KR100772740B1 - 플라즈마 처리 용기 내부재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탑 코트층으로서 형성된 용사 피막의 박리를 억제할 수 있는 플라즈마 처리 용기 내부재를 제공하는 것이다.
기재(71)와 용사 피막(72) 사이에, 할로겐 원소를 포함하는 프로세스 가스에 대하여 내(耐)부식성이 우수한 재료로 이루어지는 배리어 코트층(73)을 형성하고, 이 배리어 코트층(73)을 수지 또는 졸겔법을 이용해 봉공(封孔) 처리한다.

Description

플라즈마 처리 용기 내부재{INTERNAL MEMBER OF A PLASMA PROCESSING VESSEL}
도 1은 본 발명의 실시예에 관한 플라즈마 처리 용기 내부재가 탑재되는 플라즈마 에칭 장치를 도시한 종단면도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 관한 플라즈마 처리 용기 내부재의 제 1 예의 층 구성을 도시한 단면도,
도 3은 도 2의 구성에 양극 산화 피막을 부가한 예를 도시한 단면도,
도 4a 내지 4c는 본 발명의 제 1 실시예에 관한 플라즈마 처리 용기 내부재의 제 2 예의 층구성을 도시한 단면도,
도 5는 도 4a 내지 4c의 구성에 양극 산화 피막을 부가한 예를 도시한 단면도,
도 6a, 6b는 본 발명의 제 1 실시예에 관한 플라즈마 처리 용기 내부재의 제 3 예의 층구성을 도시한 단면도,
도 7은 도 6a, 도 6b의 구성에 양극 산화 피막을 부가한 예를 도시한 단면도,
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 관한 플라즈마 처리 용기 내부재의 제 1 예 의 층구성을 도시한 단면도,
도 9a, 도 9b는 Y2O3 피막에 수화 처리를 실행한 경우와 실행하지 않는 경우로 X선 해석 패턴을 비교하여 도시한 도면,
도 10은 Y2O3 피막에 수화 처리를 실행한 경우와 실행하지 않는 경우로 IPA의 흡착을 비교하여 도시한 도면,
도 11a 내지 도 11c는 Y2O3 피막에 수화 처리를 실행한 경우와 실행하지 않는 경우로 수지의 침투를 비교하여 도시한 도면,
도 12a, 도 12b는 수화 처리전과 처리후의 층 상태를 비교하여 나타내는 주사형 전자 현미경 사진,
도 13은 도 8의 구성에 양극 산화 피막을 부가한 예를 도시한 단면도,
도 14a, 도 14b는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 플라즈마 처리 용기 내부재의 제 2 예의 층구성을 도시한 단면도,
도 15는 도 14a, 도 14b의 구성에 양극 산화 피막을 부가한 예를 도시한 단면도,
도 16은 본 발명의 제 2 실시예에 관한 플라즈마 처리 용기 내부재의 제 3 예의 층구성을 도시한 단면도,
도 17은 본 발명의 제 2 실시예에 관한 플라즈마 처리 용기 내부재의 제 3 예의 층구성을 도시한 단면도,
도 18은 본 발명의 제 2 실시예에 관한 플라즈마 처리 용기 내부재의 제 3 예의 층구성을 도시한 단면도,
도 19는 도 16의 구성에 양극 산화 피막을 부가한 예를 도시한 단면도,
도 20은 본 발명의 제 3 실시예에 관한 플라즈마 처리 용기 내부재를 도시한 모식도,
도 21a 내지 21d는 종래의 플라즈마 처리 용기 내부재에 있어서, 용사 피막(톱 코트층)이 박리되는 상태를 모식적으로 도시한 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
2 : 진공 챔버 2a : 데포 쉴드
3 : 가스 샤워 헤드 4 : 탑재대
42 : 정전 척 43 : 포커스 링
44 : 배기 플레이트 71, 81 : 기재
72, 76, 77, 82, 84, 87 : 피막 74 : 배리어 코트층
75, 83 : 양극 산화 피막 76a, 78a, 79a : 봉공 처리부
82a, 86a, 88a, 91 : 수화 처리부
본 발명은 플라즈마 처리 용기 내부재에 관한 것으로, 특히 할로겐 원소를 포함하는 프로세스 가스의 플라즈마 분위기가 형성된 플라즈마 처리 용기내에서 이용되는, 예컨대 데포 쉴드, 배기 플레이트, 포커스 링, 전극판, 정전 척, 처리 용기 내벽재 등의 플라즈마 처리 용기 내부재에 관한 것이다.
반도체 및 액정 디바이스 등의 제조 프로세스에는 플라즈마를 이용한 플라즈마 처리가 많이 이용되고 있고, 이러한 플라즈마 처리에 있어서, 처리 용기내에서 C4F8와 NF3와 같은 불화물, BCl3와 SnCl4 등의 염화물, HBr과 같은 취화물(臭化物)을 비롯한 할로겐 원소를 포함하는 가스를 사용하기 때문에, 처리 용기 내부재가 현저하게 부식 손모(損耗)된다고 하는 문제가 있다. 따라서, 예컨대 데포 쉴드, 배기 플레이트, 포커스 링, 전극판, 정전 척, 처리 용기 내벽 등의 플라즈마 처리 용기 내부재는 내(耐)플라즈마성이 강하게 요구된다.
이에 대하여, 이와 같은 플라즈마 처리 용기 내부재중에, Al, Al 합금, Al 산화물, 석영 등으로 이루어지는 내부재의 기재 표면에 Al2O3와 Y2O3 등의 내식성이 높은 용사 피막을 형성하여, 처리 용기 내부재의 내플라즈마 성능을 향상시키는 기술이 제안되어 있다(예컨대 특허 문헌 1 참조). 또한, 기재와 용사 피막 사이에, 양극 산화 피막이 형성되는 경우도 있다. 그리고, 용사 피막의 밀착성을 향상시키기 위해서, 기재 또는 양극 산화 피막의 표면을, 블라스트 처리 등을 이용해 의도적으로 거칠게 하여, 앵커 효과를 기대함으로써, 용사 피막의 박리가 방지되도록 한다.
전술한 플라즈마 에칭 처리 장치의 경우, 부식성이 높은 할로겐 원소를 포함 하는 프로세스 가스를 사용하는 것에 부가하여, 처리 용기내에 부착된 반응 생성물을 제거하기 위해서, 순수(純水 ; 순수한 물), 불소계 용제 또는 아세톤 등의 유기 용제 등의 세정액에 의해 클리닝을 정기적으로 실시하기 때문에, 기재와 용사 피막 사이, 또는 기재와 양극 산화 피막 사이에, 프로세스 가스와 클리닝을 위한 세정액이 침입하여, 그 가스와 세정액과 반응하여, 기재 표면에 부식 생성물이 발생하고, 그 결과 용사 피막이 박리된다고 하는 문제가 있었다.
즉, 도 21a에 도시하는 바와 같이 플라즈마 처리 용기 내부재(100)에 있어서, Al 등의 기재(101)상의 용사 피막(탑 코트층)(102)의 표면에는 CF 폴리머 등의 반응 생성물(103)이 퇴적되지만, 이 반응 생성물(103)은 도 21 b에 도시되는 바와 같이 소정의 세정액(104)에 침지(浸漬)하는 등, 정기 또는 부정기적으로 제거되도록 한다. 그렇게 하면, 도 21c에 도시되는 바와 같이, 용사 피막(102)의 관통 기공, 용사 피막(102)과의 경계부, 또는 플라즈마와 가스 등에 의해 손상된 부위로부터 프로세스 가스, 세정액, 또는 반응 생성물과 반응한 액이 침입하여 기재(101)의 표면에 도달한다. 그것에 의해, 기재(101)의 표면에 부식 생성물이 생성되거나, 또는 앵커 효과를 얻기 위해서 기재 표면에 형성되어 있던 요철이 평활화되어, 앵커 효과를 잃는 것에 의해, 도 21d에 도시되는 바와 같이 용사 피막(102) 중에 기재(101)로부터 박리되는 부분(105)이 발생되는 것으로 고려된다.
한편, 전술한 바와 같은 Al2O3와 Y2O3는 공기중의 수분과의 반응성이 높기 때문에, 플라즈마 처리 용기의 내벽재 등으로서 이용되는 경우에는, 처리 용기인 진 공 챔버가 대기에 개방되었을 때와 진공 챔버가 습식 클리닝될 때에 수분이 대량으로 취입될 가능성이 있다. 그리고, 이와 같이 수분이 대량으로 취입되면, 프로세스중에 진공 챔버내가 고온이 되거나, 플라즈마 방전함으로써, 진공 챔버 내벽으로부터 수분이 탈리(脫離)되어, 챔버 내벽이나 퇴적물과 화학 반응하여 이물질이 생성되거나, 진공 배기 시간이 길어지거나, 이상 방전이 발생하거나, 성막 특성이 나빠지는 등의 악영향을 미친다고 하는 큰 결점이 있다.
이에 대하여 특허 문헌 2에는, 진공 배기시에, 플라즈마를 생성시켜서, 그 플라즈마를 챔버 내벽면에 접촉시킴으로써, 그 온도를 상승시켜, 부착된 수분자(水分子)를 기화시켜 단시간에 진공 배기하는 방법이 개시되어 있다. 또한, 특허 문헌 3에는, 진공 챔버의 덮개 부재에 히터를 설치하고, 플라즈마 처리시에 히터를 제어하여 진공 챔버의 내벽의 온도를 항상 소정 온도 이상으로 유지하여, 진공 챔버의 내벽에 흡착된 수분과 유기물의 양을 저감시킴과 동시에, 흡착된 수분과 유기물을 조속히 증발시키는 기술이 개시되어 있다. 또한, 특허 문헌 4, 5에는, 진공 챔버의 내벽에 착탈 가능한 쉴드를 설치하고, 부착된 오염물에 흡착된 수분 등의 영향에 의해 진공 도달 시간이 소정값을 넘은 경우에 쉴드 부재의 청소 또는 교환을 지시하는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 특허 문헌 2 내지 5의 기술은, 모두 수분이 흡착된 후의 대응이기 때문에, 그 효과는 한정적이고, 근본적인 해결에는 도달하지 못한 것이 현 상태이다.
(특허 문헌 1) 일본국 특허 공개 공보 제 1996-339895호(3페이지, 도 2)
(특허 문헌 2) 일본국 특허 공개 공보 제 1996-181117호
(특허 문헌 3) 일본국 특허 공개 공보 제 1999-54484호
(특허 문헌 4) 일본국 특허 공개 공보 제 1999-54487호
(특허 문헌 5) 일본 특허 공개 공보 제 2002-124503호
본 발명은 이러한 종래 기술이 갖는 과제에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은 탑 코트층으로서 형성한 용사 피막의 박리를 억제할 수 있는 신규하면서 개량된 플라즈마 처리 용기 내부재를 제공하는 것에 있다.
또한, 다른 목적은 플라즈마 처리시에 있어서의 수분의 이탈이 발생하기 어려운 플라즈마 처리 용기 내부재를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1 관점에서는, 기재와, 그 표면에 세라믹의 용사에 의해서 형성된 피막을 갖는 플라즈마 처리 용기 내부재에 있어서, 상기 피막을 구성하는 세라믹은 B, Mg, Al, Si, Ca, Cr, Y, Zr, Ta, Ce 및 Nd로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 원소를 포함하고, 그 적어도 일부분이 수지에 의해서 봉공 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기 내부재를 제공한다.
본 발명의 제 2 관점에서는, 기재와, 그 표면에 세라믹의 용사에 의해서 형성된 피막을 갖는 플라즈마 처리 용기 내부재에 있어서, 상기 피막은 B, Mg, Al, Si, Ca, Cr, Y, Zr, Ta, Ce 및 Nd로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 원소를 포함하는 세라믹으로 이루어지는 제 1 세라믹층과, B, Mg, Al, Si, Ca, Cr, Y, Zr, Ta, Ce 및 Nd로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 원소를 포함하는 세라믹으로 이루어지는 제 2 세라믹층을 갖고, 상기 제 1 및 제 2 세라믹층의 적어도 한쪽의 적어도 일부분이 수지에 의해서 봉공 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기 내부재를 제공한다.
상기 본 발명의 제 1 및 제 2 관점에서, 상기 수지로서는 SI, PTFE, PI, PAI, PEI, PBI, 및 PFA로 이루어지는 군으로부터 선택된 것이 바람직하다.
본 발명의 제 3 관점에서는, 기재와, 그 표면에 세라믹의 용사에 의해서 형성된 피막을 갖는 플라즈마 처리 용기 내부재에 있어서, 상기 피막을 구성하는 세라믹은 B, Mg, Al, Si, Ca, Cr, Y, Zr, Ta, Ce 및 Nd로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 원소를 포함하고, 그 적어도 일부분이 졸겔법에 의해서 봉공 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기 내부재를 제공한다.
본 발명의 제 4 관점에서는, 기재와, 그 표면에 세라믹의 용사에 의해서 형성된 피막을 갖는 플라즈마 처리 용기 내부재에 있어서, 상기 피막은 B, Mg, Al, Si, Ca, Cr, Y, Zr, Ta, Ce 및 Nd로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 원소를 포함하는 세라믹으로 이루어지는 제 1 세라믹층과, B, Mg, Al, Si, Ca, Cr, Y, Zr, Ta, Ce 및 Nd로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 원소를 포함하는 세라믹으로 이루어지는 제 2 세라믹층을 갖고, 상기 제 1 및 제 2 세라믹층의 적어도 한쪽의 적어도 일부분이 졸겔법에 의해서 봉공 처리되어 있는 것을 특징으 로 하는 플라즈마 처리 용기 내부재를 제공한다.
상기 본 발명의 제 3 및 제 4 관점에서, 상기 봉공 처리는 ???으로부터 선택된 것을 이용하여 실행하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 제 1로부터 제 4 관점에서, 상기 세라믹으로서는 B4C, MgO, Al2O3, SiC, Si3N4, SiO2, CaF2, Cr 2O3, Y2O3, YF3, ZrO2, TaO2, CeO2, Ce2O3, CeF3 및 Nd2O3으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종을 알맞게 이용할 수 있다.
본 발명의 제 5 관점에서는, 기재와, 그 표면에 형성된 피막을 갖는 플라즈마 처리 용기 내부재에 있어서, 상기 피막은 세라믹의 용사에 의해서 형성된 주층과, B, Mg, Al, Si, Ca, Cr, Y, Zr, Ta, Ce 및 Nd로 이루어지는 군으로부터 선택된 원소를 포함하는 세라믹으로 이루어지는 배리어 코트층을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기 내부재를 제공한다.
상기 본 발명의 제 5 관점에서, 상기 배리어 코트층으로서, B4C, MgO, Al2O3, SiC, Si3N4, SiO2, CaF2, Cr2O3, Y2 O3, YF3, ZrO2, TaO2, CeO2, Ce2O 3, CeF3 및 Nd2O3으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 세라믹을 알맞게 이용할 수 있다. 또한, 상기 배리어 코트층으로서는 적어도 그 일부가 수지에 의해서 봉공 처리된 용사 피막을 이용하는 수 있고, 상기 수지로서는 SI, PTFE, PI, PAI, PEI, PBI 및 PFA로 이루어지는 군으로부터 선택된 것이 바람직하다. 또는, 상기 배리어 코트층으로서는 적어도 그 일부가 졸겔법에 의해 봉공 처리된 용사 피막을 이용할 수 있 고, 상기 봉공 처리는 주기율표 제 3a족에 속하는 원소로부터 선택된 것을 이용하여 실행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 6의 관점에서는, 기재와, 그 표면에 형성된 피막을 갖는 플라즈마 처리 용기 내부재에 있어서, 상기 피막은, 세라믹의 용사에 의해 형성된 주층과, 상기 기재와 상기 주층 사이에 형성된 엔지니어링 플라스틱으로 이루어지는 배리어 코트층을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기 내부재를 제공한다.
상기 본 발명의 제 6의 관점에서, 상기 엔지니어링 플라스틱으로서 PTFE, PI, PAI, PEI, PBI, PFA, PPS, POM의 군으로부터 선택되는 플라스틱을 알맞게 이용할 수 있다.
상기 본 발명의 제 5 및 제 6의 관점에서, 상기 주층은 B4C, MgO, Al2O3, SiC, Si3N4, SiO2, CaF2, Cr2O3, Y2 O3, YF3, ZrO2, TaO2, CeO2, Ce2O 3, CeF3 및 Nd2O3으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 세라믹을 알맞게 이용할 수 있다.
본 발명의 제 7의 관점에서는, 기재와, 그 표면에 형성된 피막을 갖는 플라즈마 처리 용기 내부재에 있어서, 상기 피막은 주기율표 제 3a족에 속하는 적어도 1종의 원소를 포함하는 세라믹으로 이루어지고, 상기 피막의 적어도 일부분이 증기 또는 고온수에 의해서 수화 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기 내부재를 제공한다.
본 발명의 제 8의 관점에서는, 기재와, 그 표면에 형성된 피막을 갖는 플라즈마 처리 용기 내부재에 있어서, 상기 피막은 주기율표 제 3a족에 속하는 적어도 1종의 원소를 포함하는 세라믹으로 이루어지는 제 1 세라믹층과, 주기율표 제 3a족에 속하는 적어도 1종의 원소를 포함하는 세라믹으로 이루어지는 제 2 세라믹층을 갖고, 상기 제 1 및 제 2 세라믹층의 적어도 한쪽의 적어도 일부분이 증기 또는 고온수에 의해서 수화 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기 내부재를 제공한다.
상기 본 발명의 제 7 및 제 8의 관점에서, 상기 피막으로서는, 상기 피막은 용사에 의해서 형성된 용사 피막, 또는 박막 형성 기술로 형성된 박막을 이용할 수 있다. 또한, 상기 피막을 구성하는 세라믹으로서는, Y2O3, CeO2, Ce2 O3, Nd2O3로부터 선택된 것인 것이 바람직하다.
본 발명의 제 9의 관점에서는, 기재와, 그 표면에 형성된 피막을 갖는 플라즈마 처리 용기 내부재에 있어서, 상기 피막은 주기율표 제 3a족에 속하는 적어도 1종의 원소를 포함하는 세라믹으로 이루어지는 제 1 세라믹층과, 세라믹의 용사로 형성된 제 2 세라믹층을 갖고, 상기 제 1 세라믹층의 적어도 일부분이 증기 또는 고온수에 의해서 수화 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기 내부재를 제공한다.
상기 본 발명의 제 9의 관점에서, 상기 제 1 세라믹층으로서는 용사에 의해서 형성된 용사 피막, 또는 박막 형성기술에 의해 형성된 박막을 이용할 수 있다. 또한, 상기 제 1 세라믹층을 구성하는 세라믹으로서는 Y2O3, CeO2, Ce2 O3, Nd2O3로부터 선택된 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 2 세라믹층을 구성하는 세라믹으로서 는 B4C, MgO, Al2O3, SiC, Si3N4, SiO2, CaF2, Cr2O3, Y2O3, YF3, ZrO2 , TaO2, CeO2, Ce2O3, CeF3 및 Nd2O3으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종이 바람직하다.
본 발명의 제 10의 관점에서는, 기재와, 그 표면에 형성된 피막을 갖는 플라즈마 처리 용기 내부재에 있어서, 상기 피막은 주기율표 제 3a족에 속하는 적어도 1종의 원소를 포함하는 수산화물로 이루어지는 수산화물층을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기 내부재를 제공한다.
상기 본 발명의 제 10의 관점에 있어서, 상기 수산화물층으로서는 용사에 의해 형성된 용사 피막, 또는 박막 형성 기술에 의해 형성된 박막을 이용할 수 있다. 또한, 상기 수산화물층을 구성하는 수산화물로서는 Y(OH)3, Ce(OH)3, Nd(OH)3 으로부터 선택된 것이 바람직하다. 또한, 상기 수산화물층은 적어도 그 일부가 봉공 처리되어 있어도 무방하다.
상기 본 발명의 제 1 내지 제 10의 관점에 있어서, 상기 기재와 상기 피막 사이에 양극 산화 피막을 갖고 있어도 무방하고, 이 경우에는 상기 양극 산화 피막은 금속염 수용액에 의해 봉공 처리되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 11의 관점에서는, 주기율표 제 3a족에 속하는 적어도 1종의 원소를 포함하는 세라믹 소결체로 이루어지고, 그 적어도 일부가 증기 또는 고온수에 의해 수화 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기 내부재를 제공한다. 이 경우에, 상기 세라믹 소결체는 Y2O3, CeO2, Ce2O3 , Nd2O3로부터 선택된 세라믹을 수화 처리한 것이 바람직하다.
본 발명의 제 12의 관점에서는, 주기율표 제 3a족에 속하는 적어도 1종의 원소를 포함하는 수산화물을 포함하는 세라믹 소결체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기 내부재를 제공한다. 이 경우에, 상기 세라믹 소결체에 포함되는 수산화물은 Y(OH)3, Ce(OH)3, Nd(OH)3으로부터 선택된 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 대상이 되는 플라즈마 처리 용기 내부재를 갖는 플라즈마 처리 장치인 플라즈마 에칭 처리 장치의 일례를 도시한 종단면도이다. 참조부호(2)는 처리 용기를 이루는 진공 챔버이고, 알루미늄 등의 도전성 재료에 의해 기밀 구조를 이루도록 형성되어 있고, 진공 챔버(2)는 보안 접지되어 있다. 또한, 진공 챔버(2)의 내면에는 원통형상의 데포 쉴드(2a)가 배치되어, 내면이 플라즈마에 의해 손상되는 것을 방지한다. 그리고, 진공 챔버(2)내에는 상부 전극을 겸용하는 가스 샤워 헤드(3)와, 하부 전극을 겸용하는 탑재대(4)가 대향하여 설치되어 있고, 저면에는 예컨대 터보 분자 펌프와 드라이 펌프 등으로 이루어지는 진공 배기 수단(21)과 연통하는 진공 배기로로서의 배기관(22)이 접속된다. 또한, 진공 챔버(2)의 측벽부에는 피 처리체, 예컨대 반도체 웨이퍼(W)를 반입반출하기 위한 개구부(23)가 형성되며, 게이트 밸브(G)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 이 측벽부의 외측에는 개구부(23)의 상하 위치에, 예를 들어 각각 링 형상을 이루 는 영구 자석(24, 25)이 설치되어 있다.
가스 샤워 헤드(3)는 탑재대(4)상의 피 처리체(W)에 대향하는 위치에 다수의 구멍부(31)가 형성되어, 상부의 가스 공급관(32)으로부터 보내어지는 유량 제어 또는 압력 제어된 프로세스 가스를 해당 구멍부(31)를 거쳐서 피 처리체(W)의 표면에 균일하게 공급하도록 구성되어 있다.
가스 샤워 헤드(3)의 하방에 약 5mm 내지 150mm의 간격으로 이격되어 설치되는 탑재대(4)는, 예컨대 표면이 알루마이트 처리된 알루미늄 등으로 이루어지고 진공 챔버(2)에 대하여 절연 부재(41a)에 의해 절연된 원주형상의 본체부(41)와, 이 본체부(41)의 상면에 설치된 정전 척(42)과, 이 정전 척(42)의 주위를 둘러싸는 환상의 포커스 링(43)과, 이 포커스 링(43)과 본체부(41) 사이에 설치된 환상의 절연부재인 절연 링(43a)을 구비한 구성으로 되어 있다. 또한, 포커스 링(43)은 프로세스에 따라 절연성 또는 도전성의 재료가 선택되고, 반응성 이온을 가두어 두거나 또는 확산시키도록 작용한다.
탑재대(4)의 예컨대 본체부(41)에는 콘덴서(C1) 및 코일(L1)을 거쳐서 고주파 전원(40)이 접속되어, 예컨대 13.56MHz 내지 100MHz의 고주파 전력이 인가된다.
또한, 탑재대(4)의 내부에는, 냉각 자켓 등의 온도 조정 수단(55a)과, 예컨대 He 가스를 피 처리체(W)의 이면에 공급하는 열 전달 가스 공급 수단(55b)이 각각 설치되고, 이들 온도 조정 수단(55a)과 열 전달 가스 공급 수단(55b)을 이용함으로써, 탑재대(4)상에 유지된 피 처리체(W)의 처리면 온도를 소망하는 값으로 설정할 수 있다. 온도 조정 수단(55a)은 냉매를 냉각 자켓을 거쳐서 순환시키기 위 한 도입관(56) 및 배출관(57)을 갖고, 적당한 온도로 조정된 냉매가 도입관(56)에 의해서 냉각 자켓내에 공급되어, 열 교환후의 냉매가 배출관(57)에 의해서 외부로 배출된다.
탑재대(4)와 진공 챔버(2) 사이, 탑재대(4) 표면보다도 하측에는, 복수의 배기 구멍이 형성된 링 형상의 배기 플레이트(44)가 탑재대(4)를 둘러싸도록 배치된다. 이 배기 플레이트(44)에 의해, 배기류의 흐름이 조정됨과 동시에, 탑재대(4)와 가스 샤워 헤드(3) 사이에 플라즈마가 최적으로 가두어진다. 또한, 탑재대(4)의 내부에는, 외부의 도시하지 않은 반송 아암과의 사이에서 피 처리체(W)의 교환을 돕기 위한 승강 부재인 승강 핀(51)이 복수개, 예컨대 3개(2개만 도시)가 돌출 및 함몰 가능하게 설치되고, 이 승강 핀(51)은 연결 부재(52)를 거쳐서 구동 장치(53)에 의해 승강할 수 있도록 구성되어 있다. 참조부호(54)는 승강 핀(51)의 관통 구멍과 대기측 사이의 기밀을 유지하는 벨로우즈이다.
이러한 플라즈마 에칭 처리 장치에 있어서는, 우선 게이트 밸브(G) 및 개구부(23)를 거쳐서 피 처리체(W)를 진공 챔버(2)내에 반입하고, 정전 척(42)상에 탑재하여, 게이트 밸브(G)를 닫은 후, 진공 배기 수단(21)에 의해 배기관(22)을 거쳐서 진공 챔버(2)내를 소정의 진공도로 배기한다. 그리고, 진공 챔버(2)내에 프로세스 가스를 공급함과 동시에, 직류 전원(47)으로부터 척 전극(46)에 직류 전압을 인가하여, 피 처리체(W)를 정전 척(42)에 의해 정전 흡착시키며, 이 상태로 고주파 전원(40)으로부터 탑재대(4)의 본체부(41)에 소정 주파수의 고주파 전력을 인가하고, 이에 의해 가스 샤워 헤드(3)와 탑재대(4) 사이에 고주파 전계를 발생시켜, 프 로세스 가스를 플라즈마화하여, 정전 척(42)상의 피 처리체(W)에 에칭 처리를 실시한다.
프로세스 가스로서는 C4F8와 NF3와 같은 불화물, BCl3와 SnCl 4 등의 염화물, HBr과 같은 취화물을 비롯한 할로겐 원소를 포함하는 가스가 사용된다. 이로 인해, 진공 챔버(2)내는 매우 강한 부식 환경이 되기 때문에, 예컨대 데포 쉴드(2a), 배기 플레이트(44), 포커스 링(43), 샤워 헤드(3), 탑재대(4), 정전 척(42), 게다가 진공 챔버(2)의 내벽재 등의 진공 챔버(2)내의 부재, 즉 플라즈마 처리 용기 내부재에는 내플라즈마성이 강하게 요구된다.
이하, 본 발명의 대상인 처리 용기 내부재에 대하여 상세히 설명한다.
(1) 제 1 실시예
이와 같은 처리 용기 내부재로서 기재 위에 용사 피막이 형성된 것이 이용되는 경우, 종래에 용사 피막의 박리가 발생하였는데, 본 발명자들의 검토 결과에 의하면, 이러한 플라즈마 처리 용기 내부재의 용사 피막의 박리는 용사 피막의 관통 기공(미세 구멍), 용사 피막과의 경계부, 또는 플라즈마와 가스 등에 의해 손상된 부위 등으로부터, 프로세스 가스와 세정액이 침입하여 기재에 도달하여, 기재 표면이 부식함으로써 발생된다는 것에 상도(想到)된다.
즉, 불화물을 포함하는 프로세스 가스를 이용하여 플라즈마 처리를 실시한 처리 용기내의 부재를 준비하여, 용사 피막과의 경계면(기재 표면)을 분석하면, 그 부분에 있어서 F(불소)를 확인할 수 있고, 이로부터 이 F가 수분(OH)과 반응하여 HF화함으로써, 기재 표면이 부식 변화(부식 생성물이 발생)하여, 용사 피막이 박리되는 것으로 추측된다.
따라서, 용사 피막과의 경계면, 즉 기재 표면이 프로세스 가스 또는 세정액에 노출되지 않는 것이 중요하다.
이와 같은 내용에 근거하여, 제 1 실시예에서는, 도 1에 있어서의 데포 쉴드(2a), 배기 플레이트(44), 포커스 링(43), 샤워 헤드(3), 탑재대(4), 정전 척(42), 또한 진공 챔버(2)의 내벽재 등의 진공 챔버(2)내의 부재, 즉 플라즈마 처리 용기 내부재에 있어서, 용사 피막의 표면과 기재사이의 어느 한 위치에, 프로세스 가스 또는 세정액에 노출되어도 부식되기 어려워, 가스 또는 세정액이 기재 표면에 도달하는 것을 방지할 수 있는, 배리어 기능을 갖는 부분을 형성하도록 했다.
이와 같은 내부식성이 우수한 재료에 의해 배리어 기능을 갖는 부분을 형성함으로써, 용사 피막의 관통 기공(미세 구멍)을 통하여 침입하는 가스 또는 세정액으로 부터, 기재의 표면을 보호하는 것이 가능하다. 또한, 배리어 기능을 갖는 부분이 기재와 접하는 경우, 그 재료로서 높은 밀착성을 갖는 것을 사용함으로써, 배리어 기능을 갖는 부분과 기재의 표면과의 경계면을 통한 프로세스 가스 또는 세정액의 침입으로 부터 기재 표면을 보호하는 것이 가능하다.
이하, 제 1 실시예에 따른 구체적인 구성에 대하여 상세히 기술한다.
우선, 제 1 예에 관한 플라즈마 처리 용기 내부재는 도 2에 도시하는 바와 같이 기본적으로 기재(71)와, 그 표면에 형성된 피막(72)으로 이루어진다. 피막(72)은 용사에 의해 형성된 주층(73)과, 기재(71)와 주층 사이의 프로세스 가 스 또는 세정액에 노출되어도 부식되기 어려운 배리어 기능을 갖는 배리어 코트층(74)을 갖고 있다.
상기 피막(72)의 시공 대상인 되는 기재(71)로서는 스테인리스강(SUS)을 포함하는 각종의 강철, Al 및 Al 합금, W 및 W 합금, Ti 및 Ti 합금, Mo 및 Mo 합금, 탄소 및 산화물계, 비산화물계 세라믹 소결체 및 탄소질 재료 등이 알맞게 이용된다.
배리어 코트층(74)의 재질로서는 B, Mg, Al, Si, Ca, Cr, Y, Zr, Ta, Ce 및 Nd로 이루어지는 군(群)으로부터 선택된 적어도 1종의 원소를 포함하는 세라믹인 것이 바람직하고, 보다 구체적으로는 B4C, MgO, Al2O3, SiC, Si3N 4, SiO2, CaF2, Cr2O3, Y2O3, YF3, ZrO2, TaO2 , CeO2, Ce2O3, CeF3 및 Nd2O3로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 세라믹이 바람직하다. 예컨대 도카로 주식회사 제품인“CDC-ZAC”, “수퍼 ZAC” 등을 적용할 수 있다. “CDC-ZAC”는 Cr2O3을 주성분으로 하는 복합 세라믹이고, 무기공, 고경도, 고밀착력 등의 성질을 갖고 있다. 한편, “수퍼 ZAC”는 SiO2와 Cr2O3를 주성분으로 하는 복합 세라믹이고, 무기공, 고경도, 고밀착력에 부가하여, 내열성과 내마모성이 우수하다. 이 배리어 코트층(74)은 용사법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 용사법은 연소 가스, 전기 등의 열원에 의해 용융한 원료를 모재(母材)에 분사하여 피막을 형성하는 방법이다. 또한, 배리어층(74)은 PVD법과 CVD법 등의 박막 형성 기술, 침지법 또는 도포법 등의 방법으로 형성할 수도 있다. PVD법이란 이온 도금법에 의해, 각종 세라믹막을 저온에 서 코팅하는 방법이며, 한편, CVD법은 열 화학적 증착법에 의해, 고온도에서 단층 또는 다층 코팅하는 방법이다. 또한, 침지법은 각종 재료를 수지 용액에 침지한 후, 열 처리를 실시하는 방법이며, 도포법은 각종 재료에 수지 용액을 도포후, 소정 온도로 열 처리하는 방법이다. 배리어 코트층(74)의 두께는 50 내지 100㎛인 것이 바람직하다.
이 경우에, 배리어 코트층(74)의 적어도 일부분, 예컨대 기재(71)와의 접합면측 또는 전체에 수지를 이용한 봉공 처리를 실시하는 것이 좋다. 그 때의 수지로서는 SI, PTFE, PI, PAI, PEI, PBI, PFA의 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 즉, 세라믹으로 이루어지는 배리어 코트층(74)을 전술한 용사법 등으로 형성하는 경우, 관통 기공(미세 구멍)을 갖는 다공질로 구성되지만, 그 다공질층의 적어도 일부분의 미세 구멍을 수지로 봉공함으로써, 용사 피막인 주층(73)의 미세 구멍을 통하여 침입하는 가스 또는 세정액을 저지하는 효과가 높아져서, 기재(71)를 효과적으로 보호할 수 있다.
또한, SI는 실리콘, PTFE는 폴리테트라플루오로에틸렌(poly tetrafluoroethylene), PI는 폴리이미드, PAI는 폴리아미드이미드, PEI는 폴리에테르이미드, PBI는 폴리벤조이미다졸, PFA는 퍼플루오로알콕시알칸을 의미한다.
봉공 처리는 졸겔법으로 실행할 수도 있다. 졸겔법에 의한 봉공 처리는 세라믹을 유기 용제에 분산시킨 졸(콜로이드용액)에 의해 봉공한 후, 가열에 의해 겔화시킴으로써 실행한다. 이에 의해, 세라믹에 의한 봉공이 실현되어, 배리어 효과를 향상시킬 수 있다. 이 경우의 봉공 처리는 주기율표 제 3a족에 속하는 원소로 부터 선택된 것을 이용하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 내식성의 높은 Y2O3가 바람직하다.
또한, 배리어 코트층(74)의 다른 재질로서는, 엔지니어링 플라스틱을 알맞게 이용할 수 있다. 구체적으로는 PTFE, PI, PAI, PEI, PBI, PFA, PPS, POM의 군으로부터 선택되는 수지인 것이 바람직하고, 예컨대 듀퐁 주식회사 제품인 “테프론(등록 상표)”(PTFE) 등을 적용할 수 있다. 이들의 수지는 밀착성이 우수하고, 또한 내약품성이 우수하여, 클리닝시의 세정액에도 충분히 견딜 수 있다.
또한, PTFE는 폴리테트라플루오로에틸렌, PI는 폴리이미드, PAI는 폴리아미드이미드, PEI는 폴리에테르이미드, PBI는 폴리벤조이미다졸, PFA는 퍼플루오로알콕시알칸, PPS는 폴리페닐렌설파이드, POM은 폴리아세탈(polyacetal)을 의미한다.
또한, 기재(71)와 배리어 코트층(74) 사이에 도 3에 도시하는 바와 같이 양극 산화 피막(75)을 형성하도록 하여도 무방하다. 이 경우에, 옥살산(oxalic acid), 크롬산, 인산, 아세트산, 포름산(Formic acid), 또는 설폰산 등의 유기산에 의한 양극 산화 피막을 형성함으로써, 황산에 의한 양극 산화 처리의 경우에 비해서 내부식성이 우수한 산화 피막을 형성하여, 프로세스 가스와 세정액에 의한 부식을 보다 한층 더 억제할 수 있어 바람직하다. 양극 산화 피막(75)의 막두께는 10 내지 200㎛인 것이 바람직하다.
이와 같이, 기재(71)와 배리어 코트층(74) 사이에 양극 산화 피막(75)을 형성하는 경우, 양극 산화 피막(75)의 미세 구멍을 봉공함으로써, 내식성을 각별히 향상시킬 수 있다. 이 경우에, Ni 등의 금속염을 포함하는 열수(熱水)에 재료를 침지하여, 산화 피막의 미세 구멍에 있어서, 금속염 수용액이 가수분해되어, 수산화물이 침전됨으로써 봉공되는 금속염 봉공 등을 적용할 수 있다. 또한, 배리어 코트층(74)의 봉공 처리에 이용한 수지(SI, PTFE, PI, PAI, PEI, PBI, PFA의 군으로부터 선택됨)를 이용하여, 양극 산화 피막(75)의 미세 구멍을 봉공 처리를 실행하여도 동일한 효과를 기대할 수 있다.
또한, 기재(71)의 표면에 형성하는 양극 산화 피막(75)으로서 다공질 세라믹층을 갖는 양극 산화 피막(KEPLA-COAT : 등록 상표)을 이용하여도 무방하다.
또한, 이 양극 산화 피막(KEPLA-COAT)은 양극으로서 기재를 알칼리계 유기전해액에 침지하여, 산소 플라즈마를 이 알칼리계 유기전해액 안에서 방전함으로써 형성하는 것이다.
용사 피막인 주층(73)은 B, Mg, Al, Si, Ca, Cr, Y, Zr, Ta, Ce 및 Nd로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 원소를 포함하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 B4C, MgO, Al2O3, SiC, Si3N4, SiO2 , CaF2, Cr2O3, Y2O3, YF3, ZrO 2, TaO2, CeO2, Ce2O3, CeF3 및 Nd2O3로부터 선택된 적어도 1종의 세라믹이 바람직하다. 이 경우에, 주층(73)의 막두께는 10㎛ 내지 500㎛인 것이 바람직하다.
이와 같은 구조의 플라즈마 용기 내부재를 제조할 때에는, 우선 기재(71)의 표면에 Al2O3, SiC 또는 모래 등의 입자를 분사하는 블라스트 처리를 실시하여, 미시적으로 표면이 요철형상으로 되도록 하여, 그 위에 형성되는 배리어 코트층(74) 과 양극 산화 피막(75)의 밀착성을 높이는 것이 좋다. 또한, 표면을 요철로 하는 방법으로서, 상기의 블라스트 처리에 한정되지 않고, 예컨대 소정의 약액에 담그는 것에 의해 표면을 에칭하도록 하여도 무방하다.
다음에, 기재(71)에 직접 또는 양극 산화 피막(75)을 거쳐서, 전술한 배리어 코트층(74)을 용사법 등 상기 적절한 방법으로 형성한다. 필요에 따라서 전술한 바와 같은 봉공 처리를 실행한다. 봉공 처리할 때에는, 상기의 수지와 세라믹의 졸을 배리어 코트층(74)의 표면에 도포하거나, 또는 배리어 코트층(74)을 동반한 기재(71)를 수지 봉공제 또는 세라믹의 졸 안에 침지시킨다. 세라믹의 졸에 의해 봉공한 경우에는, 그 후에 가열하여 겔화시킨다.
배리어 코트층(74)을 형성한 후, 계속해서 그 위에 B4C, MgO, Al2O3, SiC, Si3N4, SiO2, CaF2, Cr2O3, Y2 O3, YF3, ZrO2, TaO2, CeO2, Ce2O 3, CeF3 및 Nd2O3로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 세라믹으로 이루어지는 용사 피막인 주층(73)을 형성한다. 또한, 배리어 코트층(74)은 밀착성이 우수한 것이 선택되지만, 주층(73)과의 밀착성을 보다 한층 양호하게 하기 위해서, 배리어 코트층(74)의 표면에 블라스트 처리 등을 실시하여도 무방하다.
이상과 같이, 이 예에서는 할로겐 원소를 포함하는 프로세스 가스 또는 세정액에 대하여 내부식성이 우수한 재료로 이루어지는 배리어 코트층(74)을 용사 피막인 주층(73)과 기재(71) 사이에 형성하고, 기재(71)의 표면이 프로세스 가스(할로겐 원소) 또는 세정액에 노출되지 않도록 구성했기 때문에, 기재(71)의 표면에 부 식 생성물이 발생함으로써, 기재(71)상의 용사 피막(72)이 박리된다고 하는 문제를 해소할 수 있다.
다음에, 제 2 예에 대하여 설명한다.
제 2 예에서는, 도 4a, 도 4b, 도 4c에 도시하는 바와 같이 기재(71)의 표면에 세라믹의 용사에 의해 피막(76)을 형성하여, 피막(76)의 적어도 일부분에 봉공 처리부(76a)를 형성하도록 한다. 도 4a의 예에서는, 피막(76)의 기재(71)측에 봉공 처리부(76a)를 형성하고 있고, 도 4b의 예에서는, 피막(76)의 표면측에 봉공 처리부(76a)를 형성하고 있으며, 도 4c의 예에서는, 피막(76)의 전체를 봉공 처리부(76a)로 하고 있다.
피막(76)은 B, Mg, Al, Si, Ca, Cr, Y, Zr, Ta, Ce 및 Nd로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 원소를 포함하는 것이고, 구체적으로는 B4C, MgO, Al2O3, SiC, Si3N4, SiO2, CaF2, Cr 2O3, Y2O3, YF3, ZrO2, TaO2, CeO2, Ce2O3, CeF3 및 Nd2O3로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 세라믹이 바람직하다. 이 경우에, 피막(76)의 막두께는 50 내지 300㎛인 것이 바람직하다. 또한, 기재(71)로서는 제 1 예와 완전히 동일한 것을 사용할 수 있다.
봉공 처리부(76a)는 전술한 제 1 예의 배리어층(74)에 실시한 것과 완전히 동일한 수지 봉공 또는 졸겔법에 의한 봉공에 의해 형성될 수 있다. 이와 같이, 봉공 처리부(76a)를 설치함으로써, 용사 피막인 피막(76)의 미세 구멍을 통하여 침입하는 가스 또는 세정액을 유효하게 저지할 수 있어, 기재(71)를 충분히 보호할 수 있다. 이 봉공 처리부(76a)는 이와 같이 기재(71)에의 가스 또는 세정액의 도달을 저지하기 위한 것이므로, 상기 도 4a 내지 도 4c의 어느 것으로도 그 효과를 발휘할 수 있다. 단지, 도 4a에 도시하는 바와 같이 피막(76)의 기재(71)측에 봉공 처리부(76a)를 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 용사 피막에 봉공 처리를 실시한 처리 용기 내부재를, 고진공 영역(예컨대, 13.3Pa)에서 고주파 전력을 인가하여 이루어지는 플라즈마 분위기에서 이용되면, 봉공제 중의 희석 유기용매(예컨대, 초산에틸)가 증발하거나, 플라즈마와 프로세스 가스 등에 의해서 봉공제가 부식하는 등, 용사 피막중에 다시 기공(미세 구멍)이 형성되는 경우가 있다. 이 기공에 의해, 처리 용기 내부제의 표면 상태(온도와 생성물의 부착 상태 등)가 시간이 경과함에 따라 변화하여, 처리 용기내의 프로세스에 악영향을 미치게 할 가능성이 있다. 따라서, 도 4a와 같이, 피막(76)의 표면측에 봉공 처리를 실시하지 않도록 하면, 피막(76)의 표면 개질(改質)을 억제하여 프로세스를 안정적으로 실시할 수 있다. 또한, 봉공 처리부(76a)는 상기 도 4a 내지 도 4c에 도시한 위치에 한정하지 않고, 예컨대 피막(76)의 중간 위치에 형성하여도 무방하다. 봉공 처리부(76a)의 두께는 50 내지 100㎛인 것이 바람직하다.
이 예에 있어서도, 도 5에 도시하는 바와 같이 기재(71)와 피막(76) 사이에 전술한 제 1 예와 완전히 동일한 양극 산화 피막(75)을 형성하도록 하여도 무방하다. 또한, 이 경우에도, 이 양극 산화 피막(75)을 봉공 처리하는 것이 바람직하고, 이 봉공 처리로서는 전술한 것과 동일한 금속염 봉공 등을 적용할 수 있다.
다음에, 제 3 예에 대하여 설명한다.
제 3 예에서는, 도 6a, 도 6b에 도시하는 바와 같이 기재(71)의 표면에 세라믹의 용사에 의해 피막(77)을 형성하여, 피막(77)을 제 1 세라믹층(78)과 제 2 세라믹층(79)의 2층 구조로 하고, 그 적어도 한쪽의 적어도 일부분에 봉공 처리부를 형성하도록 한다. 도 6a의 예에서는, 표면측의 제 1 세라믹층(78)에 봉공 처리부(78a)를 형성하고 있고, 도 6b에서는, 기재(71)측의 제 2 세라믹층(79)에 봉공 처리부(79a)를 형성한다.
피막(77)을 구성하는 제 1 세라믹층(78) 및 제 2 세라믹층(79)은 모두 B, Mg, Al, Si, Ca, Cr, Y, Zr, Ta, Ce 및 Nd로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 원소를 포함하는 것이고, 구체적으로는 B4C, MgO, Al2O3, SiC, Si 3N4, SiO2, CaF2, Cr2O3, Y2O3, YF3, ZrO2 , TaO2, CeO2, Ce2O3, CeF3 및 Nd2O 3로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 세라믹이 바람직하다. 이 경우에, 피막(77)의 막두께는 50 내지 300㎛인 것이 바람직하다. 또한, 기재(71)로서는 제 1 예와 완전히 동일한 것을 사용할 수 있다.
봉공 처리부(78a, 79a)는 전술한 제 1 예의 배리어층(74)에 실시한 것과 완전히 동일한 수지 봉공 또는 졸겔법에 의한 봉공에 의해 형성할 수 있다. 이와 같이, 봉공 처리부(78a, 79a)를 설치함으로써, 용사 피막인 제 1 및 제 2 세라믹층(78, 79)의 미세 구멍을 통하여 침입하는 가스 또는 세정액을 유효하게 저지할 수 있어, 기재(71)를 충분히 보호할 수 있다. 이 봉공 처리부(78a, 79a)는 이와 같이 기재(71)에의 가스 또는 세정액의 도달을 저지하기 위한 것이기 때문에, 그 기능을 발휘할 수 있는 한, 이들 봉공 처리부(78a, 79a)의 위치는 한정되지 않고, 또한 층 전체를 봉공 처리부로 하여도 무방하다. 또한, 제 1 및 제 2 세라믹층(78, 79)의 양쪽에 봉공 처리부를 형성하여도 무방하다. 봉공 처리부(78a, 79a)의 두께는 50 내지 100㎛인 것이 바람직하다.
이와 같이, 기재(71)상에 형성하는 피막(77)을 2층 구조로 함으로써, 요구되는 내식성 및 배리어성(barrier property)에 따라, 이들 2층의 재료를 적절히 설정할 수 있어, 소망하는 위치에 봉공 처리를 함으로써, 매우 자유도가 높은 적용이 가능해진다. 예컨대, 표면측의 제 1 세라믹층(78)으로서 Y2O3을 이용하고, 기재(71)측의 제 2 세라믹층(79)으로서 YF3 또는 Al2O3를 이용하며, 제 2 세라믹층(79)의 적어도 일부에 봉공 처리를 실시하면, 내식성 및 장벽을 매우 높은 것으로 할 수 있다.
이 예에 있어서도, 도 7에 도시하는 바와 같이 기재(71)와 피막(77) 사이에 전술한 제 1 예와 완전히 동일한 양극 산화 피막(75)을 형성하도록 하여도 무방하다. 또한, 이 경우에도, 이 양극 산화 피막(75)을 봉공 처리하는 것이 바람직하고, 이 봉공 처리로서는 전술한 것과 동일한 금속염 봉공 등을 적용할 수 있다.
이상의 것을 확인하기 위해서, Al 합금의 기재상에 Y2O3의 용사 피막을 형성한 시료 ①과, Al 합금의 기재상에 수지(PTFE)의 배리어 코트층을 거쳐서 Y2O3의 용사 피막을 형성한 시료 ②와, Al 합금의 기재상에 Y2O3의 용사 피막을 형성하여 그 일부분을 수지에 의해 봉공 처리한 시료 ③을 각각 준비하여, 각 시료 ① 내지 ③의 표면에 불산(HF) 용액을 적하(滴下)시켜, 플라즈마 환경하에 두었을 때 용사 피막의 표면 상태를 비교했다. 보다 구체적으로 설명하면, 각 시료 표면에 38% 농도의 불산 용액을 10μL 적하하여, 50℃로 3시간 가열한 후, 시료를 CF계 가스의 플라즈마 분위기에 3분간 방치했다. 그 결과, 용사 피막의 박리 대책이 실시되지 않은 시료 ①은, 표면 전체에 크랙이 발생한 것에 반하여, 기재와 용사 피막 사이에 배리어 코트층을 형성한 시료 ②와, 용사 피막의 일부분을 수지에 의해 봉공 처리를 실시한 시료 ③은 크랙도 없고, 프로세스 가스와 세정액의 침입을 방지하여, 기재 표면이 보호되는 것을 알았다.
(2) 제 2 실시예
플라즈마 처리 용기의 벽재와 다른 플라즈마 처리 용기 내부재에 Al2O3와 Y2O3을 이용하는 경우에는, 공기중의 수분과의 반응성이 높기 때문에, 처리 용기인 진공 챔버를 대기 개방했을 때와 진공 챔버를 습식 클리닝할 때에 수분이 대량으로 취입되어, 여러 문제를 발생하지만, 본 발명자들의 검토 결과에 의하면, Y2O3 등의 주기율표 제 3a족에 속하는 원소를 포함하는 세라믹에 수화(水化) 처리를 실시함으로써, 또는 이들 원소를 포함하는 수산화물을 형성함으로써, 이와 같은 문제가 해소되는 것을 알수 있다.
이러한 내용에 근거하여, 제 2 실시예에서는 도 1에 있어서의 데포 쉴드(2a), 배기 플레이트(44), 포커스 링(43), 샤워 헤드(3), 탑재대(4), 정전 척(42), 또한 진공 챔버(2)의 내벽재 등의 진공 챔버(2)내의 부재, 즉 플라즈마 처리 용기 내부재에 있어서, 주기율표 제 3a족에 속하는 원소를 포함하는 세라믹에 수화 처리를 실시한 부분을 형성하는, 또는 적어도 그 일부분을 그 원소를 포함하는 수산화물로 하도록 했다.
이와 같이 함으로써, 수분을 흡착하기 어렵고, 탈리하기 어려운 구조로 할 수 있기 때문에, 플라즈마 처리시에 있어서의 수분의 이탈이 발생하기 어려운 플라즈마 처리 용기 내부재를 얻을 수 있다.
우선, 제 1 예에서는, 도 8에 도시하는 바와 같이 기재(81) 위에 주기율표 제 3a족에 속하는 원소를 포함하는 세라믹으로 이루어지는 피막(82)을 형성하여, 예컨대 적어도 그 표면 부분에 수화 처리부(82a)를 형성한다.
기재(81)로서는, 상기 기재(71)와 마찬가지로, 스테인리스강(SUS)을 포함하는 각종의 강철, Al 및 Al 합금, W 및 W 합금, Ti 및 Ti 합금, Mo 및 Mo 합금, 탄소 및 산화물계, 비산화물계 세라믹 소결체 및 탄소질 재료 등이 알맞게 이용된다.
피막(82)은 주기율표 제 3a족에 속하는 원소를 포함하는 세라믹으로 구성되어 있으면 무방하지만, 주기율표 제 3a족에 속하는 원소를 포함하는 산화물인 것이 바람직하다. 또한, 이들 중에서는 Y2O3, CeO2, Ce2O3 , Nd2O3가 바람직하고, 그중에서도 종래부터 많이 사용되고, 높은 내식성을 갖는 점으로부터, Y2O3가 특히 바람직하다.
이 피막(82)은 용사법, PVD법과 CVD법 등의 박막 형성 기술에 의해서 바람직하게 형성할 수 있다. 또한, 기타, 침지법 또는 도포법 등의 방법으로 형성할 수도 있다.
수화 처리부(82a)는, 예컨대 피막(82)을 수증기 또는 고온의 물과 반응시킴으로써 수화 반응을 발생시킴으로써 형성될 수 있다. 세라믹으로서 Y2O3를 이용한 경우에는 이하의 (1)식과 같은 반응이 발생한다.
Y2O3+H2O→Y2O3·(H2O)n→2(YOOH)→Y(OH) 3 …(1)
단지, 상기 (1)식은 원자가를 고려하지 않는다.
이 (1)식에 나타내는 바와 같이, 수화 처리에 의해, 최종적으로 Y의 수산화물이 형성된다. 다른 주기율표 제 3a족에 속하는 원소의 경우에도, 거의 동일한 반응에 의해서 이와 같은 수산화물을 형성한다. 이와 같은 수산화물로서는 Y(OH)3, Ce(OH)3, Nd(OH)3가 바람직하다.
이것을 확인하기 위해서, 기재상에 Y2O3의 용사 피막을 형성한 시료를 준비하여, 80℃의 고온수에 150시간 침지하여 수화 처리를 한 후, 실온에서 건조한 것과, 이러한 처리를 실행하지 않은 것에 대하여 X선 회절 측정을 실행했다. 그 결과, 도 9a, 도 9b에 도시하는 바와 같이 수화 처리를 실행한 시료에만 Y(OH)3가 인정되어, 수화 처리에 의해 수산화물이 형성되는 것이 확인되었다.
주기율표 제 3a족에 속하는 원소의 수산화물는 매우 안정적이고, 화학적으로 흡착한 물이 탈리하기 어렵고, 또한 물을 흡착하기 어렵다고 하는 특성을 갖고 있으며, 수화 처리에 의해 이와 같은 수산화물을 형성함으로써, 프로세스중에 있어서의 수분에 의한 문제를 회피할 수 있다.
이와 같은 수화 처리에 의한 효과를 확인하기 위해서, 기재 위에 Y2O3 용사 피막을 200㎛ 정도 형성하고, 비등수(沸騰水)로 3시간 처리한 시료와 처리하지 않은 시료를 준비하여, 양자에 IPA를 분사했다. 또한, IPA는 물보다도 흡착성이 높고, 따라서 IPA 분사는 가속 시험이 된다. 이 시험 결과, 도 10에 도시하는 바와 같이 수화 처리하지 않은 것은 IPA가 흡착되었지만, 수화 처리한 것은 전혀 흡착되지 않았다. 이로부터 수화 처리에 의해 흡수가 매우 발생하기 어렵게 되는 것이 확인되었다.
다음에, 위와 마찬가지로 기재 위에 Y2O3 용사 피막을 200㎛ 정도 형성하여, 비등수로 3시간 처리한 시료와 처리하지 않은 시료를 준비하여, 이것들 위에 수지를 도포한 후, 절단하여 단면을 확인했다. 그 결과, 도 11a, 도 11b에 도시하는 바와 같이 표면 상태는 양자에 차가 없음에도 불구하고, “처리 무(無)”의 경우에는 피막이 전체적으로 투명하여 전체에 수지가 침투했던 것이 인정되는 것에 반하여, “처리 유(有)”의 경우에는 표층 약간의 부분만이 투명하고, 내부는 하얗게 되어 있어, 수지가 거의 침투하지 않은 것이 확인되었다. 즉, 수화 처리를 실행함으로써, 소수성(疏水性)을 갖게 되는 것이 판명되었다. 또한, 도 11c에 도시하는 바와 같이 수화 처리후 20㎛정도 제거하면 그 부분은 투명으로 되어 있고, 수화 처 리를 실행한 표층의 20㎛ 정도를 제거함으로써, 소수성이 저하하는 것이 확인되었다.
또한, H2O가 Y2O3 표면에 미치는 영향에 대해서는, Langmuir, Vol. 16, No. 17,2000의 6937 내지 6947 페이지에 기재된 구로다 등의 “Specific Adsorption Behavior of Water on a Y2O3 Surface”라고 하는 논문에 상세히 기술 되어 있다.
이하, 수화 처리에 대하여 구체적으로 설명한다.
수화 처리는 수증기가 풍부한 환경에서 열 처리를 하거나, 비등한 수중에서 처리함으로써 실행할 수 있다. 이에 의해, 예컨대 산화이트륨(Y2O3) 분자의 주위에 수개의 수분자가 끌어당겨져 결합되어, 안정된 하나의 분자 집단이 될 수 있다. 이 때, 수증기의 분압, 열 처리 온도, 열 처리 시간 등이 파라미터로 된다. 예컨대, 상대 습도가 90% 이상인 환경에서 100 내지 300℃ 정도의 노 안에서, 24시간 정도, 가열 처리를 함으로써 안정된 수산화물을 형성할 수 있다. 만약 상대 습도와 열 처리 온도가 낮은 경우에는, 처리 시간을 길게 하면 좋다. 수화 처리를 효율적으로 하기 위해서는, 고온·고압으로 처리하는 것이 바람직하다. 산화이트륨 표면에서의 수화 반응은, 기본적으로 실온 정도에서도 장시간 실행하면 충분히 진행되기 때문에, 상기 조건 이외에서도, 동일한 최종 상태를 얻을 수 있다. 또한, 수화 처리할 때, 순수한 물을 이용하여 수화 처리하는 것보다도, 이온을 포함하는 물(pH7보다 큰 알칼리수)을 이용하여 수화 처리를 실시하는 것이 소수성을 보다 우수하게 한다.
또한, 수화 처리에 한정하지 않고, 예컨대 원료로서 수산화물을 이용하는 등, 최종적으로 수산화물이 형성되면, 다른 방법을 채용하여도 무방하다. 피막을 용사법에 의해 제조하는 경우에는, 원료가 고온에 노출되기 때문에, 원료 단계에서 수산화물로 하면 수산화물이 산화물로 변화하는 것이 우려되지만, 이 경우에도, 고습도 환경하에서 용사함으로써 수산화물막을 형성할 수 있다. 이와 같이, 수화 처리부를 형성하는 대신에, 다른 방법에 의해 직접 수산화물을 형성하여도 무방하다.
이러한 수화 처리부 내지는 수산화물층은, 피막(82)을, 수분을 흡착하기 어렵고, 탈리하기 어려운 구조로 하기 위해서는, 피막(82)의 표면 부분에 형성해야 한다. 이 경우의 수화 처리부 내지는 수산화물막의 두께는 100㎛ 이상이 바람직하고, 사용하는 장소에 따라 최적의 두께로 설정하는 것이 좋다.
주기율표 제 3a족에 속하는 원소를 포함하는 세라믹을 수화 처리함으로써 치밀(緻密)화도 촉진된다. 예컨대, 용사에 의해 형성된 Y2O3막은, 수화 처리전에 도 12a에 도시된 다공질(porous) 상태였던 것이, 수화 처리됨으로써, 도 12b에 도시하는 바와 같이 치밀화된다. 이와 같이 치밀화됨으로써, 상기 효과 이외에 제 1 실시예와 같은 배리어 효과도 얻어진다.
배리어 효과만을 얻는 관점에서는, 수화 처리에 의해 수산화물로 된 수화 처리부(82a)는 반드시 표면에 있을 필요는 없고, 피막(82)의 임의의 위치에 형성되어 있으면 무방하다. 다른 방법으로 수산화물로 된 수산화물층을 형성하는 경우에는, 전술한 바와 같은 수지와 졸겔법에 의한 봉공 처리를 하는 것이 바람직하다. 이 예에 있어서는, 도 13에 도시하는 바와 같이 제 1 실시예와 마찬가지로, 기재(81)와 피막(82) 사이에, 제 1 실시예와 완전히 동일한 양극 산화 피막(83)을 형성하도록 하여도 무방하다. 또한, 제 1 실시예와 마찬가지로, 이 양극 산화 피막(83)을 봉공 처리하는 것이 바람직하고, 이 봉공 처리로서는 전술한 것과 동일한 금속염 봉공 등을 적용할 수 있다.
다음에, 제 2 예에 대하여 설명한다.
제 2 예에서는, 도 14a, 14b에 도시하는 바와 같이, 기재(81)의 표면에 피막(84)을 형성하여, 피막(84)을 제 1 세라믹층(85)과 제 2 세라믹층(86)의 2층 구조로 하고, 그 적어도 한쪽의 적어도 일부분에 수화 처리부를 형성하도록 한다. 도 14a의 예에서는, 표면측의 제 1 세라믹층(85)에 수화 처리부(85a)를 형성하고, 도 14b에서는, 기재(81)측의 제 2 세라믹층(86)에 수화 처리부(86a)를 형성한다.
피막(84)을 구성하는 제 1 세라믹층(85) 및 제 2 세라믹층은 모두 제 1 예와 마찬가지로 주기율표 제 3a족에 속하는 원소를 포함하는 세라믹으로 구성되어 있고, 주기율표 제 3a족에 속하는 원소를 포함하는 산화물인 것이 바람직하고, 이들 중에서는 Y2O3, CeO2, Ce2O3, Nd2O3 가 바람직하고, 특히 Y2O3가 바람직하다. 또한, 기재(81)로서는 제 1 예와 완전히 동일한 것을 이용할 수 있다.
이들 제 1 및 제 2 세라믹층(85, 86)은 제 1 예에 있어서의 피막(82)과 마찬기지로 용사법, PVD법과 CVD법 등의 박막 형성 기술에 의해서 바람직하게 형성될 수 있다. 또한, 기타, 침지법, 또는 도포법 등의 방법에 의해 형성될 수도 있다.
수화 처리부(85a, 86a)는 제 1 예에 있어서의 수화 처리부(82a)와 완전히 동일하게 형성할 수 있다. 도 14a에 도시하는 바와 같이, 피막(84)의 표면에 수화 처리부가 있는 경우에는, 수분을 흡착하기 어렵고, 탈리하기 어려운 구조로 할 수 있고, 도 14b에 도시하는 바와 같이 피막(84)의 내부에 수화 처리부가 있는 경우에는, 배리어 효과를 유효하게 발휘시킬 수 있다. 피막(84) 내부의 수화 처리부(86a)를 형성하기 위해서는, 기재(81)상에 제 2 세라믹층(86)을 제조한 후, 수화 처리를 실행하고, 또한 제 1 세라믹층(85)을 형성하면 무방하다. 수화 처리부(85a, 86a)의 두께는 100㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 기재(81)상에 형성하는 피막(84)을 2층 구조로 함으로써, 요구되는 특성에 따라, 이들 2층의 재료 및 수화 처리의 위치를 적절하게 설정할 수 있어, 매우 높은 자유도 적용이 가능해진다.
이 예에 있어서도, 도 15에 도시하는 바와 같이 기재(81)와 피막(84) 사이에, 제 1 예와 완전히 동일한 양극 산화 피막(83)을 형성하도록 하여도 무방하다.
다음에, 제 3 예에 대하여 설명한다.
제 3예에서는, 도 16에 도시하는 바와 같이 기재(81)의 표면에, 형성된 피막(87)은 주기율표 제 3a족에 속하는 적어도 1종의 원소를 포함하는 세라믹으로 이루어지는 제 1 세라믹층(88)과, 세라믹의 용사에 의해 형성된 제 2 세라믹층(89)을 갖고, 제 1 세라믹층(88)의 표면 부분에 수화 처리부(88a)가 형성되어 있다.
제 1 세라믹층(88)의 주기율표 제 3a족에 속하는 원소를 포함하는 세라믹으로서는, 주기율표 제 3a족에 속하는 원소를 포함하는 산화물인 것이 바람직하고, 이들 중에서는 Y2O3, CeO2, Ce2O3, Nd2O 3가 바람직하고, 특히 Y2O3가 바람직하다. 제 1 세라믹 층(88)의 막두께는 100 내지 300㎛인 것이 바람직하다. 제 1 세라믹층(88)은 제 1 예에 있어서의 피막(82)과 마찬가지로, 용사법, PVD법과 CVD법 등의 박막 형성 기술에 의해서 바람직하게 형성할 수 있다. 또한, 기타, 침지법 또는 도포법 등의 방법에 의해 형성될 수도 있다.
제 2 세라믹층(89)으로서는, B, Mg, Al, Si, Ca, Cr, Y, Zr, Ta, Ce 및 Nd의 군으로부터 선택된 적어도 1종의 원소를 포함하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 B4C, MgO, Al2O3, SiC, Si3N4, SiO2, CaF2, Cr2O3, Y2O3, YF3, ZrO2 , TaO2, CeO2, Ce2O3, CeF3 및 Nd2O3로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 세라믹이 바람직하다. 제 2 세라믹층(89)의 막두께는 50 내지 300㎛인 것이 바람직하다. 또한, 기재(81)로서는 제 1 예와 완전히 동일한 것을 사용할 수 있다.
수화 처리부(88a)는 제 1 예에 있어서의 수화 처리부(82a)와 완전히 동일하게 형성할 수 있다. 이와 같이, 피막(87)의 표면에 수화 처리부가 형성되어 있기 때문에, 수분을 흡착하기 어렵고, 탈리하기 어려운 구조로 할 수 있다. 또한, 수화 처리부(88a)를 제 1 세라믹층(88)의 내부에 형성하여 배리어 효과를 발휘시킬 수도 있다. 수화 처리부(88a)의 두께는 100㎛ 이상인 것이 바람직하다.
도 17에 도시하는 바와 같이, 제 2 세라믹층(89)에 봉공 처리부(89a)를 형성하는 것이 바람직하다. 봉공 처리부(89a)는 전술한 제 1 실시예에 있어서 설명한 것과 완전히 동일한 수지 봉공 또는 졸겔법에 의한 봉공에 의해 형성할 수 있다. 이와 같이, 봉공 처리부(89a)를 설치함으로써, 용사 피막인 제 2 세라믹층(89)의 미세 구멍을 통하여 침입하는 가스 또는 세정액을 유효하게 저지할 수 있어, 기재(81)를 충분히 보호할 수 있다. 또한, 봉공 처리부(89a)는 제 2 세라믹층(89)의 임의의 위치에 형성될 수 있다.
도 16, 도 17에 나타내는 바와 같은 구조로 함으로써, 내식성이 우수함과 동시에, 제 1 세라믹층(88)의 수화 처리부(88a)에 의해, 수분을 흡착하기 어렵고, 탈리하기 어려운 구조로 할 수 있고, 게다가 제 2 세라믹층(89)의 배리어 효과에 의해, 기재(81)를 유효하게 보호할 수 있다. 특히, 도 17의 구조에서는, 봉공 처리부(89a)의 존재에 의해, 배리어 효과를 한층 더 높일 수 있다.
또한, 도 18에 도시하는 바와 같이 제 1 세라믹층(88)과 제 2 세라믹층(89)을 역으로 하여도 무방하다. 이 경우에는, 기재(81)측의 제 1 세라믹층(88)의 수화 처리부(88a)에서 배리어 효과가 유효하게 발휘되어 기재(81)의 보호 효과를 높일 수 있다.
이 예에 있어서도, 도 19에 도시하는 바와 같이 기재(81)와 피막(87) 사이에 제 1 예와 완전히 동일한 양극 산화 피막(83)을 형성하도록 하여도 무방하다.
다음에, 제 3 실시예에 대하여 설명한다.
이 실시예에 관한 플라즈마 처리 용기 내부재는 도 20에 도시하는 바와 같이 주기율표 제 3a족에 속하는 원소를 포함하는 세라믹 소결체(90)의 표면에 수화 처리부(91)가 형성되어 있다. 수화 처리부(91)는 제 2 실시예와 완전히 동일하게 형성할 수 있고, 수화 처리에 의해서 주기율표 제 3a족에 속하는 원소를 포함하는 수 산화물이 형성된다.
이와 같이 수화 처리부(91)가 표면에 형성됨으로써, 수분을 흡착하기 어렵고, 탈리하기 어려운 구조로 될 수 있다. 이 경우의 수화 처리부(91) 내지는 수산화물막의 두께는 100㎛ 이상이 바람직하다.
본 실시예에 있어서도, 제 2 실시예와 마찬가지로 주기율표 제 3a족에 속하는 원소를 포함하는 세라믹, 주기율표 제 3a족에 속하는 원소를 포함하는 산화물인 것이 바람직하다. 이들 중에서는 Y2O3, CeO2, Ce2O3, Nd2O3가 바람직하고, 특히 Y2O3가 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 여러 가지 변형 가능하다. 예컨대, 상기 실시예에서는 도 1에 도시한 영구 자석을 이용한 마그네트론 타입의 평행 평판형의 플라즈마 에칭 장치의 플라즈마 처리 용기 내부재인 데포 쉴드(2a), 배기 플레이트(44), 포커스 링(43), 샤워 헤드(3), 탑재대(4), 정전 척(42), 또한 진공 챔버(2)의 내벽재에 본 발명을 적용한 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이러한 구성의 장치에 한정되지 않고, 마그네트론을 이용하지 않는 평행 평판형의 플라즈마 에칭 장치와, 유도 결합형 등 다른 플라즈마 에칭 처리 장치 및 에칭 장치뿐만 아니라, 애싱 처리와 성막 처리 등의 에칭 이외의 각종 플라즈마 처리를 실행하는 장치, 또한 반도체 웨이퍼뿐만 아니라 LCD용 유리 기판에 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치에 이용하는 플라즈마 처리 용기 내부재 모두에 적용 가능하다.
본 발명에 관한 플라즈마 용기 내부재는 특히 기재상에 형성하는 피막을 내식성이 높은 세라믹으로 구성하고, 배리어로서 기능하는 부분을 설치하였기 때문에, 부식성이 높은 분위기에 의한 플라즈마에 의한 처리에 바람직하다. 또한, 주기율표 제 3a족에 속하는 원소를 포함하는 세라믹에 수화 처리를 실시하여 물에 대하여 안정된 구조로 하기 때문에, 수분이 문제가 되는 플라즈마 처리 용기 내부재로서 바람직하다.
본 발명에 따르면, 기재와, 용사에 의해 형성된 피막을 갖는 구조의 플라즈마 처리 용기 내부재에 있어서, 배리어로서 기능하는 여러 층을 마련했기 때문에, 기재 표면이 프로세스 가스 또는 세정액에 노출되지 않도록 할 수 있어, 용사에 의해서 형성한 피막의 박리를 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 주기율표 제 3a족에 속하는 적어도 1종의 원소를 포함하는 세라믹을 수화 처리함으로써, 또는 주기율표 제 3a족에 속하는 적어도 1종의 원소를 포함하는 수산화물을 포함하는 층 또는 소결체를 형성함으로써, 수분을 흡착하기 어렵고, 탈리하기 어려운 구조로 할 수 있기 때문에, 플라즈마 처리시에 있어서의 수분의 이탈이 발생하기 어려운 플라즈마 처리 용기 내부재를 얻을 수 있다.

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  14. 기재와, 그 표면에 형성된 피막을 갖는 플라즈마 처리 용기 내부재에 있어서,
    상기 피막은 세라믹의 용사에 의해서 형성된 주층과, 상기 기재와 상기 주층과의 사이에 형성된 엔지니어링 플라스틱으로 이루어지는 배리어 코트층을 갖는 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 용기 내부재.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 엔지니어링 플라스틱은 PTFE, PI, PAI, PEI, PBI, PFA, PPS, POM의 군으로부터 선택되는 플라스틱인 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 용기 내부재.
  16. 제 14 항 또는 제15항에 있어서,
    상기 주층은 B4C, MgO, Al2O3, SiC, Si3N4, SiO2, CaF2, Cr2O3, Y2O3, YF3, ZrO2, TaO2, CeO2, Ce2O3, CeF3 및 Nd2O3으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 세라믹으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 용기 내부재.
  17. 기재와, 그 표면에 형성된 피막을 갖는 플라즈마 처리 용기 내부재에 있어서,
    상기 피막은 주기율표 제 3a족에 속하는 적어도 1종의 원소를 포함하는 세라믹으로 이루어지고, 상기 피막의 적어도 일부분이 증기 또는 고온수에 의해서 수화 처리되어 있는 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 용기 내부재.
  18. 기재와, 그 표면에 형성된 피막을 갖는 플라즈마 처리 용기 내부재에 있어서,
    상기 피막은 주기율표 제 3a족에 속하는 적어도 1종의 원소를 포함하는 세라믹으로 이루어지는 제 1 세라믹층과, 주기율표 제 3a족에 속하는 적어도 1종의 원소를 포함하는 세라믹으로 이루어지는 제 2 세라믹층을 갖고, 상기 제 1 및 제 2 세라믹층의 적어도 한쪽의 적어도 일부분이 증기 또는 고온수에 의해서 수화 처리되어 있는 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 용기 내부재.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 피막은 용사에 의해서 형성된 용사 피막, 또는 박막 형성 기술로 형성된 박막인 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 용기 내부재.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 피막을 구성하는 세라믹은 Y2O3, CeO2, Ce2O3, Nd2O3로부터 선택된 것인 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 용기 내부재.
  21. 기재와, 그 표면에 형성된 피막을 갖는 플라즈마 처리 용기 내부재에 있어서,
    상기 피막은 주기율표 제 3a족에 속하는 적어도 1종의 원소를 포함하는 세라믹으로 이루어지는 제 1 세라믹층과, 세라믹의 용사로 형성된 제 2 세라믹층을 갖고, 상기 제 1 세라믹층의 적어도 일부분이 증기 또는 고온수에 의해서 수화 처리되어 있는 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 용기 내부재.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 세라믹층은 용사에 의해서 형성된 용사 피막, 또는 박막 형성 기술로 형성된 박막인 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 용기 내부재.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 세라믹층을 구성하는 세라믹은 Y2O3, CeO2, Ce2O 3, Nd2O3로부터 선택된 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 용기 내부재.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 2 세라믹층은 B4C, MgO, Al2O3, SiC, Si3N4, SiO2, CaF2, Cr2O3, Y2O3, YF3, ZrO2, TaO2, CeO2, Ce2O3, CeF 3 및 Nd2O3으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 세라믹으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 용기 내부재.
  25. 기재와, 그 표면에 형성된 피막을 갖는 플라즈마 처리 용기 내부재에 있어서,
    상기 피막은 주기율표 제 3a족에 속하는 적어도 1종의 원소를 포함하는 수산화물로 이루어지는 수산화물층을 갖는 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 용기 내부재.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 수산물층은 용사에 의해서 형성된 용사 피막, 또는 박막 형성 기술로 형성된 박막인 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 용기 내부재.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 수산화물층을 구성하는 수산화물은 Y(OH)3, Ce(OH)3, Nd(OH)3으로부터 선택된 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 용기 내부재.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 수산화물층은 적어도 그 일부가 봉공 처리되어 있는 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 용기 내부재.
  29. 제 14, 17, 21, 25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재와 상기 피막과의 사이에 양극 산화 피막을 갖는 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 용기 내부재.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 양극 산화 피막은 금속염 수용액에 의해서 봉공 처리되어 있는 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 용기 내부재.
  31. 주기율표 제 3a족에 속하는 적어도 1종의 원소를 포함하는 세라믹 소결체로 이루어지고, 그 적어도 일부가 증기 또는 고온수에 의해서 수화 처리되어 있는 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 용기 내부재.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 세라믹 소결체는 Y2O3, CeO2, Ce2O3, Nd2 O3로부터 선택된 세라믹을 수화 처리한 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 용기 내부재.
  33. 주기율표 제 3a족에 속하는 적어도 1종의 원소를 포함하는 수산화물을 포함하는 세라믹 소결체로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 용기 내부재.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 세라믹 소결체에 포함되는 수산화물은 Y(OH)3, Ce(OH)3, Nd(OH)3으로부터 선택된 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 용기 내부재.
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