KR100443772B1 - Coated structure - Google Patents

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KR100443772B1
KR100443772B1 KR10-2002-0002578A KR20020002578A KR100443772B1 KR 100443772 B1 KR100443772 B1 KR 100443772B1 KR 20020002578 A KR20020002578 A KR 20020002578A KR 100443772 B1 KR100443772 B1 KR 100443772B1
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성순환
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삼성전자주식회사
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Abstract

반도체를 제조하기 위한 장치의 내측벽에 주로 형성되는 코팅 처리된 기재가 개시되어 있다. 상기 코팅 처리된 기재는 금속 물질 또는 상기 금속 물질을 포함하는 금속 화합물로 이루어지는 기재와, 상기 기재 상에 형성되어 있고, 상기 기재의 금속 화합물 및 산화 화합물로 이루어지는 버퍼층과, 상기 버퍼층 상에 형성되어 있고, 상기 버퍼층의 산화 화합물로 이루어지는 코팅층을 포함하거나, 또는 금속 물질 또는 상기 금속 물질을 포함하는 금속 화합물로 이루어지는 기재와, 상기 기재 상에 형성되어 있고, 상기 기재의 금속 화합물 및 산화 화합물로 이루어지고, 상기 기재와 접하는 부위에는 상기 산화 화합물의 함량보다 상기 금속 화합물의 함량이 많고, 상기 기재와 접하지 않는 부위에는 상기 금속 화합물의 함량보다 상기 산화 화합물의 함량이 많은 버퍼-코팅층을 포함한다.Disclosed is a coated substrate mainly formed on the inner wall of an apparatus for manufacturing a semiconductor. The coated substrate is formed on a substrate made of a metal material or a metal compound containing the metal material, formed on the substrate, a buffer layer made of the metal compound and the oxide compound of the substrate, and formed on the buffer layer. And a coating layer made of an oxidizing compound of the buffer layer or formed of a metal material or a metal compound containing the metal material, formed on the base material, and made of the metal compound and the oxidizing compound of the base material, The portion in contact with the substrate has more content of the metal compound than the content of the oxidizing compound, and the portion not in contact with the substrate includes a buffer-coating layer having more content of the oxidizing compound than the content of the metal compound.

Description

코팅 처리된 기재{Coated structure}Coated Structure

본 발명은 코팅 처리된 기재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 제조공정 중에서 식각 공정, 스퍼터링 공정 또는 고온에서 이루어지는 화학 기상 증착 공정 등을 수행하기 위한 장치들의 챔버를 만들기 위한 플라즈마 스프레이 코팅 처리된 기재에 관한 것이다.The present invention relates to a coated substrate, and more particularly, to a plasma spray coated substrate for forming a chamber of devices for performing an etching process, a sputtering process, or a chemical vapor deposition process performed at a high temperature in a semiconductor manufacturing process. It is about.

일반적으로, 반도체 제조 공정에 사용되는 장치의 챔버는 절연을 위하여 알루미늄 아노다이징 또는 알루미나 등의 세라믹 벌크를 사용하여 만들어 진다. 최근에는, 반도체 제조 공정에서 사용되는 식각 가스에 대하여 내식각성을 갖기 위하여 상기 알루미늄에 알루미나 등의 세라믹을 스프레이 코팅한 기재를 사용하여 상기 챔버를 만들고 있다. 또한, 상기 반도체 제조 공정은 열처리 공정, 화학 기상 증착 공정 등과 같은 고온 공정이 다수를 차지한다. 따라서, 상기 챔버는 내열성을 갖는 재질로 만들어야 한다.In general, chambers of devices used in semiconductor manufacturing processes are made using ceramic bulk such as aluminum anodizing or alumina for insulation. Recently, the chamber is made of a base material spray-coated with a ceramic such as alumina on the aluminum in order to have etching resistance with respect to the etching gas used in the semiconductor manufacturing process. In addition, the semiconductor manufacturing process occupies a large number of high temperature processes such as heat treatment process, chemical vapor deposition process and the like. Therefore, the chamber should be made of a material having heat resistance.

즉, 상기 챔버는 절연, 내열성, 내식각성 등을 만족하고, 특히 폴리머 등에 의한 불량 발생을 최소화할 수 있는 재질로 만들어야 한다. 이에 따라, 최근에는 상기 세라믹 벌크 또는 스프레이 코팅 처리가 이루어진 기재를 사용하여 상기 챔버를 만들고 있다.That is, the chamber should be made of a material that satisfies insulation, heat resistance, etching resistance, and the like, and in particular, minimizes defects caused by polymers. Accordingly, in recent years, the chamber is made using a substrate on which the ceramic bulk or spray coating treatment has been performed.

상기 코팅 처리된 기재는 주로 알루미늄 또는 산화 알루미늄으로 이루어지는 기재와 상기 기재 상에 형성되고, 이트륨 산화물로 이루어지는 코팅층을 포함한다.The coated substrate includes a substrate mainly made of aluminum or aluminum oxide and a coating layer formed on the substrate and made of yttrium oxide.

그러나, 상기 이트륨 산화물의 코팅층은 내부에 기공 및 크랙(crack)이 많다. 그리고, 상기 이트륨 산화물 자체의 결합력이 약하다. 때문에, 상기 반도체 제조 공정을 수행할 때 공정 가스들이 상기 코팅층을 통하여 상기 기재까지 용이하게 침투된다. 그리고, 상기 침투로 인하여 상기 기재의 알루미늄 또는 산화 알루미늄이 상기 공정 가스와 용이하게 반응함으로서 상기 기재와 코팅층의 결합력을 약화시킨다.However, the yttrium oxide coating layer has many pores and cracks therein. In addition, the bonding force of the yttrium oxide itself is weak. Therefore, when performing the semiconductor manufacturing process, process gases easily penetrate through the coating layer to the substrate. In addition, the penetration of aluminum or aluminum oxide of the substrate easily reacts with the process gas, thereby weakening the bonding force between the substrate and the coating layer.

특히, F 라디칼을 사용하는 반도체 제조 공정에서는 상기 F 라디칼이 상기 기재의 알루미늄 또는 산화 알루미늄과 반응하여 불화 알루미늄을 형성한다. 이와 같이, 상기 불화 알루미늄의 형성은 상기 기재와 코팅층의 결합력을 더욱 약화시킨다. 따라서, 후속되는 초음파를 사용하여 상기 기재를 세정할 때 상기 코팅층이 박리되는 상황이 빈번하게 발생한다.In particular, in a semiconductor manufacturing process using F radicals, the F radicals react with aluminum or aluminum oxide of the substrate to form aluminum fluoride. As such, the formation of the aluminum fluoride further weakens the bonding force between the substrate and the coating layer. Therefore, a situation in which the coating layer peels frequently occurs when cleaning the substrate using a subsequent ultrasonic wave.

그리고, 2BCl3가스를 사용하는 반도체 제조 공정에서는 상기 2BCl3가스가 상기 기재의 산화 알루미늄과 반응함으로서 고상의 B2O3가 상기 기재와 코팅층의 경계면에 형성된다. 따라서, 상기 기재와 코팅층의 박리를 더욱 촉진시킨다.Then, in the semiconductor manufacturing process using a gas 2BCl 3 2BCl the gas 3 of the solid-phase by reaction of aluminum and oxide of the substrate is B 2 O 3 is formed on the interface between the substrate and the coating layer. Thus, further promoting the peeling of the substrate and the coating layer.

또한, 3Cl2가스를 사용하는 공정에서는 상기 3Cl2가스가 상기 기재의 알루미늄과 반응함으로서 고상의 2AlCl3가 상기 기재와 코팅층의 경계면에 형성된다. 따라서, 상기 기재와 코팅층의 박리를 더욱 촉진시킨다.Further, in the process using the gas 3Cl 2 3Cl 2 gas 2AlCl 3 of the solid-phase by reaction of the aluminum and the substrate is formed on the interface between the substrate and the coating layer. Thus, further promoting the peeling of the substrate and the coating layer.

따라서, 최근에는 상기 기재와 코팅층 사이에 버퍼층을 형성하여 상기 박리로 인한 문제점을 해결하고 있다.Therefore, in recent years, a buffer layer is formed between the substrate and the coating layer to solve the problem due to the peeling.

상기 버퍼층을 포함하는 코팅 처리된 기재에 대한 예들은 대한민국 공개특허 제1993-624호, 일본국 공개특허 평12-94574 및 일본국 공개특허 평6-256926호에 개시되어 있다.Examples of the coated substrate including the buffer layer are disclosed in Korean Unexamined Patent Publication No. 193-624, Japanese Unexamined Patent Publication No. 12-94574, and Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 6-256926.

상기 일본국 공개특허 평6-256926호에는 금속층 및 중간층을 포함하는 버퍼층이 개시되어 있다. 그리고, 상기 일본국 공개특허 평12-94574호에는 금속 산화물 결합 피복층 및 고밀도 금속 결합 피복층을 포함하는 버퍼층이 개시되어 있다. 이외에도, 종래의 버퍼층에는 아노다이징 처리된 박막 또는 산화 알루미늄 등이 있다.Japanese Patent Laid-Open No. 6-256926 discloses a buffer layer including a metal layer and an intermediate layer. In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 12-94574 discloses a buffer layer including a metal oxide bond coating layer and a high density metal bond coating layer. In addition, conventional buffer layers include anodized thin films or aluminum oxide.

그러나, 상기 금속층 및 중간층의 버퍼층 또는 상기 금속 산화물 결합 피복층 및 고밀도 금속 결합 피복층의 버퍼층은 상기 기재와 코팅층과는 다른 계면을 형성하기 때문에 충격에 약한 결함을 갖는다. 또한, 상기 버퍼층은 복합 구성을 갖기 때문에 상기 버퍼층의 제조가 용이하지 않다.However, the buffer layer of the metal layer and the intermediate layer or the buffer layer of the metal oxide bond coating layer and the high density metal bond coating layer has a weak defect in impact because it forms an interface different from the substrate and the coating layer. In addition, since the buffer layer has a complex configuration, the manufacture of the buffer layer is not easy.

이와 같이, 종래의 반도체 제조 공정에 사용되는 챔버는 상기 세라믹 또는 상기 코팅 기재를 사용하여 만들기 때문에 전술한 결함이 빈번하게 발생함으로서 그 신뢰도가 저하되는 문제점이 있다. 또한, 상기 박리 결함을 보완하기 위한 버퍼층을 형성할 경우에는 기계적 특성 및 화학적 특성으로 인하여 충격에 약한 문제점 및 그 제조가 복잡해지는 문제점이 있다.As described above, since the chamber used in the conventional semiconductor manufacturing process is made by using the ceramic or the coating substrate, the above-described defects frequently occur, and thus the reliability thereof is lowered. In addition, in the case of forming the buffer layer to compensate for the peeling defects, there is a problem that is weak to impact due to mechanical and chemical properties, and its manufacturing is complicated.

본 발명의 제1목적은, 코팅층의 박리를 최소화하기 위한 코팅 처리된 기재를 제공하는 데 있다.It is a first object of the present invention to provide a coated substrate for minimizing peeling of the coating layer.

본 발명의 제2목적은, 간단한 공정을 통하여 용이하기 형성하기 위한 코팅 처리된 기재를 제공하는 데 있다.It is a second object of the present invention to provide a coated substrate for easy formation through a simple process.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 처리된 기재의 결합 강도를 설명하기 위한 그래프이다.1 and 2 are graphs for explaining the bond strength of the coated substrate according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 처리된 기재의 기공도를 설명하기 위한 그래프이다.Figure 3 is a graph for explaining the porosity of the coated substrate according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 코팅 처리된 기재를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view for describing a coated substrate according to a first embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 코팅 처리된 기재를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.5 is a schematic cross-sectional view for describing a coated substrate according to a second embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 코팅 처리된 기재를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.6 is a schematic cross-sectional view for describing a coated substrate according to a third embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 코팅 처리된 기재를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.7 is a schematic cross-sectional view for describing a coated substrate according to a fourth embodiment of the present invention.

상기 제1목적을 달성하기 위한 본 발명은, 알루미늄 또는 산화 알루미늄으로 이루어지는 기재와, 플라즈마 용사 코팅 방법으로 상기 기재 상에 형성되며, 산화 알루미늄 및 이트륨 산화물로 이루어지는 버퍼층과, 상기 버퍼층 상에 형성되며, 이트륨 산화물로 이루어지는 코팅층을 포함하는 코팅 처리된 기재를 제공한다. 여기서, 상기 버퍼층은 상기 기재와 접하는 부위에서 상기 산화 알루미늄의 함량이 상기 이트륨 산화물의 함량보다 상대적으로 많고, 상기 코팅층과 접하는 부위에서 상기 이트륨 산화물의 함량이 상기 산화 알루미늄의 함량보다 상대적으로 많게 형성된다.The present invention for achieving the first object is formed on a substrate made of aluminum or aluminum oxide, a plasma spray coating method, a buffer layer made of aluminum oxide and yttrium oxide, and formed on the buffer layer, It provides a coated substrate comprising a coating layer made of yttrium oxide. In this case, the buffer layer is formed of the aluminum oxide in a portion in contact with the substrate is relatively higher than the content of the yttrium oxide, the yttrium oxide in the portion in contact with the coating layer is formed to be relatively higher than the content of the aluminum oxide. .

상기 제2목적을 달성하기 위한 본 발명은, 알루미늄 또는 산화 알루미늄으로 이루어지는 기재와, 상기 기재 상에 플라즈마 용사 코팅 방법으로 형성되며, 산화 알루미늄 및 이트륨 산화물로 이루어지고, 상기 기재와 접하는 부위에는 상기 이트륨 산화물의 함량보다 상기 산화 알루미늄의 함량이 많고, 상기 기재와 접하지 않는 부위에는 상기 산화 알루미늄의 함량보다 상기 이트륨 산화물의 함량이 많은 버퍼-코팅층을 포함하는 코팅 처리된 기재를 제공한다.The present invention for achieving the second object is a substrate made of aluminum or aluminum oxide, and formed by a plasma spray coating method on the substrate, made of aluminum oxide and yttrium oxide, the portion of the yttrium in contact with the substrate Provided is a coated substrate comprising a buffer-coating layer having a higher content of aluminum oxide than that of an oxide and not having contact with the substrate, wherein the content of the yttrium oxide is higher than that of the aluminum oxide.

따라서, 본 발명은 상기 기재와 코팅층 사이에 버퍼층을 형성함으로서 상기 코팅층이 박리되는 현상을 최소화할 수 있다. 그리고, 상기 버퍼-코팅층을 형성하여 기재와의 결합력을 강화하고, 코팅층의 역할을 충분하게 달성할 수 있다.Therefore, the present invention can minimize the peeling of the coating layer by forming a buffer layer between the substrate and the coating layer. In addition, the buffer-coating layer may be formed to enhance the bonding strength with the substrate, and may sufficiently fulfill the role of the coating layer.

이에 따라, 상기 기재를 사용하여 반도체 제조에 사용되는 챔버를 만들 경우, 상기 반도체 제조 공정을 안정적으로 수행할 수 있다.Accordingly, when the chamber is used to manufacture the semiconductor using the substrate, the semiconductor manufacturing process can be stably performed.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

본 발명의 코팅 처리된 기재는, 하나의 예로서, 기재와, 버퍼층 및 코팅층을 포함한다.The coated substrate of the present invention includes, as one example, a substrate, a buffer layer and a coating layer.

상기 기재는 금속 물질 또는 상기 금속 물질을 포함하는 금속 화합물을 포함하는데, 상기 금속 물질은 알루미늄이고, 상기 금속 화합물은 산화 알루미늄인 것이 바람직하다.The substrate includes a metal material or a metal compound including the metal material, wherein the metal material is aluminum, and the metal compound is preferably aluminum oxide.

그리고, 상기 버퍼층은 상기 금속 화합물 및 산화 화합물을 포함한다. 여기서, 상기 산화 화합물은 이트륨 산화물인 것이 바람직하다.The buffer layer includes the metal compound and the oxide compound. Here, it is preferable that the said oxidizing compound is a yttrium oxide.

상기 이트륨 산화물은 이트륨 원소를 포함하는 화합물로서, 상기 이트륨 원소는 녹는점이 1,495℃이고, 끓는점이 2,927℃이고, 비중이 4.45인 물리적 특성을 갖는다. 이외에도, 상기 산화 화합물에는 실리콘 산화물, 티타늄 산화물, 지르코늄 산화물 또는 이들의 화합물들이 있다. 바람직하게는, 상기 이트륨 산화물에 상기 실리콘 산화물, 티타늄 산화물, 지르코늄 산화물 또는 이들의 화합물들 중에서 어느 하나를 더 첨가시키는 것이다. 따라서, 상기 버퍼층 자체의 결합력을 향상시킨다.The yttrium oxide is a compound containing a yttrium element, the yttrium element has a physical property of melting point 1,495 ℃, boiling point 2,927 ℃, specific gravity 4.45. In addition, the oxidizing compound includes silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide or compounds thereof. Preferably, any one of the silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide or compounds thereof is further added to the yttrium oxide. Therefore, the bonding force of the buffer layer itself is improved.

특히, 상기 버퍼층은 상기 기재와 접하는 부위는 상기 산화 화합물의 함량보다 상기 금속 화합물의 함량이 많고, 상기 코팅층과 접하는 부위는 상기 금속 화합물의 함량보다 상기 산화 화합물의 함량이 많은 것이 바람직하다. 이는, 상기 기재와 버퍼층의 경계면에서의 물질 이동을 최소화하기 위함이고, 상기 버퍼층과 코팅층의 경계면에서의 물질 이동을 최소화하기 위함이다.In particular, the buffer layer is preferably in a portion in contact with the substrate content of the metal compound than the content of the oxidizing compound, the portion in contact with the coating layer is preferably more content of the oxidizing compound than the content of the metal compound. This is to minimize material movement at the interface between the substrate and the buffer layer, and to minimize material movement at the interface between the buffer layer and the coating layer.

따라서, 상기 코팅 처리된 기재로 만든 챔버를 사용하여 반도체 제조 공정을 수행하여도 상기 버퍼층이 공정 가스가 상기 기재까지 침투하는 것을 억제할 수 있다. 그리고, 상기 코팅층과 상기 버퍼층의 경계면은 거의 유사한 물질 구성을 갖기 때문에 상기 공정 가스가 침투하여도 결합력이 약화되지 않는다. 이에 따라, 상기 챔버를 사용하여 반도체 제조 공정을 수행하여도 상기 코팅층이 박리되는 현상은 거의 발생하지 않는다.Therefore, even when the semiconductor manufacturing process is performed using the chamber made of the coated substrate, the buffer layer can suppress the process gas from penetrating to the substrate. In addition, since the interface between the coating layer and the buffer layer has a substantially similar material composition, the bonding force does not weaken even when the process gas penetrates. Accordingly, even when the semiconductor manufacturing process is performed using the chamber, a phenomenon in which the coating layer is peeled off hardly occurs.

본 발명의 코팅 처리된 기재는, 다른 예로서, 기재 및 버퍼-코팅층을 포함한다.The coated substrate of the present invention includes, as another example, a substrate and a buffer-coating layer.

상기 기재는 금속 물질 또는 상기 금속 물질을 포함하는 금속 화합물을 포함하는데, 상기 금속 물질은 알루미늄이고, 상기 금속 화합물은 산화 알루미늄인 것이 바람직하다.The substrate includes a metal material or a metal compound including the metal material, wherein the metal material is aluminum, and the metal compound is preferably aluminum oxide.

그리고, 상기 버퍼층은 상기 금속 화합물 및 산화 화합물을 포함한다. 여기서, 상기 산화 화합물은 이트륨 산화물인 것이 바람직하다. 또한, 상기 실리콘 산화물, 티타늄 산화물, 지르코늄 산화물 또는 이들의 화합물들 중에서 어느 하나를 더 첨가시키는 것이 바람직하다.The buffer layer includes the metal compound and the oxide compound. Here, it is preferable that the said oxidizing compound is a yttrium oxide. In addition, it is preferable to further add any one of the silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide or compounds thereof.

특히, 상기 버퍼층은 상기 기재와 접하는 부위에는 상기 산화 화합물의 함량보다 상기 금속 화합물의 함량이 많고, 상기 기재와 접하지 않는 부위에는 상기 금속 화합물의 함량보다 상기 산화 화합물의 함량이 많은 것이 바람직하다.In particular, the buffer layer is preferably in the content of the metal compound than the content of the oxidizing compound in the portion in contact with the substrate, the content of the oxidizing compound in the portion not in contact with the substrate is more than the content of the metal compound.

따라서, 상기 버퍼-코팅층으로 만든 챔버를 사용할 경우 반도체 제조 공정을 안정적으로 수행할 수 있다. 즉, 상기 반도체 제조 공정에서 상기 버퍼-코팅층이 공정 가스가 침투하는 것을 억제함과 동시에 상기 기재와의 안정적인 결합력을 제공할 수 있다. 특히, 상기 버퍼-코팅층을 갖는 코팅 처리된 기재는 간단한 공정을 통하여 형성할 수 있다.Therefore, when the chamber made of the buffer-coating layer is used, the semiconductor manufacturing process can be stably performed. That is, in the semiconductor manufacturing process, the buffer-coating layer may provide a stable bonding force with the substrate while suppressing penetration of the process gas. In particular, the coated substrate having the buffer-coating layer can be formed through a simple process.

결합 강도 측정Bond strength measurement

이하, 본 발명의 알루미늄 기재, 버퍼층 및 버퍼-코팅층에 대한 결합 강도에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the bonding strength to the aluminum substrate, the buffer layer and the buffer-coating layer of the present invention will be described.

상기 결합 강도를 측정하기 위하여 알루미늄 기재 상에 200㎛의 산화 알루미늄층을 갖도록 스프레이 코팅을 실시하여 제1시편을 마련하였고, 알루미늄 기재 상에 100㎛의 이트륨 산화물층을 갖도록 스프레이 코팅을 실시하여 제2시편을 마련하였다.In order to measure the bond strength, the first specimen was prepared by spray coating to have an aluminum oxide layer of 200 μm on an aluminum substrate, and the second coating by spray coating to have a yttrium oxide layer of 100 μm on the aluminum substrate. Psalms were prepared.

그리고, 알루미늄 기재 상에 산화 알루미늄 및 이트륨 산화물로 이루어지는 100㎛의 혼합층을 갖도록 스프레이 코팅을 실시하여 제3시편을 마련하였다. 상기 제3시편에서, 상기 산화 알루미늄 및 이트륨 산화물의 중량비를 1 : 1 정도로 조정하였다. 마지막으로, 알루미늄 기재 상에 산화 알루미늄 및 이트륨 산화물로 이루어지는 50㎛의 혼합층을 형성한 다음 상기 혼합층 상에 50㎛의 이트륨 산화물층을 갖도록 스프레이 코팅을 실시하여 제4시편을 마련하였다. 상기 제4시편에서, 상기 혼합층의 산화 알루미늄 및 이트륨 산화물의 중량비를 1 : 1 정도로 조정하였다.Then, a third sample was prepared by spray coating the aluminum substrate to have a mixed layer having a thickness of 100 μm made of aluminum oxide and yttrium oxide. In the third specimen, the weight ratio of the aluminum oxide and the yttrium oxide was adjusted to about 1: 1. Finally, a fourth specimen was prepared by forming a 50 μm mixed layer made of aluminum oxide and yttrium oxide on the aluminum substrate and then spray coating the 50 μm yttrium oxide layer on the mixed layer. In the fourth specimen, the weight ratio of aluminum oxide and yttrium oxide of the mixed layer was adjusted to about 1: 1.

상기 제1 내지 제4 시편 각각을 5회씩 결합 강도를 측정하기 위한 인장 시험을 실시하였고, 상기 실시한 결과를 평균치로 분석하였다. 상기 인장 시험은 만능 시험기를 사용하였고, 상기 제1 내지 제4 시편 각각을 150℃/Hr 조건으로 시험편에 접합시킴으로서 준비하였다.Each of the first to fourth specimens was subjected to a tensile test to measure the bond strength five times, and the results were analyzed by the average value. The tensile test was carried out using a universal tester, and was prepared by bonding each of the first to fourth specimens to the specimen at 150 ° C / Hr conditions.

도 1은 상기 제1 내지 제4시편의 결합 강도를 나타내는 그래프이다.1 is a graph showing the bond strength of the first to fourth specimens.

도 1을 참조하면, 상기 인장 시험을 실시한 결과, 상기 제3시편이 결합 강도가 약 0.121Kgf/mm2으로 가장 양호한 결과를 나타낸다. 그리고, 상기 제4시편의 경우에도 상기 제1 및 제2시편과 비교하여 양호한 결합 강도를 갖는 것을 확인할 수있다.Referring to FIG. 1, as a result of performing the tensile test, the third specimen shows the best result with a bonding strength of about 0.121 Kgf / mm 2 . In addition, it can be confirmed that the fourth specimen also has a good bond strength compared to the first and second specimens.

상기 결합 강도 측정 결과, 본 발명의 버퍼층 및 버퍼-코팅층이 양호한 결합 강도를 갖는 것을 확인할 수 있었다.As a result of the bonding strength measurement, it was confirmed that the buffer layer and the buffer-coating layer of the present invention had good bonding strength.

이하, 본 발명의 산화 알루미늄 기재, 버퍼층 및 버퍼-코팅층에 대한 결합 강도에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the bonding strength to the aluminum oxide substrate, the buffer layer and the buffer-coating layer of the present invention will be described.

상기 결합 강도를 측정하기 위하여 산화 알루미늄 기재 상에 산화 알루미늄층, 산화 알루미늄 및 이트륨 산화물로 이루어지는 혼합층 및 이트륨 산화물층이 형성되어 있는 제5시편을 마련하였다. 상기 제5시편에서, 상기 산화 알루미늄층은 25㎛의 뚜께를, 상기 혼합층은 50㎛의 뚜께를, 상기 이트륨 산화물층은 25㎛의 뚜께를 갖도록 스프레이 코팅을 실시하였다.In order to measure the bond strength, a fifth specimen having an aluminum oxide layer, a mixed layer made of aluminum oxide and yttrium oxide, and a yttrium oxide layer were formed on the aluminum oxide substrate. In the fifth specimen, the aluminum oxide layer was spray coated to have a thickness of 25 μm, the mixed layer of 50 μm, and the yttrium oxide layer of 25 μm.

그리고, 산화 알루미늄 기재 상에 제1이트륨 산화물층, 산화 알루미늄 및 이트륨 산화물로 이루어지는 혼합층 및 제2이트륨 산화물층이 형성되어 있는 제6시편을 마련하였다. 상기 제6시편에서, 상기 제1이트륨 알루미늄층은 25㎛의 뚜께를, 상기 혼합층은 50㎛의 뚜께를, 상기 제2이트륨 산화물층은 25㎛의 뚜께를 갖도록 스프레이 코팅을 실시하였다.Then, a sixth specimen in which a first yttrium oxide layer, a mixed layer made of aluminum oxide and yttrium oxide, and a second yttrium oxide layer were formed on the aluminum oxide substrate. In the sixth specimen, the first yttrium aluminum layer was 25 μm thick, the mixed layer 50 μm thick, and the second yttrium oxide layer 25 μm thick.

또한, 산화 알루미늄 기재 상에 산화 알루미늄 및 이트륨 산화물로 이루어지는 혼합층 및 이트륨 산화물층이 형성되어 있는 제7시편을 마련하였다. 상기 제7시편에서, 상기 혼합층은 75㎛의 뚜께를, 상기 이트륨 산화물층은 25㎛의 뚜께를 갖도록 스프레이 코팅을 실시하였다.Further, a seventh specimen in which a mixed layer made of aluminum oxide and yttrium oxide and a yttrium oxide layer were formed on the aluminum oxide substrate. In the seventh specimen, the mixed layer was spray coated to have a thickness of 75 μm and the yttrium oxide layer had a thickness of 25 μm.

마지막으로, 산화 알루미늄 기재 상에 100㎛의 두께를 갖도록 이트륨 산화물층을 스프레이 코팅하여 마련하였다.Finally, the yttrium oxide layer was spray coated on the aluminum oxide substrate to have a thickness of 100 μm.

그리고, 상기 혼합층의 상기 산화 알루미늄 및 이트륨 산화물의 중량비는 1 : 1 정도로 조정하였다.The weight ratio of the aluminum oxide and the yttrium oxide of the mixed layer was adjusted to about 1: 1.

상기 제5 내지 제8 시편 각각을 5회씩 결합 강도를 측정하기 위한 인장 시험을 실시하였고, 상기 실시한 결과를 평균치로 분석하였다. 상기 인장 시험은 만능 시험기를 사용하였고, 상기 제1 내지 제4 시편 각각을 시험편에 150℃/Hr 조건으로 접합시킴으로서 준비하였다.Each of the fifth to eighth specimens was subjected to a tensile test to measure the bond strength five times, and the results were analyzed as average values. The tensile test was used by using a universal tester, and was prepared by bonding each of the first to fourth specimens to the test specimen at 150 ° C / Hr conditions.

도 2는 상기 제5 내지 제6 시편의 결합 강도를 나타내는 그래프이다.2 is a graph showing the bond strength of the fifth to sixth specimens.

도 2를 참조하면, 상기 인장 시험을 실시한 결과, 상기 제5, 6 및 8 시편의 결합 강도가 0.6Kg/mm2정도를 나타낸다. 그리고, 상기 제7시편의 경우네는 상기 결합 강도가 0.4Kg/mm2정도를 나타낸다.Referring to FIG. 2, as a result of the tensile test, the bonding strength of the fifth, sixth and eighth specimens is about 0.6Kg / mm 2 . In addition, in the case of the seventh specimen, the bond strength is about 0.4 Kg / mm 2 .

따라서, 상기 결과들로부터 상기 기재가 산화 알루미늄인 경우에는 혼합층과의 결합 강도가 우수하다는 것을 확인할 수 있었고, 상기 기재가 알루미늄인 경우에는 이트륨 산화물층과의 결합 강도가 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.Therefore, from the above results, it was confirmed that the bonding strength with the mixed layer was excellent when the substrate was aluminum oxide, and the bonding strength with the yttrium oxide layer was confirmed when the substrate was aluminum.

기공도 측정Porosity measurement

이하, 본 발명의 알루미늄 기재, 버퍼층 및 버퍼-코팅층에 대한 기공도에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the porosity of the aluminum substrate, the buffer layer and the buffer-coating layer of the present invention will be described.

주사전자현미경을 사용하여 상기 제1 내지 제4 시편 각각의 기공도를 확인하였다.Scanning electron microscopy was used to determine the porosity of each of the first to fourth specimens.

도 3은 상기 제1 내지 제4 시편의 기공도를 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing the porosity of the first to fourth specimens.

도 3을 참조하면, 상기 기공도 확인 결과, 상기 제3시편 및 제4시편의 기공도가 약 5%로서 가장 양호한 것을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 3, it was confirmed that the porosity of the third and fourth specimens was about 5%, as a result of the porosity check.

이에 따라, 본 발명의 버퍼층 및 버퍼-코팅층이 양호한 기공도를 갖는 것을 확인할 수 있었다.Accordingly, it was confirmed that the buffer layer and the buffer-coating layer of the present invention had good porosity.

따라서, 본 발명의 버퍼층 또는 버퍼-코팅층을 갖는 기재를 사용하여 반도체 제조 공정에 사용되는 챔버를 만들 경우, 상기 챔버의 표면층이 박리되는 것을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 반도체 제조 공정을 안정적으로 수행할 수 있다.Therefore, when the chamber used for the semiconductor manufacturing process is made using the substrate having the buffer layer or the buffer-coating layer of the present invention, the surface layer of the chamber can be minimized. Accordingly, the semiconductor manufacturing process can be performed stably.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라서 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 기재(10)와, 버퍼층(12) 및 코팅층(14)을 포함하는 코팅 처리된 기재를 보여주고 있다. 상기 코팅 처리된 기재의 형성은 다음과 같다.4 shows a coated substrate comprising a substrate 10, a buffer layer 12, and a coating layer 14. Formation of the coated substrate is as follows.

먼저, 알루미늄으로 이루어지는 기재(10)를 마련한다. 그리고, 상기 기재(10) 상에 상기 산화 알루미늄의 분말 및 상기 이트륨 산화물의 분말을 조금씩 분사하고, 플라즈마 방전에 의하여 발생하는 고온의 열을 이용하여 상기 분말들을 녹여서 분사하여 상기 산화 알루미늄 및 이트륨 산화물로 이루어지는 버퍼층(12)을 형성한다. 상기 버퍼층(12)을 형성할 때 처음에는 상기 산화 알루미늄을 함량을 높게 형성하고, 이후에는 상기 이트륨 산화물의 함량을 높게 형성한다. 따라서, 상기 기재(10)와 인접하는 부위에는 상기 산화 알루미늄의 함량이 높고, 상기 코팅층(14)과 인접하는 부위에는 상기 이트륨 산화물의 함량이 높은 버퍼층(12)이형성된다.First, the base material 10 which consists of aluminum is provided. The powder of aluminum oxide and the powder of yttrium oxide are sprayed on the substrate 10 little by little, and the powders are melted and sprayed using high temperature heat generated by plasma discharge to form the aluminum oxide and yttrium oxide. A buffer layer 12 is formed. When the buffer layer 12 is formed, the aluminum oxide is first formed to have a high content, and then the yttrium oxide is formed to be high. Therefore, a buffer layer 12 having a high content of yttrium oxide is formed at a portion adjacent to the substrate 10 and having a high content of aluminum oxide, and a portion adjacent to the coating layer 14.

그리고, 상기 버퍼층(12) 상에 상기 이트륨 산화물로 이루어지는 코팅층(14)을 형성한다.The coating layer 14 made of the yttrium oxide is formed on the buffer layer 12.

이에 따라, 상기 기재(10)와, 버퍼층(12) 및 코팅층(14)으로 이루어지는 코팅 처리된 기재를 형성할 수 있다.As a result, a coated substrate including the substrate 10, the buffer layer 12, and the coating layer 14 may be formed.

따라서, 상기 기재(10)와 코팅층(14) 사이의 결합력을 강화시키고, 공정 가스 등이 침투하여도 상기 코팅 처리된 기재의 결합력이 약화되지 않는다.Therefore, the bonding strength between the substrate 10 and the coating layer 14 is strengthened, and even if the process gas or the like penetrates, the bonding strength of the coated substrate is not weakened.

도 5는 기재(20)와 버퍼-코팅층(22)으로 이루어지는 코팅 처리된 기재를 보여주고 있다. 상기 코팅 처리된 기재의 형성은 다음과 같다.FIG. 5 shows a coated substrate consisting of substrate 20 and buffer-coating layer 22. Formation of the coated substrate is as follows.

알루미늄으로 이루어지는 기재(20)를 마련한다. 그리고, 상기 기재(20) 상에 플라즈마 방전에 의하여 발생하는 고온의 열을 이용하여 상기 물질들을 녹여서 상기 기재(20)에 분사함으로서 버퍼-코팅층(22)을 형성한다. 상기 버퍼-코팅층(22)을 형성할 때 처음에는 상기 산화 알루미늄을 함량을 높게 형성하고, 이후에는 상기 이트륨 산화물의 함량을 높게 형성한다. 즉, 처음에는 상기 산화 알루미늄 물질을 많이 분사하다가 이후에는 상기 이트륨 산화물 물질을 많이 분사할 경우 상기 버퍼-코팅층(22)이 형성된다. 따라서, 상기 기재(20) 상에는 상기 기재(20)와 접하는 부위에는 상기 이트륨 산화물의 함량보다 상기 산화 알루미늄의 함량이 많고, 상기 기재(20)와 접하지 않는 부위에는 상기 산화 알루미늄의 함량보다 상기 이트륨 산화물의 함량이 많은 버퍼-코팅층(22)이 형성된다.The base material 20 which consists of aluminum is provided. In addition, the buffer-coating layer 22 is formed by dissolving the materials using the high temperature heat generated by the plasma discharge on the substrate 20 and spraying the materials on the substrate 20. At the time of forming the buffer-coating layer 22, the content of aluminum oxide is first formed to be high, and then the content of the yttrium oxide is formed to be high. That is, when the aluminum oxide material is sprayed a lot first and then the yttrium oxide material is sprayed a lot, the buffer-coating layer 22 is formed. Therefore, on the substrate 20, the content of aluminum oxide is higher than the content of the yttrium oxide in a portion contacting the substrate 20, and the content of yttrium is higher than the content of aluminum oxide at a portion not in contact with the substrate 20. A buffer-coating layer 22 having a high content of oxide is formed.

그리고, 상기 버퍼-코팅층(22)은 반도체 제조 공정 등을 수행할 경우 공정가스 등과 접촉하는 부위에 상기 이트륨 산화물의 함량이 높기 때문에 버퍼 역할을 충분히 행할 수 있다. 또한, 상기 기재(20)와의 경계 부위에는 상기 산화 알루미늄의 함량이 높기 때문에 상기 공정 가스가 침투하여도 결합력이 약화되지 않는다. 특히, 상기 코팅 처리된 기재가 상기 기재(20) 및 버퍼-코팅층(22)으로 이루어질 경우에는 더욱 간단하게 제조할 수 있다. 또한, 상기 기재(20)에서 버퍼-코팅층(22)의 표면에 형성되어 있는 산화 알루미늄이 이탈되어도 상기 버퍼-코팅층(22)의 하부에 산화 알루미늄이 많이 존재하기 때문에 계속적으로 상기 박리를 억제할 수 있다.In addition, the buffer-coating layer 22 may sufficiently function as a buffer because the content of the yttrium oxide is high in a portion in contact with the process gas when performing the semiconductor manufacturing process. In addition, since the content of the aluminum oxide is high at the boundary with the substrate 20, the bonding force does not weaken even when the process gas penetrates. In particular, when the coated substrate is composed of the substrate 20 and the buffer-coating layer 22 can be produced more simply. In addition, even when the aluminum oxide formed on the surface of the buffer-coating layer 22 is separated from the substrate 20, since much aluminum oxide is present in the lower portion of the buffer-coating layer 22, the peeling can be continuously suppressed. have.

도 6은 알루미늄 금속 산화물 기재(60)와, 제1버퍼층(62), 제2버퍼층(64) 및 코팅층(66)을 포함하는 코팅 처리된 기재를 보여주고 있다. 상기 코팅 처리된 기재의 형성 방법은 다음과 같다.6 shows a coated substrate comprising an aluminum metal oxide substrate 60, a first buffer layer 62, a second buffer layer 64, and a coating layer 66. The method of forming the coated substrate is as follows.

먼저, 산화 알루미늄으로 이루어지는 기재(60)를 마련한다. 그리고, 상기 기재(60) 상에 산화 알루미늄 또는 이트륨 산화물을 분사하여 제1버퍼층(62)을 형성한다. 그리고, 상기 산화 알루미늄의 분말 및 상기 이트륨 산화물의 분말을 조금씩 분사하고, 플라즈마 방전에 의하여 발생하는 고온의 열을 이용하여 상기 분말들을 녹여서 분사하여 상기 산화 알루미늄 및 이트륨 산화물로 이루어지는 제2버퍼층(64)을 형성한다. 상기 버퍼층(64)을 형성할 때 처음에는 상기 산화 알루미늄의 함량을 높게 형성하고, 이후에는 상기 이트륨 산화물의 함량을 높게 형성한다. 따라서, 상기 기재(60)와 인접하는 부위에는 상기 산화 알루미늄의 함량이 높고, 상기 코팅층(66)과 인접하는 부위에는 상기 이트륨 산화물의 함량이 높게 나타낸다. 그리고, 상기 제2버퍼층 상에 상기 이트륨 산화물로 이루어지는 코팅층(66)을 형성한다.First, the base material 60 which consists of aluminum oxide is prepared. Then, the first buffer layer 62 is formed by spraying aluminum oxide or yttrium oxide on the substrate 60. The second buffer layer 64 made of the aluminum oxide and the yttrium oxide is sprayed by spraying the aluminum oxide powder and the yttrium oxide powder little by little, by melting and spraying the powders using high temperature heat generated by plasma discharge. To form. When the buffer layer 64 is formed, the content of the aluminum oxide is first formed to be high, and then the content of the yttrium oxide is formed to be high. Therefore, the content of the aluminum oxide is high in the portion adjacent to the substrate 60, and the content of the yttrium oxide is high in the portion adjacent to the coating layer 66. A coating layer 66 made of the yttrium oxide is formed on the second buffer layer.

이에 따라, 상기 기재(60)와, 제1버퍼층(62), 제2버퍼층(64) 및 코팅층(66)으로 이루어지는 코팅 처리된 기재를 용이하게 형성할 수 있다.Accordingly, the coated substrate consisting of the substrate 60, the first buffer layer 62, the second buffer layer 64, and the coating layer 66 can be easily formed.

따라서, 상기 기재(60)와 코팅층(66) 사이에서의 결합 강도를 강화시킴으로서, 공정을 수행할 때 공정 가스 등이 침투하여도 상기 코팅 처리된 기재가 박리되는 것을 최소화할 수 있다.Therefore, by strengthening the bond strength between the substrate 60 and the coating layer 66, it is possible to minimize the peeling of the coated substrate even if the process gas, etc., infiltrate during the process.

도 7은 산화 알루미늄으로 이루어지는 기재(70)와, 버퍼층(72) 및 버퍼-코팅층(74)으로 이루어지는 코팅 처리된 기재를 보여주고 있다. 상기 코팅 처리된 기재의 형성은 다음과 같다.7 shows a substrate 70 made of aluminum oxide and a coated substrate made of a buffer layer 72 and a buffer-coating layer 74. Formation of the coated substrate is as follows.

먼저, 산화 알루미늄으로 이루어지는 기재(70)를 마련한다. 그리고, 상기 기재(70) 상에 산화 알루미늄 또는 이트륨 산화물을 분사하여 버퍼층(72)을 형성한다. 이어서, 상기 버퍼층 상에 버퍼-코팅층(74)을 형성한다. 상기 버퍼-코팅층(74)은 처음에는 산화 알루미늄의 함량을 높게 형성하고, 이후에는 이트륨 산화물의 함량을 높게 형성한다. 따라서, 상기 버퍼층(72)과 접하는 부위에서는 산화 알루미늄의 함량이 높고, 상기 버퍼층(72)과 접하지 않는 부위에서는 이트륨 산화물의 함량이 높은 버퍼-코팅층(74)이 형성된다.First, the base material 70 which consists of aluminum oxide is prepared. The buffer layer 72 is formed by spraying aluminum oxide or yttrium oxide on the substrate 70. Subsequently, a buffer-coating layer 74 is formed on the buffer layer. The buffer-coating layer 74 initially forms a high content of aluminum oxide and subsequently forms a high content of yttrium oxide. Accordingly, a buffer-coating layer 74 having a high content of yttrium oxide is formed at a portion of the aluminum oxide that is in contact with the buffer layer 72 and a portion of the aluminum oxide that is not in contact with the buffer layer 72.

이와 같이, 상기 버퍼-코팅층은 반도체 제조를 수행할 때 공정 가스가 접하는 부위가 이트륨 산화물의 함량이 높기 때문에 버퍼 역할을 충분히 감당할 수 있다. 또한, 상기 버퍼층(72)을 형성함으로서 상기 기재(70)와 상기 버퍼-코팅층(74)의 결합 강도를 향상시킬 수 있다.As described above, the buffer-coating layer may sufficiently cover the role of the buffer because a portion of the yttrium oxide has a high content of the portion contacted with the process gas when the semiconductor is manufactured. In addition, the bonding strength of the substrate 70 and the buffer-coating layer 74 may be improved by forming the buffer layer 72.

따라서, 본 발명에 의하면 반도체 제조 공정용 장치에 사용되는 코팅 처리된 기재에 버퍼층을 포함시킴으로서 코팅층의 박리 현상을 최소화할 수 있다. 그리고, 상기 버퍼층은 인접하는 각각의 물질과 거의 유사한 구성을 갖기 때문에 보다 우수한 내충격성을 갖는다. 따라서, 상기 코팅 처리된 기재의 신뢰도가 향상되는 효과를 기대할 수 있다.Therefore, according to the present invention, by including the buffer layer in the coated substrate used in the semiconductor manufacturing process apparatus, it is possible to minimize the peeling phenomenon of the coating layer. The buffer layer has a better impact resistance because the buffer layer has a configuration substantially similar to that of each adjacent material. Therefore, the effect of improving the reliability of the coated substrate can be expected.

그리고, 버퍼-코팅층을 갖는 코팅 처리된 기재를 마련함으로서, 상기 신뢰도의 향상 뿐만 아니라 그 제조의 용이성을 확보할 수 있다.And by providing the coated base material which has a buffer-coating layer, not only the said improvement of reliability but also the ease of manufacture can be ensured.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand that you can.

Claims (6)

알루미늄 또는 산화 알루미늄으로 이루어지는 기재;A substrate made of aluminum or aluminum oxide; 플라즈마 용사 코팅 방법으로 상기 기재 상에 형성되며, 산화 알루미늄 및 이트륨 산화물로 이루어지는 버퍼층; 및A buffer layer formed on the substrate by a plasma spray coating method, the buffer layer comprising aluminum oxide and yttrium oxide; And 상기 버퍼층 상에 형성되며, 이트륨 산화물로 이루어지는 코팅층을 포함하되,Is formed on the buffer layer, including a coating layer made of yttrium oxide, 상기 버퍼층은 상기 기재와 접하는 부위에서 상기 산화 알루미늄의 함량이 상기 이트륨 산화물의 함량보다 상대적으로 많고, 상기 코팅층과 접하는 부위에서 상기 이트륨 산화물의 함량이 상기 산화 알루미늄의 함량보다 상대적으로 많은 것을 특징으로 하는 코팅 처리된 기재.The buffer layer is characterized in that the content of the aluminum oxide in the portion in contact with the substrate is relatively higher than the content of the yttrium oxide, the content of the yttrium oxide in the portion in contact with the coating layer is relatively higher than the content of the aluminum oxide Coated substrates. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 알루미늄 또는 산화 알루미늄으로 이루어지는 기재; 및A substrate made of aluminum or aluminum oxide; And 상기 기재 상에 플라즈마 용사 코팅 방법으로 형성되며, 산화 알루미늄 및 이트륨 산화물로 이루어지고, 상기 기재와 접하는 부위에는 상기 이트륨 산화물의 함량보다 상기 산화 알루미늄의 함량이 많고, 상기 기재와 접하지 않는 부위에는 상기 산화 알루미늄의 함량보다 상기 이트륨 산화물의 함량이 많은 버퍼-코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 처리가 이루어진 기재.It is formed on the substrate by a plasma spray coating method, and made of aluminum oxide and yttrium oxide, the portion in contact with the substrate is more content of the aluminum oxide than the content of the yttrium oxide, the portion not in contact with the substrate And a buffer-coating layer having a higher content of yttrium oxide than that of aluminum oxide. 삭제delete
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