KR20090093819A

KR20090093819A - 플라즈마 처리 장치에 이용되는 소결체 및 부재

Info

Publication number: KR20090093819A
Application number: KR1020090013834A
Authority: KR
Inventors: 유키타카 무라타; 게이스케 와타나베
Original assignee: 코바렌트 마테리얼 가부시키가이샤
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2009-09-02
Also published as: US20090226699A1

Abstract

본 발명은 할로겐계 가스 또는 이들의 플라즈마 등에 대한 내식성이 우수하고, 저저항화가 도모되며, 또한, 할로겐 플라즈마 프로세스에서도 이 세라믹스의 구성 원료에 기인하는 불순물 금속 오염을 억제할 수 있으며, 산화이트륨 대신에 반도체·액정 제조용 등의 플라즈마 처리 장치의 구성 부재에 적합하게 사용할 수 있는 산화세륨을 주성분으로 한 플라즈마 처리 장치에 이용되는 소결체 및 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

적어도 플라즈마에 노출되는 부분이, 순도 99% 이상의 산화세륨 100 중량부에 순도 99% 이상의 산화이트륨이 3 중량부 이상 100 중량부 이하 첨가된 소결체 혹은 동일한 조성의 용사(溶射)막으로 피복되어 있는 부재 또는 순도 99% 이상의 산화세륨에 순도 99% 이상의 산화이트륨 또는 순도 99% 이상의 산화란탄이 전체 조성 중 1∼50 mol% 첨가되고, 적어도 플라즈마에 노출되는 부분의 표면 거칠기(Ra)가 1.6 ㎛ 미만인 소결체를 이용한다.

Description

플라즈마 처리 장치에 이용되는 소결체 및 부재{SINTERED BODY AND MEMBER USED IN PLASMA TREATMENT DEVICE}

본 발명은 반도체·액정 제조용 등의 플라즈마 처리 장치에 적합하게 이용할 수 있는 소결체 및 부재에 관한 것이다.

반도체 제조 장치 중, 플라즈마 프로세스가 주류인 에칭 공정, CVD 성막 공정, 레지스트를 제거하는 애싱 공정에 있어서의 장치의 부재는 반응성이 높은 불소, 염소 등의 할로겐계 가스의 플라즈마에 노출된다.

이 때문에, 상기와 같은 공정에서 할로겐 플라즈마에 노출되는 부재에는 고순도 알루미나, 질화알루미늄, 이트리아(산화이트륨), YAG 등의 세라믹스가 이용되고 있다(예컨대, 일본국 특허 공개 2000-247726호 공보 참조).

이들 중에서도, 산화이트륨 세라믹스는, 특히, 내플라즈마성이 우수하여 종래 단체(單體)의 소결체로서 플라즈마 처리 장치에 이용되고 있었다.

그러나, 산화이트륨 세라믹스는 체적 저항율이 10¹³Ω·㎝ 이상으로 높고, 실리콘 부재 등의 대체로서 이용하기 위해서는 특별한 튜닝이 필요하거나, 플라즈마 발생의 방해나 불균일화를 초래하기 때문에, 사용할 수 없는 경우가 있었다. 또한, 대전하기 쉬워 반응생성물을 끌어당겨 분진을 발생하는 원인이 되기도 하였다.

이것에 대해서는, 산화이트륨 세라믹스의 체적 저항율을 낮출 목적으로 금속이나 도전성을 나타내는 산화티탄, 산화텅스텐 등의 금속 산화물, 질화티탄 등의 금속 질화물, 탄화티탄, 탄화텅스텐, 탄화규소 등의 금속 탄화물 등을 첨가하는 등의 방법을 생각할 수 있었다.

그러나, 산화이트륨 소결체의 체적 저항율을 낮추기 위해서 금속 등을 첨가한 부재를 플라즈마 처리 장치에 이용한 경우, 상기 부재에 의해 유전 손실이 증가하여 플라즈마 처리 중에 에너지를 손실한다. 경우에 따라서는, 상기 부재가 발열하여 파손될 우려가 있었다.

또한, 금속 등을 첨가한 산화이트륨 소결체는 내플라즈마성을 저하시킬 뿐만 아니라, 경우에 따라서는, 불순물 원소에 의한 웨이퍼의 오염을 초래할 우려가 있다고 하는 과제를 갖고 있었다.

따라서, 플라즈마 처리 장치에 이용되는 산화이트륨 소결체로부터의 피처리 웨이퍼 등에 대한 불순물 오염, 특히, 이트륨 오염의 저감화의 요구가 강해지고 있다.

또한, 산화이트륨의 구성 원소인 이트륨은 희토류 중에서도 지구상에서의 존재량이 적어 매우 고가이며, 이러한 산화이트륨을 이용한 소결체는 비용이 상승한다고 하는 과제를 갖고 있었다.

이 때문에, 내플라즈마성이 우수하고, 또한, 산화이트륨보다도 저비용으로 얻을 수 있는 재료가 요구되고 있다.

그래서, 본 발명자들은, 상기 기술적 과제를 해결하기 위해서 플라즈마 처리 장치에 이용되는 산화이트륨을 대신하는 재료에 대해서 검토를 거듭하여 희토류 중에서도 가장 존재량이 많아 비교적 염가인 세륨에 주목하였다.

산화세륨(이하, 세리아라고도 함)은 웨이퍼의 CMP 공정에 있어서의 연마제나, 유리의 착색 성분 등으로도 사용되고 있고, 반도체 용도에 있어서의 사용 실적도 있으며, 내플라즈마성을 갖고, 또한, 체적 저항율의 저하를 도모하는 점에서도 기대되는 재료이다.

본 발명은 할로겐계 부식성 가스, 플라즈마 등에 대한 내식성이 우수하고, 저저항화가 도모되며, 또한, 할로겐 플라즈마 프로세스로도 세라믹스의 구성 원료에 기인하는 불순물 금속 오염을 억제할 수 있으며, 반도체·액정 제조용 등의 플라즈마 처리 장치의 구성 부재에 적합하게 사용할 수 있는 산화세륨을 주성분으로 한 플라즈마 처리 장치에 이용되는 소결체 및 부재를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치에 이용되는 소결체는, 순도 99% 이상의 산화세륨 100 중량부에 순도 99% 이상의 산화이트륨이 3 중량부 이상 100 중량부 이하 첨가된 소결체, 즉, 순도 99% 이상의 산화세륨에 순도 99% 이상의 산화이트륨이 전체 조성 중 2.3 mol% 이상 43.2 mol% 이하 첨가된 소결체인 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 산화이트륨을 첨가한 산화세륨 세라믹스를 이용함으로써, 내플라즈마성을 유지하면서, 이 소결체의 구성 원료에 기인하는 불순물 금속 오염을 억제할 수 있고, 또한, 이 소결체를 플라즈마 처리 장치의 부재에 이용했을 때의 에칭에 의한 분진의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 다른 형태의 플라즈마 처리 장치에 이용되는 소결체는, 순도 99% 이상의 산화세륨에 순도 99% 이상의 산화이트륨이 전체 조성 중 1 mol% 이상 50 mol% 이하 첨가되고, 적어도 플라즈마에 노출되는 부분의 표면 거칠기(Ra)가 1.6 ㎛ 미만인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 다른 형태의 플라즈마 처리 장치에 이용되는 소결체는, 순도 99% 이상의 산화세륨에 순도 99% 이상의 산화란탄이 전체 조성 중 1 mol% 이상 50 mol% 이하 첨가되고, 적어도 플라즈마에 노출되는 부분의 표면 거칠기(Ra)가 1.6 ㎛ 미만인 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 산화란탄을 첨가한 산화세륨 세라믹스를 이용함으로써, 내플라즈마성을 유지하면서, 저저항화를 도모하고, 이 소결체의 구성 원료에 기인하는 불순물 금속 오염을 억제할 수 있으며, 또한, 이 소결체를 플라즈마 처리 장치의 부재에 이용했을 때의 에칭에 의한 분진의 발생을 방지할 수 있다.

상기 플라즈마 처리 장치에 이용되는 소결체는 기공율이 2% 이하인 것이 바람직하다.

기공율을 상기 범위 내로 함으로써, 이 소결체를 플라즈마 처리 장치의 부재에 이용했을 때의 에칭에 의한 분진의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 상기 플라즈마 처리 장치에 이용되는 소결체는 20∼400℃에서의 체적 저항율이 10∼10¹²Ω·㎝인 것이 바람직하다.

체적 저항율을 상기 범위로 함으로써, 이 소결체라면, 에칭에 의한 분진 발생을보다 효과적으로 억제할 수 있고, 또한, 플라즈마 처리 장치에 있어서의 플라즈마 발생의 방해나 불균일화를 일으키지 않는다.

또한, 상기 플라즈마 처리 장치에 이용되는 소결체는 1600℃ 이상 1900℃ 이하에서 소성된 것이 바람직하다.

소성 온도를 상기 범위 내로 함으로써, 충분한 강도를 갖는 치밀한 소결체로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치에 이용되는 부재는, 적어도 플라즈마에 노출되는 부분이 순도 99% 이상의 산화세륨 100 중량부에 순도 99% 이상의 산화이트륨이 3 중량부 이상 100 중량부 이하 첨가된 플라즈마 용사막, 즉, 순도 99% 이상의 산화세륨에 순도 99% 이상의 산화이트륨이 용사막의 전체 조성 중 2.3 mol% 이상 43.2 mol% 이하 첨가된 플라즈마 용사막으로 피복되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 플라즈마에 노출되는 부분에 산화이트륨을 첨가한 산화세륨 용사막을 형성함으로써, 내플라즈마성을 유지하면서, 이 용사막의 용사 원료에 기인하는 불순물 금속 오염을 억제할 수 있다.

상기 플라즈마 처리 장치에 이용되는 부재는, 상기 용사막의 기공율이 5% 이하인 것이 바람직하다.

기공율을 상기 범위로 함으로써, 플라즈마 처리 장치에 이 용사막으로 피복된 부재를 이용했을 때의 에칭에 의한 분진의 발생을 방지할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치에 이용되는 소결체 및 부재는 할로겐계 가스 또는 이들의 플라즈마 등에 대한 내식성이 우수하고, 저저항화가 도모되며, 또한, 할로겐 플라즈마 프로세스에 있어서도, 이 소결체의 구성 원료에 기인하는 불순물 오염을 억제할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 소결체 및 부재는 반도체나 액정 등의 제조 공정에 있어서의 플라즈마 처리 장치의 구성 부재에 적합하게 이용할 수 있고, 나아가서는, 후 공정에 있어서 제조되는 반도체 칩 등의 수율 향상에 기여할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 소결체 및 부재에 대해서 보다 상세히 설명한다.

본 발명의 제1 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 이용되는 소결체는 순도 99% 이상의 산화세륨 100 중량부에 순도 99% 이상의 산화이트륨이 3 중량부 이상 100 중량부 이하 첨가, 즉, 순도 99% 이상의 산화세륨에 순도 99% 이상의 산화이트륨이 전체 조성 중 2.3 mol% 이상 43.2 mol% 이하 첨가된 소결체이다.

즉, 제1 형태에 따른 소결체는 내플라즈마성을 갖는 산화세륨에 내플라즈마성을 갖는 산화이트륨을 소정량 첨가함으로써, 내플라즈마성을 유지하고, 할로겐 플라즈마 프로세스에 있어서도, 종래의 산화이트륨계 세라믹스 소결체보다도, 이 소결체의 구성 원료에 기인하는 불순물 금속 오염을 억제할 수 있다.

본 발명의 제2 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 이용되는 소결체는, 순도 99% 이상의 산화세륨에 순도 99% 이상의 산화이트륨이 전체 조성 중 1 mol% 이상 50 mol% 이하 첨가되고, 적어도 플라즈마에 노출되는 부분의 표면 거칠기(Ra)가 1.6 ㎛ 미만인 것이다.

즉, 제2 형태에 따른 세라믹스 소결체는 내플라즈마성을 갖는 산화세륨에 내플라즈마성을 갖는 산화이트륨을 소정량 첨가함으로써, 내플라즈마성을 유지하면서, 체적 저항율의 저감을 도모하고, 또한, 할로겐 플라즈마 프로세스에 있어서도, 이 소결체의 구성 원료에 기인하는 불순물 오염을 억제할 수 있다.

이 때문에, 상기 소결체는 플라즈마 처리 장치의 구성 부재의 대전에 의한 분진의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명의 제3 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 이용되는 소결체는, 순도 99% 이상의 산화세륨에 순도 99% 이상의 산화란탄이 전체 조성 중 1 mol% 이상 50 mol% 이하 첨가되고, 적어도 플라즈마에 노출되는 부분의 표면 거칠기(Ra)가 1.6 ㎛ 미만인 것이다.

즉, 제3 형태에 따른 소결체는, 내플라즈마성을 갖는 산화세륨에 내플라즈마성을 갖는 산화란탄을 소정량 첨가함으로써, 내플라즈마성을 유지하면서, 체적 저항율의 저감을 도모하고, 또한, 할로겐 플라즈마 프로세스에 있어서도, 이 세라믹스 소결체의 구성 원료에 기인하는 불순물 오염을 억제할 수 있다.

이 때문에, 상기 세라믹스 소결체는 플라즈마 처리 장치의 구성 부재의 대전에 의한 분진의 발생을 억제할 수 있다.

상기 제1∼제3 형태에 따른 소결체의 조성 성분인 산화세륨, 산화이트륨, 산화란탄의 각 원료는 모두 순도 99% 이상의 고순도의 분말을 이용한다.

순도 99% 미만인 경우는, 충분히 치밀화한 소결체를 얻을 수 없고, 또한, 플라즈마 처리 장치의 부재에 이용했을 때에, 원료 중의 불순물에 기인하는 분진의 발생을 초래할 우려가 있다.

상기 산화이트륨 또는 산화란탄 분말의 첨가량은, 소결체 조성에 있어서, 전체 조성 중 합계 1 mol% 이상 50 mol% 이하로 한다.

상기 첨가량이 1 mol% 미만인 경우, 체적 저항율의 저하 효과를 충분히 얻을 수 없다.

한편, 상기 첨가량이 50 mol%를 초과하는 경우, 첨가 성분 쪽이 많아져서, 반대로, 고저항화하게 된다.

또한, 상기 소결체는 적어도 플라즈마에 노출되는 부분의 표면 거칠기(Ra)가 1.6 ㎛ 미만인 것이 바람직하다. 플라즈마에 노출되는 부분의 표면 거칠기(Ra)가 1.6 ㎛ 이상인 경우는, 이 소결체를 플라즈마 처리 장치의 부재에 이용했을 때, 플라즈마와의 접촉 면적이 증가하기 때문에, 에칭되기 쉬워진다.

따라서, 상기 소결체 중 적어도 플라즈마에 노출되는 부분의 표면은 상기 표면 거칠기가 되도록 필요에 따라 연마 처리 등을 행한다.

또한, 상기 소결체는 기공율이 2% 이하인 것이 바람직하다.

상기 기공율이 2%를 초과하는 경우, 이 소결체를 플라즈마 처리 장치의 부재에 이용했을 때, 소결체 내의 잔류 기공에 기인하는 에칭에 의해 분진이 발생하기 쉬워진다.

상기 기공율은 1% 이하인 것이 보다 바람직하다.

상기 소결체의 체적 저항율은, 20∼400℃에 있어서, 10∼10¹²Ω·㎝인 것이 바람직하다.

상기 체적 저항율이 10¹²Ω·㎝를 초과하는 경우, 이 소결체는 대전하기 쉽고, 플라즈마 처리 장치의 부재에 이용했을 때, 플라즈마 처리 장치에 있어서의 플라즈마 발생의 방해나 불균일화를 방지하는 것이 곤란하며, 또한, 분진의 발생도 충분히 억제되지 않는다.

상기 체적 저항율은, 작아질수록 도전성이 높아지지만, 본 발명에 따른 소결체 조성에 있어서는, 체적 저항율을 10 Ω·㎝ 미만으로 하는 것은 실질적으로 곤란하다.

상기와 같은 소결체를 얻기 위해서는 1600℃ 이상 1900℃ 이하에서 소성하는 것이 바람직하다.

상기 소성 온도가 1600℃ 미만인 경우, 세라믹스 내에 기공이 많이 잔류하여 충분히 치밀화된 소결체를 얻을 수 없다.

한편, 소성 온도가 1900℃를 초과하는 경우, 결정 입자의 성장 이상을 일으키기 쉽게 되어 강도가 저하된다.

상기 소성 온도는 1700℃ 이상 1850℃ 이하인 것이 보다 바람직하다.

상기와 같은 제1 형태에 따른 소결체는, 순도 99% 이상의 산화세륨 100 중량부에 순도 99% 이상의 산화이트륨이 3 중량부 이상 100 중량부 이하 첨가, 즉, 순도 99% 이상의 산화세륨 분말에 순도 99% 이상의 산화이트륨 분말을 전체 조성 중 2.3 mol% 이상 43.2 mol% 이하 첨가하여 성형한 후, 1600℃ 이상 1900℃ 이하에서 소성함으로써 얻을 수 있다.

또한, 상기 제2 형태에 따른 소결체는 순도 99% 이상의 산화세륨 분말에 순도 99% 이상의 산화이트륨 분말을 전체 조성 중 1 mol% 이상 50 mol% 이하 첨가하여 성형한 후, 1600℃ 이상 1900℃ 이하에서 소성함으로써 얻을 수 있다.

또한, 상기 제3 형태에 따른 소결체는, 순도 99% 이상의 산화세륨 분말에 순도 99% 이상의 산화란탄 분말을 전체 조성 중 1 mol% 이상 50 mol% 이하 첨가하여 성형한 후, 1600℃ 이상 1900℃ 이하에서 소성함으로써 얻을 수 있다.

상기한 제1 내지 제3 형태에 따른 각 소결체의 구체적인 제조 방법은 하기 실시예에 나타내는 바와 같다.

또한, 상기 원료 분말에 대해서는 필요에 따라 바인더 등의 소결 조제를 첨가하여도 좋다.

또한, 소성 분위기는 환원 분위기 또는 불활성 가스 분위기라도 좋고, 대기 분위기라도 좋다.

또한, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치에 이용되는 부재는, 적어도 플라즈마에 노출되는 부분이, 순도 99% 이상의 산화세륨 100 중량부에 순도 99% 이상의 산화이트륨이 3 중량부 이상 100 중량부 이하 첨가된 플라즈마 용사막, 즉, 순도 99% 이상의 산화세륨에 순도 99% 이상의 산화이트륨이 용사막의 전체 조성 중 2.3 mol% 이상 43.2 mol% 이하 첨가된 플라즈마 용사막으로 피복되어 있는 것이다.

즉, 이 용사막도, 용사 원료는, 상기 소결체와 마찬가지로 산화세륨에 산화이트륨이 소정량 첨가된 것이다.

이 때문에, 상기 용사막으로 피복된 부재도, 상기 소결체와 마찬가지로 내플라즈마성을 구비하여 할로겐 플라즈마 프로세스에 있어서도, 종래의 산화이트륨계 세라믹스보다도, 이 용사막 원료에 기인하는 불순물 금속 오염을 억제할 수 있다.

상기와 같은 용사막으로 피복된 부재는, 순도 99% 이상의 산화세륨 분말 100 중량부에 순도 99% 이상의 산화이트륨 분말을 3 중량부 이상 100 중량부 이하, 즉, 순도 99% 이상의 산화세륨에 순도 99% 이상의 산화이트륨을 용사막의 전체 조성 중 2.3 mol% 이상 43.2 mol% 이하 첨가한 용사 원료를 이용하여 플라즈마 용사법에 의해 플라즈마에 노출되는 부분의 기재 표면을 소정 두께로 피복함으로써 얻어진다.

구체적인 제조 방법은 하기 실시예에 나타내는 바와 같다.

플라즈마 용사법은 플라즈마 불꽃을 사용하기 때문에, 프레임(frame) 용사법에 비하여 산화세륨 및 산화이트륨을 충분히 용융시켜 고속으로 기재에 충돌시킬 수 있고, 치밀한 막을 형성할 수 있기 때문에 바람직하다.

이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예에 의해 제한되지 않는다.

[제1 실시예]

순도 99.5%의 산화세륨(CeO₂) 분말 100 중량부에 순도 99.2%의 산화이트륨(Y₂O₃) 분말을 50 중량부(소결체의 전체 조성 중 27.5 mol%), 바인더를 상기 산화세륨 분말에 대하여 1 중량부 첨가하고, 스프레이 드라이어로 조립(造粒)하였다.

얻어진 조립 분말을 냉간 정수압 프레스(CIP)에 의해 1500 kgf/㎠로 가압 성형하고, 얻어진 성형체를 수소 분위기 하의 1800℃에서 소성하여 세라믹스 소결체로 하였다.

이 소결체에 의해 포커스 링(focus ring)을 제작하였다.

[제2 실시예, 제3 실시예, 제1 비교예∼제4 비교예, 참고예]

하기 표 1의 제2 실시예, 제3 실시예, 제1 비교예 내지 제4 비교예, 참고예에 나타내는 조건으로 제1 실시예와 동일하게 하여 세라믹스 소결체로 이루어진 포커스 링을 제작하였다.

[제4 실시예]

순도 99.5%의 산화세륨(CeO₂) 분말 100 중량부에 순도 99.2%의 산화이트륨(Y₂O₃) 분말을 50 중량부(소결체의 전체 조성 중 27.5 mol%) 첨가한 용사 원료를 이용하여 알루미나로 제조된 포커스 링의 플라즈마에 노출되는 면에 플라즈마 용사법에 의해 두께 200 ㎛의 용사를 형성하였다.

[제5 실시예, 제6 실시예, 제5 비교예 내지 제7 비교예]

하기 표 1의 제5 실시예, 제6 실시예, 제5 비교예 내지 제7 비교예에 나타내는 조건으로 제4 실시예와 동일하게 하여 포커스 링에 용사막을 형성하였다.

상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 소결체에 대해서 JIS R 1634에 따라 기공율을 측정하였다.

또한, 상기에 있어서 제작한 포커스 링을 이용하여 RIE 방식의 에칭 장치(사용 가스: CHF₃, O₂, Ar 혼합, 상부 전극 출력: 2500 W, 하부 전극 출력: 2000 W)에 의해 직경 200 ㎜의 실리콘웨이퍼의 플라즈마 처리를 행한 후, 에칭율을 측정하였다. 또한, 레이저 파티클 카운터에 의해 웨이퍼 상의 0.10 ㎛ 이상의 분진 수를 측정하였다.

이들 측정 결과를 표 1에 통합하여 나타낸다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 세라믹스 소결체(제1 실시예 내지 제3 실시예) 및 용사막(제4 실시예 내지 제6 실시예)은 기공율이 낮아 플라즈마 처리 장치의 부재로 사용했을 경우, 내플라즈마성이 우수하여 분진의 발생이 억제되고, 산화이트륨 첨가량이 150 중량부 이상인 경우(제4 비교예, 제7 비교예)와 동등한 양호한 결과를 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 산화이트륨 첨가량이 150 중량부 이상인 경우(제4 비교예, 제7 비교예)는 고비용이 된다는 관점에서 바람직하지 못하다.

또한, 1950℃에서 소성하여 얻어진 세라믹스 부재(참고예)는 기공율, 에칭율, 분진 수 모두 낮은 값으로서, 양호한 결과였지만, 강도가 불충분하여 파손되었다.

[제7 실시예]

순도 99.5%의 산화세륨(CeO₂) 분말에 순도 99.6%의 산화이트륨(Y₂O₃) 분말을 전체 조성 중 15 mol%, 바인더를 상기 산화세륨 분말에 대하여 1 중량% 첨가하고, 스프레이 드라이어로 조립하였다.

[제8 실시예]

상기 산화이트륨 분말 대신에 순도 99.3%의 산화란탄(La₂O₃)을 이용하고, 그 이외에 대해서는, 제7 실시예와 동일하게 하여 세라믹스 소결체를 제작하였다.

[제9 실시예 내지 제14 실시예, 제8 비교예 내지 제13 비교예]

하기 표 2의 제9 실시예 내지 제14 실시예, 제8 비교예 내지 제13 비교예에 나타내는 조건에 의해 제7 실시예와 동일하게 하여 세라믹스 소결체를 제작하였다.

상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 소결체에 대해서 하기에 나타내는 방법에 의해 각종 물성 평가를 행하였다.

기공율 측정은 JIS R 1634에 따라 행하였다.

저항율 측정은 JIS K 6911 및 JIS K 7194에 따라 실온(20℃)에서 행하였다.

또한, 상기 소결체에 의해 플라즈마에 노출되는 부분의 표면 거칠기(Ra)가 1.0 ㎛(제13 비교예는 2.0 ㎛)가 되도록 표면 연마를 행한 포커스 링을 제작하였다.

이것을 이용하여 RIE 방식의 에칭 장치(사용 가스: CF₄, O₂)에 의해 직경 200 ㎜의 실리콘웨이퍼의 플라즈마 처리를 행한 후, 레이저 파티클 카운터에 의해 웨이퍼 상의 0.15 ㎛ 이상의 분진 수를 측정하였다.

이들 측정 결과를 표 3에 통합하여 나타낸다.

표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 세라믹스(제7 실시예 내지 제14 실시예)는 기공율이 낮고, 체적 저항율도 저감되고 있는 것이 확인되었다. 또한, 플라즈마 처리 장치의 부재로 사용했을 경우, 내플라즈마성이 우수하여 분진의 발생이 억제되는 것이 확인되었다.

또한, 1950℃에서 소성하여 얻어진 세라믹스 소결체(제10 비교예)는 기공율, 체적 저항율, 분진 수 모두 낮은 값으로서, 양호한 결과였지만, 강도가 불충분하여 파손되었다.

Claims

순도 99% 이상의 산화세륨 100 중량부에 순도 99% 이상의 산화이트륨이 3 중량부 이상 100 중량부 이하 첨가된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치에 이용되는 소결체.
순도 99% 이상의 산화세륨에 순도 99% 이상의 산화이트륨이 전체 조성 중 1 mol% 이상 50 mol% 이하 첨가되고, 적어도 플라즈마에 노출되는 부분의 표면 거칠기(Ra)가 1.6 ㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치에 이용되는 소결체.
순도 99% 이상의 산화세륨에 순도 99% 이상의 산화란탄이 전체 조성 중 1 mol% 이상 50 mol% 이하 첨가되고, 적어도 플라즈마에 노출되는 부분의 표면 거칠기(Ra)가 1.6 ㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치에 이용되는 소결체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소결체는 기공율이 2% 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치에 이용되는 소결체.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 소결체는 20∼400℃에서의 체적 저항율이 10∼10¹²Ω·㎝인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치에 이용되는 소결체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소결체는 1600℃ 이상 1900℃ 이하에서 소성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치에 이용되는 소결체.
적어도 플라즈마에 노출되는 부분이, 순도 99% 이상의 산화세륨 100 중량부에 순도 99% 이상의 산화이트륨이 3 중량부 이상 100 중량부 이하 첨가된 용사막으로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치에 이용되는 부재.
제7항에 있어서, 상기 용사막은 기공율이 5% 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치에 이용되는 부재.