非常に高い純度を有するセラミック焼結体などのチャンバー構成材料を提供することにより、腐食の開始部位として機能し得る不純物が少ない均一な耐腐食性の物体が得られる。チャンバー構成要素として使用する材料には、高い耐侵食性や耐剥離性も必要とされる。しかしながら、侵食は、上述したように、Ａｒなどの不活性プラズマガスの使用による構成要素表面のイオン衝撃から生じる可能性がある。さらに、微細スケールで分布している最小限の空隙を有する高密度材料から製造された構成要素は、エッチング及び堆積プロセス中の腐食及び侵食に対するより大きな耐性を与え得る。結果として、好ましいチャンバー構成要素は、プラズマエッチング、堆積、及びチャンバーの洗浄プロセス中に高い耐浸食性及び耐腐食性を有する材料から製造されたものとすることができる。腐食及び侵食に対するこの耐性は、半導体処理中の構成要素表面からエッチングまたは堆積チャンバーへの粒子の放出を防止する。プロセスチャンバーへのそのような粒子の放出または脱落は、ウエハー汚染、半導体プロセスの揺らぎ、及び半導体デバイスレベルの歩留まり低下の一因となる。

【0197】

加えて、チャンバー構成要素は、構成要素の設置、取り外し、洗浄、及びプロセスチャンバー内での使用中に必要とされる、取り扱い性のための十分な曲げ強さ及び剛性を有さなければならない。高い機械的強度により、微細な形状の複雑な特徴を、破損、亀裂、または欠けのないセラミック焼結体へと機械加工することができる。曲げ強度または剛性は、最新のプロセスツールで使用される大きな構成要素サイズで特に重要になる。直径２００～６００ｍｍ程度のチャンバーウインドウなどの一部の構成要素の用途では、真空条件下での使用中にウインドウに大きな応力がかかるため、高強度かつ高剛性の耐腐食性材料を選択する必要がある。

【0198】

本明細書に開示のセラミック焼結体及び関連する構成要素は、以降に記載の特定の材料特性及び特徴によって、改善されたプラズマエッチング耐性と、半導体プロセスチャンバー内で洗浄される向上した能力とを提供する。

【0199】

４０ｐｐｍ以下の総不純物量と、４．９３ｇ／ｃｍ^３以上の密度とを有する酸化イットリウム焼結体が開示され、この酸化イットリウム焼結体は、少なくとも１つの細孔を含む少なくとも１つの表面を有し、直径５μｍを超える細孔を有さない。本明細書に開示の酸化イットリウム焼結体は、本明細書の以降でより詳しく説明される、放電プラズマ焼結（ＳＰＳ）プロセスにおいて特定の製造手順及びいくつかの特定のプロセスパラメータを適用することによって提供される。

【0200】

本明細書に開示の方法によって製造された酸化イットリウム焼結体は、４０ｐｐｍ以下の総不純物量を有する。一実施形態では、酸化イットリウム焼結体は、３５ｐｐｍ以下の総不純物量を有する。別の実施形態では、酸化イットリウム焼結体は、３０ｐｐｍ以下の総不純物量を有する。別の実施形態では、酸化イットリウム焼結体は、２５ｐｐｍ以下の総不純物量を有する。さらに別の実施形態では、酸化イットリウム焼結体は、２０ｐｐｍ以下の総不純物量を有する。さらに別の実施形態では、酸化イットリウム焼結体は、１５ｐｐｍ以下の総不純物量を有する。さらに別の実施形態では、酸化イットリウム焼結体は、１０ｐｐｍ以下の総不純物量を有する。またさらに別の実施形態では、酸化イットリウム焼結体は、５ｐｐｍ以下の総不純物量を有する。またさらに別の実施形態では、酸化イットリウム焼結体は、０ｐｐｍ以下の総不純物量を有する。本明細書において、「不純物」という用語は、酸化イットリウム以外の任意の元素または化合物を指す。例示的な不純物としては、限定するものではないが、ケイ素、カルシウム、ナトリウム、ストロンチウム、ジルコニア、マグネシウム、カリウム、鉄、リン、ホウ素、及び低融点元素（亜鉛、スズ、インジウムなど）が挙げられる。したがって、複数の実施形態では、酸化イットリウム焼結体は、これらの不純物のうちの少なくとも１種または全てを実質的に含まないか、含まない。

【0201】

本明細書に開示の酸化イットリウム焼結体は、理論密度の９８％である４．９３ｇ／ｃｍ^３以上の密度を有する。Ｄ．Ｒ．Ｌｉｄｅ，ＣＲＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ８４^ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ，２０１２ （「ｔｈｅ ＣＲＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋ」）によれば、酸化イットリウムの理論密度は５．０３ｇ／ｃｍ^３である。本開示により製造された酸化イットリウム焼結体は、ＣＲＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋに記載されている酸化イットリウムの理論密度の９８％以上、好ましくは９８．５％以上、より好ましくは９９％以上、さらに好ましくは９９．５％以上、さらに好ましくは１００％以上を有する。したがって、言い換えると、本明細書に開示の酸化イットリウム焼結体は、４．９３ｇ／ｃｍ^３以上（理論値の９８％以上）の密度を有する。いくつかの実施形態では、本明細書に開示の酸化イットリウム焼結体は、４．９６ｇ／ｃｍ^３以上（理論値の９８．５％以上）の密度を有する。別の実施形態では、本明細書に開示の酸化イットリウム焼結体は、４．９８ｇ／ｃｍ^３以上（理論値の９９％以上）の密度を有する。さらに別の実施形態では、本明細書に開示の酸化イットリウム焼結体は、５．０１ｇ／ｃｍ^３以上（理論値の９９．５％以上）の密度を有する。密度測定値の偏差が測定され、０．００２ｇ／ｃｍ^３であることが判明したため、測定値はそれに応じて変動する可能性がある。密度測定は、当業者に公知のアルキメデス法を使用して行った。そのため、本明細書に開示の酸化イットリウム焼結体は、酸化イットリウムと、例えば酸化ジルコニウムや酸化アルミニウムなどの他の酸化物との混合物を含まず、むしろ、本明細書に開示の酸化イットリウム焼結体は、上述した潜在的な不純物量と一致する酸化イットリウムから本質的になるか、上述した潜在的な不純物量と一致する酸化イットリウムからなる。従来技術の解決手段は、大規模な半導体処理システムへの適用に必要とされる曲げ強さを高めるために酸化イットリウムを他の材料と組み合わせる必要がある。本開示の方法と材料との組み合わせは、９８％を超える理論密度の高純度の焼結体を提供する。最も長い（約２００～６００ｍｍを超える）寸法にわたる酸化イットリウム焼結体の製造の成功は、少なくとも１つの最も長い寸法にわたる密度の変動を制御することによっても可能にすることができる。９８％未満の密度も、密度の変動を大きくし、強度及び取り扱い性を低下させる可能性がある。したがって、最も長い寸法であってよい少なくとも１つの寸法にわたって密度の変動が３％未満である、少なくとも９８％の密度が望ましい。本開示の固体酸化イットリウム体は、ＡＳＴＭ Ｃ１１６１－１３に従って４点曲げ法を使用して試験され、１４ＭＰａの標準偏差で２２４ＭＰａの平均曲げ強さが測定された。

【0202】

機械的強度特性は、粒度の減少とともに改善することが知られている。粒度を評価するために、線形切片粒度測定は、ＡＳＴＭ規格Ｅ１１２－２０１０「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ Ａｖｅｒａｇｅ Ｇｒａｉｎ Ｓｉｚｅ」に記載のＨｅｙｎ線形切片法に従って行った。また、粒度測定は、当該技術分野で公知の電子後方散乱回折（ＥＢＳＤ）技術を使用して行った。１００～６００ｍｍの大きな構成要素として反応器チャンバーで使用するための高い曲げ強さ及び剛性の要件を満たすために、セラミック焼結体は、例えば、粒度ｄ５０が０．１μｍ～２５μｍ、いくつかの実施形態では１μｍ～２０μｍ、別の実施形態では０．５μｍ～２０μｍ、別の実施形態では０．５μｍ～１５μｍ、さらに別の実施形態では０．５μｍ～１０μｍ、別の実施形態では０．７５μｍ～５μｍ、別の実施形態では２μｍ以下、別の実施形態では１．５μｍ以下、またさらに別の実施形態では１．０μｍ以下などの、微細な粒度を有し得る。これらの粒度は、ＡＳＴＭ Ｃ１１６１－１３による２５０ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以下、好ましくは３５０ＭＰａ以下、好ましくは少なくとも４００ＭＰａ以下の４点曲げ強さを有する酸化イットリウム焼結体をもたらし得る。直径が２５μｍを超えるオーダーで粒度が大きすぎると、曲げ強さ値が低い焼結体になる可能性があり、これにより特に大きな寸法のエッチングチャンバーの構成要素としての使用に適さなくなる可能性がある。そのため、酸化イットリウム焼結体は、好ましくは１３μｍ未満（すなわち０．０１μｍ～１３μｍ）の平均粒度を有することが好ましい。

【0203】

本明細書に開示の酸化イットリウム焼結体は、表面と物体全体の両方に非常に小さい細孔を有する。好ましくは、酸化イットリウム焼結体は、本明細書に開示のプロセスに従って製造される酸化イットリウムのみからなり、したがって、物体全体にわたって細孔を有する一体的な物体である。言い換えると、表面上で測定される多孔質構造は、以下でより詳しく説明されるように、バルク酸化イットリウム体内部の空隙率レベルを表すことができる。

【0204】

本明細書に開示の酸化イットリウム焼結体は、少なくとも１つの細孔を含む少なくとも１つの表面を有し、直径５μｍを超える細孔を有さない。一実施形態では、直径４．０μｍを超える細孔を有さない。一実施形態では、直径３μｍを超える細孔を有さない。別の実施形態では、直径２μｍを超える細孔を有さない。さらに別の実施形態では、直径１．５μｍを超える細孔を有さない。またさらに別の実施形態では、直径１μｍを超える細孔を有さない。細孔径は、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって測定することができる。

【0205】

酸化イットリウム体は、酸化イットリウム焼結体の少なくとも１つの表面上の全細孔の９５％以上で最大細孔径が１．５０μｍである、好ましくは酸化イットリウム焼結体の少なくとも１つの表面上の全細孔の９７％以上で最大細孔径が１．７５μｍである、より好ましくは９９％以上で最大細孔径が２．００μｍである、細孔径分布を有することによってさらに特徴付けられる。細孔径分布及び全体の空隙率は、Ｐｈｅｎｏｍ ＸＬ走査型電子顕微鏡から得られたＳＥＭ画像を使用して、５ｍｍ×５ｍｍの研磨サンプルの範囲にわたる空隙率測定によって決定した。代表的なＳＥＭ画像を、サンプルの左、右、上、及び下の領域から撮影し、サンプル領域全体にわたる材料の均一性に関する情報を収集した。２６９ｕｍ×２６９ｕｍの画像寸法の１０００倍の４枚の画像と、５３．７ｕｍ×５３．７ｕｍの画像寸法の５０００倍の４枚の画像を分析して、画像測定領域全体にわたる細孔の数、多孔質領域の割合、及び細孔径を決定した。空隙率を測定した総画像測定面積は０．３０１ｍｍ^２であった。画像は、コントラスト技術を使用した多孔質分析のためにＩｍａｇｅＪソフトウェアにインポートした。ＩｍａｇｅＪは、米国国立衛生研究所（ＮＩＨ）で開発されたものであり、科学的な多次元画像の画像処理のためのＪａｖａベースのパブリックドメインの画像処理及び分析プログラムである。

【0206】

好ましくは、少なくとも１つの細孔は、本明細書に開示の方法によって決定した場合に、酸化イットリウム焼結体の少なくとも１つの表面の表面積の０．２％未満、より好ましくは０．１５％未満、最も好ましくは０．１％未満を占める。

【0207】

本開発に従って製造された酸化イットリウム焼結体は、好ましくは、本明細書に開示のＣＦ_４／Ｏ_２エッチングプロセスについては０．２～０．９８μｍ、本明細書に開示のＳＦ_６エッチングプロセスについては０．２７～０．２８μｍ、本明細書に開示のＯ_２エッチングプロセスについては０．１～０．１３μｍの段差を示す。エッチングプロセスの結果としての段差は、Ｋｅｙｅｎｃｅの３Ｄレーザー走査型共焦点デジタル顕微鏡モデルＶＫ－Ｘ２５０Ｘを２０倍の倍率で使用することにより、直接測定することができる。サンプルのエッチングされた領域とエッチングされていない領域の選択された領域が、別々の基準面を形成するために使用される。これらの基準面間の３つの測定値の平均高さの差が、段差とみなされる。

【0208】

本明細書に開示の酸化イットリウム焼結体は、約３７５，０００μｍ^３未満、好ましくは約３２５，０００μｍ^３未満、より好ましくは約２７５，０００μｍ^３未満、より好ましくは約１７５，０００μｍ^３未満の計算されたＣＦ_４／Ｏ_２エッチング量を示す。このエッチング量は、少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるエッチングプロセスにおいて測定される。このエッチングプロセスは、第１の工程と第２の工程とを有し、第１の工程が、１５００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有する。第１と第２の工程は、第１の工程におけるＣＦ_４への曝露時間が２４時間になるまで、連続して繰り返される。エッチングプロセスの結果としてのエッチング量は、Ｋｅｙｅｎｃｅの３Ｄレーザー走査型共焦点デジタル顕微鏡モデルＶＫ－Ｘ２５０Ｘを２０倍の倍率で使用することにより測定することができる。サンプルのエッチングされた領域における規定された選択された領域は、基準面の高さと比較され、基準面の高さとエッチングされた表面との間の選択された領域によって規定される体積が計算されたエッチング量である。それにより、計算されたエッチング量は、エッチングプロセス中に除去される酸化イットリウム体の体積と相関する。

【0209】

本明細書に開示の酸化イットリウム焼結体は、約１．０ｎｍ／分未満、好ましくは約０．９０ｎｍ／分未満、より好ましくは約０．８ｎｍ／分未満、より好ましくは約０．７ｎｍ／分未満、より好ましくは約０．６ｎｍ／分未満、より好ましくは約０．５ｎｍ／分未満、より好ましくは約０．４ｎｍ／分未満、より好ましくは約０．３ｎｍ／分未満の計算されたエッチング速度を示す。このエッチング速度は、少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるエッチングプロセスにおいて測定される。このエッチングプロセスは、第１の工程と第２の工程とを有し、第１の工程が、１５００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有する。、第１と第２の工程は、第１の工程におけるＣＦ_４への曝露時間が２４時間になるまで、連続して繰り返される。エッチング速度は、測定された段差とエッチング時間から計算される。それにより、エッチング速度は、示されたエッチングプロセス中に除去される酸化イットリウム体の厚さの減少と相関する。

【0210】

本明細書に開示の酸化イットリウム焼結体は、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．３．２による、２５０×１０^－５未満、より好ましくは２２５×１０^－５未満、最も好ましくは２００×１０^－５未満の、エッチングされていない領域における展開面積比Ｓｄｒを有することによってもさらに特徴付けられる。典型的には、表面は、エッチングされていない領域における展開面積比を決定する前に研磨される。

【0211】

本明細書に開示の酸化イットリウム焼結体は、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．３．２による、１５００×１０^－５未満、より好ましくは１３００×１０^－５未満、より好ましくは１０００×１０^－５未満、より好ましくは８００×１０^－５未満、最も好ましくは６００×１０^－５未満の、エッチングされた領域における展開面積比Ｓｄｒを有することによってさらに特徴付けられる。この展開面積比は、少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるエッチングプロセスによって決定される。このプロセスは、第１の工程と第２の工程とを有し、第１の工程が、３００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有し、６時間の総エッチング時間、工程１と工程２が連続して繰り返される。

【0212】

本明細書に開示の酸化イットリウム焼結体は、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．３．２による、２５０×１０^－５未満、より好ましくは２２５×１０^－５未満、最も好ましくは２００×１０^－５未満の、エッチングされていない領域における展開面積比Ｓｄｒを有し、且つＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．３．２による、１５００×１０^－５未満、より好ましくは１３００×１０^－５未満、より好ましくは１０００×１０^－５未満、より好ましくは８００×１０^－５未満、最も好ましくは６００×１０^－５未満の、エッチングされた領域における展開面積比Ｓｄｒを有することによってさらに特徴付けられる。この後者の展開面積比は、少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるエッチングプロセスによって決定される。このプロセスは、第１の工程と第２の工程とを有し、第１の工程が、３００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有し、６時間の総エッチング時間、工程１と工程２が連続して繰り返される。

【0213】

本明細書に開示の酸化イットリウム焼結体は、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．１．７による、１０ｎｍ未満、より好ましくは８ｎｍ未満、最も好ましくは５ｎｍ未満の、エッチングされていない領域における算術平均高さＳａを有することによってさらに特徴付けられる。典型的には、表面は、エッチングされていない領域の算術平均高さを決定する前に研磨される。

【0214】

本明細書に開示の酸化イットリウム焼結体は、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．１．７による、２０ｎｍ未満、より好ましくは１６ｎｍ未満、最も好ましくは１２ｎｍ未満の算術平均高さＳａを示すことをさらに特徴とする。この算術平均高さＳａは、少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域が、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けるエッチングプロセスの後に測定される。このプロセスは、第１の工程と第２の工程とを有し、第１の工程が、３００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、第２の工程が、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有し、工程１と工程２が６時間の総エッチング時間連続して繰り返される。

【0215】

別の実施形態では、酸化イットリウム焼結体は、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．１．７による、１０ｎｍ未満、より好ましくは８ｎｍ未満、最も好ましくは５ｎｍ未満の算術平均高さＳａを示し、且つＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．１．７による、２０ｎｍ未満、より好ましくは１６ｎｍ未満、最も好ましくは１２ｎｍ未満の算術平均高さＳａを有する。後者の算術平均高さＳａは、少なくとも１つの表面の１０ｍｍ×５ｍｍの領域を有する酸化イットリウム焼結体のサンプルが、１０ミリトールの圧力、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００ボルトのバイアス、及び２０００ワットのＩＣＰ電力のエッチング条件を受けた際に達成され、このプロセスは、第１の工程と第２の工程とを有し、第１の工程は、３００秒間の９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び３０ｓｃｃｍの酸素流量を有し、第２の工程は、３００秒間の０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量及び１００ｓｃｃｍの酸素流量を有し、工程１と工程２は、６時間の総エッチング時間連続して繰り返される。

【0216】

上述した酸化イットリウム焼結体は、エッチングプロセスにおいて改善された挙動を示し、エッチングチャンバーの構成要素の製造のための材料として容易に使用することができる。典型的には酸化イットリウム製のコーティングである、今日までエッチングチャンバー構成要素向けに使用されている酸化イットリウム素材は、既に上で述べたように、過酷なエッチング条件下で粒子を生成し、これが処理される製品を汚染するという主な問題を抱えている。そのような汚染を回避し、その結果エッチング条件下での粒子の生成を回避するために従来技術で重点が置かれたことは、主に、使用される酸化イットリウム素材のバルク（パーセンテージ）空隙率特性である。固体酸化イットリウムを十分に高密度に焼結するという課題は、１００ｍｍを超えるオーダーの寸法の大きな構成要素を必要とする半導体プロセスチャンバーに不適切な低強度の材料をもたらす。

【0217】

上の特徴によれば、エッチング後の酸化イットリウム焼結体の得られる微細構造及び表面は均一であり、小さい展開面積を維持しつつもエッチングされる材料の量が少なく、そのため、エッチング用途における製品のライフサイクル及び低い粒子生成特性が増加する。

【0218】

本明細書に開示の酸化イットリウム焼結体は、特定の製造方法の結果である。酸化イットリウム焼結体が上の特徴を示すか否かは、少なくとも部分的に標準手順（ＩＳＯ規格）に対応する本開示の測定方法を適用することによって、当業者が容易に判断することができる。したがって、当業者は、酸化イットリウム素材が特許請求された特徴を満たしているか否かを、本明細書で適切に指定されているか、当業者に公知である試験または手順によって、直接かつ確実に確認することができる。これらの測定の実施は、当業者が過度の実験を行うことを要さない。その方法は以降で詳細に開示する。

【0219】

酸化イットリウム焼結体の製造方法
焼結された酸化イットリウム焼結体の製造は、直流焼結及び関連技術と組み合わせた圧力支援焼結を使用することによって達成することができ、これは、直流を使用して導電性ダイ構成またはツールセットを加熱し、それによって焼結すべき材料を加熱する。この加熱形式により、非常に高い加熱及び冷却速度の利用が可能になり、拡散メカニズムを促進する粒子成長よりも緻密化メカニズムが強化され、これにより、非常に微細な粒度の焼結された酸化イットリウム焼結体の製造を促進することができ、元の粉末の固有の特性をそれらのほぼまたは完全に高密度の製品に移すことができる。

【0220】

耐腐食性酸化イットリウム焼結体及び酸化イットリウム焼結体から形成される構成要素の上述した特性は、特に、酸化イットリウム粉末の純度、酸化イットリウム粉末の表面積、酸化イットリウム粉末及び焼結体の加熱及び冷却速度、酸化イットリウム粉末に加えられる圧力、酸化物イットリウム粉末の温度、粉末の焼結時間、酸化イットリウム焼結体または構成要素の任意選択的なアニール処理工程中の温度、並びにアニール処理工程の時間を調整することによって達成される。

【0221】

ａ．焼結装置のツールセットによって規定される容積内に酸化イットリウム粉末を配置し、容積内に真空条件または不活性環境を形成する工程と、
ｂ．１２００～１６００℃の焼結温度に加熱しながら酸化イットリウム粉末に１０ＭＰａ～６０ＭＰａの圧力を加え、焼結を行って酸化イットリウム焼結体を形成する工程と、
ｃ．酸化イットリウム焼結体の温度を下げる工程と、
を含む酸化イットリウム焼結体の製造方法であって、
工程ａ）の酸化イットリウム粉末が１０ｍ^２／ｇ以下の表面積を有し、酸化イットリウム焼結体が、４０ｐｐｍ以下の総不純物量と、４．９３ｇ／ｃｍ^３以上の密度と、少なくとも１つの細孔を含む少なくとも１つの表面とを含み、細孔の直径が５μｍを超えない方法が開示される。

【0222】

以下の追加の工程：
ｄ．任意選択的に、酸化イットリウム焼結体の温度を上げるために熱を加えてアニール処理温度に到達させてアニール処理することにより、酸化イットリウム焼結体をアニール処理する工程、
ｅ．酸化イットリウム焼結体に加えられた熱源を除去することにより、アニール処理された酸化イットリウム焼結体の温度を周囲温度まで下げる工程、及び
ｆ．任意選択的な、アニール処理された酸化イットリウム焼結体を機械加工して、酸化イットリウム焼結体構成要素を形成する工程、
は任意選択的であり、構成要素は、誘電体ウインドウまたはＲＦウインドウ、フォーカスリング、ノズルまたはガスインジェクター、シャワーヘッド、ガス分配プレート、エッチングチャンバーライナー、プラズマ源アダプター、ガス注入口アダプター、ディフューザー、電子ウエハーチャック、チャック、パック、混合マニホールド、イオンサプレッサー要素、フェイスプレート、アイソレーター、スペーサー、及び保護リングからなる群から選択される。

【0223】

焼結装置は、例えば、放電プラズマ焼結（ＳＰＳ）装置などの圧力支援焼結装置とすることができる。ＳＰＳは、フィールドアシスト焼結技術（ＦＡＳＴ）または直流焼結（ＤＣＳ）とも呼ばれる。直流及びこれらの関連技術は、直流を使用して導電性のダイ構成を加熱し、それによって焼結すべき材料を加熱する。この加熱方法により、非常に高い加熱及び冷却速度の利用が可能になり、拡散メカニズムを促進する粒子成長よりも緻密化メカニズムが強化され、元の粉末の固有の特性がそれらのほぼまたは完全に高密度の製品に移される。

【0224】

処理工程（ａ）‐放電プラズマ焼結装置のツールセットによって規定された容積内に酸化イットリウム粉末を配置し、容積内に真空条件または不活性環境を形成する。
本開示の方法は、焼結助剤、コールドプレス、焼結前のグリーン体の成形または機械加工を必要とせずに、市販の酸化イットリウム粉末または化学合成技術から調製されたものを利用する。

【0225】

酸化イットリウム粉末は、例えばＳＰＳ焼結装置のダイに充填される。本開発の一実施形態による方法で使用されるプラズマ焼結装置は、例えば、円筒形または円盤状のグラファイトダイを含み得る。酸化イットリウム粉末はグラファイトダイ内に配置され、粉末が充填されたダイは２つのグラファイトパンチの間に配置される。ダイに囲まれたパンチ間の粉末内で当業者に公知の真空条件が設定される。典型的な真空条件には、１０^－２～１０^－３ｔｏｒｒの圧力が含まれる。真空は、主に空気を除去してグラファイトを燃焼から保護し、空気の大部分を粉末から除去するために利用される。

【0226】

焼結プロセスを実施するための酸化イットリウム出発物質は、高純度の市販の酸化イットリウム粉末である。しかしながら、他の酸化イットリウム粉末、例えば化学合成プロセス及び関連する方法から製造されたものも使用することができる。酸化イットリウム出発粉末の純度は、好ましくは９９．９９％超、より好ましくは９９．９９８％超、最も好ましくは９９．９９９％超である。いくつかの実施形態では、酸化イットリウム出発粉末の純度は９９．９９９９９％よりも高い。言い換えると、酸化イットリウム粉末の総不純物量は、総不純物量に関し、５０ｐｐｍ未満、好ましくは４０ｐｐｍ未満、より好ましくは３０ｐｐｍ未満、より好ましくは２５ｐｐｍ未満、より好ましくは２０ｐｐｍ未満、より好ましくは１５ｐｐｍ未満、さらに好ましくは１０ｐｐｍ未満、さらに好ましくは６ｐｐｍ未満（０ｐｐｍを含む）とすることができる。完成した酸化イットリウム焼結体／構成要素の最適なエッチング性能のためには、高純度の出発粉末が望ましい。

【0227】

従来技術における他の焼結技術とは対照的に、本開示のプロセスで使用される酸化イットリウム粉末は、焼結助剤及びポリマーバインダーを含まない。

【0228】

本発明の一実施形態によるＳＰＳプロセスにおいて出発物質として使用される酸化イットリウム粉末の平均粒度は、通常０．５～２０μｍ、好ましくは１～１５μｍ、より好ましくは２～１０μｍである。

【0229】

酸化イットリウム粉末は、好ましくは１０ｍ^２／ｇ以下の表面積を有する。いくつかの実施形態では、酸化イットリウム粉末は、１．０～１０．０ｍ^２／ｇ、好ましくは１．５～８．０ｍ^２／ｇ、好ましくは２～７、より好ましくは２～５ｍ^２／ｇの表面積を有する。

【0230】

好ましくは、酸化イットリウム粉末出発物質は、本開発の方法で使用される前にボールミル粉砕されない。ボールミル粉砕は、汚染物質／不純物の潜在的な原因である。

【0231】

いくつかの実施形態では、酸化イットリウム粉末は、望ましくない水分、有機物、または凝集物を除去するような方法で処理することができる。そのような処理には、本明細書に開示の方法の工程ａ）における使用の前に、タンブリング、ジェットミル粉砕、及び／またはふるい分けを行うことが含まれ得る。

【0232】

複数の実施形態では、酸化イットリウム粉末は、本開発の方法で使用する前にか焼することができる。例示的なか焼温度には、酸素含有環境での４時間～１２時間の約６００℃～約１０００℃の温度が含まれる。か焼の前及び／または後に、酸化イットリウム粉末は、公知の方法に従って、粉砕媒体を使用せずにふるい分け及び／またはタンブリングされてもよい。

【0233】

処理工程（ｂ）‐１２００～１６００℃の焼結温度に加熱しながら酸化イットリウム粉末に１０ＭＰａ～６０ＭＰａの圧力を加え、焼結を行って酸化イットリウム焼結体を形成すること、及び処理工程（ｃ）‐酸化イットリウム焼結体が入っている焼結装置への熱源を除去することにより、酸化イットリウム焼結体の温度を下げること。

【0234】

酸化イットリウム素材がダイの中に配置され、空気の大部分がダイ／粉末から除去された後、グラファイトパンチの間に配置された酸化イットリウム素材に圧力が加えられる。圧力は、好ましくは１０ＭＰａ～６０ＭＰａ、好ましくは１０ＭＰａ～４０ＭＰａ、より好ましくは１５ＭＰａ～４０ＭＰａ、さらに好ましくは２０～４０ＭＰａ、さらに好ましくは２０～３０ＭＰａの圧力に上げられる。

【0235】

圧力は、好ましくは、ダイに供給される材料に軸方向に加えられる。

【0236】

好ましい実施形態では、酸化イットリウム粉末は、ＳＰＳ装置のパンチ及びダイによって直接加熱される。ダイは、抵抗／ジュール加熱を容易にするグラファイトなどの導電性材料から構成することができる。ＳＰＳ装置及び手順は、例えばＵＳ２０１０／０１５６００８Ａ１に開示されており、これは参照により本明細書に組み込まれる。

【0237】

ダイに供給される酸化イットリウム粉末への加熱は、約１０００～１７００℃、好ましくは約１２００～１６００℃、好ましくは約１３００～１５５０、好ましくは約１３５０～１５００、より好ましくは約１４００～１５００℃の焼結温度を促進する。一実施形態では、焼結は、０～１４４０分の時間で達成され、一実施形態では、焼結は０～７２０分の時間で達成され、別の実施形態では、焼結は０～３６０分の時間で達成され、別の実施形態では、焼結は０～２４０分の時間で達成され、別の実施形態では、焼結は０～１２０分の時間で達成され、別の実施形態では、焼結は０～６０分の時間で達成され、別の実施形態では、焼結は０～３０分の時間で達成され、別の実施形態では、焼結は０～２０分の時間で達成され、別の実施形態では、焼結は０～１０分の時間で達成され、別の実施形態では、焼結は０～５分の時間で達成される。

【0238】

本開示による焼結装置の温度は、典型的には、装置のグラファイトダイ内で測定される。したがって、示される温度が酸化イットリウム内で実際に実現されるように、温度は、焼結される酸化イットリウムのできるだけ近くで測定されることが好ましい。

【0239】

一実施形態における圧力及び温度の印加順序は、本開示に従って様々な場合がある。これは、最初に示された圧力を印加し、その後加熱して目標温度を達成することが可能であることを意味する。さらに、別の実施形態では、最初に示された熱を加えて目標温度を達成し、その後示された圧力を印加することも可能である。本開示による第３の実施形態では、温度と圧力を同時に酸化イットリウムに印加し、示された値に到達するまで焼結及び上昇させることができる。

【0240】

焼結装置を加熱し、ツールセット内の酸化イットリウム粉末を間接的に加熱するために、誘導加熱法または放射加熱法も使用することができる。

【0241】

他の焼結技術とは対照的に、焼結前のサンプルの準備、すなわち、焼結前のコールドプレスまたはグリーン体の形成による準備は不要であり、粉末はモールドに直接充填される。これにより、最終的な酸化イットリウム焼結体の純度を高めることができる。

【0242】

他の焼結技術とはさらに対照的に、焼結助剤は必要とされない。加えて、高純度の出発粉末が望ましい。焼結助剤なしで純度９９．９９％から９９．９９９９％超までの高純度の出発物質を使用することにより、半導体エッチングチャンバーで使用するための耐エッチング性を改善する高純度の酸化イットリウム焼結体の製造が可能になる。

【0243】

いくつかの実施形態では、等温滞留時間における焼結は０分～１４４０分の時間行うことができ、別の実施形態では、等温滞留時間における焼結は０分～７２０分の時間行うことができ、別の実施形態では、等温滞留時間における焼結は０分～３６０分の時間行うことができ、別の実施形態では、等温滞留時間における焼結は０分～２４０分の時間行うことができ、別の実施形態では、等温滞留時間における焼結は０分～１２０分の時間行うことができ、別の実施形態では、等温滞留時間における焼結は０分～６０分の時間行うことができ、別の実施形態では、等温滞留時間における焼結は０分～３０分の時間行うことができ、別の実施形態では、等温滞留時間における焼結は０分～２０分の時間行うことができ、別の実施形態では、等温滞留時間における焼結は０分～１０分の時間行うことができ、別の実施形態では、等温滞留時間における焼結は０分～５分の時間行うことができる。

【0244】

本発明の一実施形態では、ＳＰＳ処理工程は、０．１℃／分～１００℃／分、０．２５℃／分～５０℃／分、好ましくは０．５℃／分～５０℃／分、好ましくは０．７５℃／分～５０℃／分、好ましくは１℃／分～５０℃／分、より好ましくは２～２５℃／分、より好ましくは３～２０℃／分、好ましくは４～１５℃／分、好ましくは５～１０℃／分の特定の加熱傾斜で、特定の予備焼結時間に到達するまで行われる予備焼結工程を含む。

【0245】

本発明のさらなる実施形態では、ＳＰＳ処理工程は、０．１０ＭＰａ／分～３０ＭＰａ／分、０．２～２５、好ましくは０．２５～２０、０．２５ＭＰａ／分～１５ＭＰａ／分、好ましくは０．５～１０ＭＰａ／分、好ましくは１～１０ＭＰａ／分の特定の圧力傾斜で、特定の予備焼結時間に到達するまで行われる予備焼結工程を含む。

【0246】

本発明の別の実施形態では、ＳＰＳ処理工程は、上述した特定の加熱傾斜と上述した特定の圧力傾斜とが用いられる予備焼結工程を含む。

【0247】

処理工程（ｃ）において、焼結された酸化イットリウムは、熱源の除去によって受動的に冷却することができ、任意選択的なアニール処理プロセスを容易にし得る温度に到達するまで自然対流が起こる。さらなる実施形態では、酸化イットリウム焼結体は、不活性ガス、例えば１ｂａｒのアルゴンまたは窒素の対流下で冷却することができる。１ｂａｒを超えるまたは下回る他のガス圧力も使用することができる。冷却工程を開始するために、ＳＰＳ装置に加えられている電力が取り除かれてもよい。焼結サンプルに加えられた圧力は、（自然）冷却が行われる前にＳＰＳプロセスの最後に除去される。

【0248】

焼結中、典型的には体積減少が生じ、その結果酸化イットリウム焼結体は、焼結装置のツールセット内に配置された際の出発酸化イットリウム粉末の体積の約３分の１の体積を含み得る。

【0249】

処理工程（ｄ）‐任意選択的な工程において、酸化イットリウム焼結体の温度を上げるために熱を加えてアニール処理温度に到達させてアニール処理することにより、酸化イットリウム焼結体をアニール処理すること、及び処理工程（ｅ）酸化イットリウム焼結体に加えられた熱源を除去することにより、アニール処理された酸化イットリウム焼結体の温度を周囲温度まで下げること。
任意選択的な工程（ｄ）では、工程ｃ）の得られた酸化イットリウム焼結体に対してアニール処理プロセスが行われる。アニール処理は、焼結装置の外部の炉内で、または焼結装置から酸化イットリウム焼結体を取り出さずに焼結装置自体の内部で行うことができる。例えば、一実施形態では、焼結された酸化イットリウムは、処理工程（ｃ）に従って冷却した後、焼結装置から取り出すことができ、アニール処理工程は、炉などの別の装置の中で行うことができる。別の実施形態では、本開示によるアニール処理の目的のために、工程（ｂ）で焼結された酸化イットリウムは、その後、焼結工程（ｂ）と任意選択的なアニール処理工程（ｄ）との間に焼結装置から取り出す必要なしに、焼結装置内のままでアニール処理することができる。

【0250】

アニール処理は、酸化イットリウム焼結体の化学的及び物理的特性を改善させる。アニール処理の工程は、ガラス、セラミック、及び金属のアニール処理に使用される従来の方法で行うことができ、アニール処理温度及びアニール処理継続可能時間の選択によって、改善の程度を選択することができる。

【0251】

任意選択的なアニール処理工程（ｄ）は、１２００～１８００℃、好ましくは１２５０～１７００℃、より好ましくは１３００～１６５０℃の温度で行うことができる。このような温度では、残留炭素が除去され、結晶構造内の酸素空孔を化学量論比に補正して戻すことができる。

【0252】

焼結された酸化イットリウムをアニール処理する工程は、５分～２４時間、好ましくは２０分～２０時間、より好ましくは６０分～１６時間で完了させることができる。

【0253】

任意選択的なアニール処理工程（ｄ）は、好ましくは、空気中の酸化性雰囲気で行われる。

【0254】

焼結された酸化イットリウムをアニール処理する任意選択的な処理工程（ｄ）が行われた後、アニール処理された酸化イットリウム焼結体の温度は、上の処理工程（ｃ）に従って周囲温度まで下げられる。焼結及びアニール処理された酸化イットリウム体は緻密であり、典型的には、０．２５μｍ～２５μｍ、好ましくは０．５～２０μｍ、好ましくは０．７５～１５μｍ、好ましくは１～１０μｍ、より好ましくは１～５μｍの平均粒度を有する。

【0255】

一実施形態による上述したＳＰＳプロセスは、大きい酸化イットリウム焼結体の製造における使用に適している。本明細書に開示の方法は、迅速な粉末の固化及び緻密化を提供し、出発粉末材料から転写された焼結体に小さな（１３ｕｍ未満のオーダー）ｄ５０粒度を保持し、最も長い寸法にわたって最小（＜３％）の密度変動で、理論上の９８％を超える高い均一な密度を実現する。微細な粒度、均一性、及び高い密度のこの組み合わせにより、半導体プロセスチャンバーの構成要素としての機械加工、取り扱い、及び使用に適した、高い強度の大きな寸法の酸化イットリウム焼結体が提供される。例えば、一実施形態では、酸化イットリウム焼結体は、４０ｍｍ～１００ｍｍの厚さの範囲にわたって４０ｍｍ～６００ｍｍのサイズの寸法を有するディスク形状に形成することができる。別の実施形態では、酸化イットリウム焼結体は、直径１００ｍｍ～６００ｍｍの直径を有するディスク形状に形成することができる。別の実施形態では、１００ｍｍ～４０６ｍｍの寸法を有する酸化イットリウム焼結体を形成することができる。別の実施形態では、酸化イットリウム焼結体は、２００ｍｍ～６００ｍｍ、好ましくは３００～６００ｍｍ、好ましくは３５０～６００ｍｍ、好ましくは４００～６００ｍｍ、より好ましくは４５０～６００ｍｍ、より好ましくは５００～６００ｍｍ、より好ましくは５５０～６００ｍｍのサイズを有し、これらそれぞれは、焼結体の最も長い寸法であってよい少なくとも１つの寸法に関するものである。

【0256】

最後に、焼結された（または焼結及びアニール処理された）酸化イットリウム体は、その後、例えば、誘電体ウインドウまたはＲＦウインドウ、フォーカスリング、ノズルまたはガスインジェクター、シャワーヘッド、ガス分配プレート、エッチングチャンバーライナー、プラズマ源アダプター、ガス注入口アダプター、ディフューザー、電子ウエハーチャック、チャック、パック、混合マニホールド、イオンサプレッサー要素、フェイスプレート、アイソレーター、スペーサー、及び保護リングなどのプラズマエッチングチャンバーで使用するための最終的な構成要素に任意選択的に機械加工することができる。焼結された構成要素を形成するための焼結された（または焼結及びアニール処理された）酸化イットリウム体の機械加工は、当業者に公知の方法に従って行うことができる。

【0257】

本明細書に開示の方法は、最大細孔径、高い密度、密度変動、高い純度、改善された機械的強度に対する改善された制御を提供し、それにより、特に例えば最大寸法方向に２００～６００ｍｍを超える寸法の物体のための酸化イットリウム焼結体／構成要素の取り扱い可能性を提供する。

【0258】

したがって、本明細書に開示の一実施形態では、４０ｐｐｍ以下の総不純物量と、４．９３ｇ／ｃｍ^３以上の密度とを有する酸化イットリウム焼結体であって、少なくとも１つの細孔を含む少なくとも１つの表面を有し、細孔の直径が５μｍを超えない、酸化イットリウム焼結体が開示され、この酸化イットリウム焼結体は以下の方法によって製造される。
ａ．放電プラズマ焼結装置のツールセットによって規定される容積内に酸化イットリウム粉末を配置し、容積内に真空条件または不活性環境を形成する工程と、
ｂ．１２００～１６００℃の焼結温度に加熱しながら酸化イットリウム粉末に１０ＭＰａ～６０ＭＰａの圧力を加え、焼結を行って酸化イットリウム焼結体を形成する工程と、
ｃ．酸化イットリウム焼結体の温度を下げる工程と、
を含む方法であって、工程ａ）の酸化イットリウム粉末が１０ｍ^２／ｇ以下の表面積を有し、酸化イットリウム焼結体が、４０ｐｐｍ以下の総不純物量と、４．９３ｇ／ｃｍ^３以上の密度と、少なくとも１つの細孔を含む少なくとも１つの表面とを含み、直径５μｍを超える細孔を有さない方法。

【0259】

このようして製造された酸化イットリウム焼結体（アニール処理された酸化イットリウム焼結体を含む）は、プラズマエッチング用の装置に使用することができる。ほとんどの集積回路（ＩＣ）製造プロセスは、典型的には、様々な層を逐次的に形成、成形、または変更することができる多数の製造工程を含む。層を形成する１つの方法は、層を堆積してからエッチングすることとすることができる。通常、エッチングは、下にある層の上にエッチングマスクを形成することを含み得る。エッチングマスクは、他の部分を露出させる一方で、下にある層の特定の部分をマスクことができる特定のパターンを有し得る。その後、エッチングにより、エッチングマスクによって露出された下にある層の部分を除去することができる。このようにして、エッチングマスクのパターンを下にある層に導入することができる。

【0260】

プラズマエッチングは、現在、電子機器の製造において使用するための半導体材料処理に使用されている。電子デバイスで使用される場合、より効率的にするために又は特定の特性を強化するために、半導体材料の表面に小さなフィーチャをエッチングすることができる。例えば、微小電気機械システムで使用するためのシリコン表面に深いトレンチを形成するために、プラズマエッチングを使用することができる。この応用は、プラズマエッチングがマイクロエレクトロニクスの製造において大きな役割を果たす可能性も有していることを示唆している。同様に、現在、プロセスをナノメートルスケールに調整できる方法について研究が行われている。

【0261】

プラズマエッチングは、通常、半導体基板上に形成された１つ以上の層をエッチングするために一般的に使用されるプラズマエッチングチャンバー内で行われる。半導体基板は、典型的にはチャンバー内の基板支持体上に支持される。

【0262】

プラズマエッチング中、プラズマは、高周波（ＲＦ）電磁放射を低圧ガス（またはガス混合物）に供給することにより、基板の表面上に形成される。基板の電位を調整することにより、プラズマ中の帯電種は、基板の表面に衝突するように向けることができ、それによって、そこから物質（例えば原子）を除去することができる。

【0263】

プラズマエッチングは、エッチングされる材料と化学的に反応性であるガスを使用することによって、より効果的にすることができる。いわゆる「反応性イオンエッチング」は、プラズマのエネルギー衝突効果と反応性ガスの化学的エッチング効果とを結び付けたものである。

【0264】

本開示の一実施形態による焼結された酸化イットリウムは、プラズマチャンバー構成要素を製造するために使用することができる。そのような構成要素は、上述したＳＰＳプロセスを用いて焼結することにより、高密度かつ高純度に製造することができるため、激しいエッチング条件下での長寿命などの利点を有し得る。酸化イットリウム焼結体は、粒子生成に対する耐性、改善されたプラズマエッチング耐性、増加した構成要素の寿命など、プラズマ処理との関係において多くの利点を有している。加えて、酸化イットリウムパーツの洗浄は、腐食性の高い化学物質や反応性の高い化学物質などの激しい洗浄方法を使用可能な場合があるため、より容易にすることができる。

【0265】

本明細書に開示の酸化イットリウム焼結体から形成可能なチャンバー構成要素の例としては、静電チャック（ＥＳＣ）、リング（例えばプロセスキットリングまたは単一リング）、チャンバー壁ライナー、ベース、ガス分配プレート、シャワーヘッド、ライナー、ライナーキット、シールド、プラズマスクリーン、流量平衡器、冷却ベース、チャンバービューポート、チャンバーリッドなどが挙げられる。

【0266】

一実施形態では、本開示の一実施形態によるプロセスチャンバーは、内部容積を封入するチャンバー本体とシャワーヘッドとを含む。あるいは、シャワーヘッドは、完全な材料またはコーティングのいずれかとして上述した酸化イットリウムから製造される場合もあるリッド及びノズルによって置き換えられてもよい。チャンバー本体は、アルミニウム、ステンレス鋼、または他の適切な材料から製造することができる。チャンバー本体は、通常、側壁、ウエハーを取り囲むフォーカスまたはエッジリング、及び底部を含む。シャワーヘッド（またはリッド及び／またはノズル）、側壁及び／または底部のうちの１つ以上は、本開示の一実施形態による焼結された酸化イットリウムを含む。

【0267】

特徴及び利点は、以降で説明される例示的な実施例によってより完全に示される。

【実施例】

【0268】

本発明の実施形態による以下の酸化イットリウムサンプルＨ１／６６～Ｈ４／１５２を製造し、本開示に従って製造されていない酸化イットリウムサンプルＣＭ１／１０７、ＣＭ２／１０８、及び１１８と比較した。

【0269】

Ｈ１／６６：
２．８９ｍ^２／ｇの表面積と、５．４ｕｍのｄ５０粒度と、＜１０ｐｐｍのＴＲＥＯ（全希土類酸化物）と、９９．９９５２％の粉末純度に対する４８ｐｐｍの総不純物とを有する粉末から、８０ｍｍの酸化イットリウム焼結体を製造した。焼結体は、１５００℃の焼結温度で６０分間、３０ＭＰａで形成した。アニール処理は、５℃／分の温度傾斜で１４５０℃まで１時間、次いで１４００℃で８時間、空気中で行った。酸化イットリウム焼結体は４．９４８ｇ／ｃｍ^３の密度及び１．１μｍの最大細孔径を有していた。ｄ１０、ｄ５０、及びｄ９０の粒度は、それぞれ０．５、０．８、及び１．４ｕｍと測定された。

【0270】

Ｈ２／６５：
６．８４ｍ^２／ｇの表面積を有する粉末から、１５５０℃の焼結温度で１０分間、３０ＭＰａで４０ｍｍの酸化イットリウムサンプルを形成した。アニール処理は、１３００℃の温度の炉内で４時間、空気中で行った。出発酸化イットリウム粉末の総純度は１０ｐｐｍに相当する９９．９９９％でった。中央粒径は５．８２μｍと測定された。酸化イットリウム焼結体は１１ｐｐｍの総不純物量を有していた。出発粉末の純度は、酸化イットリウム焼結体で維持された。これは、処理中に汚染物質がほとんどまたはまったく導入されなかったことを示唆している。ｄ１０、ｄ５０、及びｄ９０の粒度はそれぞれ４．０、１３．０及び２７．１ｕｍと測定され、１４ｕｍの平均粒度が測定された。

【0271】

Ｈ３／７９：
３．３３ｍ^２／ｇの表面積と５．１７μｍの中央粒径（ｄ５０）とを有する粉末から、４０ｍｍの酸化イットリウム焼結体を形成した。出発粉末の総不純物は２～４ｐｐｍであった。酸化イットリウム体の焼結は、１５００℃の焼結温度を使用して、３０ＭＰａの圧力で１０分間行った。温度は５０℃／分で昇温させ、それと同時に５ＭＰａ／分で圧力を加えた。アニール処理は、５℃／分で１３００℃まで昇温し、空気中で４時間保持することにより行った。酸化イットリウム焼結体は９～１０ｐｐｍの総不純物量を有していた。これは処理の結果としての汚染物質の導入が最小限であったことを示している。最大細孔径は０．６ｕｍと測定され、密度は５．０３ｇ／ｃｃと測定された。ｄ１０、ｄ５０、及びｄ９０の粒度は、それぞれ０．８、１．４、及び２．４ｕｍと測定された。１．４７ｕｍの平均粒度も測定された。

【0272】

Ｈ４／１５２：
６．９５ｍ^２／ｇの表面積と９９．９９９％の純度のＴＲＥＯ（＜１０ｐｐｍ）と、１８ｐｐｍの平均総不純物とを有する粉末から、１００ｍｍの酸化イットリウム焼結体を形成した。中央粒径（ｄ５０）は４．６５μｍであった。焼結は、１４００℃で３０分間、３０ＭＰａで行った。その後、１４００℃で空気中で８時間アニール処理を行った。５．０２４ｇ／ｃｍ^３の密度が測定され、最大細孔径は２ｕｍであった。本明細書に開示の２段階ＣＦ_４／Ｏ_２エッチングプロセスの後、０．９８ｕｍの平均段差、０．６８ｎｍ／分の平均エッチング速度、及び３４００００ｕｍ^３のエッチング量が得られた。本明細書に開示の２段階ＣＦ_４／Ｏ_２エッチングプロセスの前後に、それぞれ１０及び１４ｎｍの算術平均高さＳａが測定された。本明細書に開示の酸素エッチングプロセスの後、０．１ｕｍの平均段差、０．０７ｎｍ／分の平均エッチング速度、及び３００００ｕｍ^３のエッチング量が得られた。本明細書に開示のＳＦ_６エッチングプロセスの後、０．２８ｕｍの平均段差、０．１９ｎｍ／分の平均エッチング速度、及び９００００ｕｍ^３のエッチング量が得られた。

【0273】

単一工程、ＣＦ_４エッチング手順
エッチング性能を評価するために、６ｍｍ×６ｍｍ×２ｍｍの寸法の研磨されたセラミックサンプルを、シリコーンベースのヒートシンクコンパウンドを使用してｃ面サファイアウエハー上に取り付けた。各パーツの領域は、５ｍｍ×５ｍｍの正方形のサファイアセラミックをサンプル表面に接着することによって、エッチングプロセスへの暴露からブロックした。

【0274】

ドライエッチングプロセスは、産業界の標準的な装置であるＰｌａｓｍａ－Ｔｈｅｒｍ Ｖｅｒｓａｌｉｎｅ ＤＥＳＣ ＰＤＣ Ｄｅｅｐ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｅｔｃｈを使用して行った。エッチングは、４時間のエッチングセグメントで２４時間の総継続時間で完了した。このプロセスは、９０標準立方センチメートル／分（ｓｃｃｍ）のＣＦ_４流量、３０ｓｃｃｍの酸素流量、及び２０ｓｃｃｍのアルゴン流量による１０ミリトールの圧力で行った。バイアスは６００ボルトであり、２０００ワットのＩＣＰ電力であった。このエッチングレシピは５１２ｎｍ／分のシリコンエッチング速度を有する。このエッチングレシピは、７２ｎｍ／分の速度で溶融シリカ（石英ガラス）をエッチングする。サンプル性能を評価するためにここで使用されるエッチング条件は、性能を識別するために、本開示の材料が極端なエッチング条件を受けるように選択した。

【0275】

エッチング手順の完了後、表面粗さを測定した。

【0276】

単一工程、ＣＦ_４エッチング量手順：
一実施形態では、酸化イットリウム焼結体は、約１２０００μｍ^３未満、好ましくは約９０００μｍ^３未満、より好ましくは約７０００μｍ^３未満のエッチング量によって特徴付けられる。このエッチング量は、６ｍｍ×６ｍｍ×２ｍｍの寸法のサンプルが、９０標準立方センチメートル／分（ｓｃｃｍ）のＣＦ_４流量、３０標準立方センチメートル／分（ｓｃｃｍ）の酸素流量、及び２０標準立方センチメートル／分（ｓｃｃｍ）のアルゴン流量による１０ミリトールの圧力、並びに６００ボルトのバイアス及び２０００ワットのＩＣＰ電力で２４時間のエッチング条件を受ける、基準プロセスとしてのエッチングプロセスが行われる場合に実現される。それぞれのエッチングプロセスは、以降の実験項でさらに詳しく説明されている。その結果、エッチング量は、示されたエッチングプロセス中に除去される酸化イットリウム体の体積に関連する。

【0277】

単一工程、ＣＦ_４エッチング速度手順：
いくつかの実施形態では、酸化イットリウム体は、約０．０８ｎｍ／分未満、好ましくは約０．０６ｎｍ／分未満、より好ましくは約０．０５ｎｍ／分未満のエッチング速度を示すことによって特徴付けられる。このエッチング速度は、６ｍｍ×６ｍｍ×２ｍｍの寸法のサンプルが、９０標準立方センチメートル／分（ｓｃｃｍ）のＣＦ_４流量、３０標準立方センチメートル／分（ｓｃｃｍ）の酸素流量、及び２０標準立方センチメートル／分（ｓｃｃｍ）のアルゴン流量による１０ミリトールの圧力、並びに６００ボルトのバイアス及び２０００ワットのＩＣＰ電力で２４時間のエッチング条件を受ける、基準プロセスとしての単一の工程のＣＦ_４エッチングプロセスが行われる場合に実現される。その結果、エッチング速度は、示されたエッチングプロセス中に除去される酸化イットリウム体の厚さの減少に関連する。

【0278】

単一工程、ＣＦ_４ Ｓｄｒ手順（エッチングなし、エッチングあり）
いくつかの実施形態では、酸化イットリウム焼結体は、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．３．２による、１００×１０^－５未満、より好ましくは７５×１０^－５未満、最も好ましくは５０×１０^－５未満の、エッチングされていない領域における展開面積比を有し、かつＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．３．２による、６００×１０^－５未満、より好ましくは５００×１０^－５未満、より好ましくは４００×１０^－５未満、より好ましくは３００×１０^－５未満、最も好ましくは２００×１０^－５未満の、エッチングされた領域における展開面積比を有すること、によって特徴付けられる。後者の展開面積比は、６ｍｍ×６ｍｍ×２ｍｍの寸法の酸化イットリウム体のサンプルが、９０標準立方センチメートル／分（ｓｃｃｍ）のＣＦ_４流量、３０標準立方センチメートル／分（ｓｃｃｍ）の酸素流量、及び２０標準立方センチメートル／分（ｓｃｃｍ）のアルゴン流量による１０ミリトールの圧力、並びに６００ボルトのバイアス及び２０００ワットのＩＣＰ電力で２４時間のＣＦ４エッチング時間の条件を受ける場合に実現される。それぞれのエッチングプロセスは、以降にさらに詳しく説明されている。

【0279】

単一工程、ＣＦ_４ Ｓａ（エッチングなし、エッチングあり）
いくつかの実施形態では、酸化イットリウム焼結体は、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．１．７による、３０ｎｍ未満、より好ましくは２８ｎｍ未満、最も好ましくは２５ｎｍ未満の算術平均高さＳａを有し、かつＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２、セクション４．１．７による、４０ｎｍ未満、より好ましくは３５ｎｍ未満、最も好ましくは３０ｎｍ未満の算術平均高さＳａを有すること、によってさらに特徴付けられる。後者の算術平均高さＳａは、６ｍｍ×６ｍｍ×２ｍｍの寸法の酸化イットリウム体のサンプルが、９０標準立方センチメートル／分（ｓｃｃｍ）のＣＦ_４流量、３０標準立方センチメートル／分（ｓｃｃｍ）の酸素流量、及び２０標準立方センチメートル／分（ｓｃｃｍ）のアルゴン流量による１０ミリトールの圧力、並びに６００ボルトのバイアス及び２０００ワットのＩＣＰ電力で２４時間のエッチング条件を受ける場合に実現される。それぞれのエッチングプロセスは、以降にさらに詳しく説明されている。

【0280】

表面粗さ測定
表面粗さ測定は、クラス１クリーンルーム内の周囲条件下で、Ｋｅｙｅｎｃｅ ３Ｄレーザー走査型共焦点デジタル顕微鏡モデルＶＫ－Ｘ２５０Ｘを使用して行った。顕微鏡は、２．８Ｈｚの固有振動数を有するＴＭＣ卓上ＣＳＰベンチトップ型パッシブアイソレーター上に置かれる。

【0281】

この非接触システムは、反射光強度により表面を分析するために、レーザービーム光及び光学センサーを使用する。顕微鏡は、ｘ方向に１，０２４データ点、及びｙ方向に７８６データ点を取得し、合計７８６，４３２データ点を取得する。所定のスキャンが完了すると、対物レンズはｚ方向に設定されたピッチ移動し、スキャン間で強度が比較されて焦点が決定される。ＩＳＯ ２５１７８表面性状（面粗さ測定）は、この顕微鏡が準拠している表面粗さの分析に関連する国際規格のコレクションである。

【0282】

サンプルの詳細な画像を取り込むために、サンプルの表面を、共焦点顕微鏡を使用して１０倍の倍率でレーザースキャンした。線の粗さは、７つの分割されたブロックのプロファイルで得た。測定サンプリング長を表すラムダカイ（λ）は、ＩＳＯ仕様４２８８：幾何特性仕様（ＧＰＳ）－表面性状：輪郭曲線方式－表面性状の評価のための規則及び手順、に従って、ラインの読み取りが７つのうちの中央の５つのブロックからの測定に制限されるように調整した。

【0283】

測定用サンプルのエッチング及びマスクされた領域内のエリアを選択した。エリアは、典型的なサンプル表面を最も代表するように選択し、Ｓａ及びＳｄｒの計算に使用した。

【0284】

表面粗さＳａ及びＳｄｒは、基盤技術分野で周知のパラメータであり、例えば、ＩＳＯ規格２５１７８－２－２０１２のセクション４．１．７（表面粗さＳａ）及び４．３．２（表面粗さＳｄｒ）に記載されている。

【0285】

段差の測定
エッチングプロセスの結果としての段差は、Ｋｅｙｅｎｃｅ ３Ｄレーザー走査型共焦点デジタル顕微鏡モデルＶＫ－Ｘ２５０Ｘを２０倍の倍率で使用することによって直接測定した。サンプルのエッチングされた領域とエッチングされていない領域の選択された領域を使用して、別個の基準面を形成した。これらの基準面の間の３つの測定値にわたる平均の高さの差を段差とみなすことができる。

【0286】

エッチング速度の計算
ナノメートル／時で単位の平均エッチング速度は、段差を総エッチング時間で割ってナノメートル／分単位でのエッチング速度に到達させることによって平均段差から計算することができる。

【0287】

体積測定
エッチング量は、Ｋｅｙｅｎｃｅ ３Ｄレーザー走査型共焦点デジタル顕微鏡モデルＶＫ－Ｘ２５０Ｘの５０倍での測定から計算した。７×７の画像テンプレートが形成され、そこから７×１の領域が測定のために選択される。基準面は、最初に、マスクされその結果エッチングされなかったサンプルの代表的な領域で定められる。基準面を定めるために、マスクされた領域内のエリアが選択される。サンプルの厚さと取り付けのばらつきを考慮するために、そのエリアにわたってソフトウェアによる傾斜補正が完了される。その後、マスクされた表面から最大距離にある画像のエッチングされた領域で、６００ｕｍ×２００ｕｍの総エリアが選択される。マスクされた表面上に形成された基準面と比較したエッチングされた表面の高さが測定され、基準面に対してエッチングによって除去された材料の体積が、選択された領域全体で計算される。

【0288】

ＲａとＳａの測定値の相違：
Ｓａは、表面の算術平均高さであり、ＩＳＯ ２５１７８：幾何特性仕様（ＧＰＳ）－表面性状：に記載されており、これは、３Ｄ面積表面性状の分析に関連する国際標準化機構の国際規格のコレクションである。これは、非接触式レーザー顕微鏡に基づいている。

【0289】

Ｒａは、ＩＳＯ ４２８７：１９９７幾何特性仕様（ＧＰＳ）－表面性状：輪郭曲線方式による２Ｄプロファイルの算術平均粗さである。これは、線形プロファイルを形成するための表面と接触する機械式スタイラスに基づいている。

【0290】

Ｓａは、３Ｄ測定面全体の高さの差を表す一方で、Ｒａは、２Ｄ線形プロファイルスキャン全体の高さの差を表す。

【0291】

Ｒａは、スタイラスチップの形状によって制限され、そのため、微細な特徴の詳細が失われて山と谷が歪む可能性がある。これは、微細なサブミクロンの特徴を測定する際に問題になり、Ｓａ値と比較するためのＲａ値の使用における制限である。

【0292】

本発明の方法に従って追加のサンプルを製造した。それらは以下の表にまとめられている。該当する場合、それらは市販の石英（ＴＳＣ ０３）及び比較の酸化イットリウムサンプル（１０７、１０８、及び１１８）と比較されている。

【0293】

一例として、サンプル１８８－１を以下の通りに製造した。表面積が３．３ｍ^２／ｇであり、粉末純度９９．９９８７％に対応する１３ｐｐｍの総不純物である酸化イットリウム粉末を使用して、１００ｍｍの酸化イットリウム焼結体を形成した。真空下で２０ＭＰａの圧力が予め印加される多段階プロセスで圧力の事前印加を行った。その後、室温から６００℃まで１０℃／分の速度で加熱すると同時に５ＭＰａを印加した。１０℃／分の速度で、６００℃と焼結温度との間で圧力を３０ＭＰａに上げた。焼結は、１４００℃の温度及び３０ＭＰａの圧力で３０分間行い、焼結を完了した。焼結後、焼結装置への電力を止め、自然冷却した。アニール処理は、酸素含有環境で１４００℃の温度で８時間行った。密度は５．００２ｇ／ｃｍ^３であった。

【0294】

別の例では、サンプル１１６を以下の通りに製造した。６．８４ｍ^２／ｇの表面積を有する粉末から、１５５０℃の焼結温度で１０分間、３０ＭＰａで４０ｍｍの酸化イットリウムサンプルを形成した。アニール処理は、１４００℃～１４５０℃の温度の炉内で空気中で９時間行った。出発酸化イットリウム粉末の総純度は１０ｐｐｍに相当する９９．９９９％であった。中央粒径は５．８２μｍと測定された。酸化イットリウム焼結体は１１ｐｐｍの総不純物量を有していた。出発粉末の純度は、酸化イットリウム焼結体で維持された。これは、処理中に汚染物質がほとんどまたはまったく導入されなかったことを示唆している。ｄ１０、ｄ５０、及びｄ９０の粒度はそれぞれ０．７、６．７、及び２５．４ｕｍと測定された。

【0295】

別の例では、サンプル２２４を以下の通りに製造した。表面積が５～６ｍ^２／ｇであり、粉末純度９９．９９９２％に対応する平均８ｐｐｍの総不純物を有する酸化イットリウム粉末を使用して、１００ｍｍの酸化イットリウム焼結体を形成した。２０ＭＰａで約５分間圧力を予め印加し、５０ミリトールの真空にした。その後、圧力を５ＭＰａに下げ、６００℃までの加熱を１０℃／分の速度で行った。熱と圧力を同時に印加して、２０ＭＰａの圧力に到達させ、１０℃／分の速度で１４００℃まで加熱した。焼結は、１４００℃の温度及び２０ＭＰａの圧力で３０分間行い、焼結を完了した。焼結後、焼結装置への電力を止め、自然冷却した。酸化イットリウム焼結体のｄ１０、ｄ５０、及びｄ９０の粒度はそれぞれ０．４、０．７、及び１．２ｕｍであった。

【0296】

別の例では、サンプル１８９－１を以下の通りに製造した。表面積が４．２ｍ^２／ｇであり、粉末純度９９．９９７５に対応する２４．８ｐｐｍの総不純物を有する酸化イットリウム粉末を使用して、１００ｍｍの酸化イットリウム焼結体を形成した。真空下で２０ＭＰａの圧力が予め印加される多段階プロセスで圧力の事前印加を行った。その後、室温から６００℃まで１０℃／分の速度で加熱すると同時に５ＭＰａを印加した。１０℃／分の速度で、６００℃と焼結温度との間で圧力を３０ＭＰａに上げた。焼結は、１４００℃の温度及び３０ＭＰａの圧力で３０分間行い、焼結を完了した。焼結後、焼結装置への電力を止め、自然冷却した。アニール処理は、酸素含有環境で１４００℃の温度で８時間行った。酸化イットリウム焼結体は３６ｐｐｍの不純物及び９９．９９６％の純度を有していた。アニール処理された酸化イットリウム焼結体の密度は５．００６ｇ／ｃｍ^３であり、最大細孔径は０．７ミクロンであった。本明細書に開示の２段階ＣＦ_４／Ｏ_２エッチングプロセスの後、０．８２ｕｍの平均段差、０．５７ｎｍ／分の平均エッチング速度、及び２７０，０００ｕｍ^３のエッチング量が得られた。

【0297】

別の例では、サンプル０４５を以下の通りに製造した。表面積が９～１０ｍ^２／ｇであり、粉末純度９９．９９７４％に対応する２６ｐｐｍの総不純物を有する酸化イットリウム粉末を使用して、１００ｍｍの酸化イットリウム焼結体を形成した。本明細書に開示の通りに真空下で２０ＭＰａの圧力が予め印加される多段階プロセスで圧力の事前印加を行った。その後、室温から６００℃まで１０℃／分の速度で加熱すると同時に５ＭＰａを印加した。１０℃／分の速度で、６００℃と焼結温度との間で圧力を３０ＭＰａに上げた。焼結は、１４００℃の温度及び３０ＭＰａの圧力で３０分間行い、焼結を完了した。焼結後、焼結装置への電力を止め、自然冷却した。アルキメデス法を使用した平均密度は５．０２１ｇ／ｃｍ^３と測定された。アニール処理は、酸素含有環境で１４００℃の温度で８時間行った。アニール処理後のアルキメデス法を使用した平均密度は５．０１０ｇ／ｃｍ^３であると測定された。

【0298】

別の例では、サンプル２００－１を以下の通りに製造した。表面積が４．７ｍ^２／ｇであり、粉末純度９９．９９９１％に対応する９．５ｐｐｍの総不純物を有する酸化イットリウム粉末を使用して、１５０ｍｍの酸化イットリウム焼結体を形成した。２０ＭＰａで約５分間、圧力を予め印加した。その後、圧力を５ＭＰａまで下げ、２５℃／分の速度で６００℃まで加熱を行った。熱と圧力の同時印加は、２５℃／分の加熱速度と５ＭＰａ／分の加圧速度で１０００℃及び２０ＭＰａまで行った。１０００℃から焼結温度まで１０℃／分の速度で加熱した。焼結は、１４００℃の温度及び２０ＭＰａの圧力で３０分間行い、焼結を完了した。焼結後、焼結装置への電力を止め、自然冷却した。アニール処理は、酸素含有環境で１４００℃の温度で８時間行った。アニール処理された酸化イットリウム焼結体の密度は４．９４５ｇ／ｃｍ^３であり、最大細孔径は１．４ミクロンであった。本明細書に開示の２段階ＣＦ_４／Ｏ_２エッチングプロセスの後、０．２ｕｍの平均段差、０．１４ｎｍ／分の平均エッチング速度、及び６０，０００ｕｍ３のエッチング量が得られた。本明細書に開示の酸素エッチングプロセスの後、０．１μｍの平均段差、０．０７ｎｍ／分の平均エッチング速度、及び３０，０００ｕｍ^３のエッチング量が得られた。本明細書に開示のＳＦ_６エッチングプロセスの後、０．２７μｍの平均段差、０．１９ｎｍ／分の平均エッチング速度、及び８０，０００ｕｍ^３のエッチング量が得られた。

【0299】

別の例では、サンプル２１２－１を以下の通りに製造した。表面積が５．６ｍ^２／ｇであり、粉末純度９９．９９９２％に対応する８．１ｐｐｍの総不純物を有する酸化イットリウム粉末を使用して、１００ｍｍの酸化イットリウム焼結体を形成した。２０ＭＰａで約５分間、圧力を予め印加し、５０ミリトールの真空にした。その後、圧力を５ＭＰａまで下げ、５０℃／分の速度で６００℃に加熱した。熱と圧力の同時印加は、１０ＭＰａ／分の加圧速度と２５℃／分の加熱速度で３０ＭＰａ及び１４５０℃まで行った。焼結は、１４５０℃の温度及び３０ＭＰａの圧力で３０分間行い、焼結を完了した。焼結後、焼結装置への電力を止め、自然冷却した。アニール処理は、酸素含有環境で１４００℃の温度で８時間行った。アニール処理された酸化イットリウム焼結体の密度は５．０２２ｇ／ｃｍ^３であり、最大細孔径は１．０ミクロンであった。酸化イットリウム焼結体は、９９．９９９４％の純度に対応する６ｐｐｍの総平均不純物を有していた。本明細書に開示の２段階ＣＦ_４／Ｏ_２エッチングプロセスの後、１．１ｕｍの平均段差、０．７７ｎｍ／分の平均エッチング速度、及び３５８，０００ｕｍ^３のエッチング量が得られた。

【0300】

別の例では、サンプル３１４を以下の通りに製造した。表面積が２．８ｍ^２／ｇであり、粉末純度９９．９９７５％に対応する２４．８ｐｐｍの総不純物を有する酸化イットリウム粉末を使用して、最長寸法が４０６ｍｍである酸化イットリウム焼結体を形成した。５ＭＰａで圧力を予め印加し、１０℃／分で室温から８００℃まで温度を上昇させた。熱と圧力の同時印加は、１０℃／分の加熱速度と２０ＭＰａ／分の加圧速度で８００℃から１０００℃まで行った。圧力は１０００℃から焼結温度まで２０ＭＰａに維持し、加熱速度は１０℃／分であった。焼結は、１４５０℃の温度及び２０ＭＰａの圧力で、６０分間の焼結時間で行った。焼結時間終了後、加熱及び加圧を停止し、自然冷却を行った。酸化イットリウム焼結体を、０．８℃／分の加熱及び冷却速度を使用して、酸素含有環境で１４００℃の温度で８時間アニール処理した。アニール処理された酸化イットリウム焼結体の平均密度は４．９３５ｇ／ｃｍ^３であり、最長寸法方向にわたる密度範囲は４．８９８～４．９７０ｇ／ｃｍ^３であった。

【0301】

別の例では、サンプル４５７を以下の通りに製造した。表面積が５～６ｍ^２／ｇであり、粉末純度９９．９９８３％に対応する１７ｐｐｍの総不純物を有する酸化イットリウム粉末を使用して、最長寸法が４０６ｍｍである酸化イットリウム焼結体を形成した。粉末のか焼は、６００℃で８時間、５～６ｍ^２／ｇの表面積で行った。５ＭＰａで圧力を予め印加し、温度を室温から１０℃／分で６００℃まで上昇させた。熱と圧力の同時印加は、５℃／分の加熱速度と３０ＭＰａまでの圧力上昇で６００℃から１０００℃まで行った。圧力は１０００℃から焼結温度まで３０ＭＰａに維持し、加熱速度は５℃／分であった。焼結は、１４７５℃の温度及び３０ＭＰａの圧力で、６０分間の焼結時間で行った。焼結時間の後、圧力を取り除いた。冷却は、５０％の送風機出力で約４時間の強制対流を使用して行った。送風機の出力レベルを約２５％から１００％まで変化させて冷却すると、２．５℃／分～５℃／分の強制対流冷却速度が可能になる。焼結は、１４７５℃の温度及び３０ＭＰａの圧力で６０分間行った。酸化イットリウム焼結体を、０．８℃／分の加熱速度及び２℃／分の冷却速度を使用して、酸素含有環境で１４００℃の温度で４時間アニール処理した。アニール処理され焼結された酸化イットリウムの平均密度は４．９８５ｇ／ｃｍ^３であり、最長寸法方向にわたる密度範囲は４．９８０～４．９８９ｇ／ｃｍ^３であった。最大細孔径は１．４ｕｍと測定され、本開示のＣＦ_４／Ｏ_２エッチングプロセス後に１８ｎｍのＳａ値と１１７８×１０^－５のＳｄｒ値が測定された。このサンプルについて、直線切片法を使用して、０．６５ｕｍの平均粒度が測定された。

【0302】

別の例では、サンプル３５３を以下の通りに製造した。表面積が６．５～７．５ｍ^２／ｇであり、粉末純度９９．９９８９％に対応する平均１１ｐｐｍの総不純物を有する酸化イットリウム粉末を使用して、最長寸法が４０６ｍｍである酸化イットリウム焼結体を形成した。粉末のか焼は、１０００℃で２４時間、１．５～２．５ｍ^２／ｇの表面積で行った。５ＭＰａで圧力を予め印加し、温度を室温から１０℃／分で８００℃まで上昇させた。熱と圧力の同時印加は、１０℃／分の加熱速度と３０ＭＰａまでの圧力上昇で８００℃から１０００℃まで行った。圧力は１０００℃から焼結温度まで３０ＭＰａに維持し、加熱速度は１０℃／分であった。焼結は、１４７５℃の温度及び３０ＭＰａの圧力で、６０分間の焼結時間で行った。焼結時間終了後、加熱及び加圧を停止し、自然冷却を行った。酸化イットリウム焼結体を、０．８℃／分の加熱速度及び０．８℃／分の受動冷却速度で、酸素含有環境で１４００℃で０分間（等温アニール処理時間なし）アニール処理した。アニール処理された酸化イットリウム焼結体の密度は４．９８１ｇ／ｃｍ^３であった。

【0303】

別の例では、サンプル４１４を以下の通りに製造した。表面積が６．５～７．５ｍ^２／ｇであり、粉末純度９９．９９８９％に対応する平均１１ｐｐｍの総不純物を有する酸化イットリウム粉末を使用して、最長寸法が４０６ｍｍである酸化イットリウム焼結体を形成した。粉末のか焼は、５００℃で４８時間、６．５～７．５ｍ^２／ｇの表面積で行った。５ＭＰａで圧力を予め印加し、温度を室温から１０℃／分で８００℃まで上昇させた。熱と圧力の同時印加は、１０℃／分の加熱速度と３０ＭＰａまでの加圧で８００℃から１０００℃まで行った。圧力は１０００℃から焼結温度まで３０ＭＰａに維持し、加熱速度は１０℃／分であった。焼結は、１４００℃の温度及び３０ＭＰａの圧力で、６０分間の焼結時間で行った。焼結時間終了後、加熱及び加圧を停止し、自然／受動冷却を行った。アニール処理された酸化イットリウム焼結体の密度は４．９８５ｇ／ｃｍ^３であった。

【0304】

さらに別の例では、サンプル４７６を以下の通りに製造した。表面積が２ｍ^２／ｇであり、粉末純度９９．９９９５％に対応する５～６ｐｐｍの総不純物を有する酸化イットリウム粉末を使用して、最長寸法が４０６ｍｍである酸化イットリウム焼結体を形成した。粉末は、２４時間タンブリングさせてから粉砕媒体を使用せずに焼結した。５ＭＰａで圧力を予め印加し、温度を室温から１０℃／分で６００℃まで上昇させた。熱と圧力の同時印加は、５℃／分の加熱速度と３０ＭＰａまでの圧力上昇で６００℃から１０００℃まで行った。圧力は１０００℃から焼結温度まで３０ＭＰａに維持し、加熱速度は５℃／分であった。焼結は、１４７５℃の温度及び３０ＭＰａの圧力で、６０分間の焼結時間で行った。焼結時間の後、圧力を取り除いた。冷却は、５０％の送風機出力で強制対流を使用して行った。送風機の出力レベルを変化させながら使用して冷却すると、２．５℃／分～５℃／分の強制対流冷却速度が可能になる。酸化イットリウム焼結体を、１℃／分の加熱速度及び２℃／分の冷却速度を使用して、酸素含有環境で１４００℃の温度で４時間アニール処理した。アニール処理された酸化イットリウム焼結体の平均密度は４．９５３ｇ／ｃｍ^３であり、最長寸法方向にわたる密度範囲は４．８９１～５．０１４ｇ／ｃｍ^３であった。

【0305】

一連の実施例において、サンプル０８４及び０８４－１、０８５及び０８５－１、０８６及び０８６－１、０８７及び０８７－１、０９５、並びに０９６は、以下の通りに製造した。サンプル０８４及び０８４－１、０８５及び０８５－１、０８６及び０８６－１、０８７及び０８７－１、０９５、並びに０９６に対応する１００ｍｍの酸化イットリウム焼結体を、６．５～７．５ｍ^２／ｇの表面積と、粉末純度９９．９９８９％を与える平均１１ｐｐｍの総不純物とを有する粉末から製造した。粉末は、焼結する前に８００℃で８時間か焼し、表面積は５～６．５ｍ^２／ｇであった。サンプル０８４－１、０８５－１、０８６－１、０８７－１、０９５、及び０９６は、酸素環境で８時間、５℃／分の傾斜速度で１４００℃でアニール処理した。密度及び処理条件は、本明細書の対応する密度及び焼結／アニール処理の表に開示されている通りである。

【0306】

比較サンプル１０７：比較の酸化イットリウム体の純度は、ＩＣＰＭＳ法によって、４２ｐｐｍの汚染物質を有する９９．９９５８％であると測定された。本明細書に開示の通りに空隙率測定を行い、３８ｕｍの最大細孔径が測定された。粒度測定を行い、２７ｕｍの大きい平均粒度が測定された。アルキメデス法を使用して、材料が４．９８７ｇ／ｃｍ^３の平均密度を有すると測定され、標準偏差は０．０３８であった。厳密な焼結条件は不明であるものの、酸化イットリウム粉末を焼結してこの材料を形成するために、１６００℃を超える高い焼結温度を数日間などの長時間使用したと推測される。これらのパラメータは、測定される大きい粒度に寄与する。サンプルは、かなりの多孔質領域の割合を示し、本開示の焼結された酸化イットリウムと比較して、大きな細孔径、劣ったエッチング性能、及び広範囲の表面粗さを有していた。

【0307】

比較サンプル１０８：比較の酸化イットリウム体の材料特性を分析した。比較の酸化イットリウム体の純度は、ＩＣＰＭＳ法で９９．８３５６％であると測定され、緻密化を促進するための焼結助剤としての１２９１ｐｐｍのジルコニアを含む１６４４ｐｐｍの汚染物質を有していた。本明細書に開示の通りに空隙率測定を行い、１２ｕｍの最大細孔径が測定された。アルキメデス法を使用して、材料が４．９９７ｇ／ｃｃの平均密度を有すると測定され、標準偏差は０．０１１であった。厳密な焼結条件は不明であるものの、酸化イットリウムを焼結してこの材料を形成するために、緻密化を促進する目的でジルコニアが粉末に添加されており、これがエッチング性能を低下させている可能性があると推測される。サンプルは、かなりの多孔質領域の割合を示し、本開示の焼結された酸化イットリウムと比較して、大きな細孔径及び表面粗さを有していた。

【0308】

比較サンプル１１８：比較の酸化イットリウム体の純度は、ＩＣＰＭＳ法によって、３３ｐｐｍの汚染物質を有する９９．９９６７％であると測定された。本明細書に開示の通りに空隙率測定を行い、７ｕｍの最大細孔径が測定された。材料は、アルキメデス法を使用して５．００３ｇ／ｃｃの平均密度を有すると測定された。サンプルは、かなりの多孔質領域の割合を示し、本開示の焼結された酸化イットリウムと比較して、大きな細孔径及び劣ったエッチング性能を有していた。

【0309】

表１～４には、本開示の方法に従って製造されたサンプルの処理条件及び得られた密度がまとめられている。

【表1-1】

【表1-2】

【表1-3】

【表2】

【表3】

【表4】

【表5】

【0310】

表６及び７には、出発粉末及び本明細書に開示の方法に従って製造された焼結酸化イットリウムサンプルについて測定された純度がまとめられている。

【表6-1】

【表6-2】

【0311】

表７は、粉末から酸化イットリウム焼結体までの本明細書に開示のプロセス中の純度の維持を示している。

【表7】

【0312】

表８～１０は、異なるプロセスガスについての、石英（ＴＳＣ ０３）、市販の酸化イットリウムパーツ（１０７、１０８、１１８）、及び本開示に従って製造された焼結酸化イットリウムサンプル上でのエッチング結果をその処理条件とともに示している。ＣＦ_４／Ｏ_２エッチングは２段階プロセスで実行した。工程１は、１０ｍｔｏｒｒの圧力、９０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量、３０ｓｃｃｍのＯ_２流量、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００Ｖのバイアス電圧、２０００Ｗの電力で１５００秒間行った。工程２は、１０ｍｔｏｒｒの圧力、０ｓｃｃｍのＣＦ_４流量、１００ｓｃｃｍのＯ_２流量、２０ｓｃｃｍのアルゴン流量、６００Ｖのバイアス電圧、２０００Ｗの電力で３００秒間行った。第１の工程でのＣＦ_４曝露時間が２４時間になるまで、第１の工程と第２の工程を連続して繰り返した。Ｏ_２エッチング条件は次の通りである：２５ｍｔｏｒｒの圧力、ＣＦ_４／ＳＦ_６流量０ｓｃｃｍ、Ｏ_２流量１００ｓｃｃｍ、Ａｒ流量２０ｓｃｃｍ、バイアス電圧６００Ｖ、合計６時間２０００Ｗの電力。ＳＦ_６エッチング条件は次の通りである：２５ｍｔｏｒｒの圧力、ＳＦ_６流量１００ｓｃｃｍ、Ｏ_２流量０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量５０ｓｃｃｍ、バイアス電圧３００Ｖ、合計２４時間２０００Ｗの電力。結果は、本開示に従って製造された酸化イットリウム焼結体の優れた耐腐食性を示している。

【0313】

本開発に従って製造された酸化イットリウム焼結体は、好ましくは、開示されたＣＦ_４／Ｏ_２エッチングプロセスについては０．２～０．９８μｍ、本明細書に開示されたＳＦ_６エッチングプロセスについては０．２７～０．４４μｍ、本明細書に開示されたＯ_２エッチングプロセスについては０．１～０．１３μｍの段差を示す。

【0314】

本開発に従って製造された酸化イットリウム焼結体は、好ましくは、開示されたＣＦ_４／Ｏ_２エッチングプロセスについては０．６×１０^５～３．４×１０^５μｍ^３のエッチング量、本明細書に開示されたＳＦ_６エッチングプロセスについては０．８×１０^５～１．４×１０^５μｍ^３のエッチング量、本明細書に開示されたＯ_２エッチングプロセスについては０．２８～０．３９μｍ^３のエッチング量を示す。

【0315】

本開発に従って製造された酸化イットリウム焼結体は、好ましくは、開示されたＣＦ_４／Ｏ_２エッチングプロセスについては０．１４～０．６８ｎｍ／分、本明細書に開示されたＳＦ_６エッチングプロセスについては０．１９～０．３１０ｎｍ／分、本明細書に開示されたＯ_２エッチングプロセスについては０．０７～０．０９ｎｍ／分のエッチング速度を示す。

【表8】

【表9】

【表10】

【表11】

【0316】

図面を参照して、選択した結果を以下の通りにまとめる。

【0317】

図３は、本開示の実施形態による、焼結酸化イットリウムサンプルＨ１／６６、Ｈ２／６５、及びＨ３／７９と比較した、従来技術の焼結酸化イットリウムサンプルＣＭ１／１０７及びＣＭ２／１０８の単一工程のＣＦ_４エッチング量を示す。本開示による焼結酸化イットリウムサンプルは、従来技術よりも耐エッチング性がはるかに高い。

【0318】

図４は、本開示の実施形態に従って製造された様々な焼結酸化イットリウムサンプルと比較した、従来技術のＴＳＣ ０３（石英）、並びに焼結酸化イットリウムサンプル１１８及び１０７のＣＦ_４＋Ｏ_２平均エッチング量を示す。本開示による焼結酸化イットリウムサンプルは、従来技術よりも耐エッチング性がはるかに高い。

【0319】

図５は、本開示の実施形態に従って製造された様々な焼結酸化イットリウムサンプルと比較した、従来技術のＴＳＣ ０３（石英）、並びに焼結酸化イットリウムサンプル１１８及び１０７のＣＦ_４＋Ｏ_２平均段差を示す。本開示による焼結酸化イットリウムサンプルは、従来技術よりも耐エッチング性がはるかに高い。

【0320】

図６は、本開示の実施形態に従って製造された様々なサンプルと比較した、従来技術のＴＳＣ ０３（石英）、並びに焼結酸化イットリウムサンプル１１８及び１０７のＣＦ_４＋Ｏ_２平均エッチング速度を示す。本開示による焼結酸化イットリウムサンプルは、従来技術よりも耐エッチング性がはるかに高い。

【0321】

図７は、単一の工程であるＣＦ_４エッチングプロセスの前後の従来技術の焼結酸化イットリウムサンプルＣＭ１／１０７及びＣＭ２／１０８の表面の５０倍でのＳＥＭ顕微鏡写真を示す。かなりのエッチングが観察される。

【0322】

図８は、単一の工程であるＣＦ_４エッチングプロセス前後の、本開示に従って製造された焼結酸化イットリウムサンプルＨ１／６６、Ｈ２／６５、及びＨ３／７９の表面の１０００倍でのＳＥＭ顕微鏡写真を示す。本開示に従って製造されたサンプルは、エッチングに対して耐性を有する。

【0323】

図９は、単一の工程であるＣＦ_４エッチングプロセス前後の従来技術の焼結酸化イットリウムサンプルＣＭ１／１０７及びＣＭ２／１０８の表面の１０００倍でのＳＥＭ顕微鏡写真を示す。かなりのエッチングが観察される。

【0324】

図１０は、単一の工程であるＣＦ_４エッチングプロセス前後の、本開示に従って製造された焼結酸化イットリウムサンプルＨ１／６６、Ｈ２／６５、及びＨ３／７９の表面の１０００倍でのＳＥＭ顕微鏡写真を示す。本開示に従って製造されたサンプルは、エッチングに対して耐性を有している。

【0325】

図１１は、ＣＦ_４＋Ｏ_２エッチングプロセス前後の従来技術の焼結酸化イットリウムサンプル１０７及び１１８の表面の５０００倍でのＳＥＭ顕微鏡写真を示す。かなりのエッチングが観察される。

【0326】

図１２は、ＣＦ_４＋Ｏ_２エッチングプロセス前後の、本開示に従って製造された焼結酸化イットリウムサンプル１５２及び１８９－１の表面の５０００倍でのＳＥＭ顕微鏡写真を示す。本開示に従って製造されたサンプルは、エッチングに対して耐性を有している。

【0327】

図１３は、本開示に従って製造された、焼結酸化イットリウムサンプル４５７の表面の端部及び同じ表面の中心の１０００倍及び５０００倍でのＳＥＭ顕微鏡写真を示す。表面全体で均一な密度が示され、また多孔質がほとんどまたはまったくないことが示される。本開示に従って製造されたサンプルは高密度であり、エッチングに対して耐性を有している。

【0328】

図１４は、本開示の一実施形態による酸化イットリウム体（Ｈ１／６６～Ｈ４／１５２）が２．００μｍを超える細孔径の細孔を有さないことを示している。

【0329】

図１５は、単一の工程であるＣＦ_４エッチングプロセス前後の、本開示の実施形態による焼結酸化イットリウムサンプルＨ１／６６、Ｈ２／６５、及びＨ３／７９と比較した従来技術の焼結酸化イットリウムサンプルＣＭ１／１０７及びＣＭ２／１０８の、光学倍率５０倍での展開面積比Ｓｄｒを示すグラフである。本開示に従って製造されたサンプルは、エッチングに対して耐性を有している。

【0330】

図１６は、単一の工程であるＣＦ_４エッチングプロセス前後の、本開示の実施形態による焼結酸化イットリウムサンプルＨ１／６６、Ｈ２／６５、及びＨ３／７９と比較した従来技の焼結酸化イットリウムサンプルＣＭ１／１０７及びＣＭ２／１０８の、光学倍率５０倍で測定された算術平均高さＳａ（ｎｍ）を示すグラフである。図１５及び図１６は、本発明の実施形態による酸化イットリウム素材（Ｈ１／６６～Ｈ３／７９）が、比較素材（ＣＭ１／１０７及びＣＭ２／１０８）と比較して、はるかに低い展開面積比Ｓｄｒ及び算術平均高さＳａを有することを示している。

【0331】

図１７は、ＣＦ_４＋Ｏ_２エッチングプロセス前後の、実施例からの様々な焼結酸化イットリウムサンプルの展開面積比Ｓｄｒを示すグラフである。本開示に従って製造されたサンプルは、エッチングに対して耐性を有している。

【0332】

図１８は、ＣＦ_４＋Ｏ_２エッチングプロセスの前後の実施例からの様々なサンプルの算術平均高さＳａ（ｎｍ）を示すグラフである。本開示に従って製造されたサンプルは、エッチングに対して耐性を有している。

【0333】

図１９は、従来技術の焼結酸化イットリウムサンプルと比較した、実施例からの様々な焼結酸化イットリウムサンプルのパーセント面積空隙率を示すグラフである。本発明の一実施形態による酸化イットリウム素材（Ｈ１／６６～Ｈ４／１５２）が、比較素材（ＣＭ１／１０７及びＣＭ２／１０８）と比較して、はるかに小さいパーセント割合の細孔面積を有する。

【0334】

図２０は、従来技術の焼結酸化イットリウムサンプルと比較した、実施例からの様々なサンプルの細孔径（細孔径分布）に対する累積面積％を示すグラフである。詳細には、例えば１μｍ未満の細孔径において、多孔質からなる面積の累積パーセントは、本発明の一実施形態による酸化イットリウム素材Ｈ１／６６～Ｈ３／７９では９６～１００％である一方で、比較素材ＣＭ１／１０７～ＣＭ３及びＨ５／６２では、面積の累積パーセントは約１０％以下である。

【0335】

図２１は、従来技術の焼結酸化イットリウムサンプルと比較した、実施例からの様々なサンプルの細孔径の対数に対する空隙率分布を示すグラフである。従来技術の材料１０７、１０８、及び１１８は、７ｕｍ以上のオーダーのより大きな細孔径と、多孔質を含む酸化イットリウム焼結体の表面及びそれによる体積のより高い割合を示す。

【0336】

図２２は、酸化イットリウムの理論密度よりも９８％以上大きい密度を有する酸化イットリウム焼結体を得るために必要な焼結圧力及び温度条件を示すグラフである。

【0337】

本明細書に開示の通り、多くの実施形態が説明されてきた。しかしながら、本明細書に開示の実施形態の趣旨及び範囲から逸脱することなしに様々な修正を行うことができることが理解されるであろう。したがって、他の実施形態は、以下の特許請求の範囲の範囲内にある。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【国際調査報告】