KR20020077163A

KR20020077163A - 내플라즈마성 부재

Info

Publication number: KR20020077163A
Application number: KR1020020016849A
Authority: KR
Inventors: 우치마루토모노리; 무라야마하루오; 다나까타카시; 모리타케이지; 미야자키아키라
Original assignee: 도시바세라믹스가부시키가이샤
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2002-10-11
Also published as: KR100848165B1; US20050227118A1; US20030051811A1; EP1245696A3; EP1245696A2; JP2002356387A

Abstract

기계적인 강도가 보강되고, 또한 저압고밀도 플라즈마폭로(曝露)에 대해서도 충분히 견디는 내플라즈마성 부재의 제공.

알루미나계 기재의 적어도 플라즈마에 쬐여지는 표면이, 중간층을 거치는 등하여 주기율표 ⅢA족원소의 산화물층으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 이 내플라즈마성 부재의 구성에 있어서, 중간층으로서는 10∼80중량%의 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 및 90∼20중량%의 알루미나로 형성된 것이 바람직하다. 또, 이 중간층으로서, 기공율이 0.2∼5%의 조밀질 세라믹스층이라도 좋다. 또, 알루미나계 기재 및 중간층의 1600∼1900℃에 있어서의 열수축율차가 3% 이하인 것등, 적어도 어느 하나의 조건을 갖추는 것이 더욱 소망스럽다.

Description

내플라즈마성 부재{Plasma resistant member}

본 발명은, 내플라즈마성 부재에 관하여, 더욱 상세히는 할로겐계 부식성가스 분위기하에서, 뛰어난 내플라즈마성을 나타내는 내플라즈마성 부재에 관한 것이다.

반도체장치의 제조공정에 있어서는, 반도체웨이퍼에 미세한 가공을 실시하는 에칭장치나 스패터링장치, 혹은 반도체웨이퍼에 성막을 실시하는 CVD장치 등이 사용되고 있다. 그리고, 이들의 제조장치에서는, 고집적화를 목적으로 하여 플라즈마 발생기구를 갖춘 구성이 채택되고 있다. 예를 들면, 도 4에 구성의 개략을 단면적으로 나타내는 바와 같은, 페리콘파 플라즈마 에칭장치가 알려져 있다.

도 4에 있어서, 1은 에칭가스 공급구(2) 및 진공배기구(3)를 가지는 에칭처리실에서, 그 외주에는 안테나(4), 전자석(5) 및 영구자석(6)이 설치되어 있다. 또 처리실(1) 내에는, 피처리체가 되는 반도체웨이퍼(7)를 지지하는 하부전극(8)이 배치되어 있다. 또한, 상기 안테나(4)는 제 1매칭 네트워크(9)를 거쳐서 제 1고주파전원(10)에 접속하고, 하부전극(8)은 제 2매칭 네트워크(11)를 거쳐서 제 2고주파전원(12)에 접속하고 있다.

그리고, 이 에칭장치에 의한 에칭은, 다음과 같이 행해진다. 즉, 하부전극(8) 면상에 반도체웨이퍼(7)를 재치하여, 처리실(1) 내를 진공화한 후, 에칭가스 공급구(2)에서 에칭가스를 공급한다. 이어서, 대응하는 매칭네트워크(9, 11)를 거쳐서 고주파전원(10, 12)에서, 안테나(4) 및 하부전극(8)에, 예를 들면 주파수13.56MHz의 고주파전류를 흘린다. 또, 전자석(5)에 소요의 전류를 흘려서, 처리실(1) 내에 자계를 발생시킴으로써, 고밀도의 플라즈마를 발생시킨다.이 플라즈마 에너지에 의해, 에칭가스를 원자상태로 분해하고, 반도체웨이퍼(7) 면에 형성된 막의 에칭이 행해진다.

그런데, 이런 종류의 제조장치에서는, 에칭가스로서 염소계 가스(예를 들면, 염화붕소(BC1) 등)를, 혹은 불소계 가스(예를 들면, 불화탄소(CF₄) 등)의 부식성 가스를 사용한다. 따라서, 처리실(1)의 내벽부, 감시창, 마이크로파 도입창, 하부전극(8), 정전척, 서셉터 등, 부식성가스 분위기하에서 플라즈마에지는 구성부재에 대해서는, 내플라즈마성이 요구된다. 이와 같은 요구에 대응하여, 상기 내플라즈마성 부재로서, 알루미나계 소결체, 사파이어, 탄화규소계 소결체, 질화알루미늄계 소결체 등이 사용되고 있다. 특히, 알루미나계 소결체는, 소재의 입수의 용이성이나 저코스트화 등의 장점이 있고, 실용면에서 주목되고 있다.

그렇지만, 상기 세라믹스질 소결체로 이루는 내플라즈마성 부재는, 부식성가스 분위기하에서, 플라즈마에 쬐여지면 서서히 부식이 진행하여, 표면을 구성하는 결정입자가 이탈하는 등 표면성상이 변화하여, 에칭조건에 영향한다는 문제가 발생한다. 즉, 이탈한 파티클이 반도체웨이퍼나 하부전극(8) 등에 부착하여, 에칭의 정밀도 등에 악영향을 주어, 반도체의 성능이나 신뢰성이 손상되기 쉽다는 문제가 있다.

또, CVD장치에 있어서도, 클리닝시에 질화불소(NF₃) 등의 불소계 가스에 플라즈마하에서 쬐여지기 때문에, 내식성이 필요하게 되고 있다.

상기 내식성의 문제에 대하여, 이트륨 알루미늄가넷(소위 YAG) 소결체를 소재로 하는 내플라즈마성 부재 등이 제안되어 있다(예를 들면, 일본 특개평10-45461호 공보, 특개평10-236871호 공보). 즉, 할로겐계 부식성가스 분위기하에서 플라즈마에 쬐여지는 표면이, 기공율3% 이하의 스피넬, 코제라이트, 이트륨 알루미늄가넷 등, 복합산화물을 주체로 한 소결체로 형성되고, 또한 표면을 중심선 평균조도(Ra)1㎛ 이하로 한 내플라즈마성 부재가 알려져 있다.

그어나, 이 이트륨 알루미늄가넷 소결체 등은, 내플라즈마성의 점에서 뛰어나고 있으나, 구부림강도 및 파괴인성 등 기계적인 강도가 뒤떨어진다는 문제가 있다. 여기서, 기계적인 강도가 뒤떨어지는 것(취약성 등)은, 예를 들면 에칭장치 둥에서의 부재의 부착 등의 핸드링에 있어서, 부재가 손상·파괴 등을 일으키기 쉬운 것을 의미하고, 소재가 비교적 고가인 것과 더불어서, 제조장치 자체 혹은 반도체의 제조비 상승을 초래한다는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기 사정에 대처하여 이룩된 것으로, 기계적인 강도가 보강되고, 또한 저압고밀도 플라즈마폭로에 대해서도 충분히 견디는 내플라즈마성 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제 1의 본 발명은, 알루미나계 기재의 적어도 플라즈마에 쬐여지는 표면이, 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합화합물을 포함하는 표면층에서 형성되고, 양자의 열팽창 차를 완충하는 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 부재이다.

상기 제 1의 본 발명에 있어서, 완충하는 수단으로서는 중간층을 설치하는것, 성분을 경사시키는 것, 기공율을 조정하는 것 및 각 층의 두께를 조정하는 것 등의 수단을 단독으로, 혹은 이들의 수단을 조합하여서 채용할 수 있다. 이들의 수단 중, 중간층을 설치하는 수단이 가장 바람직하다.

또, 상기 제 1의 본 발명에 있어서, 중간층이 10∼80 중량%의 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물 및 90∼20 중량%의 알루미나로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 1의 본 발명에 있어서, 알루미나계 기재 및 알루미나 기재표면에 형성된 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 포함하는 층의 1600∼1900℃에 있어서의 열수축율차가 3%이하인 것이 바람직하다. 이 열수축율차가 3%를 초과한 경우에는, 소결체에 크랙이 생겨서 바람직하지 않다.

제 2의 본 발명은, 알루미나계 기재의 적어도 플라즈마에 쬐여지는 표면이, 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합화합물을 포함하는 표면층에서 형성되고, 양자의 열팽창차를 완충하는 수단이 설치되어 있는 것이며, 이 표면층에 있어서의 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합화합물의 함유량이 70중량% 이상인 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 부재이다.

상기 제 2의 본 발명에 있어서, 완충하는 수단으로서는 중간층을 설치하는 것, 성분을 경사시키는 것, 기공율을 조정하는 것 및 각 층의 두께를 조정하는 것 등의 수단을 단독으로, 혹은 이들의 수단을 조합하여서 채용할 수 있다. 이들의 수단 중, 중간층을 설치하는 수단이 가장 바람직하다.

또, 상기 제 2의 본 발명에 있어서, 상기 중간층 및 상기 표면층에 있어서의주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 함유량이, 각 층의 깊이방향으로 연속적으로 변화하고 있는 것이 바람직하다. 또, 상기 중간층 및 상기 표면층에 있어서, 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 함유량의 깊이방향의 50㎛마다의 변화율이 30% 이하인 것이 특히 바람직하다. 이 깊이방향의 성분함유량의 변화율이 30%를 초과하는 경우에는, 표면의 YAG와 기재의 알루미나와의 사이에, 물리특성(열팽창차)이 생겨 크랙이 발생함으로 바람직하지 않다.

제 3의 본 발명은, 알루미나계 기재와 기공율이 0.1% 이하의 치밀질의 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 포함하는 표면층과, 이들의 양층의 중간에 위치하는 기공율이 0.2∼5%의 조밀질 세라믹스로 이루는 중간층을 가지는 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 부재이다.

이 제 3의 본 발명에 있어서, 중간층의 기공율이 상기 범위를 하회한 경우에는 응력완화의 불충분에 의한 크랙발생의 문제가 있고, 한편, 상기 범위를 상회한 경우에는, 강도면에서의 저하문제가 있어, 각각 바람직하지 않다.

상기 제 3의 본 발명에 있어서, 상기 치밀질의 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 포함하는 표면층의 두께가 0.01∼0.50mm인 것이 바람직하고, 0.03∼0.20mm인 것이 특히 바람직하다. 이 두께가 상기 범위를 하회한 경우에는, 부식성가스 분위기하에서 충분히 견딜 수 있는 두께는 아니다. 한편, 이 범위를 상회한 경우에는, 제조비 상승의 문제가 있어서 바람직하지 않다.

제 4의 본 발명은, 알루미나계 기재와, 이 알루미나계 기재의 표면에 형성된 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 포함하는 표면층으로 이루고, 이알루미나계 기재의 표면에 형성된 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 포함하는 기공율이 0.2∼5%인 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 부재이다.

이 제 4의 본 발명에 있어서, 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 포함하는 표면층의 기공율이 상기 범위를 하회한 경우에는 치밀질이 되고, 응력완화가 불충분하여 크랙이 발생한다는 문제가 있고, 한편, 상기 범위를 상회한 경우에는 기공이 기재인 알루미나를 관통하고, 알루미나가 선택적으로 에칭되어 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 ⅢA족원소의 복합산화물의 층이 박리하고, 파티클발생의 원인이 되어 바람직하지 않다.

상기 제 4의 본 발명에 있어서, 상기 알루미나계 기재의 표면에 형성된 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 포함하는 표면층의 두께가 0.01∼0.50mm인 것이 바람직하고, 0.03∼0.2mm인 것이 특히 바람직하다. 이 표면층의 두께가 상기 범위를 하회한 경우에는, 부식성가스에 충분히 견딜 수 있는 두께가 아니라는 문제가 있고, 한편, 표면층의 두께가 상기 범위를 상회한 경우에는, 제조비 상승의 문제가 있어서 바람직하지 않다.

상기 본 발명은, 다음과 같은 식견에 의거하는 것이다.

즉, 알루미나계 기재(알루미나계 세라믹스인 소결체)는, 그 표면을 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물 소결체로 피복한 경우, 저압고밀도 플라즈마폭로에 대하여도 충분히 견딜 수 있는 내플라즈마성을 나타내는 것을 발견하였다.

여기서, 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물 소결체가 고내식성을 나타내는 것은, 다음과 같은 이유에 의한다. 즉, 주기율표 ⅢA족원소의 산화물혹은 복합산화물 소결체는, 불소가스에 쬐여지면 ⅢA족원소의 불화물을 생성한다. 그리고, 이 ⅢA족원소의 불화물은, 그 융점 혹은 비점이 높아서 휘산하기 어려울 뿐만 아니라, 불화물층은, 불소라디칼과의 반응도 진행하기 어렵기 때문에, 결과로서, 고내식성을 나타내게 된다.

그런데, 알루미나계 기재면에, 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물 소결체를 형성하면, 양자의 열팽창율의 상위에서 크랙이 인정되고, 기대되는 바와 같은 고내식성 부재를 실현하는 것이 곤란하였다.

그래서, 여러가지로 검토한 결과, 알루미나계 기재면 및 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물 소결체의 사이에 완충층이 되는 중간층을 개재시킴으로써, 열팽창율의 차를 흡수하여 크랙의 발생을 저지할 수 있는 것에 착안하고, 제 1, 제 2 및 제 3의 본 발명에 이르게 된 것이다.

또한, 표면의 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물 소결체의 기공율이 특정범위에 있으면, 알루미나계 기재와 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물 소결체와의 사이에 중간층을 설치하지 않아도, 크랙의 발생을 저지할 수 있는 것을 발견하고, 제 4의 본 발명에 이른 것이다.

도 1은 실시예에 관계되는 내플라즈마성 부재의 단면구조를 확대하여 나타내는 전자현미경 사진.

도 2는 다른 실시예에 관계되는 내플라즈마성 부재의 단면구조를 확대하여 나타내는 전자현미경 사진.

도 3은 또 다른 실시예에 관계되는 내플라즈마성 부재의 단면구조를 확대하여 나타내는 전자현미경 사진.

도 4는 플라즈마 에칭장치의 개략구성을 나타내는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 에칭처리실 2 에칭가스 공급구

3 진공배기구 4 안테나

5 전자석 6 영구자석

7 반도체웨이퍼 8 하부전극

9,11 매칭네트워크 10,12 고주파전원

[제 1실시형태]

이하, 제 1실시형태에 대해서 설명한다.

이 실시형태는, 알루미나계 기재와 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 함유하는 표면층인 소결체층과의 사이에, 10∼80중량%의 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물 및 90∼20중량%의 알루미나로 이루는 중간층을 형성하는 것이다.

이 실시형태에 있어서, 알루미나계 기재는 적어도 90중량%가 알루미나성분인 알루미나 소결체(알루미나 세라믹스)이다.

또, 이 알루미나계 기재의 플라즈마 폭로면을 피복하는 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 함유하는 표면층인 소결체층은, 예를 들면 Sc, Y, Er, La, Ce, Ne, Yb, Dy, Eu, Lu 등의 산화물, 혹은 이들 원소를 주로 하는 복합산화물이다.

여기서, 복합산화물로서는, 상기 Sc, Y, Er, La, Ce, Ne, Yb, Dy, Eu, Lu 등 주기율표 ⅢA족원소와, Al과의 산화물의 복합체이며, 페로브스카이트형, 메리라이트형, 혹은 가넷형 등의 결정구조를 하고 있는 것을 들 수 있다. 또한, ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 소결체층은, 일반적으로 막두께를 적어도 0.03mm로 설정하는 것이, 응력완화의 이유에서 바람직하다.

또, 이 실시형태에 있어서, 알루미나계 기재 및 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 함유하는 표면층인 소결체층에 삽입되어 있는 중간층은, 알루미나계 기재에 대한 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 함유하는 표면층인 소결체층의 밀착·일체성화, 혹은 열팽창수축의 완충작용에 기여한다. 이러한 의미에서, 중간층은 알루미나계 기재 및 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 함유하는 표면층인 소결체층에, 각각 근사한 열팽창수축성을 나타내는 복층 내지 복합계가 소망스럽다.

보다 구체적으로는, 예를 들면 알루미나-주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물계에 있어서, 알루미나계 기재면측에서 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 함유하는 소결체층측에 알루미나 성분비를, 연속적 혹은 단계적으로 저하시키는 구성이 바람직하다. 예를 들면 알루미나 90∼20중량%, 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물 10∼80중량%의 범위내에서, 보다 바람직하게는 중간층이 1층의 경우는, 30∼70중량%의 범위내로 선택하고, 요컨데, 연속적 혹은 단계적으로 저하시키는 구성이 바람직하다. 또한, 중간층이 2층이상의 경우는, 인접하는 층끼리의 조성차가 30%이하, 보다 바람직하게는 25%이하이다.

본 실시형태에 있어서, 알루미나계 기재 및 중간층과의 관계는, 그들 원료분말의 비표면적이 1.0∼10.0m²/g이면, 양자의 밀착 일체화가 더욱강화되어 박리 등을 초래할 우려가 해소한다. 또, 알루미나계 기재 및 중간층의 1600∼1900℃에 있어서의 열수축율차가 3%이하의 경우, 특히, 박리 등을 초래할 우려가 해소한다. 여기서의 열수축율차는 2%이하, 1%이하로 적을 수록 바람직하다. 또한, 알루미나계 기재 및 ⅢA족원소의 산화물층의 1600∼1900℃에서의 열수축율차를 3%이하, 바람직하게는 2%이하, 보다 바람직하게는 1%이하로 한다.

예를 들면, 알루미나계 기재에 100%의 이트륨 알루미늄가넷층을 적층 소결한 구성에 있어서, 양자의 중간적인 조성의 중간층을 1층에 삽입시킨 경우의 알루미나계 기재 및 이트륨 알루미늄가넷층의 성형체에서 소결할 때의 1600∼1900℃의 열수축율차와, 적층 소결체의 상태(갈라지지 않는 균열의 발생)와의 관계는, 표 1에 나타내는 바와 같았다. 즉, 열수축율차가 3%의 경우는, 박리 등을 일으키지 않는소결체가 얻어진다.

수축율차	소성체의 상태
0.00∼1.00%미만	문제없음
1.00∼2.00%미만	문제없음
2.00∼3.00%미만	문제없음
3.00∼4.00%미만	계면에서 수mm의 크랙발생
4.00∼4.00%미만	계면에서 수10mm의 크랙발생
5.00∼6.00%미만	계면에서 수10mm의 크랙발생
6.00∼7.00%미만	계면에서 박리
7.00∼8.00%미만	계면에서 박리

또, 알루미나계 기재면에 산화에르븀(Er₂O₃), 산화이트륨(Y₂O₃), 이트륨 알루미늄가넷(YAG), 산화유로퓸(Eu₂O₃), 산화가드늄(Gd₂O₃), 산화디스프로슘(DY₂O₃), 산화사마륨(Sm₂O₃) 혹은 산화세륨(Ce₂O₃)의 층을 표면층으로서 소성하는 경우에, 알루미나계 기재와 표면층과의 중간조성을 가지는 중간층을 개재시켜서 소성하여, 적층 소결체의 상태를 검토한 결과, 산화에르븀, 산화이트륨, 이트륨 알루미늄가넷의 경우는 박리 등의 발생이 인정되지 않는다. 한편, 산화유로퓸, 산화가드늄, 산화디스프로슘, 산화세륨의 경우는, 2층이상 설치하면 수율의 향상이 인정되고, 4층이상으로 하면 수율이 90%를 초과한다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 알루미나계 기재, 중간층 및 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 함유하는 표면층의 일체화하는 방법으로서는, 예를 들면 (a)알루미나 성분측과, 알루미나성분 및 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 소결체, (b)알루미나계 기재면에 대한 중간층 및 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 화학기상성장법에 의한 성막과 소성, 혹은 (c)물리기상성장법(감압CVD법, 플라즈마CVD법, 이온플레이팅법, 스패터링법 등)에 의한 성막과 소성 등의 수단을 들 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 기재가 본질적으로 알루미나질 소결체로 형성되고, 플라즈마에 쬐이는 표면이 완충체층을 거쳐서 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물 소결체로 피복된 구성을 채택하고 있다. 즉, 구부림강도나 파괴인성 등 기계적 강도가 뛰어난 알루미나질 소결체를 기재로 하는 한편, 플라즈마에 쬐이는 기재표면을 내플라즈마성이 뛰어난 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물로 피복한 구성으로 하고 있다. 더구나, 기재면과 주기율표 ⅢA족원소의 산화물질층과의 사이에는, 기재 및 피복 산화물질층의 열팽창·수축차를 완화하는 중간층을 삽입한 구성으로 되어 있다.

[제 2실시형태]

본 발명의 제 2실시형태에 대하여 설명한다.

이 실시형태는, 알루미나계 기재의 적어도 플라즈마에 쬐이는 표면이, 중간층을 거쳐서 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 포함하는 표면층으로 형성되어 있는 것이며, 이 표면층에 있어서의 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 함유량이 70중량% 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 것이다. 이 표면층에 있어서의 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 함유량이 70중량% 미만에서는, 내식성이 불충분하며, 보다 바람직한 범위는 90% 이상이다.

상기 중간층 및 상기 표면층에 있어서의 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 함유량이, 각 층의 깊이방향으로 연속적으로 변화하고 있는 것인 것이 특히 바람직하다.

또, 상기 중간층 및 상기 표면층에 있어서, 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 함유량의 깊이방향의 50μm마다의 변화율이 30% 이하인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 실시형태에 있어서, 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물로서는, 이트륨 알루미늄가넷이 특히 바람직하다.

소성체 내부에서 소성체 표면으로 향해서 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 함유량이, 경사적으로 증가하고 있어서, 깊이방향의 50μm마다의 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 함유량의 변화율이 30% 이하로 함으로써, 높은 내플라즈마성을 유지할 수 있고, 알루미나계 기재와 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 소성수축차나 열팽창차에 기인하는 크랙의 발생을 억제할 수 있다. 여기서, 50μm마다의 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 함유량의 변화율이 30% 이상에서는, 표면에서 깊이 100μm까지의 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 함유가 적게 되기 때문에, 내식성이 나빠진다. 또, 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 함유량의 변화가 크면, 소성수축차나 열팽창차가 크게 되기 때문에, 크랙이 발생하기 쉽게 된다. 50μm마다의 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 함유량의 변화율이 10% 이하가 보다 바람직하다.

이와 같이, 알루미나계 기재, 중간층 및 표면층의 조성을 연속적으로 변화하도록 형성하는데는, 예를 들면 다음과 같은 방법을 채용함으로써 실현할 수 있다.

즉, 표면층 재료로서 이트륨 알루미늄가넷를 예로 들어 설명하면, 알루미나 분말과, 이트륨 알루미늄가넷원으로서의 염화이트륨, 초산이트륨, 질산이트륨 등의 이트륨화합물에, MgO원으로서 황산마그네슘 질산마그네슘 등의 마그네슘 화합물을 가하고, 수중에서 혼합하여 원료슬러리를 얻는다. 다음에 얻어진 슬러리에 성형조제를 가하여, 스프레이 드라이어 등으로 조립(造粒)하여 가압성형이나, 주입성형, 압출성형, 성출성형 등 공지의 수단으로 성형체를 얻는다. 얻어진 성형체에 필요에 따라서, 탈지 후, 공기중, 환원성 분위기중, 혹은 진공중 등에서, 1600∼1850℃에서 소성함으로써, 소성과정에서 이트륨 알루미늄가넷이 생성하여 소소결체 내부에서 표면으로 향해 이트륨 알루미늄가넷이 용출하고, 이트륨 알루미늄가넷 함유량이 경사적으로 증가한 소성체를 얻을 수 있다.

이 제조방법에 있어서, HIP 혹은 HP 등의 수단으로 가압소성하여, 기공이 적은 소결체를 얻는 것도 가능하다.

[제 2실시형태]

본 발명의 제 2실시형태에 대하여 설명한다.

이 실시형태는, 알루미나계 기재와 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 함유하는 표면층과의 사이에, 조밀질한 구조를 취하는 중간층을 넣음으로써, 알루미나계 기재와 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 함유하는 표면층과의 열팽창차를 완화하고, 크랙이 없는 코팅부재를 제조하는 것을 가능하게 하는 것이다.

즉, 알루미나에 기공율 0.1% 이하의 치밀질한 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 코팅하면, 소성시의 선팽창율차에서 잔류응력이 발생하여 소성쌍에 크랙이 발생하므로, 이 것을 회피하기 위해 본 실시형태에서는, 중간층으로서 기공율이 0.2∼5%의 조밀질 세라믹스층을 채용하는 것이다.

이 조밀질 세라믹스층인 중간층의 재료로서는, 알루미나계 기재와 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 함유하는 표면층과 각각 친화성을 가지는 세라믹스 재료층이 바람직하고, 구체적으로는 알루미나계 재료층, ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물층, 혹은 이들의 혼합층 등으로 구성하는 것이, 보다 크랙발생을 방지할 수 있는 점에서 바람직하다.

이와 같은 조밀질 세라믹스층을 형성하는 데는, 원료분의 입자경 및 형상을 제어하는 수단을 채용하는 것이 바람직하다.

또, 본 실시형태에 있어서, 기공율은 샘플의 단면사진을 화상해석하는 수단으로 측정할 수 있다.

[제 4실시형태]

이하에 본 발명의 제 4실시형태에 대하여 설명한다.

본 실시형태에서는, ⅢA족원소로 이루는 산화물 혹은 복합산화물을 함유하는 표면층의 기공율을 제어함으로써, 알루미나계 기재와, ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 수축율차 및 열팽창율차를 완화하고, 소성 후의 크랙발생을 방지하는 것이다.

즉, 알루미나 표면에, 0.01mm 이상의 고농도의 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 함유하는 층을 형성하는 방법으로서는, (1)소성전에 알루미나 조립분과 ⅢA족원소의 산화물분을 나눠서, 충전 성형하고, 소성함으로써, 알루미나 표면에 고농도의 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 층을 형성하는 방법, 및 (2)알루미나 조립분을 성형 가소(假燒)하고, 이 가소체에 YAG의 슬러리를 도포한 후, 소성하는 방법 등이 있다. 그러나, 알루미나계 기재와 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 소성시의 수축율차 및 열팽창율차가 다르기 때문에, 소성 후에 크랙이 발생하기 쉽다. 그래서, 이것을 회피하기 위해, 표면층의 기공율을 제어함으로써, 크랙의 발생을 저지하고자 하는 것이다.

본 실시형태에 있어서, ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 함유하는 표면층을, 기공율 0.2∼5%의 조밀질 세라믹스층을 채용함으로써, 크랙의 발생이 저지된다.

본 실시형태에 있어서, 상기 기공율이 0.2% 이하에서는, 표면층이 치밀질로 되어 크랙이 발생한다. 한편, 표면층의 기공율이 5% 이상에서는, 기공이 기재인 알루미나에 관통하고, 알루미나가 선택적으로 에칭되어, ⅢA족 혹은 ⅢA족 복합산화물의 층이 박리하고, 파티클 발생의 원인이 된다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 기공율의 측정수단으로서는, 상술한 제 3실시형태에 있어서 설명한 방법을 채용할 수 있다.

또, 표면층의 기공율을, 본 실시형태의 범위에 제어하는 수단으로서는, 원료분의 입자경의 제어, 또는 이형상의 입자를 첨가하는 기포재를 첨가하는 등의 방법을 채용함으로써 실현할 수 있다.

[기타 변형예]

상기 구성에 수반하여, 플라즈마 분위기에 쬐이는 부재로서의 사용에 있어서, 열적인 영향·작용에 의한 피복층의 박리나 세정조작 등에서의 손상·손괴의 발생이 해소되고, 또, 파티클오염을 발생할 우려도 없어진다. 따라서, 제조장치 내지 반도체의 제조비 상승을 억제 방지하면서, 성막의 질이나 정밀도 등에 악영향을 주지않고, 성능이나 신뢰성이 높은 반도체의 제조·가공에 효과적으로 기여한다.

(실시예)

이하, 본 발명을 실시예에 의해 설명한다.

(실시예 1)

순도 99.5%, 평균입경 0.3μm의 알루미나입자 및 순도 99.5%, 평균입경 0.3μm의 이트리어(Y₂0₃)입자를 표 2에 나타내는 바와 같은 조성비(중량%)로 선택하고, 이들의 성분계 100중량부 당, 적량의 이온교환수 및 폴리비닐 알코올 랄 2중량부를 가하고, 볼밀방식에 의해 12시간교반·혼합하여 7종의 슬러리를 조제한다. 이어서, 상기 조제한 각 슬러리를 각각 스프레이 드라이어에 의해, 입경 100μm정도의 조립분으로 하였다.

시료	알루미나입자	이트리어입자
1a	100	-
1b	99	1
1c	95	5
1d	90	10
1e	50	50
1f	20	80
1g	-	100

상기에서 얻은 조립분 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g를, 이 순위로 금형내에 적층적으로 충전하고, 일축프레스로, 98.1MPa(10000kgf/cm²)의 압력으로 성형하고, 두께 10mm, 폭 100mm, 길이 100mm의 성형체를 얻었다. 이 성형체를 1600∼1900℃의 온도로, 2시간 소결·소성처리를 행하고, 알루미나질(기재)-알루미나 및 이트리아질 혼합계(중간층)-이트리아질의 적층형 소결체를 얻었다. 이어서, 이 적층형 소결체의 이트리아질 표면의 연마를 행하고, 표면조도(Ra) 0.01μm 이하로 가공하였다.

그후, 상기 적층형 소결체에서 두께 2mm, 10×10mm각의 시험편을 절출하여, 평행평판형 RIE장치에 부착, 주파수 13.56MHz, 고주파소스 500W, 고주파 바이어스 40W, 가스유량 CF₄=100cc/min, 가스압 0.5332Pa(4mTorr), 플라즈마밀도 1.7×10¹¹atoms/cm³, 이온충격 에너지88eV라는 과혹한 조건으로, 플라즈마 폭로시험을행하고, 에칭레이트를 구한 바, 10nm/h이었다. 또, 이 적층형 소결체는, 세정조작 등의 취급과정에서, 손상 등을 일으키지 않고 기계적인 내구성도 뛰어나고 있었다.

또한, 상기 적층형 소결체는, 두께 7mm의 알루미나질 기재, 두께 0.1mm의 알루미나질의 적층체였다. 또, 알루미나질 기재 및 중강층을 이루는 원료분말의 비표면적의 관계는, 이트륨 알루미늄가넷: 3m²/g, 알루미나: 5m²/gduTek.

(실시예 2∼7)

상기 실시예 l의 경우에 있어서, 이트리아입자 대신에, 산화에르븀…Er₂O₃(실시예 2), 산화란탄…La₂O₃(실시예 3), 산화세륨…Ce₂O₃(실시예 4), 산화유로븀…Eu₂O₃(실시예 5), 산화디스프로슘…Dy₂O₃(실시예 6), 이트륨 알루미늄가넷(실시예 7)을 사용한 외는, 상기와 동일한 조건으로 하고, 각각 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g에 대응하는 7종의 조립분을 제작한다. 그후, 그들의 조립분을 소정의 순위로 금형내에 적층적으로 충전하고, 일축프레스로 98.1MPa(1000kgf/cm²)의 압력으로 성형하고, 두께 10mm, 폭 100mm, 길이 100mm의 성형체를 각각 얻었다.

이들의 성형체를 1600∼1800℃의 온도로, 2시간 소결·소성처리를 행하고, 알루미나질을 기재-알루미나 및 산화란탄질 혼합계-산화란탄질의 적층형 소결체 등을 각각 얻었다. 이어서, 이들 적층형 소결체의 산화란탄질 등의 표면연마를 행행하고, 표면조도(Ra) 0.01μm 이하로 가공한다. 또한, 이들 적층형 소결체는,두께 7mm의 알루미나질 기재, 두께 0.1mm의 중간층 및 두께 0.1mm의 피복층의 적층체였다. 또 1은, 이들 적층형 소결체 중, 이트륨 알루미늄가넷(실시예 7)을 사용하고, 실시예 1에 있어서의 조립자 1e에 상당하게 하여 구성한 경우의 적층단면 구조를 나타내는 전자현미경 사진이다. 도 1에 있어서, A는 알루미나질 기재층, B는 중간층, C는 이트륨 알루미늄가넷층에, 각각 대응한다.

그후, 상기 각 적층형 소결체에서 두께 2mm, 10×10mm각의 시험편을 절출하고, 평행편판형 RIE장치에 부착하고, 주파수 13.56MHz, 고주파소스 500W, 고주파바이어스 40W, 가스유량 CF4=100cc/min, 가스압 0.5332Pa(4mTorr), 플라즈마밀도 1.7×10¹¹atoms/cm³, 이온충격 에너지 88eV라는 과혹한 조건으로, 플라즈마 폭로시험을 행하고, 에칭레이트를 구한바, 표 3에 나타내는 바와 같았다. 또, 이들의 적층형 소결체는, 어느 것이나 세정조작 등의 취급과정에서, 손상 등을 일으키지 않고 기계적인 내구성도 뛰어나고 있었다.

시 료	에칭레이트
실시예 2	15nm/h
실시예 3	20nm/h
실시예 4	15nm/h
실시예 5	10nm/h
실시예 6	10nm/h
실시예 7	10nm/h

(실시예8∼10, 비교예1∼2)

순도 99.99%의 알루미나분에, 순도 99.99%의 이트륨 알루미늄가넷분말을 표 4에 나타낸 량을, MgSO₄·7H₂O를 0.1wt% 첨가하여 물에 혼합하고, 성형용 바인더를 가하여 스프레이 드라이어로 조립하였다. 얻어진 조립분을 98.1MPa(1000kgf/cm²)로 판형으로 성형한 후, 1100℃로 탈지 후, 수소분위기 중에서, 표에 나타낸 온도로 소성함으로써, 소성체 내부에서 표면으로 향해 이트륨 알루미늄가넷량이 경사적으로 증가하여 가는 세라믹 소결체를 얻었다.

얻어진 소결체를 10×10×2mm로 가공하고, 편면을 경면가공하였다. 이 시료의 반을 불소수지테이프로 마스킹하고, 헬리콘 플라즈마장치로 CF₄플라즈마가스로 2시간 에칭하였다. 가스압력은, 1.33Pa(10mTorr), 고주파전력 500W의 조건으로 실시하였다. 에칭 후, 단차측정기로 마스킹면과 폭로면의 단차를 측정함으로써 에칭레이트를 산출하였다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.

또, 상기 방법으로 얻어진 소결체를 20×20×2mm로 가공하고, 400℃로 가열유지된 대기로 중에 10분간 넣고, 노외로 꺼내서 실온까지 냉각하는 히트사이클을 100회 행하고 크랙의 유무를 확인하였다. 그 결과를 표 4에 합쳐서 나타낸다.

실시예번호	YAG첨가량	소성온도	표면YAG피복율	50μm마다의 YAG함유량의변화율	에칭레이트(nm/h)	히트사이클에서의크랙발생
실시예8	10wt%	1800℃	90%	20%	10	없음
실시예9	10wt%	1780℃	70%	20%	20	없음
비교예1	10wt%	1750℃	50%	20%	80	없음
실시예10	5wt%	1800℃	90%	30%	15	없음
비교예2	3wt%	1800℃	90%	50%	30	있음

(실시예 11)

알루미나의 원료분, MgO, 순수, 알루미나볼을 포트에 넣고, 12시간 포트를 회전시켜서, 혼합 및 해쇄(解碎)를 행하였다. 얻어진 슬러리를 스프레이 드라이어로, 입경 100μm정도의 조립분으로 하였다. 이 알루미나 조립분을 CIP(압력은 14.7MPa)에 의해, ψ80х10t의 형태로 성형하고, 900℃소성, 가소체로 하였다.

또, 알루미나의 원료분, YAG분, 분산매, 순수, 알루미나볼을 포트에 넣고, 12시간 포트를 회전시켜서, 혼합 및 해쇄를 행하고 YAG슬러리를 만들었다.

상기 공정에서 얻어진 알루미나의 가소체에, YAG와 알루미나의 혼합슬러리 및 YAG슬러리를 순차 스프레이에 의해 도포하고, 50℃로 12시간 건조 후, 재차 가소하였다.

이렇게 하여 코팅한 가소체를 1700∼1850℃로 4시간 소성하였다.

그 결과, 도 3에 나타내는 단면의 소성체가 얻어졌다.

이렇게 하여 얻어진 가소체에서, 두께 2mm, 10×10mm각의 시험편을 절출하고, 평행평판형 플라즈마 에칭장치에 부착하고, 주파수 13.56MHz, 고파수소스 500W, 고파수 바이어스 40W, 가스유량 CF₄=100cc/min, 가스압 0.5332Pa(4mTorr), 플라즈마밀도 1.7×10¹¹atoms/cm³, 이온충격 에너지 88eV라는 과혹한 조건으로, 플라즈마 폭로시험을 행하였다.

또, 얻어진 시료에 대해서, 이것을 건조기에 넣고 170℃로 15분간 유지한 후, 25℃의 알루미나판 위에 이 시료를 놓고, 크랙이 들어갈 때까지 이 조작을 반복하는 히트사이클시험을 행하였다.

이들의 결과를 표 5에 나타낸다.

실시예번호	코팅	에칭레이트	히트사이클시험
비교예3	알루미나단일체	100nm/h	-
실시예11	알루미나+YAG코트	10nm/h	200회 이상

(실시예 12)

알루미나의 원료분, MgO, 순수, 알루미나볼을 포트에 넣고, 12시간 포트를 회전시켜서, 혼합 및 해쇄를 행하였다. 얻어진 슬러리를 스프레이 드라이어로, 입경 100μm정도의 조립분으로 하였다. 이 알루미나 조립분을 CIP(압력은 147.0MPa(1500kg/cm²))에 의해, ψ80х10t의 형태로 성형하고, 900℃소성, 가소체로 하였다.

한편, YAG분, Y₂O₃분, Er₂O₃분, La₂O₃분, Ce₂O₃분, Eu₂O₃분 및 Dy₂O₃분 각각에 분산매 및 순수를 혼합하여, 알루미나볼과 함께 포트에 넣고, 12시간 포트를 회전시켜서, 혼합 및 해쇄를 행하고 슬러리를 얻었다.

상기 알루미나의 가소체에, 이 YAG 등을 포함하는 슬러리를 스프레이에 의해 도포하고, 50℃로 12시간 건조 후, 재차 가소하였다.

이렇게 코팅한 가소체를 1700∼1850℃로 2시간 소성하였다.

그 결과, 도 4에 나타내는 단면의 소성체가 얻어졌다. 도 4에서 보여지는 바와 같이, 기공율 0%의 치밀질 YAG 등의 층을 가지는 것은 크랙이 발생하고 있으나, 기공율 0.3%의 치밀질의 YAG층을 가지는 것은 크랙이 발생하지 않았다.

이 소성체를 평행평판형 플라즈마 에칭장치를 이용하여 이하의 조건으로 플라즈마 폭로시험을 행하였다. 즉, 이 소결체에서 두께 2mm, 10×10mm각의 시험편을 절출하고, 평행평판형 RIE장치에 부착하고, 주파수 13.56MHz, 고파수소스 500W, 고파수 바이어스 40W, 가스유량 CF₄=100cc/min, 가스압 0.5332Pa(4mTorr), 플라즈마밀도 1.7×10¹¹atoms/cm³, 이온충격 에너지 88eV라는 과혹한 조건으로, 플라즈마 폭로시험을 행하고, 에칭레이트를 구하였다.

그 결과를, 표 6에 나타낸다.

실시예	표층재료	에칭레이트
실시예12	YAG	10nm/h
실시예13	Y₂O₃	10nm/h
실시예14	Er₂O₃	15nm/h
실시예15	La₂O₃	20nm/h
실시예16	Ce₂O₃	15nm/h
실시예17	Eu₂O₃	10nm/h
실시예18	Dy₂O₃	10nm/h

본 발명은, 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지의 변형을 채용할 수 있다. 예를 들면, 알루미나질 기재의 두께나 형상, 중간층의 재질·조성, 피복층을 이루는 ⅢA족원소의 산화물질층의 재질, 두께 등, 허용되는 범위에서 적의 변경할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 제 1 내지 제 3의 본 발명에 의하면, 구부림강도나 파괴인성 등 기계적인 강도가 뛰어난 알루미나계 소결체를 기재로 하는 한편, 플라즈마에 쬐여지는 기재표면을 내플라즈마성이 뛰어난 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물로 피복한 구성으로 하고, 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 함유하는 표면층과의 사이에는, 기재 및 피복 산화물질층의 열팽창·수축차를 완화 내지 밀착성에 기여하는 중간층을 삽입한 구성으로 함으로써, 기계적인 강도가 보강되고, 또한 저압고밀도 플라즈마폭로에 대해서도 충분히 견디는 내플라즈마성 부재를 실현할 수 있었다.

또, 제 2의 본 발명에 의하면, 알루미나계 기재표면에 특정의 기공율을 가지는 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 소결체층을 형성함으로써, 동일하게 내플라즈마성에 뛰어난 부재를 실현할 수 있었다.

이와 같이, 본 발명의 내플라즈마성 부재는, 플라즈마 분위기에 쬐여지는 부재로서의 사용에 있어서, 열적인 영향·작용에 의한 피복층의 박리나 세정조작 등에서의 손상·손괴의 발생이 해소되는 등, 뛰어난 내구성을 가지는 부재로서 기능하므로, 반도체 제조장치의 장수명화 등에 기여한다.

또, 파티클오염이 발생할 우려도 없어지기 때문에, 반도체의 신뢰성향상, 수율의 향상 등도 도모된다. 따라서, 제조장치 내지 반도체의 제조비 상승을 억제 방지하면서, 성막의 질이나 정밀도 등에 악영향을 주지 않고, 성능이나 신뢰성이 높은 반도체의 제조·가공에, 효과적으로 기여한다.

Claims

알루미나계 기재의 적어도 플라즈마에 쬐여지는 표면이, 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 포함하는 표면층으로 형성되고, 양자의 열팽창차를 완충하는 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 부재.
제 1항에 있어서,

알루미나계 기재의 적어도 플라즈마에 쬐여지는 표면이, 중간층을 거쳐서 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 포함하는 표면층으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 부재.
제 2항에 있어서,

상기 중간층이 10∼80중량%의 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물 및 90∼20중량%의 알루미나로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 부재.
제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,

상기 알루미나계 기재 및 상기 알루미나계 기재표면에 형성된 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 포함하는 층의 1600∼1900℃에 있어서의 열수축율차가 3% 이하인 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 부재.
알루미나계 기재의 적어도 플라즈마에 쬐여지는 표면이, 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 포함하는 표면층으로 형성되고, 양자의 열팽창차를 완충하는 수단이 설치되어 있는 것이며, 이 표면층에 있어서의 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 함유량이 70중량% 이상인 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 부재.
제 5항에 있어서,

알루미나계 기재의 적어도 플라즈마에 쬐여지는 표면이, 중간층을 거쳐서 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 포함하는 표면층으로 형성되어 있는 것이며, 이 표면층에 있어서의 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 함유량이 70중량% 이상인 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 부재.
제 5항 또는 제 6항에 있어서,

상기 중간층 및/또는 상기 표면층에 있어서의 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물의 함유량이, 각 층의 깊이방향으로 연속적으로 변화하고 있는 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 부재.
제 7항에 있어서,

상기 중간층 및/또는 상기 표면층에 있어서, 주기율표 ⅢA족원소의 산화물혹은 복합산화물의 함유량의 깊이방향의 50μm마다의 변화율이 30% 이하인 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 부재.
알루미나계 기재와, 기공율이 0.1% 이하의 치밀질의 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 포함하는 표면층과, 이들의 양층의 중간에 위치하는 기공율이 0.2∼5%의 조밀질 세라믹스층으로 이루는 중간층을 가지는 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 부재.
상기 치밀질의 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 포함하는 표면층의 두께가, 0.01∼0.50mm인 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 부재.
알루미나계 기재와, 이 알루미나계 기재의 표면에 형성된 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 포함하는 표면층으로 이루고, 이 알루미나계 기재의 표면에 형성된 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 포함하는 표면층의 기공율이 0.2∼5%인 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 부재.
제 11항에 있어서,

상기 알루미나계 기재의 표면에 형성된 주기율표 ⅢA족원소의 산화물 혹은 복합산화물을 포함하는 표면층의 두께가 0.01∼0.50mm인 것을 특징으로 하는 내플라즈마성 부재.