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材料製造プロセス

高周波プラズマ複合溶射により耐プラズマ性・機能性セラミックス部材を開発

島根県

竹内電機株式会社

2020年3月18日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 高周波プラズマ複合溶射による耐プラズマ性に優れた機能性セラミックス部材の開発
基盤技術分野 材料製造プロセス
対象となる産業分野 半導体
産業分野でのニーズ対応 高機能化(新たな機能の付与・追加)、高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(耐久性向上)
キーワード 溶射、熱プラズマ
事業化状況 研究実施中
事業実施年度 平成21年度~平成23年度

プロジェクトの詳細

事業概要

半導体・液晶製造装置の長寿命化及び維持管理の軽減を図るため、構成部材の耐久性向上が求められている。ドライエッチング装置やCVD装置においては、耐プラズマ性、耐腐食性に優れた構成部材の開発が重要課題である。本研究では、高周波プラズマ複合溶射法により、耐プラズマ性、耐ガス性に優れた機能性(導電性、誘電性)セラミックス溶射膜を開発し、ドライエッチング装置用部材への適用を目指す

開発した技術のポイント

高周波プラズマ複合溶射法により耐プラズマ性を有する導電性イットリア溶射膜を開発
・溶射プロセス中に蒸着機能を組込んだ高周波プラズマ複合溶射装置の開発
・耐プラズマ性に優れた導電性イットリア溶射膜の開発
・ドライエッチング装置用導電性部材の試作
 →95 %以上の密度、102Ω・cm 以下の体積抵抗率、耐プラズマ性:単結晶Si の5 倍以上
(新技術)
<高周波プラズマ複合溶射により蒸気状態の金属を混入させたセラミックスバルク材料>
特徴
・導電性材料が均一に存在
・セラミックスの特性維持→耐プラズマ性向上
・バルク材での製造、利用→剥離による欠陥を防止

具体的な成果

・複合プロセスを実現する高周波プラズマ複合溶射装置を完成
-高周波プラズマ溶射に蒸着機構を組み込んだ複合溶射プロセスを開発し、それを実現する装置を開発-金属バルク材のプラズマ内への供給により、プラズマフレーム内に金属蒸気帯を形成
-溶射粒子に金属蒸気を付着させることで、機能性溶射膜の形成を実現・機能性セラミックス溶射材料を試作
-高密度Al2O3溶射材、高密度Y2O3溶射材、および蒸着により金属成分を添加した導電性Y2O3溶射材の試作に成功
-内径8インチ、厚さ3mm、密度97%以上のリング状セラミックス溶射材を試作
-導電性セラミックス溶射材において、密度95%以上、積抵抗率102Ω・cm以下、優れた耐プラズマ性を実現

知財出願や広報活動等の状況

・雑誌:山陰経済ウィークリー(H24.8.21)、マテリアルインテグレーションVol.25(2012)
・出展:プラズマ技術講演会(H24.8)、ネプコンジャパン2013(H25.1)

研究開発成果の利用シーン

耐プラズマ性、耐ガス性に優れた機能性(導電性、誘電性)セラミックス溶射膜の製造を可能とする装置を提供することができる。

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

装置開発、営業展開を見極めながら、装置の改良改善に取り組んでいる。

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作

製品・サービスのPRポイント

新素材・新方式・新製法等の実現
→導電性イットリア系溶射膜において、密度95%以上、体積抵抗率102Ωcm以下、優れた耐プラズマ性を実現

今後の実用化・事業化の見通し

量産着手に向け、補完研究を継続
・導電性リング作製に向けて、金属材料添加技術の改良等の補完研究を実施
・大口径部材の製造技術、およびその量産技術の検証を実施
・開発技術を元に、ドライエッチング装置用消耗部材をターゲットとした製造販売

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 竹内電機株式会社
事業管理機関 公益財団法人しまね産業振興財団
研究等実施機関 山陰酸素工業株式会社
島根県産業技術センター
国立大学法人島根大学

サポイン事業者 企業情報

企業名 竹内電機株式会社(法人番号:2140001049797)
事業内容 高周波プラズマ装置、および高周波プラズマプロセスの開発
社員数 20 名
本社所在地 〒690-0816 島根県松江市北陵町1番地テクノアークしまね北館内
ホームページ http://www.takeuchi-e.co.jp
連絡先窓口 松江研究室研究開発担当 田中暁巳
メールアドレス tanaka@takeuchi-e.co.jp
電話番号 0852-60-5184