KR102356172B1 - Method for Producing Plasma-Resistant Coating Layer - Google Patents

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Abstract

According to the present invention, a method for manufacturing a plasma-resistant coating layer comprises the steps of: (1) forming a lower coating layer by spraying, onto an object to be coated, first rare earth metal compound powder including 90 to 99.9 wt% of first rare earth metal compound particles and 0.1 to 10 wt% of silica (SiO_2) particles, through a thermal spray process; (2) processing the surface of the first rare earth metal compound coating layer formed in step (1) so that the same has an average surface roughness of 1 to 6 μm; and (3) forming an upper coating layer by spraying second rare earth metal compound particles on the first rare earth metal compound coating layer, subjected to the processing of step (2), through a suspension plasma spray process. Therefore, plasma resistance and withstand voltage characteristics can be improved.

Description

내플라즈마성 코팅막의 제조방법{Method for Producing Plasma-Resistant Coating Layer}Method for producing a plasma-resistant coating film {Method for Producing Plasma-Resistant Coating Layer}

본 발명은 내플라즈마성 코팅막의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 식각 장비를 포함하는 반도체 제조 공정에 적용되는 내플라즈마성 코팅막의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a plasma-resistant coating film, and more particularly, to a method for manufacturing a plasma-resistant coating film applied to a semiconductor manufacturing process including semiconductor etching equipment.

일반적으로 반도체 제조공정에 사용되는 설비의 챔버(chamber)는 절연을 위하여 아노다이징(Anodizing) 처리한 알루미늄 합금 또는 알루미나 등의 세라믹 벌크를 사용하여 만들어진다. In general, a chamber of equipment used in a semiconductor manufacturing process is made using anodized aluminum alloy or ceramic bulk such as alumina for insulation.

최근에는 화학기상증착(CVD) 등을 이용한 증착 설비 또는 플라즈마 식각 등을 이용한 식각 설비 등의 반도체 제조공정에서 사용되는 챔버는 부식성이 높은 가스나 플라즈마 등에 대한 내식성의 필요성이 보다 높아짐에 따라 이러한 높은 내식성을 갖기 위하여 상기 알루미늄 합금에 알루미나 등의 세라믹 코팅층을 플라즈마 분사 또는 용사(thermal spray)등의 방법을 통하여 제조하고 있다.In recent years, chambers used in semiconductor manufacturing processes, such as deposition equipment using chemical vapor deposition (CVD) or etching equipment using plasma etching, etc., have such high corrosion resistance as the need for corrosion resistance to highly corrosive gases or plasmas increases. In order to have a , a ceramic coating layer such as alumina on the aluminum alloy is manufactured through a method such as plasma spraying or thermal spraying.

또한, 챔버 내에서 진행되는 반도체 제조공정은 열처리공정, 화학기상증착 등과 같은 고온 공정이 다수를 차지하므로 챔버는 내열성도 함께 가질 것이 요구된다. 또한, 챔버와 같은 반도체 제조설비의 부재는 절연, 내열성, 내식성, 내플라즈마성을 필요로 하고 코팅층과 기재가 강한 결합력을 유지하여 상기 코팅층의 박리가 없도록 하여 제조공정 중에 파티클(particle) 발생 및 이에 의한 웨이퍼 오염을 최소화하는 것이 필요하다.In addition, since a high-temperature process, such as a heat treatment process and chemical vapor deposition, occupies a large number of semiconductor manufacturing processes performed in the chamber, the chamber is required to have heat resistance as well. In addition, a member of a semiconductor manufacturing facility such as a chamber requires insulation, heat resistance, corrosion resistance, and plasma resistance, and the coating layer and the substrate maintain a strong bonding force to prevent peeling of the coating layer, thereby generating particles during the manufacturing process and thus It is necessary to minimize wafer contamination by

이를 위하여 기존에는 일반적으로 사용되는 화학기상증착법이나 물리기상증착법 또는 스퍼터링 등을 적용한 경우가 있으나, 이 경우에 있어서는 박막 제조 공정이므로 상기 내식성 등의 요건을 만족할 정도의 후막을 형성하기에는 공정 시간이 너무 오래 걸리는 등 경제성이 떨어지는 문제가 있으며, 기재와 코팅층 간의 강한 결합력을 얻기도 어려운 문제점이 있다.For this purpose, there are cases where chemical vapor deposition, physical vapor deposition, or sputtering, which are generally used in the past, have been applied. There is a problem in that economical efficiency is lowered, such as taking, and there is a problem in that it is difficult to obtain a strong bonding force between the substrate and the coating layer.

또한, 100 ㎛ 이상의 후막을 코팅하기 위해 플라스마 용사를 통하여 후막을 코팅하는 방법이 한국등록특허 제10-0454987호에 제시되어 있으나, 플라즈마 용사를 통하여 후막을 코팅할 경우에는 치밀한 코팅막을 제조하기 어려운 문제점이 있다.In addition, although a method of coating a thick film through plasma spraying is suggested in Korean Patent No. 10-0454987 to coat a thick film of 100 μm or more, it is difficult to manufacture a dense coating film when the thick film is coated through plasma spraying. There is this.

한편, 에어로졸 증착은 상기의 문제점을 극복하고 치밀한 후막을 제조할 수 있으나, 희토류 금속 화합물의 경우에는 100 ㎛ 이상의 치밀한 후막을 만들기 어렵다는 문제가 있다. 최근 연구되고 있는 에어로졸 증착의 경우 10㎛ 수준의 피막을 구성하는 것은 기술적으로 가능하나 피막과 표면간의 단순히 기계적인 맞물림으로 형성된 낮은 접착력으로 인해 장기간 사용 시 박리 등의 문제점이 발생할 수 있으며, 건식 식각 공정 시 사용되는 CF4 플라즈마 이온과 라디칼에 의해 피막이 식각 되어 파티클이 발생해 웨이퍼를 오염 시킬 수 있다.On the other hand, aerosol deposition can overcome the above problems and produce a dense thick film, but in the case of a rare earth metal compound, there is a problem in that it is difficult to make a dense thick film of 100 μm or more. In the case of aerosol deposition, which is being researched recently, it is technically possible to form a 10㎛ level film, but problems such as peeling may occur during long-term use due to the low adhesion formed by simple mechanical engagement between the film and the surface, and dry etching process The film is etched by the CF 4 plasma ions and radicals used in the process, and particles are generated, which can contaminate the wafer.

또한, 종래의 기술로서, 한국공개특허 제10-2017-0080123호(2017.07.10.)는 제1 희토류 금속 화합물의 용사 코팅 후, 에어로졸 증착과 수화 처리를 통한 이중 밀봉으로 코팅층의 오픈 채널(open channel)과 개기공(open pore)을 최소화하여 내화학 특성 확보 및 치밀한 희토류 금속 화합물 코팅막의 제조기술에 대해 기재되어 있다.In addition, as a prior art, Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2017-0080123 (2017.07.10.) discloses an open channel of the coating layer by double sealing through aerosol deposition and hydration treatment after thermal spray coating of the first rare earth metal compound. channel) and open pores are minimized to secure chemical resistance and to manufacture a dense rare-earth metal compound coating film.

또한, 한국공개특허 제10-2013-0123821호(2013.11.13.)는 코팅 대상체 상에 산화 알루미늄 30 내지 50중량%와 산화 이트륨 50 내지 70중량%로 혼입된 용사 코팅 분말을 플라즈마 용사 코팅하여 형성된 비정질의 제1 코팅막을 제조한 후, 에어로졸 증착으로 제1 코팅막 보다 높은 밀도 및 내플라즈마 특성을 갖는 제2 코팅막을 형성한 다층의 내플라즈마 코팅막 기술에 대하여 기재되어 있다.In addition, Korea Patent Application Publication No. 10-2013-0123821 (2013.11.13.) is formed by plasma spray coating of a thermal spray coating powder mixed with 30 to 50 wt% of aluminum oxide and 50 to 70 wt% of yttrium oxide on a coating object. After preparing the amorphous first coating film, a multi-layer plasma coating film technology in which a second coating film having higher density and plasma resistance than the first coating film is formed by aerosol deposition is described.

그러나, 상기 선행문헌에서 대기 플라즈마 용사(Atmospheric Plasma Spray)로 제조된 코팅층은 용융-응고 과정에서 수반되는 부피 수축으로 인하여 인장 응력이 발생하고, 에어로졸 증착(Aerosol Deposition)으로 형성된 코팅층은 기계적인 충돌에 의한 압축 응력이 발생함에 따라, 다층의 코팅층을 제조시 대기 플라즈마 용사와 에어로졸 증착을 동시에 적용하는 경우 코팅층 간의 응력차이로 인하여 코팅층의 박리 및 파괴 현상이 유발될 수 있다.However, in the prior literature, the coating layer prepared by atmospheric plasma spray (Atmospheric Plasma Spray) generates tensile stress due to volume contraction accompanying the melt-solidification process, and the coating layer formed by aerosol deposition is subjected to mechanical collision. As the compressive stress is generated by the multi-layer coating layer, when atmospheric plasma spraying and aerosol deposition are applied at the same time when manufacturing a multi-layer coating layer, peeling and destruction of the coating layer may be induced due to the stress difference between the coating layers.

따라서, 상기 다층의 코팅층으로 형성된 내플라즈마성 코팅막에서 코팅층 간의 결합력의 저하로 인해 발생할 수 있는 박리 및 파티클 발생 문제가 여전히 남아 있으며, 내구성 및 장수명 특성을 지닌 내플라즈마성 코팅막의 제조 기술이 필요한 실정이다.Therefore, in the plasma-resistant coating film formed of the multi-layer coating layer, peeling and particle generation problems that may occur due to a decrease in the bonding force between the coating layers still remain, and the manufacturing technology of the plasma-resistant coating film having durability and long life characteristics is required. .

한편, 현탁액 플라즈마 용사(SPS: Suspension Plasma Spray)가 보다 미세한 입자를 침착시키기 위한 수단으로 부상하였으며, 이는 수 마이크로 수준의 용사 분말을 물이나 에탄올 등의 액체에 섞어 현탁액을 제조한 후 플라즈마 플레임 내에 용사 분말을 안정적으로 제공하는 플라즈마 용사 기술의 진보된 기술이다.On the other hand, Suspension Plasma Spray (SPS) has emerged as a means for depositing finer particles, which is sprayed in a plasma flame after preparing a suspension by mixing a few micro-level thermal spray powder with a liquid such as water or ethanol. It is an advanced technology of plasma spraying technology that provides powder stably.

그러나, 현탁액 플라즈마 용사는 물이나 에탄올을 휘발시킬 정도의 높은 플라즈마 에너지가 공급되므로, 열 충격에 의하여 150 ㎛ 이상의 두꺼운 코팅층의 형성이 어려우며, 코팅층 박리에 의한 파티클이 발생할 수 있다. 또한, 현탁액 내 용사 분말의 농도는 50% 이하 수준으로 제한되어 성막 속도가 느리고, 이러한 성막 속도는 제작 속도 하락과 제조 원가 상승에 치명적인 문제점을 발생시킨다.However, since suspension plasma spraying supplies high enough plasma energy to volatilize water or ethanol, it is difficult to form a thick coating layer of 150 μm or more due to thermal shock, and particles may occur due to peeling of the coating layer. In addition, the concentration of the thermal spray powder in the suspension is limited to a level of 50% or less, so the film formation rate is slow, and this film formation rate causes fatal problems in reducing the manufacturing speed and increasing the manufacturing cost.

또한, 현탁액 플라즈마 용사는 하기 도 1에서 도시된 바와 같이, 사용되는 용사 분말의 크기가 작으므로 표면 거칠기를 전부 커버하지 못하고 일부 결함을 발생시키는 셰도우 효과(shadow effect)가 발생하여 높은 표면 거칠기, 낮은 접착력, 낮은 밀도 등의 문제점을 야기할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 1 below, the suspension plasma spray does not cover all the surface roughness because the size of the spray powder used is small, and a shadow effect that generates some defects occurs, resulting in high surface roughness, low It may cause problems such as adhesion and low density.

따라서, 발명자는 이러한 현탁액 플라즈마 용사법을 개선하기 위하여, 코팅층간의 결합력을 최적화시키면서 내전압 특성이 우수한 고밀도의 내플라즈마성 코팅막의 제조방법에 대한 연구를 거듭한 결과 본 발명에 이르게 되었다.Therefore, in order to improve the suspension plasma spraying method, the inventor has repeatedly studied a method for manufacturing a high-density plasma-resistant coating film having excellent withstand voltage characteristics while optimizing the bonding force between the coating layers, resulting in the present invention.

한국등록특허 제10-0454987호Korean Patent No. 10-0454987 한국공개특허 제10-2017-0080123호Korean Patent Publication No. 10-2017-0080123 한국공개특허 제10-2013-0123821호Korean Patent Publication No. 10-2013-0123821

본 발명의 주된 목적은 코팅막의 결합력이 우수하고, 고밀도의 치밀한 박막은 형성하고, 내전압 특성이 향상된 내플라즈마성 코팅막의 제조방법을 제공하는데 있다.The main object of the present invention is to provide a method for producing a plasma-resistant coating film having excellent bonding strength of the coating film, forming a high-density dense thin film, and having improved withstand voltage characteristics.

본 발명은 또한 상기 내플라즈마성 코팅막의 제조방법을 이용하여, 내플라즈마성 및 내전압 특성이 개선된 내플라즈마성 코팅막이 형성된 내플라즈마성 부재를 제공하는데 있다.The present invention also provides a plasma-resistant member formed with a plasma-resistant coating film with improved plasma resistance and withstand voltage characteristics by using the method for producing the plasma-resistant coating film.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 구현예는, (1) 코팅 대상물 상에 90~99.9 wt% 제1 희토류 금속 화합물 입자와 0.1~10 wt% 실리카(SiO2) 입자를 포함하는 제1 희토류 금속 화합물 분말을 열 용사 공정을 통해 하부 코팅층을 형성하는 단계; (2) 상기 (1) 단계에서 형성된 제1 희토류 금속 화합물 코팅층의 표면이 1 내지 6 μm인 평균 표면 거칠기를 갖도록 표면 가공하는 단계; 및 (3) 상기 (2) 단계의 가공이 수행된 제1 희토류 금속 화합물 코팅층 상에 제2 희토류 금속 화합물 입자를 현탁액 플라즈마 용사 공정을 통해 상부 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 코팅막의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention provides (1) a second composition comprising 90 to 99.9 wt % of the first rare earth metal compound particles and 0.1 to 10 wt % of silica (SiO 2 ) particles on an object to be coated 1 forming a lower coating layer using a rare earth metal compound powder through a thermal spray process; (2) surface processing the surface of the first rare earth metal compound coating layer formed in step (1) to have an average surface roughness of 1 to 6 μm; and (3) forming an upper coating layer on the first rare earth metal compound coating layer on which the processing of step (2) has been performed through a suspension plasma spraying process of the second rare earth metal compound particles; Provided is a method for manufacturing a plasma coating film.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 제1 희토류 금속 화합물 분말은 95~99.9 wt% 희토류 금속 화합물 입자와 0.1~5 wt% 실리카(SiO2) 입자를 포함할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the first rare earth metal compound powder may include 95 to 99.9 wt% rare earth metal compound particles and 0.1 to 5 wt% silica (SiO2) particles.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 제1 희토류 금속 화합물 분말의 크기는 10 내지 60 μm이고, 상기 하부 코팅층의 두께는 50 내지 500 μm일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the size of the first rare earth metal compound powder may be 10 to 60 μm, and the thickness of the lower coating layer may be 50 to 500 μm.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 제2 희토류 금속 화합물 입자의 크기는 0.1 내지 10 μm이고, 상기 상부 코팅층의 두께는 50 내지 150 μm일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the size of the second rare earth metal compound particles may be 0.1 to 10 μm, and the thickness of the upper coating layer may be 50 to 150 μm.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 하부 코팅층의 기공율은 2 vol% 미만이고, 상기 상부 코팅층의 기공율은 1 vol% 미만일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the porosity of the lower coating layer may be less than 2 vol%, and the porosity of the upper coating layer may be less than 1 vol%.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 제1 희토류 금속 화합물 및 제2 희토류 금속 화합물은 각각 이트리아(Y2O3), 이트륨의 플루오르화물(YF), 이트륨의 옥시플루오르화물(YOF)를 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the first rare earth metal compound and the second rare earth metal compound are each selected from the group comprising yttria (Y2O3), yttrium fluoride (YF), and yttrium oxyfluoride (YOF). can

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 제1 희토류 금속 화합물은 이트리아(Y2O3)일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the first rare earth metal compound may be yttria (Y 2 O 3 ).

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상가 (1)단계의 열 용사 공정은 대기 플라즈마 용사일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the thermal spraying process in step (1) may be atmospheric plasma spraying.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 (2) 단계의 표면 가공은 다이아몬드 패드를 이용한 폴리싱(polishing)에 의해 수행될 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the surface treatment in step (2) may be performed by polishing using a diamond pad.

본 발명의 바람직한 또 다른 구현예에서, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 내플라즈마성 부재를 제공한다.In another preferred embodiment of the present invention, the present invention provides a plasma-resistant member manufactured by the above manufacturing method.

본 발명의 바람직한 또 다른 구현예에서, 본 발명은 90~99.9 wt% 제1 희토류 금속 화합물 입자와 0.1~10 wt% 실리카(SiO2) 입자를 포함하는 제1 희토류 금속 화합물 분말을 열 용사 공정으로 접착력 20 (MPa) 이상으로 코팅 대상물 상에 코팅된 하부 코팅층; 제2 희토류 금속 화합물 입자를 현탁액 플라즈마 용사 공정으로 상기 하부 코팅층 상에 코팅된 상부 코팅층;을 포함하고, 기공율이 1vol% 이하인 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 코팅막을 제공한다.In another preferred embodiment of the present invention, the present invention relates to a first rare earth metal compound powder comprising 90 to 99.9 wt % of the first rare earth metal compound particles and 0.1 to 10 wt % silica (SiO 2 ) particles by a thermal spraying process for adhesive strength. 20 (MPa) or more of the lower coating layer coated on the object to be coated; It provides a plasma-resistant coating film comprising a; an upper coating layer coated on the lower coating layer by a suspension plasma spraying process of second rare earth metal compound particles, and having a porosity of 1 vol% or less.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 제1 희토류 금속 화합물 및 제2 희토류 금속 화합물은 각각 이트리아(Y2O3), 이트륨의 플루오르화물(YF), 이트륨의 옥시플루오르화물(YOF)를 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the first rare earth metal compound and the second rare earth metal compound are each selected from the group comprising yttria (Y2O3), yttrium fluoride (YF), and yttrium oxyfluoride (YOF). can

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 제1 희토류 금속 화합물은 이트리아(Y2O3)일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the first rare earth metal compound may be yttria (Y 2 O 3 ).

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 하부 코팅층의 기공율은 2 vol% 미만이고, 상기 상부 코팅층의 기공율은 1 vol% 미만일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the porosity of the lower coating layer may be less than 2 vol%, and the porosity of the upper coating layer may be less than 1 vol%.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 하부 코팅층의 두께는 50 내지 500 μm이고, 상기 상부 코팅층의 두께는 50 내지 150 μm일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the thickness of the lower coating layer may be 50 to 500 μm, and the thickness of the upper coating layer may be 50 to 150 μm.

본 발명에 따른 내플라즈마성 코팅막의 제조방법은 제2 희토류 금속 화합물을 포함하는 상부 코팅층의 제조시 높은 열응력을 가지는 현탁액 플라즈마 용사를 적용함으로써, 제1 희토류 금속 화합물을 포함하는 하부 코팅층의 어닐링 효과와 열 확산 과정을 통하여 조밀하고 화학적으로 안정한 코팅 박막을 형성할 수 있으며, 이에 더하여 현탁액 플라즈마 용사로 제조된, 치밀한 제2 희토류 금속 화합물 코팅층(상부 코팅층)으로 인하여 내플라즈마성 및 내전압 특성이 향상되는 효과를 제공한다. In the method for manufacturing a plasma-resistant coating film according to the present invention, the annealing effect of the lower coating layer containing the first rare earth metal compound is applied by applying the suspension plasma spray having high thermal stress when the upper coating layer containing the second rare earth metal compound is manufactured. A dense and chemically stable coating thin film can be formed through the thermal diffusion process, and in addition, plasma resistance and withstand voltage characteristics are improved due to the dense second rare earth metal compound coating layer (upper coating layer) manufactured by suspension plasma spraying. provides an effect.

또한, 상기 현탁액 플라즈마 용사로 제조된 상부 코팅층과 열 용사로 제조된 하부 코팅층은 유사한 인장 응력을 가지므로 안정적인 접착력을 제공하여 코팅층의 박리 및 파티클 발생 현상이 감소한다.In addition, the upper coating layer prepared by the suspension plasma spraying and the lower coating layer made by thermal spraying have similar tensile stresses, and thus provide stable adhesion to reduce peeling and particle generation of the coating layer.

또한, 본 발명은 하부 코팅층을 제조하는데 열용사를 적용함으로써, 현탁액 플라즈마 용사의 느린 성막 속도의 문제점을 보완하여 합리적인 공정 시간을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a reasonable process time by supplementing the problem of the slow film formation rate of the suspension plasma spraying by applying thermal spraying to prepare the lower coating layer.

도 1은 용사 코팅 시 발생하는 셰도우 효과(shadow effect)를 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제1 희토류 금속 화합물 코팅층 및 제2 희토류 금속 화합물 코팅층을 포함하는 내플라즈마성 코팅막의 구조를 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 (A) 비교예 1, (B) 비교예 4에 의해 제조된 코팅막과 본 발명에 따른 내플라즈마성 코팅막내 하부 코팅막과 (D) 실시예1에 의해 제조된 내플라즈마성 코팅막의 측면의 전자주사현미경(SEM) 사진이다.
도 4는 (A) 비교예 1, (B) 비교예 4에 의해 제조된 코팅막과 본 발명에 따른 내플라즈마성 코팅막내 하부 코팅막과 (D) 실시예1에 의해 제조된 내플라즈마성 코팅막의 표면의 전자주사현미경(SEM) 사진이다.
1 is a schematic diagram for explaining a shadow effect that occurs during thermal spray coating.
2 is a schematic diagram for explaining the structure of a plasma-resistant coating film including a first rare earth metal compound coating layer and a second rare earth metal compound coating layer of the present invention.
3 is (A) Comparative Example 1, (B) the coating film prepared by Comparative Example 4 and the lower coating film in the plasma-resistant coating film according to the present invention and (D) the side of the plasma-resistant coating film prepared by Example 1 is a scanning electron microscope (SEM) picture of
Figure 4 is (A) Comparative Example 1, (B) the surface of the coating film prepared by Comparative Example 4 and the lower coating film in the plasma-resistant coating film according to the present invention and (D) the surface of the plasma-resistant coating film prepared by Example 1 is a scanning electron microscope (SEM) picture of

다른 식으로 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In general, the nomenclature used herein is those well known and commonly used in the art.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

본 발명의 일 관점에서, (1) 코팅 대상물 상에 90~99.9 wt% 제1 희토류 금속 화합물 입자와 0.1~10 wt% 실리카(SiO2) 입자를 포함하는 제1 희토류 금속 화합물 분말로 열 용사 공정을 통해 하부 코팅층을 형성하는 단계; (2) 상기 (1) 단계에서 형성된 상기 하부 코팅층의 표면이 1 내지 6 μm인 평균 표면거칠기를 갖도록 표면 가공하는 단계; 및 (3) 상기 (2) 단계의 가공이 수행된 상기 표면 가공된 하부 코팅층 상에 제2 희토류 금속 화합물 입자를 현탁액 플라즈마 용사 공정을 통해 상부 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 코팅막의 제조방법을 제공한다.In one aspect of the present invention, (1) a thermal spraying process with a first rare earth metal compound powder comprising 90 to 99.9 wt% of first rare earth metal compound particles and 0.1 to 10 wt% silica (SiO2) particles on an object to be coated forming a lower coating layer through; (2) surface processing the surface of the lower coating layer formed in step (1) to have an average surface roughness of 1 to 6 μm; and (3) forming an upper coating layer through a suspension plasma spraying process of second rare earth metal compound particles on the surface-treated lower coating layer on which the processing of step (2) has been performed. Provided is a method for manufacturing a plasma coating film.

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 내플라즈마성 코팅막의 제조방법은 하기 도 2에 나타난 바와 같이 코팅 대상물(A)에 0.1~10 wt% 실리카(SiO2) 입자를 포함하는 제1 희토류 금속 화합물 분말로 열 용사 공정을 통해 하부 코팅층(B)을 형성한 다음, 상기 하부 코팅층(B)의 평균 표면 거칠기가 1 내지 6 μm이 되도록 표면 가공한 후, 코팅밀도가 높은 현탁액 플라즈마 용사(SPS: Suspension Plasma Spray) 공정을 통하여 상기 표면 가공된 하부 코팅층(B)에 제2 희토류 금속 화합물을 포함하는 상부 코팅층(C)을 형성하여 코팅층 간의 결합력, 내플라즈마성 및 내전압성이 우수한 고밀도의 내플라즈마성 코팅막이 형성될 수 있다.More specifically, the method for producing a plasma-resistant coating film according to the present invention is a first rare earth metal compound powder containing 0.1 to 10 wt% silica (SiO2) particles in the coating object (A) as shown in FIG. After forming the lower coating layer (B) through a thermal spraying process, the surface is processed so that the average surface roughness of the lower coating layer (B) is 1 to 6 μm, and then suspension plasma spraying with a high coating density (SPS: Suspension Plasma Spray) Through the process, the upper coating layer (C) containing the second rare earth metal compound is formed on the surface-processed lower coating layer (B) to form a high-density plasma-resistant coating film with excellent bonding strength, plasma resistance and voltage resistance between the coating layers. can

본 발명에 따른 내플라즈마성 코팅막의 제조방법은 먼저, 코팅 대상물에 90~99.9 wt% 제1 희토류 금속 화합물 입자와 0.1~10 wt% 실리카(SiO2) 입자를 포함하는 제1 희토류 금속 화합물 분말을 열 용사 코팅하여 하부 코팅층을 형성한다[(1) 단계].In the method for manufacturing a plasma-resistant coating film according to the present invention, first, a first rare earth metal compound powder containing 90 to 99.9 wt% of the first rare earth metal compound particles and 0.1 to 10 wt% silica (SiO2) particles is heated to a coating object. A lower coating layer is formed by thermal spray coating [step (1)].

상기 코팅 대상물은 플라즈마 장치 내부에 적용되는 정전 척(electro static chuck), 히터, 챔버 라이너(chamber liner), 샤워 헤드, CVD용 보트(boat), 포커스링(focus ring), 월 라이너(wall liner) 등의 플라즈마 장치 부품일 수 있으며, 코팅 대상물의 재질로는 철, 마그네슘, 알루미늄 또는 이들의 합금 등의 금속; SiO2, MgO, CaCO3, 알루미나 등의 세라믹; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리프로필렌아디페이트, 폴리아이소시아네이트 등의 고분자 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The coating object is an electrostatic chuck, a heater, a chamber liner, a shower head, a CVD boat, a focus ring, and a wall liner applied inside the plasma apparatus. It may be a plasma device component such as, as a material of the coating object, metal such as iron, magnesium, aluminum or alloys thereof; ceramics such as SiO2, MgO, CaCO3, and alumina; It may be a polymer such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polypropylene adipate, polyisocyanate, etc., but is not limited thereto.

또한, 상기 코팅 대상물은 표면을 샌딩 처리하여 일정한 표면 거칠기를 부여함으로써, 코팅 대상물과 이후 형성되는 제1 희토류 금속 화합물을 포함하는 하부 코팅층의 접착 특성을 향상시킬 수 있다.In addition, by sanding the surface of the object to be coated to give a certain surface roughness, adhesion properties between the object to be coated and the lower coating layer including the first rare earth metal compound to be formed thereafter may be improved.

본 실시예에서는 상기 코팅 대상물을 평균중심 조도 값이 약 1 내지 6 ㎛인 표면 거칠기를 갖도록 샌딩 처리할 수 있다. 코팅 대상물의 표면 거칠기가 1 ㎛ 미만일 경우, 이후 형성되는 제1 희토류 금속 화합물 및 실리카 성분을 포함하는 하부 코팅층과 코팅 대상물의 접착 특성이 낮아져 상기 코팅 대상물로부터 하부 코팅층이 외부 충격에 의해 쉽게 박리되는 문제점이 발생될 수 있다. 이해 반해, 샌딩 처리로 인한 코팅 대상물의 표면 거칠기가 6 ㎛를 초과할 경우에는 이후 형성되는 하부 코팅층의 표면 조도에 영향을 주어 하부 코팅층 상에 형성되는 제2 희토류 금속 화합물을 포함하는 상부 코팅층이 균일한 두께로 형성되지 않는 문제점이 발생될 수 있다. In this embodiment, the coating object may be sanded to have a surface roughness having an average center roughness value of about 1 to 6 μm. When the surface roughness of the object to be coated is less than 1 μm, the adhesive properties of the lower coating layer containing the first rare earth metal compound and the silica component formed thereafter and the object to be coated are lowered. This can happen. On the contrary, when the surface roughness of the coated object due to the sanding process exceeds 6 μm, the upper coating layer including the second rare earth metal compound formed on the lower coating layer is uniform by affecting the surface roughness of the lower coating layer to be formed thereafter. There may be a problem in that it is not formed in one thickness.

한편, 하기 표 1에 도시한 바와 같이, 희토류 금속 화합물 입자 이외에 실리카 성분을 소량 포함하는 희토류 금속 화합물 분말을 용사 재료로 사용하여 코팅막을 제조하는 경우 코팅층의 접착력이 향상되는 효과가 있다.On the other hand, as shown in Table 1 below, when the coating film is prepared by using a rare earth metal compound powder containing a small amount of silica component in addition to the rare earth metal compound particles as a thermal spraying material, there is an effect of improving the adhesion of the coating layer.

구분division 코팅 공법coating method 코팅막 종류Coating film type 접착력 (MPa)Adhesion (MPa) 1One APSAPS YF3YF3 10.010.0 22 APSAPS YOFYOF 8.08.0 33 APSAPS Y2O3
( + SiO2 0.1~10wt.%)
Y2O3
(+ SiO2 0.1~10wt.%)
20.020.0

따라서, 본 발명에 따른 내플라즈마성 코팅막을 제조함에 있어서, 하부 코팅층의 접착력을 향상시키기 위하여 상기 제1 희토류 금속 화합물 분말은 90~99.9 wt% 제1 희토류 금속 화합물 입자와 0.1~10 wt% 실리카(SiO2) 입자를 포함하여 하부 코팅층의 접착 특성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 더욱 바람직하게는 95~99.9 wt% 제1 희토류 금속 화합물 입자와 0.1~5 wt% 실리카(SiO2) 입자를 포함할 수 있다. Therefore, in manufacturing the plasma-resistant coating film according to the present invention, in order to improve the adhesion of the lower coating layer, the first rare earth metal compound powder contains 90 to 99.9 wt % of the first rare earth metal compound particles and 0.1 to 10 wt % silica ( SiO2) particles may further improve the adhesive properties of the lower coating layer, and more preferably 95 to 99.9 wt% of the first rare earth metal compound particles and 0.1 to 5 wt% silica (SiO2) particles.

이때 제1 희토류 금속 화합물은 이트리아(Y2O3), 이트륨의 플루오르화물(YF), 이트륨의 옥시플루오르화물(YOF)를 포함하는 군으로부터 선택될 수 있고, 구체적으로 이트리아(Y2O3)인 것이 바람직하다.In this case, the first rare earth metal compound may be selected from the group including yttria (Y 2 O 3 ), yttrium fluoride (YF), and yttrium oxyfluoride (YOF), and specifically yttria (Y 2 O 3 ) It is preferable to be

상기 (1) 단계에서 상기 하부 코팅층은 제1 희토류 금속 화합물 및 실리카를 포함하는 제1 희토류 금속 화합물 분말이 코팅 대상물에 열 용사 코팅되어 형성된 층으로, 10 내지 60 μm 입자 크기의 제1 희토류 금속 화합물 분말을 사용하여 제조하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 20 내지 40 μm 입자 크기의 제1 희토류 금속 화합물 분말을 사용하여 제조할 수 있다. 제1 희토류 금속 화합물 분말이 10 ㎛ 미만인 경우, 과립 분말들 사이의 정전기적 인력에 의하여 과립 분말들끼리 서로 뭉치게 되어 대기에서의 이송이 현실적으로 어렵거나, 과립 분말의 이송 이후 낮은 질량으로 인하여 열 용사 건(gun)의 중심부 프레임에 이송되지 못하고 타겟 위치에서 벗어나게 될 가능성이 높으며, 60 ㎛를 초과하는 경우에는 액적의 크기가 증가하여 액적이 고체화되는 과정에서 결함의 크기가 상대적으로 크게 형성되어 치밀도가 저하되며, 이로 인해 제1 희토류 금속 화합물 코팅층의 표면 거칠기가 증가하여 제2 희토류 금속 화합물 코팅층이 균일한 박막을 형성하지 못하는 문제점이 발생한다.In step (1), the lower coating layer is a layer formed by thermal spray coating of a first rare earth metal compound powder including a first rare earth metal compound and silica on an object to be coated, and a first rare earth metal compound having a particle size of 10 to 60 μm. It is preferable to use a powder, and more preferably, it can be prepared by using the first rare earth metal compound powder having a particle size of 20 to 40 μm. When the first rare earth metal compound powder is less than 10 μm, the granular powders agglomerate with each other due to the electrostatic attraction between the granular powders, making it difficult to transport in the atmosphere, or thermal spraying due to the low mass after transporting the granular powder There is a high possibility that it cannot be transferred to the central frame of the gun and deviate from the target position, and when it exceeds 60 μm, the size of the droplet increases and the size of the defect is formed relatively large in the process of solidification of the droplet, resulting in a high density. is reduced, and thus the surface roughness of the first rare earth metal compound coating layer increases, so that the second rare earth metal compound coating layer cannot form a uniform thin film.

또한, 상기 제1 희토류 금속 화합물 코팅층의 두께는 50 내지 500 ㎛인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 100 내지 200 ㎛일 수 있다. 제1 희토류 금속 화합물 코팅층 두께가 50 ㎛ 미만인 경우, 전체 성막 속도를 개선하는 효과가 떨어지고, 500 ㎛를 초과하는 경우에는 공정시간 증가가 발생되며 이로 인해 생산성이 저하되는 문제점이 발생된다.In addition, the thickness of the first rare earth metal compound coating layer is preferably 50 to 500 μm, more preferably 100 to 200 μm. When the thickness of the first rare-earth metal compound coating layer is less than 50 μm, the effect of improving the overall film formation rate is reduced, and when it exceeds 500 μm, the process time increases, thereby reducing productivity.

또한, 상기 제1 희토류 금속 화합물 분말로 열 용사 코팅하여 형성되는 상기 하부 코팅층의 기공율은 2 vol% 미만인 것이 바람직하다.In addition, the porosity of the lower coating layer formed by thermal spray coating with the first rare earth metal compound powder is preferably less than 2 vol%.

상기 (1)단계의 열 용사는 코팅 대상물과 하부 코팅층 간의 강한 결합력과 내식성 등의 요건을 만족할 정도의 코팅층을 형성할 수 있는 열 용사 코팅이라면 제한 없이 적용가능하고, 바람직하게는 코팅층의 높은 경도 및 높은 전기 저항성 측면에서 플라즈마 용사 코팅을 적용할 수 있다.The thermal spraying of step (1) can be applied without limitation as long as it is a thermal spray coating capable of forming a coating layer that satisfies the requirements such as strong bonding strength and corrosion resistance between the coating object and the lower coating layer, preferably high hardness and Plasma spray coating can be applied in terms of high electrical resistance.

구체적으로, 상기 (1)단계의 열 용사는 플라즈마 용사법으로 수행 될 수 있으며, 플라즈마 용사법은, 대기 중에서 행하는 대기 플라즈마 용사(APS: atmospheric plasma spraying), 대기압보다도 낮은 기압에서 용사를 행하는 감압 플라즈마 용사(LPS: low pressure plasma spraying) 또는 대기압보다 높은 가압 용기 내에서 플라즈마 용사를 행하는 가압 플라즈마 용사(high pressure plasma spraying) 등의 형태일 수 있다.Specifically, the thermal spraying in step (1) may be performed by plasma spraying, and the plasma spraying method is atmospheric plasma spraying (APS) performed in the atmosphere, reduced pressure plasma spraying that is sprayed at an atmospheric pressure lower than atmospheric pressure ( It may be in the form of low pressure plasma spraying (LPS) or high pressure plasma spraying in which plasma spraying is performed in a pressure vessel higher than atmospheric pressure.

이러한 플라즈마 용사에 의하면, 예를 들어, 아르곤 가스 40NLPM와 수소 가스 8NLPM를 이용하여 전압 80.0V, 전류 600A의 조건에서 플라즈마를 발생시켜 코팅층을 제조할 수 있다.According to such plasma spraying, for example, the coating layer can be manufactured by generating plasma under the conditions of a voltage of 80.0V and a current of 600A using 40 NLPM of argon gas and 8 NLPM of hydrogen gas.

또한 본 발명의 열 용사는 대기압 플라즈마 용사에 의해 행할 수 있다. 이 경우, 플라즈마 가스로서는, 특별히 한정되지 않으며 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 질소/수소, 아르곤/수소, 아르곤/헬륨, 아르곤/질소 등을 사용 할 수 있으며, 본 발명에는 아르곤/수소가 용사되는 것이 바람직하다. Moreover, the thermal spraying of this invention can be performed by atmospheric pressure plasma spraying. In this case, the plasma gas is not particularly limited and can be appropriately selected. For example, nitrogen/hydrogen, argon/hydrogen, argon/helium, argon/nitrogen, etc. can be used, and in the present invention, argon/hydrogen is thermally sprayed. it is preferable

또한 플라즈마 용사의 구체적인 예로서, 아르곤/수소 플라즈마 용사의 경우, 대기 분위기에서 아르곤과 수소의 혼합가스를 사용한 대기압 플라즈마 용사를 들 수 있다. 용사 거리나 전류값, 전압값, 아르곤 가스 공급량, 수소가스 공급량 등의 용사 조건은, 용사 부재의 용도 등에 따라 조건 설정을 행한다. 분말 공급 장치에 용사 재료를 소정량 충전하고, 파우더 호스를 통해 캐리어 가스(아르곤)에 의하여 플라즈마 용사건 선단부까지 파우더를 공급한다. 플라즈마 불꽃 중에 파우더를 연속 공급함으로써 용사 재료가 용융되어 액화되고, 플라즈마 제트의 힘으로 액상 프레임화된다. 기판 상에 액상 프레임이 닿음으로써, 용융된 파우더가 부착, 고화되고 퇴적됨으로써 제1 희토류 금속 화합물 코팅층을 형성할 수 있다. In addition, as a specific example of plasma spraying, in the case of argon/hydrogen plasma spraying, atmospheric pressure plasma spraying using a mixed gas of argon and hydrogen in an atmospheric atmosphere may be used. Thermal spraying conditions, such as a spraying distance, a current value, a voltage value, argon gas supply amount, and hydrogen gas supply amount, condition setting according to the use of a thermal spraying member, etc. A predetermined amount of a thermal spray material is filled in the powder supply device, and the powder is supplied to the tip of the plasma thermal spray by a carrier gas (argon) through a powder hose. By continuously feeding the powder into the plasma flame, the thermal spray material is melted and liquefied, and the plasma jet is used to form a liquid frame. When the liquid frame is brought into contact with the substrate, the molten powder is adhered, solidified, and deposited, thereby forming the first rare earth metal compound coating layer.

이어서, 상기 (2) 단계는 상기 제1 희토류 금속 화합물 및 실리카 성분을 포함하는 하부 코팅층의 표면이 1 내지 6 μm인 평균 표면 거칠기를 갖도록 표면 가공하는 단계이다.Subsequently, step (2) is a step of surface processing the surface of the lower coating layer including the first rare earth metal compound and the silica component to have an average surface roughness of 1 to 6 μm.

본 발명에 따른 내플라즈마성 코팅막의 제조방법에 있어서, 상기 (2) 단계는 상기 (1) 단계에서 형성된 하부 코팅층의 표면이 1 내지 6μm인 평균 표면 거칠기를 갖도록 가공하는 단계로, 상기 (1) 단계에서 형성된 하부 코팅층이 균일한 두께를 가지도록 연삭가공을 한 후, 그 표면을 거칠게 가공하여 하부 코팅층의 표면이 1 내지 6 μm인 평균 표면 거칠기를 갖도록 한다. In the method for producing a plasma-resistant coating film according to the present invention, the step (2) is a step of processing the surface of the lower coating layer formed in the step (1) to have an average surface roughness of 1 to 6 μm, wherein (1) After grinding is performed so that the lower coating layer formed in the step has a uniform thickness, the surface is roughened so that the surface of the lower coating layer has an average surface roughness of 1 to 6 μm.

이때, 표면 가공은 다이아몬드 패드를 이용한 폴리싱(polishing)에 의해 수행할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 다이아몬드 패드를 이용한 폴리싱 이외에 화학적 기계적 폴리싱(CMP) 또는 다른 폴리싱 절차들을 이용하여 폴리싱될 수 있다.In this case, the surface processing may be performed by polishing using a diamond pad, but is not limited thereto. In addition to polishing using a diamond pad, it may be polished using chemical mechanical polishing (CMP) or other polishing procedures.

상기 표면 가공을 통하여 (1) 단계에서 형성된 하부 코팅층의 표면이 1 내지 6 μm인 평균 표면 거칠기를 갖도록 거칠게 할 수 있으며, 이를 통하여 하부 코팅층과 상부 코팅층과의 접착력을 향상시킬 수 있게 된다. 상기 하부 코팅층 표면의 평균 표면 거칠기가 6 μm 이상일 경우에는 표면 거칠기가 과도하게 높아져 하부 코팅층 상으로 코팅이 제대로 이루어지지 않아 상부 코칭층의 박리의 원인이 될 수 있다.Through the surface processing, the surface of the lower coating layer formed in step (1) may be roughened to have an average surface roughness of 1 to 6 μm, thereby improving adhesion between the lower coating layer and the upper coating layer. When the average surface roughness of the surface of the lower coating layer is 6 μm or more, the surface roughness becomes excessively high and the coating is not performed properly on the lower coating layer, which may cause peeling of the upper coaching layer.

이어서, 상기 (3) 단계는 상기 하부 코팅층 상에 더욱 치밀한 코팅층을 형성하기 위해 현탁액 플라즈마 용사로 제2 희토류 금속 화합물을 증착시켜 상부 코팅층을 형성하는 단계이다.Subsequently, step (3) is a step of forming an upper coating layer by depositing a second rare earth metal compound by suspension plasma spraying to form a denser coating layer on the lower coating layer.

한편, 이중 코팅층을 형성함에 있어서, 선행문헌에서 개시된 것과 같이 대기 플라즈마 용사로 제조된 하부 코팅층 상에 에어로졸 증착으로 상부 코팅층을 형성할 수 있다. 또한, 본 발명과 같이 대기 플라즈마 용사로 하부 코팅층을 형성한 후 에어로졸 현탁액 플라즈마 용사증착으로 상부 코팅층을 형성할 수 있다. On the other hand, in forming the double coating layer, the upper coating layer may be formed by aerosol deposition on the lower coating layer prepared by atmospheric plasma spraying as disclosed in the prior literature. In addition, after forming the lower coating layer by atmospheric plasma spraying as in the present invention, the upper coating layer can be formed by aerosol suspension plasma spray deposition.

이 경우, 하기 표 2에서 나타낸 바와 같이, 대기 플라즈마 용사로 제조된 코팅층은 인장 응력이 발생하고, 에어로졸 증착(Aerosol Deposition)으로 형성된 코팅층은 기계적인 충돌에 의한 압축 응력이 발생함에 따라, 대기 플라즈마 용사와 에어로졸 증착을 동시에 적용하는 경우 코팅층 간의 응력차이로 인하여 코팅층의 박리 및 파괴 현상이 유발될 수 있는 반면, 대기 플라즈마 용사로 제조된 코팅층과 현탁액 플라즈마 용사로 제조된 코팅층을 동일한 인장 응력이 발생함에 따라, 응력차이로 인한 코팅층간의 박리가 유발되지 못한다.In this case, as shown in Table 2 below, the coating layer prepared by atmospheric plasma spraying generates tensile stress, and as the coating layer formed by aerosol deposition generates compressive stress due to mechanical collision, atmospheric plasma spraying When applying and aerosol deposition at the same time, peeling and breaking of the coating layer may be induced due to the stress difference between the coating layers. , delamination between the coating layers due to the stress difference is not induced.

APSAPS SPSSPS Aerosol DepositionAerosol Deposition 코팅 응력(MPa)Coating Stress (MPa) -3.0 ± 6.0-3.0 ± 6.0 -3.0 ± 6.0-3.0 ± 6.0 -195.9 ± 49.9-195.9 ± 49.9 모재 응력(MPa)Base stress (MPa) -26.9 ± 13.9-26.9 ± 13.9 -30 ± 15.8-30 ± 15.8 -63.9 ± 17.1-63.9 ± 17.1 모재 응력
- 코팅 응력(MPa)
base metal stress
- Coating stress (MPa)
-10 ~ -43.8-10 to -43.8 -10 ~ -55.8-10 to -55.8 99.2 ~ 19999.2 ~ 199
응력stress 인장 응력tensile stress 인장 응력tensile stress 압축 응력compressive stress

따라서, 본 발명의 내플라즈마성 코팅막을 형성함에 있어서, 대기 플라즈마 용사로 제조된 하부 코팅층과 상부 코팅층과의 접착력을 개선하기 위하여, 상부 코팅층을 형성하기 위하여 현탁액 플라즈마 용사법을 이용하여 제2 희토류 화합물을 포함하는 상부 코팅층을 형성하였다.Therefore, in forming the plasma-resistant coating film of the present invention, in order to improve the adhesion between the lower coating layer and the upper coating layer prepared by atmospheric plasma spraying, the second rare earth compound is prepared by using a suspension plasma spraying method to form the upper coating layer. An upper coating layer containing

일 실시예로서, 제2 희토류 금속 화합물을 포함하는 상부 코팅층을 형성하기 위한 제2 희토류 금속 화합물 현탁액 조성물에 대하여 설명하고자 한다.As an embodiment, a second rare earth metal compound suspension composition for forming an upper coating layer including the second rare earth metal compound will be described.

일 실시예로서, 제2 희토류 금속 화합물 분말을 분당회전수(RPM: Revolutions per minute) 100 내지 140 범위에서 3시간 이상 볼 밀링(ball milling)하여 고형분(solid contents)을 제조한 후, 증류수를 혼합한다. 첨가제로 분산제 등을 첨가하여 슬러리 조성물을 제조한다. 이때, 증류수 100 증량부에 대하여, 제2 희토류 금속 화합물 분말의 함유량을 10 내지 50 중량부로 포함하여 제조할 수 있다.As an embodiment, the second rare earth metal compound powder is ball milled at a revolutions per minute (RPM) range of 100 to 140 for 3 hours or more to prepare solid contents, and then distilled water is mixed do. A slurry composition is prepared by adding a dispersant or the like as an additive. In this case, the content of the second rare earth metal compound powder may be included in an amount of 10 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of distilled water.

이때, 상기 제2 희토류 금속 화합물은 0.1 내지 10 μm 입자 크기의 분말을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 내지 5 μm 입자 크기의 제2 희토류 금속 화합물 분말을 사용할 수 있다. 만일 제2 희토류 금속 화합물 분말이 0.1 ㎛ 미만인 경우에는 용매내 제2 희토류 금속 화합물 분말이 서로 뭉쳐서 분산시키기 어려우며, 10 ㎛를 초과하는 경우에는 제2 희토류 금속 화합물 코팅층의 표면 거칠기가 증가하고 기공율이 증가하여 본 발명의 목적을 달성하기 어렵다.In this case, as the second rare earth metal compound, it is preferable to use a powder having a particle size of 0.1 to 10 μm, and more preferably, a powder of the second rare earth metal compound having a particle size of 1 to 5 μm may be used. If the powder of the second rare earth metal compound is less than 0.1 μm, it is difficult for the powder of the second rare earth metal compound in the solvent to agglomerate and disperse. Therefore, it is difficult to achieve the object of the present invention.

이러한 현탁액 플라즈마 용사에 의하면, 예를 들어, 플라즈마 발생 조건은 아르곤 가스 340SCFH, 질소 가스 100SCFH, 수소 가스 80SCFH의 유량으로 공급하여 전압 285.0V, 전류 380A의 조건에서 플라즈마를 발생시켜 코팅층을 형성시킬 수 있다.According to this suspension plasma spraying, for example, the plasma generation conditions are argon gas 340SCFH, nitrogen gas 100SCFH, hydrogen gas 80SCFH supply at a flow rate of 285.0V voltage and current 380A to generate plasma under the conditions of 380A to form a coating layer. .

이때, 상기 제2 희토류 금속 화합물을 포함하는 상부 코팅층은 제2 희토류 금속 화합물을 상술한 현탁액 플라즈마 용사법을 이용하여 2회 이상 반복 적층하여 형성할 수도 있다.In this case, the upper coating layer including the second rare earth metal compound may be formed by repeatedly laminating the second rare earth metal compound twice or more using the above-described suspension plasma spraying method.

또한, 상기 제2 희토류 금속 화합물을 포함하는 상부 코팅층의 두께는 50 내지 150 ㎛인 것이 바람직하다. 만일 제2 희토류 금속 화합물 코팅층 두께가 50 ㎛ 미만인 경우, 화학적으로 안정하고 치밀한 제2 희토류 금속 화합물 코팅층의 두께가 충분하지 않아 내플라즈마성을 확보하기 어려우며, 150 ㎛를 초과하는 경우에는 코팅층의 잔류 응력으로 인하여 박리가 발생할 수 있을 뿐만 아니라, 내전압 특성이 악화되는 현상이 발생한다.In addition, the thickness of the upper coating layer including the second rare earth metal compound is preferably 50 to 150 ㎛. If the thickness of the second rare earth metal compound coating layer is less than 50 μm, it is difficult to secure plasma resistance because the thickness of the chemically stable and dense second rare earth metal compound coating layer is not sufficient. When it exceeds 150 μm, the residual stress of the coating layer Due to this, not only peeling may occur, but also a phenomenon that the withstand voltage characteristic is deteriorated occurs.

하기 표 3에서 나타낸 바와 같이, 이트리아(Y2O3) 용액을 현탁액 플라즈마 용사법에 의해 형성된 코팅층은 150 ㎛ 이하의 범위에서는 코팅층을 두께가 증가함에 따라 내전압 특성이 개선되는 효과를 나타내는 반면, 코팅층의 두께가 150 ㎛를 초과하는 경우에는 코팅층의 두께가 증가함에 따라 오히려 내전압 특성이 악화되는 현상을 나타낸다.As shown in Table 3 below, the coating layer formed by the suspension plasma spraying of yttria (Y 2 O 3 ) solution exhibits an effect of improving the withstand voltage characteristics as the thickness of the coating layer increases in the range of 150 μm or less, whereas the coating layer When the thickness of the layer exceeds 150 μm, as the thickness of the coating layer increases, the withstand voltage characteristic is rather deteriorated.

구분division 코팅 공법coating method 코팅막 종류Coating film type 코팅막 두께coating film thickness 내전압 (V)Withstand voltage (V) 1One SPSSPS Y2O3 코팅막Y2O3 coating film 5050 2,3842,384 22 SPSSPS Y2O3 코팅막Y2O3 coating film 100100 2,4532,453 33 SPSSPS Y2O3 코팅막Y2O3 coating film 150150 2,1732,173 44 SPSSPS Y2O3 코팅막Y2O3 coating film 200200 1,9871987

이때, 제2 희토류 금속 화합물을 포함하는 상부 코팅층은 내플라즈마성 코팅막의 기계적 강도 및 전기적 특성 확보를 위해 기공률이 낮고 치밀한 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the upper coating layer including the second rare earth metal compound has a low porosity and dense in order to secure the mechanical strength and electrical properties of the plasma-resistant coating film.

따라서, 현탁액 플라즈마 용사 코팅에 의해 형성된 제2 희토류 금속 화합물을 포함하는 상부 코팅층의 기공율은 1 vol% 미만으로서, 상기 제1 희토류 금속 화합물 및 실리카 성분을 포함하는 하부 코팅층의 기공률인 2 vol% 보다 낮은 수치를 나타내는 것이 바람직하다.Therefore, the porosity of the upper coating layer including the second rare earth metal compound formed by the suspension plasma spray coating is less than 1 vol%, and the porosity of the lower coating layer including the first rare earth metal compound and the silica component is 2 vol%. It is preferable to indicate a numerical value.

일 실시예로서, 상기 제2 희토류 금속 화합물을 포함하는 상부 코팅층의 기공율은 제1 희토류 금속 화합물 및 실리카 성분을 포함하는 하부 코팅층 기공율의 40% 이하인 것이 내플라즈마성이 향상된 화학적으로 안정한 코팅막을 형성하는 측면에서 더욱 바람직하다.In one embodiment, the porosity of the upper coating layer containing the second rare earth metal compound is 40% or less of the porosity of the lower coating layer containing the first rare earth metal compound and the silica component to form a chemically stable coating film with improved plasma resistance It is more preferable in terms of

또한, 상기 제2 희토류 금속 화합물은 이트리아(Y2O3), 이트륨의 플루오르화물(YF), 이트륨의 옥시플루오르화물(YOF)를 포함하는 군으로부터 선택될 수 있고, 구체적으로 이트리아(Y2O3)인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 제1 희토류 금속 화합물과 제2 희토류 금속 화합물이 동일한 성분인 것이 제1 희토류 금속 화합물 코팅층(하부 코팅층)과 제2 희토류 금속 화합물 코팅층(상부 코팅층) 간의 결합력이 향상되어 코팅막의 박리 및 제조 공정 중에 파티클의 발생 및 이로 의한 웨이퍼의 오염을 최소화할 수 있다.In addition, the second rare earth metal compound may be selected from the group including yttria (Y 2 O 3 ), yttrium fluoride (YF), and yttrium oxyfluoride (YOF), and specifically, yttria (Y 2 O). 3 ), more preferably, the first rare earth metal compound and the second rare earth metal compound are the same component between the first rare earth metal compound coating layer (lower coating layer) and the second rare earth metal compound coating layer (upper coating layer) Since the bonding strength is improved, it is possible to minimize the generation of particles and contamination of the wafer due to the peeling of the coating film and the manufacturing process.

본 발명의 다른 관점에서, (1) 코팅 대상물 상에 90~99.9 wt% 제1 희토류 금속 화합물 입자와 0.1~10 wt% 실리카(SiO2) 입자를 포함하는 제1 희토류 금속 화합물 분말을 열 용사 공정을 통해 하부 코팅층을 형성하는 단계; (2) 상기 (1) 단계에서 형성된 제1 희토류 금속 화합물 코팅층의 표면이 1 내지 6 μm인 평균 표면거칠기를 갖도록 표면 가공하는 단계; 및 (3) 상기 (2) 단계의 가공이 수행된 제1 희토류 금속 화합물 코팅층 상에 제2 희토류 금속 화합물 입자를 현탁액 플라즈마 용사 공정을 통해 상부 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 코팅막의 제조방법으로 제조된 내플라즈마성 부재를 제공한다.In another aspect of the present invention, (1) a first rare earth metal compound powder comprising 90 to 99.9 wt% of first rare earth metal compound particles and 0.1 to 10 wt% silica (SiO2) particles on an object to be coated is subjected to a thermal spraying process forming a lower coating layer through; (2) surface processing the surface of the first rare earth metal compound coating layer formed in step (1) to have an average surface roughness of 1 to 6 μm; and (3) forming an upper coating layer on the first rare earth metal compound coating layer on which the processing of step (2) has been performed through a suspension plasma spraying process of the second rare earth metal compound particles; It provides a plasma-resistant member manufactured by a method of manufacturing a plasma coating film.

본 발명의 또 다른 관점에서, 본 발명은 90~99.9 wt% 제1 희토류 금속 화합물 입자와 0.1~10 wt% 실리카(SiO2) 입자를 포함하는 제1 희토류 금속 화합물 분말을 열 용사 공정으로 접착력 20 (MPa) 이상으로 코팅 대상물 상에 코팅된 하부 코팅층 및 제2 희토류 금속 화합물 입자를 현탁액 플라즈마 용사 공정으로 상기 하부 코팅층 상에 코팅된 상부 코팅층을 포함하고, 기공율이 1vol% 이하인 내플라즈마성 코팅막을 제공한다.In another aspect of the present invention, the present invention provides an adhesive strength of 20 ( MPa) or more, comprising an upper coating layer coated on the lower coating layer by a suspension plasma spraying process of the lower coating layer and the second rare earth metal compound particles coated on the object to be coated, and having a porosity of 1 vol% or less It provides a plasma-resistant coating film .

이때, 상기 제1 희토류 금속 화합물 및 제2 희토류 금속 화합물은 각각 이트리아(Y2O3), 이트륨의 플루오르화물(YF), 이트륨의 옥시플루오르화물(YOF)를 포함하는 군으로부터 선택될 수 있고, 바람직하게는 상기 제1 희토류 금속 화합물은 이트리아(Y2O3) 일 수 있다.In this case, the first rare earth metal compound and the second rare earth metal compound may be selected from the group comprising yttria (Y 2 O 3 ), yttrium fluoride (YF), and yttrium oxyfluoride (YOF), respectively, and preferably Preferably, the first rare earth metal compound may be yttria (Y 2 O 3 ).

또한, 상기 하부 코팅층의 기공율은 2 vol% 미만이고, 상기 상부 코팅층의 기공율은 1 vol% 미만일 수 있으며, 상기 하부 코팅층의 두께는 50 내지 500 μm이고, 상기 상부 코팅층의 두께는 50 내지 150 μm 일 수 있다.In addition, the porosity of the lower coating layer may be less than 2 vol%, the porosity of the upper coating layer may be less than 1 vol%, the thickness of the lower coating layer is 50 to 500 μm, and the thickness of the upper coating layer is 50 to 150 μm. can

이하, 본 발명을 실시예를 통해 더욱 상세히 설명하고자 한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples only illustrate the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.

비교예 1~3Comparative Examples 1-3

대기 플라즈마 용사 장치(Oerlikon Metco, F4MB)를 이용하여 수행하였으며, 아르곤 가스 40 NLPM와 수소 가스 8 NLPM를 이용하여 전압 80.0V, 전류 600A의 조건에서 플라즈마를 발생시켜 Y2O3, YF3 또는 YOF 용사코팅 분말을 150㎛ 두께로 코팅층 형성하였다.It was performed using an atmospheric plasma spraying device (Oerlikon Metco, F4MB), and plasma was generated at a voltage of 80.0V and a current of 600A using 40 NLPM of argon gas and 8 NLPM of hydrogen gas, Y 2 O 3 , YF 3 or YOF A coating layer was formed on the thermal spray coating powder to a thickness of 150 μm.

비교예 4~6Comparative Examples 4 to 6

서스펜션 플라즈마 용사 장치(Progressive, 100HE)를 이용하여 수행하였으며, 아르곤 가스 340SCFH, 질소 가스 100SCFH, 수소 가스 80SCFH의 유량을 이용하여 전압 285.0V, 전류 380A의 조건에서 플라즈마를 발생시켜 100㎛ 두께로 Y2O3, YF3 또는 YOF 코팅층을 형성하였다.It was performed using a suspension plasma thermal spraying device (Progressive, 100HE), and using a flow rate of argon gas 340SCFH, nitrogen gas 100SCFH, and hydrogen gas 80SCFH, plasma was generated at a voltage of 285.0V and a current of 380A, and Y 2 to a thickness of 100㎛ O 3 , YF 3 or YOF coating layer was formed.

구분division 재료material 코팅법coating method 경도
(Hv)
Hardness
(Hv)
기공률
(%)
porosity
(%)
표면
거칠기
surface
asperity
접착력adhesion
비교예 1Comparative Example 1 Y2O3Y2O3 APSAPS 415415 4.54.5 4.5±0.44.5±0.4 10.010.0 비교예 2Comparative Example 2 YF3YF3 APSAPS 272272 1.71.7 5.1±0.85.1±0.8 10.010.0 비교예 3Comparative Example 3 YOFYOF APSAPS 377377 4.44.4 4.6±0.54.6±0.5 8.08.0 비교예 4Comparative Example 4 Y2O3Y2O3 SPSSPS 524524 0.60.6 2.0±0.52.0±0.5 15.015.0 비교예 5Comparative Example 5 YF3YF3 SPSSPS 466466 0.80.8 2.2±0.42.2±0.4 13.013.0 비교예 6Comparative Example 6 YOFYOF SPSSPS 497497 0.80.8 1.7±0.21.7±0.2 10.010.0

실시예 1~3Examples 1-3

1-1: 하부 코팅층 형성1-1: lower coating layer formation

대기 플라즈마 용사 장치(Oerlikon Metco, F4MB)를 이용하여 수행하였으며, 아르곤 가스 40 NLPM와 수소 가스 8 NLPM를 이용하여 전압 80.0V, 전류 600A의 조건에서 플라즈마를 발생시켜 200 ㎛ 평균 두께로 코팅층 형성하였다. 이후 표면 폴리싱(polishing)하여 코팅층의 표면 거칠기가 1 ~ 3 ㎛ 이면서, 코팅층의 두께가 150㎛ 이 되도록 표면 가공을 수행하였다.It was carried out using an atmospheric plasma spraying device (Oerlikon Metco, F4MB), and plasma was generated at a voltage of 80.0V and a current of 600A using 40 NLPM of argon gas and 8 NLPM of hydrogen gas to form a coating layer with an average thickness of 200 μm. Thereafter, surface processing was performed so that the surface roughness of the coating layer was 1 to 3 μm and the thickness of the coating layer was 150 μm by surface polishing.

1-2: 상부 코팅층 형성1-2: upper coating layer formation

서스펜션 플라즈마 용사 장치(Progressive, 100HE)를 이용하여 수행하였으며, 아르곤 가스 340SCFH, 질소 가스 100SCFH, 수소 가스 80SCFH의 유량을 이용하여 전압 285.0V, 전류 380A의 조건에서 플라즈마를 발생시켜 50㎛ 두께로 Y2O3, YF3 또는 YOF 코팅층을 형성하였다.It was performed using a suspension plasma thermal spraying device (Progressive, 100HE), and using a flow rate of argon gas 340SCFH, nitrogen gas 100SCFH, and hydrogen gas 80SCFH, plasma was generated at a voltage of 285.0V and a current of 380A to create a 50㎛ thickness Y 2 O 3 , YF 3 or YOF coating layer was formed.

구분division 하부 코팅층lower coating layer 상부 코팅층top coating layer 경도
(Hv)
Hardness
(Hv)
기공률
(%)
porosity
(%)
표면
거칠기
surface
asperity
접착력
(MPa)
adhesion
(MPa)
재료material 코팅법coating method 재료material 코팅법coating method 실시예 1Example 1 Y2O3 +
1wt% SiO2
Y2O3 +
1wt% SiO2
APSAPS Y2O3Y2O3 SPSSPS 542,
531
542,
531
0.80.8 1.8±0.21.8±0.2 20.020.0
실시예 2Example 2 Y2O3 +
1wt% SiO2
Y2O3 +
1wt% SiO2
APSAPS YF3YF3 SPSSPS 554,
458
554,
458
0.90.9 1.9±0.31.9±0.3 20.020.0
실시예 3Example 3 Y2O3 +
1wt% SiO2
Y2O3 +
1wt% SiO2
APSAPS YOFYOF SPSSPS 548,
487
548,
487
0.90.9 1.8±0.31.8±0.3 20.020.0

상기 표 4에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3에 따른 내플라즈마성 코팅막은 비교예 1 내지 6에 따른 코팅막보다 접착력이 우수할 뿐만 아니라, 기계적 물성이 우수하며, 치밀한 박막을 형성하는 것을 확인하였다.As shown in Table 4, the plasma-resistant coating film according to Examples 1 to 3 not only had better adhesion than the coating film according to Comparative Examples 1 to 6, but also had excellent mechanical properties, and it was confirmed that a dense thin film was formed. .

또한, 하기 도 3(D) 및 도 4(D)에서 도시한 바와 같이, 실시예 1에 의해 제조된 내플라즈마성 코팅막 내 고밀도의 상부 코팅층은 하부 코팅층에 비하여 매우 조밀한 구조의 코팅층을 형성하는 것을 확인하였다. In addition, as shown in FIGS. 3 (D) and 4 (D), the high-density upper coating layer in the plasma-resistant coating film prepared by Example 1 forms a coating layer having a very dense structure compared to the lower coating layer. confirmed that.

A : 코팅 대상체
B : 제1 희토류 금속 화합물 코팅층(하부 코팅층)
C : 제2 희토류 금속 화합물 코팅층(상부 코팅층)
A: Coating object
B: first rare earth metal compound coating layer (lower coating layer)
C: Second rare earth metal compound coating layer (upper coating layer)

Claims (15)

(1) 코팅 대상물 상에 90~99.9 wt% 제1 희토류 금속 화합물 입자와 0.1~10 wt% 실리카(SiO2) 입자를 포함하는 제1 희토류 금속 화합물 분말을 열 용사 공정을 통해 하부 코팅층을 형성하는 단계;
(2) 상기 (1) 단계에서 형성된 제1 희토류 금속 화합물 코팅층의 표면이 1 내지 6 μm인 평균 표면 거칠기를 갖도록 표면 가공하는 단계; 및
(3) 상기 (2) 단계의 가공이 수행된 제1 희토류 금속 화합물 코팅층 상에 제2 희토류 금속 화합물 입자를 현탁액 플라즈마 용사 공정을 통해 상부 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 코팅막의 제조방법.
(1) forming a lower coating layer on the object to be coated through a thermal spray process of first rare earth metal compound powder including 90 to 99.9 wt % of first rare earth metal compound particles and 0.1 to 10 wt % silica (SiO 2 ) particles ;
(2) surface processing the surface of the first rare earth metal compound coating layer formed in step (1) to have an average surface roughness of 1 to 6 μm; and
(3) forming an upper coating layer on the first rare-earth metal compound coating layer on which the processing of step (2) has been performed through a suspension plasma spraying process of the second rare-earth metal compound particles; Plasma-resistant, comprising: Method for manufacturing a cast coating film.
제1항에 있어서,
상기 제1 희토류 금속 화합물 분말은 95~99.9 wt% 희토류 금속 화합물 입자와 0.1~5 wt% 실리카(SiO2) 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 코팅막의 제조방법.
According to claim 1,
The first rare earth metal compound powder is a method of manufacturing a plasma-resistant coating film, characterized in that it comprises 95 to 99.9 wt% of the rare earth metal compound particles and 0.1 to 5 wt% silica (SiO2) particles.
제1항에 있어서,
상기 제1 희토류 금속 화합물 분말의 크기는 10 내지 60 μm이고,
상기 하부 코팅층의 두께는 50 내지 500 μm인 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 코팅막의 제조방법.
The method of claim 1,
The size of the first rare earth metal compound powder is 10 to 60 μm,
The thickness of the lower coating layer is a method for producing a plasma-resistant coating film, characterized in that 50 to 500 μm.
제1항에 있어서,
상기 제2 희토류 금속 화합물 입자의 크기는 0.1 내지 10 μm이고,
상기 상부 코팅층의 두께는 50 내지 150 μm인 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 코팅막의 제조방법.
According to claim 1,
The size of the second rare earth metal compound particles is 0.1 to 10 μm,
The thickness of the upper coating layer is a method for producing a plasma-resistant coating film, characterized in that 50 to 150 μm.
제1항에 있어서,
상기 하부 코팅층의 기공율은 2 vol% 미만이고,
상기 상부 코팅층의 기공율은 1 vol% 미만인 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 코팅막의 제조방법.
The method of claim 1,
The porosity of the lower coating layer is less than 2 vol%,
The porosity of the upper coating layer is a method for producing a plasma-resistant coating film, characterized in that less than 1 vol%.
제1항에 있어서,
상기 제1 희토류 금속 화합물 및 제2 희토류 금속 화합물은 각각 이트리아(Y2O3), 이트륨의 플루오르화물(YF), 이트륨의 옥시플루오르화물(YOF)를 포함하는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 코팅막의 제조방법.
The method of claim 1,
The first rare earth metal compound and the second rare earth metal compound are each selected from the group comprising yttria (Y 2 O 3 ), yttrium fluoride (YF), and yttrium oxyfluoride (YOF). Plasma resistant, characterized in that Method for manufacturing a cast coating film.
제1항에 있어서,
상기 제1 희토류 금속 화합물은 이트리아(Y2O3)인 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 코팅막의 제조방법.
According to claim 1,
The first rare earth metal compound is yttria (Y 2 O 3 ) Method for producing a plasma-resistant coating film, characterized in that.
제1항에 있어서,
상가 (1)단계의 열 용사 공정은 대기 플라즈마 용사인 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 코팅막의 제조방법.
According to claim 1,
The thermal spraying process of step (1) is a method for producing a plasma-resistant coating film, characterized in that atmospheric plasma spraying.
제1항에 있어서,
상기 (2) 단계의 표면 가공은 다이아몬드 패드를 이용한 폴리싱(polishing)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 코팅막의 제조방법.
The method of claim 1,
The surface processing of step (2) is a method for producing a plasma-resistant coating film, characterized in that performed by polishing (polishing) using a diamond pad.
제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 제조방법에 의해 제조된 내플라즈마성 부재.
The plasma-resistant member manufactured by any one of the manufacturing methods of any one of Claims 1-9.
90~99.9 wt% 제1 희토류 금속 화합물 입자와 0.1~10 wt% 실리카(SiO2) 입자를 포함하는 제1 희토류 금속 화합물 분말을 열 용사 공정으로 접착력 20 (MPa) 이상으로 코팅 대상물 상에 코팅된 하부 코팅층;
제2 희토류 금속 화합물 입자를 현탁액 플라즈마 용사 공정으로 상기 하부 코팅층 상에 코팅된 상부 코팅층;을 포함하고, 기공율이 1vol% 이하인 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 코팅막.
The first rare earth metal compound powder comprising 90 to 99.9 wt% of the first rare earth metal compound particles and 0.1 to 10 wt% silica (SiO2) particles is coated on the object to be coated with an adhesive strength of 20 (MPa) or more through a thermal spray process. coating layer;
A plasma-resistant coating film comprising a; an upper coating layer coated on the lower coating layer by a suspension plasma spraying process of second rare earth metal compound particles, and having a porosity of 1 vol% or less.
제11항에 있어서,
상기 제1 희토류 금속 화합물 및 제2 희토류 금속 화합물은 각각 이트리아(Y2O3), 이트륨의 플루오르화물(YF), 이트륨의 옥시플루오르화물(YOF)를 포함하는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 코팅막.
12. The method of claim 11,
The first rare earth metal compound and the second rare earth metal compound are each selected from the group comprising yttria (Y 2 O 3 ), yttrium fluoride (YF), and yttrium oxyfluoride (YOF). Plasma resistant, characterized in that castle coating film.
제11항에 있어서,
상기 제1 희토류 금속 화합물은 이트리아(Y2O3)인 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 코팅막.
12. The method of claim 11,
The first rare earth metal compound is yttria (Y 2 O 3 ) Plasma-resistant coating film, characterized in that.
제11항에 있어서,
상기 하부 코팅층의 기공율은 2 vol% 미만이고,
상기 상부 코팅층의 기공율은 1 vol% 미만인 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 코팅막.
12. The method of claim 11,
The porosity of the lower coating layer is less than 2 vol%,
Plasma-resistant coating film, characterized in that the porosity of the upper coating layer is less than 1 vol%.
제11항에 있어서,
상기 하부 코팅층의 두께는 50 내지 500 μm이고, 상기 상부 코팅층의 두께는 50 내지 150 μm인 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 코팅막.
12. The method of claim 11,
The thickness of the lower coating layer is 50 to 500 µm, and the thickness of the upper coating layer is 50 to 150 µm.
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