KR20070044508A - 플라즈마 처리 용기내 복합막 피복 부재 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 내플라즈마에로젼성이 우수한 플라즈마 처리 용기내 복합막 피복 부재와, 그 제조 방법을 제안하는 것이다.

기재의 표면에 금속 피막의 언더코트와, 그 위에 형성된 Al₂O₃ 또는 Al₂O₃과 Y₂O₃의 혼합물로 이루어지는 중간층을 개재시킨 후, 그 위에 톱코트로서 형성되는 Y₂O₃ 용사 피막을 설치하여 이루어지는 복합 피막에 의해 피복되어 있는 플라즈마 처리 용기내 복합 부재와 그 제조이다.

플라즈마 처리, 용기, 내부재, 금속 피막, 용사 피막

Description

플라즈마 처리 용기내 복합막 피복 부재 및 그 제조 방법 {MIXTURE LAYER COATED MEMBER IN PLASMA PROCESSING CONTAINER AND PRODUCTION METHOD THEREFOR}

본 발명은 내플라즈마에로젼성(plasma erosion resistance)이 우수한 플라즈마 처리 용기내 복합막 피복 부재와 그 제조 방법에 관한 것이다.

특히 본 발명은 할로겐 원소를 함유한 처리 가스의 플라즈마 분위기에 있어서, 플라즈마 처리가 행해지는, 예컨대 데포실드, 배플 플레이트, 포커스링, 인슐레이터링, 실드링, 벨로우즈커버, 전극 등의 부재에 적용할 수 있는 기술에 대한 제안이다.

또, 본 발명은 또한 단순히 반도체 제조 장치의 분야에만 한정되는 것은 아니며, 예컨데 액정 디바이스 등의 플라즈마 처리 용기내 부품에 대해서도 적용이 가능하다. 이하, 주로 반도체 제조 장치의 예에서 설명한다.

일반적으로, 반도체 및 액정 디바이스 등의 제조 프로세스에서는, 처리 용기내에서 BF₃이나 NF₃과 같은 플루오르화물, BCl₃이나 SnCl₄ 등의 염화물, HBr과 같은 브롬화물을 비롯한 처리 가스류를 사용하므로, 처리 용기내의 각종 부재가 현저하 게 부식손모하는 문제가 있었다.

예컨대, 반도체 제조 장치의 플라즈마 처리 용기내에 사용되는 재료로서는 Al 및 Al 합금 등의 금속 재료, 그 표면에 피복된 Al의 양극 산화막, 혹은 붕소 카바이드 등의 용사 피막, Al₂O₃이나 Si₃N₄ 등의 소결체 피막, 또는 플루오르수지나 에폭시수지 등의 고분자 피막이 알려져 있다. 이들의 재료는 부식성이 강한 할로겐 이온에 접촉하면, 화학적 손상을 받거나, SiO₂, Si₃N₄ 등의 미립자, 및 플라즈마에 의해 여기된 이온에 의해 에로젼 손상을 받는 것이 알려져 있다.

특히, 할로겐 화합물을 사용하는 프로세스에서는 반응의 보다 한층의 활성화를 도모하기 위해 때때로 플라즈마가 사용된다. 그러나 이와 같은 플라즈마 사용 환경하에서는 할로겐 화합물은 해리하여 대단히 부식성이 강한 원자상(原子狀)의 F, Cl, Br, I 등을 발생하는 동시에, 그 환경중에 SiO₂나 Si₃N₄, Si, W 등의 미분말상 고형물이 존재하면, 플라즈마 처리 용기내에 사용되고 있는 부재는 화학적 부식과 함께 미립자에 의한 에로젼 손상의 양쪽의 작용을 강하게 받는 것이 된다.

게다가, 플라즈마가 발생하고 있는 환경은, Ar 가스와 같이 부식성이 없는 기체라도 이온화하여, 이것이 고체면에 강하게 충돌하는 현상(이온봄바르드먼트)이 발생하므로, 상기 용기내에 배열 설치되어 있는 각종 부재는 보다 한층 강한 손상을 받는 것도 알려져 있다.

상술한 반도체 제조 장치와 같이, 화학적 부식이나 에로젼 손상이 격심한 분 야에서 이용되는 하기의 종래 부재에 대해서는, 다음과 같은 문제점이 있었다.

(1) Al 및 Al 합금을 양극 산화하여 부식성을 갖는 Al₂O₃막(알루마이트)을 생성시킨 재료에 대해서는, 할로겐 가스를 함유한 분위기 중에서 플라즈마에로젼을 받으면 수명이 짧아지는 문제가 있다. 또한, Al을 함유한 피막이므로, AlF₃의 파티클이 발생하여 제조하는 반도체의 제품 불량을 초래한다.

(2) 부재 표면에, PVD법이나 CVD법에 의해 Sc, Y, La, Ce, Yb, Eu, Dy 등의 주기율표 제3a족 원소의 산화물, 탄화물, 질화물, 플루오르화물 등의 치밀한 피막을 형성하거나, Y₂O₃의 단결정을 적용하는 기술이 있다(특허문헌 1). 그러나, 이 기술은 성막 속도가 느려 생산성이 떨어지는 외에, 복수의 피막 부재를 동시에 형성(복합 피막)할 수 없다는 결점이 있다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평10-4083호 공보

그래서, 본 발명의 목적은, 할로겐 가스가 함유되는 환경에 의한 화학적 부식에 의한 손상 및 플라즈마에로젼에 의한 손상에 대한 저항력이 큰 플라즈마 처리 용기 등에 이용되는 복합막 피복 부재와, 그 유리한 제조 방법을 제안하는 것에 있다.

본 발명은 종래기술이 안고 있는 상술한 문제 및 결점을 이하에 요약하여 서술하는 해결수단의 채용에 의해 극복한 것이다. 즉, 본 발명을 정리하면 다음과 같다.

(1) 본 발명은, 기재의 표면에, 그 기재 표면에 형성된 Al₂O₃과 Y₂O₃의 혼합 용사 피막으로 이루어지는 중간층, 및 이 중간층 상에 형성된 Y₂O₃ 용사 피막으로 이루어지는 복합막을 설치한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기내 복합막 피복 부재이다.

(2) 상기 기재 표면과 중간층 사이에 내할로겐 가스 부식성이 강한 금속의 용사 피막으로 이루어지는 언더 코트를 갖는 것이 바람직하다.

(3) 본 발명에 있어서, 상기 기재는 금속인 것이 바람직하다.

(4) 본 발명에 있어서, 상기 기재는 Al 또는 Al 합금인 것이 바람직히다.

(5) 상기 Y₂O₃ 용사 피막은 기공률이 0.2 내지 10 ％인 것이 바람직하다.

(6) 상기 Y₂O₃ 용사 피막은 순도가 95 % 이상의 Y₂O₃으로 이루어지는 것이 바람직하다.

(7) 또한, 본 발명은, 기재의 표면에, 직접 또는 내할로겐 가스 부식성이 강한 금속의 용사 피막으로 이루어지는 언더 코트를 형성한 후, Al₂O₃ 및 Y₂O₃을 용사하여 Al₂O₃과 Y₂O₃의 혼합 용사 피막으로 이루어지는 중간층을 형성하고, 이어서 그 중간층 상에 Y₂O₃을 용사하여 순도가 95 % 이상인 Y₂O₃ 용사 피막을 형성하여 복합화시켜 복합막을 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기내 복합막 피복 부재의 제조 방법을 제안한다.

(8) 다음에, 본 발명은 또한, 기재의 표면에, 그 기재 표면에 형성된 Al₂O₃ 용사 피막으로 이루어지는 중간층 및 이 중간층 상에 형성된 Y₂O₃ 용사 피막으로 이루어지는 복합막을 설치한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기내 복합막 피복 부재를 제안한다.

(9) 본 발명에 있어서는, 상기 기재 표면과 중간층 사이에 내할로겐 가스 부식성이 강한 금속의 용사 피막으로 이루어지는 언더 코트를 갖는 것이 바람직하다.

(10) 본 발명에 있어서, 상기 기재는 금속으로 하는 것이 바람직하다.

(11) 본 발명에 있어서, 상기 기재는 Al 또는 Al 합금으로 하는 것이 바람직하다.

(12) 본 발명에 있어서는, 상기 Y₂O₃ 용사 피막은 기공률이 0.2 내지 10 ％인 것이 바람직하다.

(13) 본 발명에 있어서는, 상기 Y₂O₃ 용사 피막은 Y₂O₃의 순도가 95 % 이상의 Y₂O₃으로 이루어지는 것이 바람직하다.

(14) 그리고, 본 발명은 또한, 기재의 표면에, 직접 또는 내할로겐 가스 부식성이 강한 금속의 용사 피막으로 이루어지는 언더 코트를 형성한 후, Al₂O₃을 용사하여 Al₂O₃ 혼합 용사 피막으로 이루어지는 중간층을 형성하고, 이어서 그 중간층 상에 Y₂O₃을 용사하여 순도가 95 % 이상인 Y₂O₃ 용사 피막을 형성하여 복합화시켜 복합막을 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기내 복합막 피복 부재의 제조 방법을 제안한다.

발명자들의 연구에 따르면, 종래기술이 안고 있는 상술한 과제에 대해 예의연구한 결과, 플라즈마 처리 용기 내부재의 손상은 할로겐 가스에 의한 화학적 부식에 의한 손상과, 플라즈마에로젼에 의한 손상을 생각할 수 있다. 특히, 이 부재가 플라즈마에 의해 여기된 할로겐을 함유한 분위기 중에서 사용되는 경우, 내플라즈마에로젼성을 기인으로 하는 손상을 방지하는 것이야말로 중요하며, 그러면 화학적 부식 방지에 대해서도 유효하게 작용한다는 식견을 얻었다. 그래서 본 발명에서는 주로, 내플라즈마에로젼성에 대해 유효한 피막의 형성에 대해 연구하였다. 그 결과로서, 위에 게재한 본 발명에 관한 부재와 그 제조 방법을 개발하였다.

즉, 상기 과제의 해결 수단으로서 개발한 본 발명은 금속, 세라믹스, 탄소 재료 등의 기재 표면에 용사법에 의해 Y₂O₃ 용사 피막을 형성하는 것을 기본으로 하는 것이다. 그리고, 본 발명은 이러한 부재가 사용되는 환경의 부식성이 강한 경우에는 상기 Y₂O₃ 용사 피막의 아래에, 내할로겐 가스 부식성이 강한 특성을 나타내는 금속의 층, 또한 중간층으로서 Al₂O₃ 층이나 Al₂O₃과 Y₂O₃과의 혼합물층을 설치하여 복합막을 형성시킨다. 이하, 본 발명에 관한 부재의 구성에 대해 상세하게 설명한다.

(1) 기재에 대해, 상기 용사 피막의 시공 대상이 되는 기재로서는 스테인레스강을 포함한 각종의 강, 알루미늄 및 알루미늄 합금, 텅스텐 및 텅스텐 합금, 티탄 및 티탄 합금, 몰리브덴 및 몰리브덴 합금 및 탄소 및 산화물계, 비산화물계 세라믹스 소결체 혹은 탄소질 재료 등이 적합하다.

또한, 구리 및 구리 합금은 플라즈마에로젼이나 할로겐 화합물에 의한 부식 작용에 의해 방출되어, 환경오염의 원인이 되므로 바람직하지 않다. 따라서, 만일 장치의 구성상, 구리 및 구리 합금의 사용이 필요한 경우는 전기 도금, 화학 도금, 증착 등의 수단으로 Cr, Ni 등으로 피복해 둘 필요가 있다.

(2) 피막 구성에 대해, 상기 기재 표면에의 피막의 형성은 기재를 블라스트 처리한 후, 필요에 따라서 우선 그 기재 표면에 언더코트로서, 내할로겐 가스 부식성이 강한 금속 재료로 이루어지는 피막을 용사 처리하여 형성하고, 그 언더코트 상에 Al₂O₃ 혹은 Al₂O₃과 Y₂O₃과의 혼합물을 용사하여 중간층을 형성하고, 그 중간층 상에 Y₂O₃ 분말을 톱코트로서 용사하여 복합막으로 한 것이다. 이 경우에 있어서, 상기 금속 언더코트(용사 피막 등)는, 막두께는 50 내지 500 ㎛의 범위내로 한다. 이 언더코트가 50 ㎛보다 얇으면 언더코트로서의 작용 효과가 약하고, 한편 500 ㎛를 초과하는 두께에서는 효과가 포화하므로 장점이 없기 때문이다. 이러한 언더코트용 금속 재료로서는, 니켈(Ni) 및 니켈(Ni) 합금, 텅스텐(W) 및 텅스텐(W) 합금, 몰리브덴(Mo) 및 몰리브덴(Mo) 합금, 티탄(Ti) 및 티탄(Ti) 합금 등이 적합하다.

한편, 톱코트가 되는 Y₂O₃ 용사 피막은 기재 표면에 50 내지 2000 ㎛의 두께를 시공하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 50 ㎛보다 얇은 층에서는 플라즈마에로젼에 의한 손상의 방지에 대해 효과가 적고, 한편 2000 ㎛보다 두껍게 해도 효과가 포화하여 경제적이 아니기 때문이다.

또한, 톱코트의 Y₂O₃ 용사 피막의 기공율은 0.2 내지 10 %의 범위가 좋다. 0.2 % 이하의 피막은 용사법으로는 제조가 곤란하며, 또한 10 % 이상의 기공율의 피막에서는 내식성, 내플라즈마에로젼성이 떨어지기 때문이다.

(3) 부재 최표면층의 Y₂O₃ 용사 피막에 대해 본 발명의 가장 특징으로 하는 구성은, 기재의 최표층을, 할로겐 가스를 함유하는 분위기 중에서 내플라즈마에로젼성을 나타내는 재료로서 Y₂O₃를 채용하여, 이것을 용사층으로서 피복 형성하는 것에 있다. 즉, 본 발명자들의 연구에 따르면, Y₂O₃은 비중이 4.84, 융점이 2410 ℃로, 산소와의 화학적 결합력이 강하기 때문에, 할로겐 가스를 함유한 분위기 중에서 플라즈마에로젼 작용을 받아도 안정된 상태를 유지할 수 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 있어서, 이 Y₂O₃ 순도는 95 % 이상인 것을 사용하는 것이 필요하며, Fe, Mg, Cr, Al, Ni, Si 등의 불순물이 산화물로서 함유되어 있으면 내에로젼성이 저하되므로 바람직하지 않다. 98 % 이상의 순도의 것이 보다 바람직하다.

또한, 이 Y₂O₃ 용사 피막의 바로 아래에 형성시키는 중간층의 Al₂O₃은 화학적으로 안정된 데다가, 대기 플라즈마 용사나 감압 플라즈마 용사 환경하에 있어서도 변화가 적고, Y₂O₃의 내플라즈마에로젼성을 보상하는 작용을 담당하는 것이다.

(4) 피복 방법

용사 피막의 형성

본 발명에 있어서는, 최표층 톱코트는 Y₂O₃ 피막은 용사 피막이다. 그리고 바람직하게는 이 톱코트 용사 피막 아래에는 이 피막을 더욱 강화하는 의미에서, 전체의 피막 구성을 다음과 같은 다층 구조로 하는 것이 바람직하다.

즉, 기재의 표면에 금속 용사 피막의 언더코트를 시공한 후, 그 위에 Al₂O₃ 용사 피막 혹은 경사 배합에 관한 Al₂O₃와 Y₂O₃의 혼합물 용사 피막을 중간층으로서 시공하고, 또한 그 위에 톱코트로서, Y₂O₃ 용사 피막을 형성하여 복합화시키는 것이다.

이와 같은 복합막 구성이 바람직한 이유는, 금속 용사 피막에 비교하여 내식성, 내플라즈마에로젼성이 우수한 Al₂O₃을 중간층으로서 형성함으로써 용사 피막을 다층 구조화할 수 있고, 피막의 관통기공을 적게 하여 내식성, 내에로젼성을 향상시킬 수 있기 때문이다. 게다가, 중간층으로서의 Al₂O₃은 기재 또는 언더코트 및 톱코트의 양쪽 모두 양호한 밀착성을 발휘한다. 이 중간층은 또한 Al₂O₃과 Y₂O₃의 혼합물의 층으로 하는 것이 보다 바람직하고, 이 경우, 언더코트측의 Al₂O₃ 농도를 높게 하는 한편, 톱코트 측에서는 Y₂O₃ 농도가 높아지는 경사 배합에 관한 혼합층으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 중간층의 형성은 용사법을 채용하면 용이하게 시공할 수 있으므로, 중간층이 용사 피막으로서 형성되는 것은 바람직한 실시 형태라 할 수 있다. 또한 중간층의 두께는 톱코트의 Y₂O₃ 용사 피막과 동일한 범위가 적합하다.

본 발명에 있어서, 언더코트의 중간층의 Al₂O₃, Y₂O₃의 용사 피막을 형성하기 위해서는, 대기 플라즈마 용사법 또는 실질적으로 산소를 함유하지 않는 분위기 중에서의 플라즈마 용사법이 적합하지만, 고속 플레임 용사나 폭발 용사법에 의한 시공도 가능하다.

*(5) 본 발명에 관한 부재의 사용 환경에 대해

본 발명에 관한 부재 표면에 피복한 Y₂O₃ 용사 피막은 할로겐 화합물을 함유한 분위기하에 있어서 발생하는 플라즈마 환경하에서 사용하는 경우에 특히 유용하다.

물론, 할로겐 원소 또는 할로겐 화합물을 함유하지 않은 N₂, H₂ 등의 분위기하에 있어서의 플라즈마에로젼 작용에 대해서도 본 발명은 유효하며, 이 경우는 특히 할로겐을 함유하는 분위기에 비교하여 에로젼 손상이 완만함으로, 본 발명에 관한 피막 피복 부재는 장기간에 걸쳐서 안정된 성능을 발휘한다.

(시험 1)

이 시험은, 알루미늄제 시험편(치수: 폭 50 ㎜ × 길이 50 ㎜ × 두께 5 ㎜)의 편면을 블라스트 처리에 의해 조면화한 후, Y₂O₃ 용사 재료를 사용하여 Ar 가스로 분위기 압력을 50 내지 200 hPa로 제어한 감압 플라즈마 용사법에 의해 막두께 300㎛의 Y₂O₃ 용사 피막을 형성하여 Y₂O₃ 피막의 작용 효과를 확인하는 것이다.

또한, 알루미늄제 시험편의 편면에 대기 플라즈마 용사법에 의해, Ni-20 % Al 합금의 언더코트를 막두께 100 ㎛ 두께로 시공한 후에 상기 Y₂O₃를 톱코트로서 300 ㎛ 두께로 피복한 것에 대해서도 제작하였다.

그 후, 이들 시험편 표면에 형성되어 있는 Y₂O₃ 용사 피막의 기공율, 밀착 강도 및 열충격 시험(500 ℃로 유지되어 있는 전기로 중에서 20분간 가열을 한 후, 노밖에서 공냉의 조작을 1사이클로 하여 10 사이클 반복하는 시험)을 행하였다. 또한, 이 시험에서는 Al₂O₃의 용사 피막에 대해서도 같은 조건, 같은 공정에서 시험하였다.

표1은 이때의 시험 결과를 정리한 것이지만, Y₂O₃의 용사 피막을 형성한 것은, 시험편의 표면에 Y₂O₃ 피막을 직접 피복한 피막(No.1) 및 언더코트를 실시한 후에 Y₂O₃ 피막을 형성한 피막(No.2)을 양호한 밀착성과 내열충격성을 나타내고, Al₂O₃ 피막에 비교해도 전혀 손색이 없는 것을 알 수 있었다. 특히 감압 플라즈마 용사법으로 형성된 Y₂O₃ 피막은 대기 용사법의 피막에 비교하여 기공율이 적기 때문에 양호한 내식성도 기대할 수 있는 것을 알 수 있었다.

*[표1]

No.	용사법	피막의 구성		기공율 (%)	밀착 강도 (MPa)	열충격시험 외관 눈으로 봄
		언더코트	톱코트
1	대기 플라즈마	없음	Y2O3	5∼9	35∼38	박리없음
2		Ni-20Al	Y2O3	6∼8	38∼41	박리없음
3	감압 플라즈마	없음	Y2O3	0.2∼3	40∼41	박리없음
4		Ni-20Al	Y2O3	0.3∼4	40∼44	박리없음
5	대기 플라즈마	없음	Al2O3	8∼12	38∼42	박리없음
6		Ni-20Al	Al2O3	9∼12	35∼44	박리없음
7	감압 플라즈마	없음	Al2O3	0.5∼5	38∼44	박리없음
8		Ni-20Al	Al2O3	0.6∼7	39∼43	박리없음
(비고) (1) 피막 두께: 언더코트 100 ㎛, 톱코트 300 ㎛ (2) 밀착 강도 JIS H8666 세라믹 용사 피막 시험 방법 규정의 밀착 강도 시험법에 의함 (3) 열충격 시험: 500 ℃ × 20 min → 실온(공냉) 반복 10회 후의 외관 관찰

(시험 2)

본 시험은, 50 ㎜ × 100 ㎜ × 5 ㎜ 두께의 알루미늄제 기재를 사용하여, 표2에 나타낸 바와 같은 표면 처리를 시행한 후, 각각의 기재로부터 치수 20 ㎜ × 20 ㎜ × 5 ㎜의 시험편을 잘라내고, 또한 표면 처리면이 10 ㎜ × 10 ㎜의 범위가 노출되도록 다른 부분을 마스크하여, 하기 조건에서 20시간 조사하여 플라즈마에로젼에 의한 손상량을 감육 두께를 구하였다.

(1) 가스 분위기와 유량 조건

CF₄, Ar, O₂의 혼합 가스를 하기 조건의 분위기로 하였다.

CF₄/Ar/O₂ = 100/1000/10 (1분간당의 유량 ㎤)

(2) 플라즈마 조사 출력

고주파 전력: 1300 W

압력 : 133.3 Pa

그 시험 결과를 표2에 나타냈다. 본 표2에 나타내는 결과로부터 명백한 바와 같이, 현행기술에 의한 양극 산화 피막(No.8)을 비롯하여, B₄C 용사 피막 (No.10)은 어느 것이나 플라즈마에로젼에 의한 손상량이 커, 실용적이 아닌 것을 엿볼 수 있다. 단, Al₂O₃ 용사 피막(No.9)은 비교적 양호한 내플라즈마에로젼성을 나타내었다.

이에 대해, Y₂O₃ 용사 피막은 매우 우수한 내플라즈마에로젼성을 발휘하여, 할로겐 화합물을 함유한 분위기하에 있어서도 양호한 성능을 유지하는 것이 확인되었다.

[표2]

No.	용사법	표면 처리법	언더코트의 유무	에로젼 손실 깊이(㎛)
1	Y2O3 (99.9 %)	용사	유	6.2
2			무	6.1
3	Y2O3 (99.8 %)	용사	유	7.6
4			무	7.2
5	Y2O3 (99.5 %)	용사	유	6.5
6			무	6.3
7	Y2O3 (99.9 %)	PVD	무	6.6
8	Al2O3	양극 산화	무	39.5
9	Al2O3	용사	유	8.1
10	B4C	용사	유	28.0
11	석영	-	무	39.0
(비고) (1) 용사는 대기 플라즈마 용사법을 사용, 언더코트의 막두께 80 ㎛ Y2O3, Al2O3 등의 톱코트의 막두께는 200 ㎛로 성막 (2) 언더코트의 재질은 80 % Ni-20 % Al (3) 양극 산화는 JIS H8601 규정의 AA25에 준하여 성막시킨 것임

(실시예 1)

본 실시예에서는 폭 50 ㎜ × 길이 100 ㎜ × 두께 5 ㎜의 알루미늄제 기재 상에 언더코트로서 80 % Ni-20 % Al을 80 ㎛, 중간층으로서 Al₂O₃, 또는 Al₂O₃ 50 vol %/Y₂O₃ 50 vol %의 혼합물을 100 ㎛, 그 위에 Y₂O₃을 200 ㎛ 두께로, 각각 대기 플라즈마 용사법에 의해 성막한 후에, 시험 2의 조건과 동일한 플라즈마에로젼 시험을 실시한 예이다.

그 결과, 최표층부(톱코트)에 Y₂O₃ 용사 피막을 형성하고 있는 한, 중간층으로서 Al₂O₃, Al₂O₃/Y₂O₃ 혼합물층을 배열 설치해도 내플라즈마에로젼성에는 영향을 받지 않고, 20시간의 조사에서 6.1 내지 7.5 ㎛의 소실이 확인된 것에 지나지 않고, 다층 구조 피막은 충분한 성능을 발휘하는 것이 확인되었다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 이 금속질 기재, 또는 비금속질 기재 상에 직접, 또는 내할로겐 가스 부식성이 강한 금속의 용사 피막으로 이루어지는 언더코트를 시공한 후에, Al₂O₃ 혹은 Al₂O₃ + Y₂O₃의 중간층을 통해 그 위에 Y₂O₃ 용사 피막을 형성한 부재는, 할로겐 화합물을 포함하는 가스 분위기하에 있어서의 플라즈마에로젼 작용을 받는 환경하에서 사용한 경우에 우수한 저항성을 나타낸다. 이로 인해, 장시간에 걸쳐서 플라즈마 에칭 작업을 계속해도 챔버 내에는 파티클에 의한 오염이 적어, 고품질 제품을 효율적으로 생산하는 것이 가능해진다. 또한, 챔버 내의 파티클에 의한 오염 속도가 느려지므로 청정화 작업의 간격이 길어져 생산성의 향상을 기대할 수 있고, 플라즈마 처리 용기 내부재로서 매우 유효 하다.

Claims (14)

1. 기재의 표면에,

   그 기재 표면에 형성된 Al₂O₃과 Y₂O₃의 혼합 용사 피막으로 이루어지는 중간층, 및 이 중간층 상에 형성된 Y₂O₃ 용사 피막으로 이루어지는 복합막을 설치한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기내 복합막 피복 부재.
2. 제1항에 있어서, 상기 기재 표면과 중간층 사이에, 내할로겐 가스 부식성이 강한 금속의 용사 피막으로 이루어지는 언더 코트를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기내 복합막 피복 부재.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기재가 금속인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기내 복합막 피복 부재.
4. 제3항에 있어서, 상기 기재가 Al 또는 Al 합금인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기내 복합막 피복 부재.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 Y₂O₃ 용사 피막은 기공률이 0.2 내지 10 ％인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기내 복합막 피복 부재.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 Y₂O₃ 용사 피막은 순도가 95 % 이상의 Y₂O₃으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기내 복합막 피복 부재.
7. 기재의 표면에, 직접 또는 내할로겐 가스 부식성이 강한 금속의 용사 피막으로 이루어지는 언더 코트를 형성한 후, Al₂O₃ 및 Y₂O₃을 용사하여 Al₂O₃과 Y₂O₃의 혼합 용사 피막으로 이루어지는 중간층을 형성하고, 이어서 그 중간층 상에 Y₂O₃을 용사하여 순도가 95 % 이상인 Y₂O₃ 용사 피막을 형성하여 복합화시켜 복합막을 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기내 복합막 피복 부재의 제조 방법.
8. 기재의 표면에,

   그 기재 표면에 형성된 Al₂O₃ 용사 피막으로 이루어지는 중간층, 및 이 중간층 상에 형성된 Y₂O₃ 용사 피막으로 이루어지는 복합막을 설치한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기내 복합막 피복 부재.
9. 제1항에 있어서, 상기 기재 표면과 중간층 사이에 내할로겐 가스 부식성이 강한 금속의 용사 피막으로 이루어지는 언더 코트를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기내 복합막 피복 부재.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 기재가 금속인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기내 복합막 피복 부재.
11. 제10항에 있어서, 상기 기재가 Al 또는 Al 합금인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기내 복합막 피복 부재.
12. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 Y₂O₃ 용사 피막은 기공률이 0.2 내지 10 ％인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기내 복합막 피복 부재.
13. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 Y₂O₃ 용사 피막은 Y₂O₃의 순도가 95 % 이상의 Y₂O₃으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 용기내 복합막 피복 부재.
14. 기재의 표면에, 직접 또는 내할로겐 가스 부식성이 강한 금속의 용사 피막으로 이루어지는 언더 코트를 형성한 후, Al₂O₃을 용사하여 Al₂O₃ 혼합 용사 피막으로 이루어지는 중간층을 형성하고, 이어서 그 중간층 상에 Y₂O₃을 용사하여 순도가 95 % 이상인 Y₂O₃ 용사 피막을 형성하여 복합화시켜 복합막을 형성하는 것을 특징으 로 하는 플라즈마 처리 용기내 복합막 피복 부재의 제조 방법.