KR20090082149A - 세라믹 용사 부재, 그의 제조 방법 및 세라믹 용사 부재용 연마 미디어 - Google Patents

세라믹 용사 부재, 그의 제조 방법 및 세라믹 용사 부재용 연마 미디어 Download PDF

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하지메 나까노
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신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은, 기재 표면에 세라믹 용사막이 형성되어 있으며, 이 용사막 표면의 스플랫이 제거되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 세라믹 용사 부재를 제공한다.
본 발명은, 내플라즈마성을 높이기 위해 용사한 부재로부터의 웨이퍼로의 파티클 오염 수준을 감소시킴과 동시에, 반도체 제조 등의 할로겐 플라즈마를 사용한 공정에서의 안정적인 생산을 가능하게 한다.
세라믹 용사 부재, 웨이퍼, 세라믹 용사 부재용 연마 미디어

Description

세라믹 용사 부재, 그의 제조 방법 및 세라믹 용사 부재용 연마 미디어{CERAMIC FLAME SPRAY COATING MEMBER, METHOD FOR PRODUCING THE SAME AND POLISHING MEDIA FOR CERAMIC FLAME SPRAY COATING MEMBER}
본 발명은 세라믹 용사를 실시한 용사 표면의 개질에 관한 것이며, 특히 반도체 제조 장치나 액정, 유기 EL 등의 플랫 패널 디스플레이 제조 장치 등에서 사용되는 플라즈마 처리 장치, 예를 들면 건식 에칭제 등의 내플라즈마 코팅막으로서 사용되는 용사 부재 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 세라믹 용사 부재용 연마 미디어에 관한 것이다.
할로겐계 부식성 가스 분위기하에 사용하는 반도체 제조 장치나, 액정 제조 장치, 유기 및 무기 EL 제조 장치 등의 플랫 패널 디스플레이 제조 장치는, 피처리물로의 불순물 오염, 파티클에 의한 결함을 방지하기 위해 고순도 재료가 사용되고 있으며, 특히 그 표면의 순도, 표면 상태가 중요하다고 알려져 있다.
특히, 반도체의 제조 공정에서는, 최근 디바이스의 고집적화 때문에 웨이퍼에 형성되는 배선의 폭이 가늘어졌으며, 가공 정밀도는 물론, 가공 환경의 향상이 강하게 요구되고 있다. 그 때문에, 챔버 내벽에 내플라즈마성이 높다는 이유로 산 화이트륨을 주체로 한 용사 부재가 에칭시의 가공 환경 개선, 즉 에칭 가공상 발생하는 파티클 오염 감소의 목적으로 폭넓게 사용되고 있다.[특허 문헌 1(일본 특허 공개 제2001-164354호 공보)].
실제로, Y2O3 용사막은 우수한 내플라즈마성과 코스트 퍼포먼스를 갖고, 특히 반도체 웨이퍼 건식 에칭 공정에서 사용되는 챔버 내벽이나 플라즈마에 노출되는 지그(jig)류에 적용되어, 반도체 디바이스의 생산성 향상, 유지 보수 비용 삭감 등 공정 개선에 효과가 있다는 것이 분명하다.
그러나, 상기 용사 부재는 불화알루미늄 등의 신규 생성 파티클 오염은 감소시킬 수 있지만, 한편 이트륨에 의한 웨이퍼로의 오염 문제가 부각되게 되었다.
이 경우, 알루미나 입자를 사용하여 블러스트 처리함으로써 이트륨에 의한 오염 부분을 제거하는 것도 이루졌지만, 알루미나만의 블러스트에서는 부재가 지나치게 연마되기 때문에 막 두께를 제어할 수 없거나, 블러스트 지립(砥粒)이 표면에 꽂혀 잔류되기 때문에 표면 오염의 문제점이 있었다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2001-164354호 공보
현재 내할로겐 가스 플라즈마용 Y2O3 용사 부재의 기본적인 표면 구조는, 용사라는 방법의 특성상 표면에 요철이 있고, 그것이 에칭 공정에서는 데포캐치의 역할을 행하는 것을 이점으로 하고 있기 때문에, 되도록이면 연마 등을 행하지 않은 용사의 AS(Anti-Smudge; 방오) 코팅으로 구성되어 있다.
AS 코팅의 용사 표면은, 용사 스플랫(용융 입자)이나 미용융 입자, 스플랫으로부터 크레이터링된 비말 입자 등으로 구성되어 있다. 이들 중에서, 미용융 입자나 스플랫 비말 등은 비교적 약한 힘으로만 표면에 부착되기 때문에, 순수 초음파 세정에 의해 부분적으로 제거 가능하다. 그러나, 용사 적층된 밸리 사이나, 용사측(용사 환경)으로부터의 용융 입자가 중첩된 부분은, 순수 초음파 세정으로는 제거할 수 없다.
또한, 용사 스플랫의 선단 부분에서는, 바탕으로서 형성되어 있는 용사막과의 밀착이 약한 상태로 막을 형성하고 있는 부분이 있음과 동시에, 세라믹 등의 취성 재료의 스플랫에는 마이크로 균열이 발생하며, 스플랫 선단 부분에서, 마이크로 균열을 가져 바탕과의 밀착이 약한 부분이 다수 발생한다는 것을 발견하였다. 이들 부분도 초기의 순수 초음파 세정으로는 제거되지 않으며, 장치에 삽입된 후, 플라즈마 처리되면 마이크로 균열 부분에서 균열 성장하여, 선단 부분이 막의 일부가 아니게 되어, 입자로서 파티클이 된다고 예상된다.
종래부터 용사 부재에서는 초기에 파티클이 발생한다고 알려져 있다. 단, 장치 운전시에 더미(dummy) 운전을 실시하고, 발생한 파티클을 더미 웨이퍼를 사용하여 파티클의 감소를 도모하였다. 또한, 더미 처리 횟수를 늘리면 파티클이 저하된다고 알려져 있다. 그의 메카니즘으로서는, 이 더미 웨이퍼에 발생한 파티클을 흡착 제거하는 효과, 또는 데포의 표면 부착에 의한 파티클 발생 영역의 축소에 의한 효과라고 생각되고 있다. 그 때문에 실용상 파티클이 문제가 되는 경우는 없었다.
최근에는, 고특성 디바이스의 요구가 한층 더 높아졌고, 배선 피치도 수십 나노미터의 레벨까지 달하였으며, 종래의 파티클 관리 수준이나 오염 관리 수준에서는 문제점이 발생한다는 것이 판명되었기 때문에, 문제가 되고 있다.
또한, 이 파티클의 크기가 입경이 0.1 ㎛ 또는 그 이하의 수준이기 때문에, 현재의 계측 수준으로는 이것이 파티클 오염인지 이온에 의한 오염인지의 구별을 행할 수 없다는 것도 문제가 되고 있다.
나아가서는, 최근 반도체 제조 공정에서도 생산 비용을 한층 더 감소시키기 위해, 초기의 더미 웨이퍼를 사용한 공정에도 시간 단축, 사용 매수 감소가 요구되고 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 내플라즈마성을 높이기 위해 용사한 부재로부터의 웨이퍼로의 오염 수준을 감소시킴과 동시에, 반도체 제조 등 할로겐 플라즈마를 사용한 공정에서의 안정적인 생산을 가능하게 하는 세라믹 용사 부재, 그의 제조 방법 및 세라믹 용사 부재용 연마 미디어를 제공하는 것 을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 상기한 웨이퍼 오염의 감소를 위해서는, 입자로서 오염원이 될 가능성이 있는 것을 제거한 용사막, 즉 용사막 표면에 형성된 스플랫을 제거한 할로겐 플라즈마 내식 부재를 사용함으로써, 발생하는 파티클을 초기보다 감소시키는 효과가 있다는 것을 발견하였다.
즉, 용사막 표면에 특유하게 형성되는 스플랫이나 스플랫으로부터 파생한 비말, 또는 미용융 미립자 부착물 등을 고무 또는 수지 등의 탄성체에 매립된 연마재, 또는 지립을 갖는 미디어에 의해 표면을 충격 박리하는 방법에 의해 표면으로부터 파티클 오염원이 될 가능성이 있는 입자를 제거하고, 순수 제트수 세정, 약액 세정, 순수 초음파 세정, 드라이 아이스 세정 등으로 세정함으로써 할로겐 플라즈마 내식 부재 등을 얻을 수 있다는 것을 발견한 것이다.
따라서, 본 발명은, 하기 세라믹 용사 부재, 그의 제조 방법 및 세라믹 용사 부재용 연마 미디어를 제공한다.
[1]
기재 표면에 세라믹 용사막이 형성되어 있으며, 이 용사막 표면의 스플랫이 제거되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 세라믹 용사 부재.
[2]
상기 [1]에 있어서, 상기 세라믹이 알루미나, YAG, 지르코니아, 산화이트륨, 스칸듐 산화물, 란탄족 산화물, 불화이트륨, 불화스칸듐, 란탄족 불화물 또는 이들의 복화합물인 것을 특징으로 하는 세라믹 용사 부재.
[3]
상기 [1] 또는 [2]에 있어서, 플라즈마 처리 장치 내 부재용인 세라믹 용사 부재.
[4]
기재 표면에 세라믹 용사를 실시한 후, 그 용사막 표면의 스플랫을 제거하는 것을 특징으로 하는 세라믹 용사 부재의 제조 방법.
[5]
상기 [4]에 있어서, 상기 세라믹이 알루미나, YAG, 지르코니아, 산화이트륨, 스칸듐 산화물, 란탄족 산화물, 불화이트륨, 불화스칸듐, 란탄족 불화물 또는 이들의 복화합물인 것을 특징으로 하는 세라믹 용사 부재의 제조 방법.
[6]
상기 [4] 또는 [5]에 있어서, 상기 세라믹 용사막 표면의 스플랫의 제거를 연마재가 고무 또는 수지에 매립된 미디어로 분류(噴流) 가공함으로써 행하는 것을 특징으로 하는 세라믹 용사 부재의 제조 방법.
[7]
상기 [6]에 있어서, 상기 연마재가 알루미나, 탄화규소, 실리카, 세리아 또는 다이아몬드인 세라믹 용사 부재의 제조 방법.
[8]
상기 [4] 내지 [7] 중 어느 하나에 있어서, 상기 분류 가공된 세라믹 용사막 표면을 추가로 제트수 세정, 약액 세정, 순수 초음파 세정 및 드라이 아이스 세정 중 어느 하나의 세정 또는 2 이상의 세정을 조합하여 행하는 것을 특징으로 하는 세라믹 용사 부재의 제조 방법.
[9]
상기 [4] 내지 [8] 중 어느 하나에 있어서, 상기 세라믹 용사를 플라즈마 처리 장치 내 부재에 실시하는 것을 특징으로 하는 세라믹 용사 부재의 제조 방법.
[10]
알루미나, 탄화규소, 실리카, 세리아 또는 다이아몬드를 연마재로서 고무 또는 수지에 매립하여 이루어지는 세라믹 용사 부재용 연마 미디어.
본 발명은, 내플라즈마성을 높이기 위해 용사한 부재로부터의 웨이퍼로의 파티클 오염 수준을 감소시킴과 동시에, 반도체 제조 등의 할로겐 플라즈마를 사용한 공정에서의 안정적인 생산을 가능하게 한다.
본 발명에서는 기재 표면에 세라믹 용사를 실시하여, 세라믹 용사막을 형성한다. 이 경우, 기재로서는 용사 가능한 것이면 어떠한 것이어도 상관없고, 금속, 세라믹 등을 들 수 있으며, 특히 플라즈마 처리 장치 내 부재, 구체적으로는 알루미늄, 알루미늄알루마이트, 스테인리스, 알루미나, 질화알루미늄, 질화규소, 석영, 카본 등으로 형성된 플라즈마 처리 장치 내 부재를 들 수 있다.
세라믹 용사 부재로서는, 알루미나, YAG, 지르코니아, 산화이트륨, 스칸듐 산화물이나 란탄족 산화물, 불화이트륨, 불화스칸듐, 란탄족 불화물, 이들의 복화합물 등을 들 수 있다. 세라믹 용사막의 두께는 20 내지 500 ㎛, 특히 50 내지 300 ㎛로 할 수 있다.
또한, 용사법으로서는, 플라즈마 용사법 등 공지된 방법을 들 수 있으며, 공지된 조건으로 용사할 수 있다.
본 발명은, 이와 같이 세라믹 용사막을 형성한 후, 그 용사막 표면의 스플랫, 나아가서는 용사 비말 입자나 미용융 미립자 부착물 등을 제거하는 것이다. 이 경우, 상기 스플랫의 제거법으로서는, 연마재가 고무 또는 수지(탄성체)에 매립된 탄성 미디어(세라믹 용사 부재용 연마 미디어)를 사용하여 분류 가공하는 방법이 유효하게 이용된다.
이 경우, 탄성 미디어의 분사 압력은 0.05 내지 0.8 MPa이고, 압착 공기 압력에 의해 조정한다. 또한, 경우에 따라서는 압착 공기 대신에 질소나 아르곤 등의 불활성 가스를 사용하는 경우도 있다. 분사 압력값에 대해서는 고압력인 경우, 처리 속도가 빨라져 처리 시간 단축을 달성할 수 있지만, 막 두께의 미조정을 행하는 경우에는 저압력인 것이 바람직하다. 따라서, 고정밀도로 단시간에 안정적인 처리를 행하기 위해서는, 0.1 내지 0.4 MPa가 바람직하다. 또한, 지립을 혼련하는 탄성체에는 NR(천연 고무), IR(이소프로필렌 고무), SBR(스티렌부타디엔 고무), IIR(부틸 고무), BR(부타디엔 고무), EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔 고무), NBR, U(우레탄 고무), Q(실리콘 고무), FKM(불소 고무), ACM(아크릴 고무) 등의 고무나 폴리 에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론, 아크릴, 불소, 폴리우레탄, 페놀, 에폭시 등의 수지를 사용한다. 또한, 연마재로서는 알루미나, 탄화규소, 실리카, 세리아, 다이아몬드를 들 수 있지만, 바람직하게는 알루미나, 탄화규소, 다이아몬드의 미립자를 사용한다. 또한, 탄성체 중의 연마재의 함유량은 5 내지 80 용량％이다.
또한, 사용한 탄성 미디어의 탄성체는 상술한 고무나 수지이며, 반도체 제조 분야에서 일반적으로 회피하는 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 전이 금속을 함유하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 미디어 내의 연마재에 대해서도 상기한 것이 바람직하다. 입경에 대해서는 #60 이상이 바람직하지만, 반도체 기재 표면에 형성된 세라믹 용사 피막의 두께를 고정밀도로 균일화하기 위해서는 #300 이상이 보다 바람직하다. 평균 입경의 하한은 특별히 제한되지 않지만 #20000 이하, 특히 #10000 이하이다. 미디어의 형상은 평균 입경 100 ㎛ 내지 1 ㎜ 정도가 바람직하다.
이와 같이, 탄성 미디어로 분류 가공을 행한 후, 용사막 표면을 세정하는 것이 바람직하다. 세정법으로서는 공지된 세정법을 이용할 수 있지만, 제트수 세정, 약액(예를 들면 질산 등) 세정, 순수 초음파 세정, 드라이 아이스 세정 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 조합하여 용사막 표면을 세정하여, 상기 표면에 존재하는 상기 분류 가공에 의해 발생한 미디어나 스플랫의 파괴 미립자를 제거한다.
도 1은, 용사 적층 상태의 이미지도이고, (1)은 플라즈마 용사 건, (2)는 용사 분무 방향, (3)은 용융 입자, (4)는 용사 스플랫, (5)는 용사 비말 입자를 나타 내고, (6)은 기재이다. 또한, 도 2에 용사막 표면의 확대 사진을 나타낸다. 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 용사막의 AS 코팅 표면에는 입상의 비말 입자가 관찰된다. 도 3에 더욱 표면을 확대한 사진을 나타낸다. 용사 스플랫에는 다수의 마이크로 균열이 관찰된다. 도 4에 초음파 세정으로 용사 부재를 세정한 후의 세정액으로부터 샘플링한 액체를 Si 웨이퍼 위에서 건조시킨 후, 전자 현미경으로 관찰한 입자의 형태를 나타낸다. 도면으로부터 용사에 의해 발생한 비말 입자의 형태를 취하고 있다는 것을 알 수 있었다.
본 발명에 따르면, 용사막의 표면에 부착되어 있는 비말 입자나 스플랫의 밀착이 약한 부분을 알루미나, SiC, 또는 다이아몬드 등의 연마재가 혼련된 입경 0.3 내지 2 ㎜ 정도의 크기의 고무 또는 수지 미디어를 충돌시키는 분류 가공을 실시함으로써, 밀착력이 약한 스플랫 부분이나 비말 입자를 제거하고, 밀착력이 강한 부분만을 표면에 남긴다. 이에 따라, 충격에 의해 파괴된 미립자가 다수 발생하지만, 순수 제트수 세정이나 약액 세정, 순수 초음파 세정, CO2 블러스트 세정 등 표면을 청정화하는 정밀 세정을 실시함으로써, 사용시에 파티클이나 오염이 적은 부재로 할 수 있다.
도 5에 분류 가공 전의 표면 사진을 나타내고, 도 6에 분류 가공 후의 표면 사진을 나타낸다.
<실시예>
이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예에 의해 제한되지 않는다.
[실시예 1]
각변 100 ㎜의 알루미늄 합금 기재의 표면을 아세톤 탈지하고, 기재 표면을 커런덤의 연삭재로 조면화한 후, 산화이트륨 분말을 대기압 플라즈마 용사 장치로 아르곤 가스를 플라즈마 가스로서 사용하여, 출력 40 kw, 용사 거리 100 ㎜에서 30 ㎛/Pass로 용사하여 막 두께 250 ㎛의 산화이트륨막을 형성하였다.
이어서, 용사 피막 표면을 #1500의 SiC(GC) 지립을 50 용량％ 함유한 EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔 고무) 탄성 미디어(평균 입경 500 ㎛ 정도)로 10분간 분류 가공하여, 막 두께 220 ㎛의 시험 피스를 얻었다.
이 샘플의 표면 조도를 도꾜 세이미쯔사 제조의 핸디서프 E-35A로 표면 조도 곡선으로서 얻었다. 도 7에 그 결과를 나타낸다.
[실시예 2]
각변 100 ㎜의 알루미늄 합금 기재의 표면을 아세톤 탈지하고, 기재 표면을 커런덤의 연삭재로 조면화한 후, 불화이트륨 분말을 대기압 플라즈마 용사 장치로 아르곤 가스를 플라즈마 가스로서 사용하여, 출력 40 kw, 용사 거리 100 ㎜에서 30 ㎛/Pass로 용사하여 막 두께 250 ㎛의 불화이트륨막을 형성하였다.
이어서, 용사 피막 표면을 실시예 1과 동일한 탄성 미디어로 10분간 분류 가공하여, 막 두께 220 ㎛의 시험 피스를 얻었다.
[실시예 3]
직경 400 ㎜의 알루미늄 합금제의 링상 반도체 에칭제 부재의 표면을 아세톤 탈지하고, 부재 표면을 커런덤의 연삭재로 조면화한 후, 산화이트륨 분말을 대기압 플라즈마 용사 장치로 아르곤 가스를 플라즈마 가스로서 사용하여, 출력 40 kw, 용사 거리 100 ㎜에서 30 ㎛/Pass로 용사하여 막 두께 250 ㎛의 산화이트륨막을 형성하였다.
이어서, 용사 피막 표면을 실시예 1과 동일한 탄성 미디어로 30분간 분류 가공하여, 막 두께 220 ㎛의 반도체 에칭제 부재를 얻었다.
[비교예 1]
각변 100 ㎜의 알루미늄 합금 기재의 표면을 아세톤 탈지하고, 기재 표면을 커런덤의 연삭재로 조면화한 후, 산화이트륨 분말을 대기압 플라즈마 용사 장치로 아르곤 가스를 플라즈마 가스로서 사용하여, 출력 40 kw, 용사 거리 100 ㎜에서 30 ㎛/Pass로 용사하여 막 두께 250 ㎛의 산화이트륨막을 갖는 시험 피스를 얻었다.
이 샘플의 표면 조도를 도꾜 세이미쯔사 제조의 핸디서프 E-35A로 표면 조도 곡선으로서 얻었다. 도 8에 그 결과를 나타낸다.
[비교예 2]
각변 100 ㎜의 알루미늄 합금 기재의 표면을 아세톤 탈지하고, 기재 표면을 커런덤의 연삭재로 조면화한 후, 산화이트륨 분말을 대기압 플라즈마 용사 장치로 아르곤 가스를 플라즈마 가스로서 사용하여, 출력 40 kw, 용사 거리 100 ㎜에서 30 ㎛/Pass로 용사하여 막 두께 250 ㎛의 산화이트륨막을 형성하였다.
이어서, 용사 피막 표면을 #1500의 GC 지립 연마지로 10분간 연마하여, 시험 피스를 얻었다.
[용사 피막의 파티클수 평가]
시험 피스의 용사 피막을 드라이 아이스 블러스트 처리하고, 이어서 순수 초음파 세정 처리를 행한 후, 건조를 행하여 수분 제거하여, 용사 피막 표면의 파티클수를 파티클 카운터로 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 여기서의 파티클수란 단위 평방 ㎝당의 개수를 나타낸다. 파티클 카운터는 펜타곤사 제조, Q III 플러스를 사용하여 0.3 ㎛ 이상의 입자수를 측정하였다.
Figure 112009004712748-PAT00001
표 1의 파티클수의 결과로부터, 비교예 1, 2에 비해 탄성 미디어를 사용하여 분류 가공을 실시한 실시예 1, 2, 3은 파티클수가 적어졌다는 것을 알 수 있었다. 비교예 2로부터 알 수 있는 바와 같이, GC 지립 연마지로 연마한 것은, 다소 파티클은 감소하였지만 아직 효과가 충분하지 않았다.
또한, 실시예 3의 부재를 장치에 부착하여 웨이퍼 위의 초기의 파티클을 조사한 바, 분류 가공을 행하지 않은 것에 비해 파티클수가 감소되었다.
이로부터, 탄성 미디어에 의해 용사 피막 표면에 형성된 스플랫을 제거함으로써, 세정 후의 용사 피막 표면에는 반도체 제조 등의 할로겐 플라즈마를 사용한 공정에서의 웨이퍼 오염의 원인이 되는 입자를 무한히 소실시켜, 플라즈마 공정에서의 초기부터 안정적인 생산이 가능하다는 것이 확인되었다.
또한, 표 2에 도 7, 8로부터 JIS B 0601-1994에 의해 구한 조도값을 나타낸다. 단, 비교를 위해 차단값(λc)을 0.8로 하고, 평가 길이(Ln)를 4 ㎜로 하였다.
Figure 112009004712748-PAT00002
상기한 분류 가공을 행한 경우와 분류 가공을 행하지 않은 경우의 표면 조도의 결과로부터, 분류 가공을 행하지 않은 경우의 미세한 주기의 요철 상태에서, 분류 가공을 행한 경우의 큰 절곡을 갖는 상태로 표면이 변화되었다는 것을 알 수 있었다.
[도 1] 용사 적층 상태의 설명도이다.
[도 2] 용사막 표면의 현미경 사진이다.
[도 3] 용사막 표면의 확대 현미경 사진이다.
[도 4] 불안정하게 중첩된 스플랫 및 초음파 세정으로 박리된 입자의 현미경 사진이다.
[도 5] 분류 가공을 행하지 않은 표면의 현미경 사진이다.
[도 6] 분류 가공을 행한 표면의 현미경 사진이다.
[도 7] 실시예 1의 분류 가공을 행한 표면 조도 곡선이다.
[도 8] 비교예 1의 분류 가공을 행하지 않은 표면 조도 곡선이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1: 플라즈마 용사 건
2: 용사 분무 방향
3: 용융 입자
4: 용사 스플랫
5: 용사 비말 입자
6: 기재

Claims (10)

  1. 기재 표면에 세라믹 용사막이 형성되어 있으며, 이 용사막 표면의 스플랫이 제거되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 세라믹 용사 부재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 세라믹이 알루미나, YAG, 지르코니아, 산화이트륨, 스칸듐 산화물, 란탄족 산화물, 불화이트륨, 불화스칸듐, 란탄족 불화물 또는 이들의 복화합물인 것을 특징으로 하는 세라믹 용사 부재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 플라즈마 처리 장치 내 부재용인 세라믹 용사 부재.
  4. 기재 표면에 세라믹 용사를 실시한 후, 그 용사막 표면의 스플랫을 제거하는 것을 특징으로 하는 세라믹 용사 부재의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 세라믹이 알루미나, YAG, 지르코니아, 산화이트륨, 스칸듐 산화물, 란탄족 산화물, 불화이트륨, 불화스칸듐, 란탄족 불화물 또는 이들의 복화합물인 것을 특징으로 하는 세라믹 용사 부재의 제조 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 세라믹 용사막 표면의 스플랫의 제거를 연 마재가 고무 또는 수지에 매립된 미디어로 분류(噴流) 가공함으로써 행하는 것을 특징으로 하는 세라믹 용사 부재의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 연마재가 알루미나, 탄화규소, 실리카, 세리아 또는 다이아몬드인 세라믹 용사 부재의 제조 방법.
  8. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 분류 가공된 세라믹 용사막 표면을 추가로 제트수 세정, 약액 세정, 순수 초음파 세정 및 드라이 아이스 세정 중 어느 하나의 세정 또는 2 이상의 세정을 조합하여 행하는 것을 특징으로 하는 세라믹 용사 부재의 제조 방법.
  9. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 세라믹 용사를 플라즈마 처리 장치 내 부재에 실시하는 것을 특징으로 하는 세라믹 용사 부재의 제조 방법.
  10. 알루미나, 탄화규소, 실리카, 세리아 또는 다이아몬드를 연마재로서 고무 또는 수지에 매립하여 이루어지는 세라믹 용사 부재용 연마 미디어.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190073790A (ko) * 2017-12-19 2019-06-27 (주)코미코 용사 재료 및 그 용사 재료로 제조된 용사 피막
CN111593287A (zh) * 2020-05-29 2020-08-28 深圳市万泽中南研究院有限公司 一种超声速等离子喷涂形成陶瓷型芯氧化铝涂层的方法
KR102209860B1 (ko) 2020-10-20 2021-01-29 와이엠씨 주식회사 디스플레이 패널 제조에 사용되는 플라즈마 처리장치용 내부부품의 표면처리방법

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006007554A2 (en) * 2004-07-01 2006-01-19 Extrude Hone Corporation Abrasive machining media containing thermoplastic polymer
US9976664B2 (en) * 2010-11-05 2018-05-22 Hamilton Sundtrand Corporation Furnace braze deposition of hardface coating on wear surface
KR102182690B1 (ko) * 2014-11-11 2020-11-25 (주) 코미코 플라즈마 처리 장치용 내부재 및 이의 제조 방법
JP6500681B2 (ja) 2015-07-31 2019-04-17 信越化学工業株式会社 イットリウム系溶射皮膜、及びその製造方法
CN105239356A (zh) * 2015-09-05 2016-01-13 苏州宏久航空防热材料科技有限公司 一种碳化硅纤维表面复合陶瓷涂层及其制备方法
CN112384641A (zh) * 2018-07-03 2021-02-19 朗姆研究公司 用于调节陶瓷涂层的方法
CN110386817A (zh) * 2019-08-21 2019-10-29 重庆臻宝实业有限公司 抗等离子体腐蚀陶瓷及制备方法
CN110578143B (zh) * 2019-09-30 2021-10-22 中国科学院金属研究所 利用大气等离子喷涂制备Al-ZrO2/Y2O3复合涂层材料的方法
KR20230031187A (ko) 2021-08-23 2023-03-07 주식회사 히타치하이테크 플라스마 처리 장치용 보호 피막의 세정 방법
CN114308900A (zh) * 2021-12-22 2022-04-12 深圳泰德半导体装备有限公司 等离子清洗机
CN115305434B (zh) * 2022-08-11 2024-05-24 福建阿石创新材料股份有限公司 一种在薄壁防护罩表面制备陶瓷涂层的方法和带有涂层的防护罩

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57132933A (en) * 1981-02-03 1982-08-17 Toshiba Corp Surface finish method of welding work
IT1182433B (it) * 1985-02-12 1987-10-05 Gevipi Ag Organi di tenuta in materiale duro aventi basso coefficiente di attrito
JPS62107965A (ja) * 1985-07-23 1987-05-19 Taihoo Kogyo Kk 研磨方法
US5391275A (en) * 1990-03-02 1995-02-21 Applied Materials, Inc. Method for preparing a shield to reduce particles in a physical vapor deposition chamber
JPH05309568A (ja) * 1992-04-21 1993-11-22 Sony Corp 噴射流加工装置
JPH112910A (ja) * 1997-06-11 1999-01-06 Minolta Co Ltd 感光体及び画像形成装置
JP2000091297A (ja) * 1998-09-16 2000-03-31 Neos Co Ltd 半導体製造装置内壁面の処理方法
US6273788B1 (en) * 1999-07-23 2001-08-14 General Electric Company Sustained surface scrubbing
JP3510993B2 (ja) * 1999-12-10 2004-03-29 トーカロ株式会社 プラズマ処理容器内部材およびその製造方法
US6692844B2 (en) * 2000-08-29 2004-02-17 The Boeing Company Glaze for ceramic superplastic forming (SPF) dies
JP2007332462A (ja) * 2000-12-12 2007-12-27 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置の再生方法，プラズマ処理容器内部材，プラズマ処理容器内部材の製造方法及びプラズマ処理装置
CN101250680B (zh) * 2000-12-12 2013-06-26 东京毅力科创株式会社 等离子体处理容器内部件以及等离子体处理装置
TW528796B (en) * 2000-12-13 2003-04-21 Mitsui Mining & Amp Smelting C Cerium-based abrasive and method of evaluating the same
US6805952B2 (en) * 2000-12-29 2004-10-19 Lam Research Corporation Low contamination plasma chamber components and methods for making the same
JP2002252209A (ja) * 2001-02-22 2002-09-06 Tokyo Electron Ltd プラズマエッチング装置
US6607789B1 (en) * 2001-04-26 2003-08-19 General Electric Company Plasma sprayed thermal bond coat system
US6887530B2 (en) * 2002-06-07 2005-05-03 Sulzer Metco (Canada) Inc. Thermal spray compositions for abradable seals
US7045172B2 (en) * 2003-07-31 2006-05-16 Praxair S.T. Technology, Inc. Method of shielding effluents in spray devices
JP4006535B2 (ja) * 2003-11-25 2007-11-14 独立行政法人産業技術総合研究所 半導体または液晶製造装置部材およびその製造方法
JP4813115B2 (ja) * 2005-07-14 2011-11-09 国立大学法人東北大学 半導体製造装置用部材及びその洗浄方法
JP2007050469A (ja) * 2005-08-17 2007-03-01 Hitachi Plant Technologies Ltd ブラスト装置及びブラスト方法
US7419704B2 (en) * 2005-08-18 2008-09-02 Praxair S. T. Technology, Inc. Coatings on fiber reinforced composites
US7341427B2 (en) * 2005-12-20 2008-03-11 General Electric Company Gas turbine nozzle segment and process therefor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190073790A (ko) * 2017-12-19 2019-06-27 (주)코미코 용사 재료 및 그 용사 재료로 제조된 용사 피막
WO2019124660A1 (ko) * 2017-12-19 2019-06-27 (주)코미코 용사 재료 및 그 용사 재료로 제조된 용사 피막
CN111593287A (zh) * 2020-05-29 2020-08-28 深圳市万泽中南研究院有限公司 一种超声速等离子喷涂形成陶瓷型芯氧化铝涂层的方法
KR102209860B1 (ko) 2020-10-20 2021-01-29 와이엠씨 주식회사 디스플레이 패널 제조에 사용되는 플라즈마 처리장치용 내부부품의 표면처리방법

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CN101691307A (zh) 2010-04-07
TW200949013A (en) 2009-12-01
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JP2009174000A (ja) 2009-08-06
US20090191429A1 (en) 2009-07-30

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