KR20130044813A - Plasma resistant member and method of manufacturing the same - Google Patents

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KR20130044813A
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최진식
이성민
최관영
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Abstract

PURPOSE: A plasma-resistant member capable of being easily applied to a manufacturing device of integrated circuit devices and a manufacturing method thereof are provided to enhance electric properties and plasma-resistance by including yttrium oxide and nanocarbon with a grain size of 1-200 nanometers. CONSTITUTION: A plasma-resistant member includes yttrium oxide and nanocarbon with a grain size of 1-200 nanometers and is comprised of pellets. The yttrium oxide is 90.0-99.9 wt% and the nanocarbon is 0.1-10.0 wt%. The pellets have 10-1000 Ωcm of resistivity and a relative density of 85-100%. The pellet is obtained by sintering a mixture of the yttrium and nanocarbon at 1,350-1,750 deg. Celsius. A manufacturing method of the plasma-resistant member comprises the following steps: forming a liquid mixture by mixing the yttrium powder and nanocarbon powder with a grain size of 1-200 nanometers with a solvent; forming the liquid mixture into a spherical powder mixture by using a spray dryer; and forming the spherical powder mixture into pellets by using a hot-press. [Reference numerals] (AA) Start; (BB) End; (S11) Form yttrium oxide powder and nanocarbon powder into a liquid mixture; (S13) Form the liquid mixture into a spherical powder mixture; (S15) Form the spherical powder mixture into a sintering agent

Description

내플라즈마 부재 및 이의 제조 방법{Plasma resistant member and method of manufacturing the same}Plasma resistant member and method for manufacturing the same

본 발명은 내플라즈마 부재 및 이의 제조 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 산화 이트륨을 포함하는 내플라즈마 부재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma member and a method for producing the same, and more particularly, to a plasma member and a method for producing the same containing yttrium oxide.

반도체 소자, 디스플레이 소자 등과 같은 집적회로 소자의 제조에서는 고밀도 플라즈마 환경에서 식각 공정 등을 수행한다. 이에, 고밀도 플라즈마 환경의 식각 공정은 내플라즈마 부재를 구비하는 식각 장치를 사용하여 수행한다.In the manufacture of integrated circuit devices such as semiconductor devices and display devices, etching processes are performed in a high density plasma environment. Thus, the etching process of the high density plasma environment is performed using an etching apparatus having a plasma member.

언급한 내플라즈마 부재에 대한 예들로서는 대한민국 공개특허 2008-25012호(이하, '인용 문헌 1' 이라 함), 일본 등록특허 4467453호(이하, '인용 문헌 2'라 함), 일본 등록특허 2567491호(이하, '인용 문헌 3'이라 함) 등에 개시되어 있다. 특히, 인용 문헌 1 및 인용 문헌 2에는 탄소를 포함하는 알루미나를 모재로 사용하는 내플라즈마 부재에 대하여 개시하고 있고, 인용 문헌 3에는 탄소를 포함하는 질화 알루미늄을 모재로 사용하는 내플라즈마 부재에 대하여 개시하고 있다. 여기서, 언급한 인용 문헌 1 내지 3의 경우에는 알루미나, 질화 알루미늄 등과 같은 기계적 강도가 우수한 세라믹 재료를 내플라즈마 부재로 적용하고 있다.Examples of the above-mentioned plasma resistant member include Korean Patent Publication No. 2008-25012 (hereinafter referred to as 'quotation document 1'), Japanese Patent No. 4467453 (hereinafter referred to as 'quotation document 2'), and Japanese Patent Registration 2567491 (Hereinafter referred to as "quotation document 3"), and the like. In particular, Cited Document 1 and Cited Document 2 disclose a plasma resistant member using alumina containing carbon as a base material, and Cited Reference 3 discloses a plasma resistant member using aluminum nitride containing carbon as a base material. Doing. Here, in the cited references 1 to 3, a ceramic material having excellent mechanical strength such as alumina, aluminum nitride, or the like is applied as the plasma member.

그러나 약 20nm의 선폭을 갖는 최근의 집적회로 소자의 제조에서는 보다 높은 고밀도 플라즈마 환경에서 식각 공정 등을 수행하기 때문에 언급한 알루미나, 질화 알루미늄 등에 비해 보다 우수한 내플라즈마 부재의 개발이 요구되고 있는 실정이다.However, in recent years, in the manufacture of integrated circuit devices having a line width of about 20 nm, since the etching process is performed in a higher density plasma environment, the development of a plasma member superior to the aforementioned alumina, aluminum nitride, and the like is required.

본 발명의 목적은 실리콘, 실리콘 카바이드 등과 유사한 전기적 특성을 가짐과 아울러 알루미나, 질화 알루미늄 등에 비해 보다 우수한 내플라즈마성을 갖는 내플라즈마 부재 및 이의 제조 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a plasma member and a method of manufacturing the same, which have electrical properties similar to silicon, silicon carbide, and the like, and which have better plasma resistance than alumina, aluminum nitride, and the like.

본 발명의 일 실시예에 따른 내플라즈마 부재는 산화 이트륨, 및 입도 크기가 1 내지 200nm로 이루어지는 나노 카본을 포함하고, 소결체로 이루어진다.Plasma resistant member according to an embodiment of the present invention comprises yttrium oxide and nano-carbon consisting of a particle size of 1 to 200nm, made of a sintered body.

언급한 본 발명의 일 실시예에 따른 내플라즈마 부재에서, 상기 산화 이트륨은 90.0 내지 99.9 중랑%를 차지할 수 있고, 상기 나노 카본은 0.1 내지 10.0 중량%를 차지할 수 있다.In the plasma member according to an embodiment of the present invention mentioned, the yttrium oxide may occupy 90.0 to 99.9 weight percent, and the nano carbon may occupy 0.1 to 10.0 weight percent.

언급한 본 발명의 일 실시예에 따른 내플라즈마 부재에서, 상기 소결체는 10 내지 1,000Ωcm의 비저항을 가질 수 있다.In the plasma member according to an embodiment of the present invention mentioned above, the sintered body may have a specific resistance of 10 to 1,000Ωcm.

언급한 본 발명의 일 실시예에 따른 내플라즈마 부재에서, 상기 소결체는 85 내지 100%의 상대 밀도를 가질 수 있다.In the plasma member according to an embodiment of the present invention mentioned above, the sintered body may have a relative density of 85 to 100%.

언급한 본 발명의 일 실시예에 따른 내플라즈마 부재에서, 상기 소결체는 상기 산화 이트륨 및 상기 나노 카본의 혼합물을 1,350 내지 1,750℃의 온도에서 소결함에 의해 수득할 수 있다.In the plasma member according to one embodiment of the present invention mentioned above, the sintered body may be obtained by sintering a mixture of the yttrium oxide and the nano carbon at a temperature of 1,350 to 1,750 ° C.

본 발명의 일 실시예에 따른 내플라즈마 부재의 제조 방법은 산화 이트륨 분말 및 입도 크기가 1 내지 200nm로 이루어지는 나노 카본 분말을 용매와 함께 혼합하여 액상 혼합물로 형성하는 단계와, 스프레이 드라이어를 사용하여 상기 액상 혼합물을 구형 분말 혼합물로 형성하는 단계, 및 핫-프레스를 사용하여 상기 구형 분말 혼합물을 소결체로 형성하는 단계를 포함한다.Method for producing a plasma member according to an embodiment of the present invention comprises the steps of mixing the yttrium oxide powder and the nano-carbon powder consisting of a particle size of 1 to 200nm with a solvent to form a liquid mixture, using a spray dryer Forming a liquid mixture into a spherical powder mixture, and forming the spherical powder mixture into a sintered body using a hot-press.

언급한 본 발명의 일 실시예에 따른 내플라즈마 부재의 제조 방법에서, 상기 산화 이트륨 분말은 90.0 내지 99.9 중랑%를 차지하고, 상기 나노 카본 분말은 0.1 내지 10.0 중량%를 차지하도록 혼합할 수 있다.In the method for manufacturing a plasma member according to an embodiment of the present invention mentioned above, the yttrium oxide powder may be 90.0 to 99.9 weight%, and the nano carbon powder may be mixed to account for 0.1 to 10.0 weight%.

언급한 본 발명의 일 실시예에 따른 내플라즈마 부재의 제조 방법에서, 상기 액상 혼합물을 형성하는 단계는 에탄올을 상기 용매로 사용하는 볼-밀 공정을 수행할 수 있다.In the method of manufacturing a plasma member according to an embodiment of the present invention mentioned above, the forming of the liquid mixture may be performed by a ball-mill process using ethanol as the solvent.

언급한 본 발명의 일 실시예에 따른 내플라즈마 부재의 제조 방법에서, 상기 소결체를 형성하는 단계는 1,350 내지 1,750℃의 온도로 핫-프레스를 사용할 수 있다.In the method of manufacturing a plasma member according to an embodiment of the present invention mentioned above, the step of forming the sintered body may use a hot-press at a temperature of 1,350 to 1,750 ℃.

언급한 본 발명의 내플라즈마 부재 및 이의 제조 방법에 따르면, 산화 이트륨 및 입도 크기가 1 내지 200nm로 이루어지는 나노 카본을 포함한다. 여기서, 산화 이트륨은 내플라즈마성이 가장 우수한 물질로 알려져 있고, 나노 카본은 산화 이트륨에 전도성을 부여할 수 있다. 즉, 내플라즈마성이 가장 우수한 물질인 산화 이트륨에 실리콘, 실리콘 카바이드 등과 유사한 전기적 특성을 부여하기 위하여 나노 카본을 혼합하는 것이다. 이에, 본 발명의 내플라즈마 부재는 언급한 바와 같이 실리콘, 실리콘 카바이드 등과 유사한 전기적 특성을 가질 뿐만 아니라 우수한 내플라즈마성도 확보할 수 있다.According to the above-mentioned plasma member of the present invention and a method for producing the same, it includes yttrium oxide and nano carbon having a particle size of 1 to 200 nm. Here, yttrium oxide is known to have the best plasma resistance, and nano carbon may impart conductivity to yttrium oxide. In other words, nano carbon is mixed to give yttrium oxide, the material having the highest plasma resistance, to give electrical properties similar to silicon and silicon carbide. Thus, as mentioned above, the plasma member of the present invention may not only have electrical properties similar to silicon, silicon carbide, etc., but also excellent plasma resistance.

따라서 본 발명의 내플라즈마 부재는 실리콘 기판을 대상으로 고밀도 플라즈마 환경에서 식각 공정 등을 수행하는 집접회로 소자의 제조 장치에 보다 용이한 적용이 가능하다. 즉, 본 발명의 내플라즈마 부재는 집적회로 소자의 선폭이 보다 미세화되고, 보다 가혹한 고밀도 플라즈마 환경으로 공정 조건이 변경되어도 안정적인 공정이 가능하도록 함으로써 집적회로 소자의 제조에 따른 수율 향상을 기대할 수 있다.Therefore, the plasma member of the present invention can be more easily applied to an apparatus for manufacturing an integrated circuit device which performs an etching process or the like on a silicon substrate in a high density plasma environment. That is, the plasma member of the present invention can be expected to improve the yield according to the manufacture of the integrated circuit device by enabling a stable process even if the process conditions are changed to a more narrow line width of the integrated circuit device, the harsher high-density plasma environment.

또한, 본 발명의 내플라즈마 부재는 언급한 바와 같이 우수한 내플라즈마성 뿐만 아니라 실리콘, 실리콘 카바이드 등과 유사한 전기적 특성을 가지기 때문에 집적회로 소자의 제조 장치에 많이 적용되고 있는 실리콘, 실리콘 카바이드 등의 대체품으로도 사용이 가능하다.In addition, since the plasma member of the present invention has not only excellent plasma resistance but also electrical properties similar to silicon, silicon carbide, etc. as mentioned above, it is also used as a substitute for silicon, silicon carbide, etc., which is widely applied in the manufacturing apparatus of integrated circuit devices. Can be used.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내플라즈마 부재의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 2는 도 1의 내플라즈마의 제조 방법을 수행하여 수득한 내플라즈마 부재를 전자현미경으로 관찰한 사진이다.
도 3은 본 발명의 내플라즈마 부재에서 나노 카본의 함량에 따른 상대 밀도의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 내플라즈마 부재에서 나노 카본의 함량에 따른 비저항의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 마이크로 단위의 입도 크기를 갖는 카본의 함량에 따른 비저항의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 내플라즈마 부재의 부식 특성 평가를 설명하기 위한 그래프이다.
1 is a process chart for explaining a method for manufacturing a plasma member according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a photograph observing the plasma member obtained by performing the method of manufacturing the plasma resistant device of FIG. 1 with an electron microscope. FIG.
3 is a graph showing a change in relative density according to the content of nano carbon in the plasma member of the present invention.
4 is a graph showing a change in specific resistance according to the content of nano carbon in the plasma member of the present invention.
5 is a graph showing a change in specific resistance according to the content of carbon having a particle size of the micro unit.
6 is a graph for explaining the corrosion characteristics evaluation of the plasma member of the present invention.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명하기로 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 발명의 명확성을 기하기 위해 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 설명하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar components. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged to illustrate the invention, and are actually shown in a smaller scale than the actual dimensions in order to explain the schematic configuration. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.On the other hand, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

내플라즈마Plasma resistance 부재 absence

본 발명의 일 실시예에 따른 내플라즈마 부재는 산화 이트륨 및 나노 카본을 포함하고, 소결체로 이루어진다. 여기서, 언급한 본 발명의 내플라즈마 부재는 종래와 같이 알루미나, 질화 알루미늄 등과 같은 모재를 사용하고, 그 표면에 산화 이트륨 및 나노 카본을 코팅 처리하는 것이 아니라 산화 이트륨 및 나노 카본 자체를 포함하는 소결체로 이루어진다. 또한, 언급한 산화 이트륨 및 나노 카본의 소결체로 이루어지는 내플라즈마 부재는 고밀도 플라즈마 환경에 노출되는 집적회로 소자의 제조 장치에 적용될 수 있는 것으로써, 예를 들면 포커스 링(focus ring), 인서트 링(insert ring), 칼라 링(collar ring), 쉴드 링(shield ring), 핫 에지 링(hot edge ring), 프로텍션 링(protection ring), 실리콘 전극 등에 적용될 수 있다.Plasma resistant member according to an embodiment of the present invention comprises yttrium oxide and nano carbon, it is made of a sintered body. Here, the above-mentioned plasma member of the present invention is a sintered body which uses a base material such as alumina, aluminum nitride, etc. as conventionally, and does not coat yttrium oxide and nano carbon on its surface, but includes yttrium oxide and nano carbon itself. Is done. In addition, the plasma member made of the sintered body of yttrium oxide and nano carbon can be applied to an apparatus for manufacturing an integrated circuit device exposed to a high density plasma environment, for example, a focus ring and an insert ring. ring, collar ring, shield ring, hot edge ring, protection ring, silicon electrode and the like.

그리고 나노 카본의 입도 크기가 약 1nm 미만일 경우에는 소재 개발 자체가 용이하지 않을 뿐만 아니라 그 취급 또한 용이하지 않기 때문에 바람직하지 않고, 약 200nm를 초과할 경우에는 후술하는 바와 같이 실리콘, 실리콘 카바이드 등과 유사한 전기적 특성을 나타내지 못하기 때문에 바람직하지 않다. 즉, 약 200nm를 초과할 경우에는 후술하는 바와 같이 나노 카본이 갖는 전기적 특성보다는 마이크로 카본이 갖는 전기적 특성을 나타내기 때문에 바람직하지 않다. 따라서 언급한 나노 카본의 입도 크기는 약 1 내지 200nm인 것이 바람직하다.In addition, when the particle size of the nano-carbon is less than about 1 nm, it is not preferable because the material development itself is not easy and the handling thereof is not easy, and when it exceeds 200 nm, electrical properties similar to silicon, silicon carbide, etc. will be described. It is not preferable because it does not exhibit properties. That is, when it exceeds about 200nm it is not preferable because it shows the electrical properties of the micro-carbon rather than the electrical properties of the nano-carbon as described later. Therefore, the particle size of the nano-carbons mentioned is preferably about 1 to 200nm.

여기서, 나노 입자의 경우 입도 크기를 측정하는 것이 용이하지 않음은 자명하다. 이에, 본 발명에서는 나노 카본의 모양을 정육면체라고 가정하고, 측정 가능한 비표면적 및 밀도를 기준으로 아래의 수학식 1로부터 나노 카본의 입도 크기를 나타낸다.Here, it is obvious that it is not easy to measure the particle size in the case of nanoparticles. Accordingly, in the present invention, the shape of the nano carbon is assumed to be a cube, and the particle size of the nano carbon is represented by Equation 1 below based on the specific surface area and the density.

[수학식 1][Equation 1]

입도 크기 = 6 / (비표면적 ㅧ 밀도)Particle size = 6 / (specific surface area density)

또한 내플라즈마 부재에서, 산화 이트륨이 약 90.0 중량% 미만을 차지하고, 나노 카본이 약 10.0 중량%를 초과하도록 차지할 경우에는 상대 밀도 저하에 따른 내플라즈마 부재의 치밀화를 구현하는 용이하지 않기 때문에 바람직하고 않고, 산화 이트륨이 약 99.9 중량%를 초과하고, 나노 카본이 약 0.1 중량% 미만으로 차지할 경우에는 후술하는 바와 같이 실리콘, 실리콘 카바이드 등과 유사한 전기적 특성을 나타내지 못하기 때문에 바람직하지 않다. 따라서 언급한 내플라즈 부재의 경우에는 산화 이트륨이 약 90.0 내지 99.9 중량%를 차지하고, 나노 카본이 약 0.1 내지 10.0 중량%를 차지하는 것이 바람직하다.Also, in the plasma member, when yttrium oxide occupies less than about 90.0% by weight, and nanocarbon occupies more than about 10.0% by weight, it is not preferable because it is not easy to realize the densification of the plasma member due to the decrease in relative density. When yttrium oxide is more than about 99.9% by weight and nanocarbon is less than about 0.1% by weight, it is not preferable because it does not exhibit electrical properties similar to silicon, silicon carbide, and the like as described below. Thus, in the case of the aforementioned flame resistant member, it is preferable that yttrium oxide accounts for about 90.0 to 99.9% by weight and nano carbon to about 0.1 to 10.0% by weight.

아울러 언급한 내플라즈마 부재로 적용하기 위한 소결체는 실리콘, 실리콘 카바이드 등과 유사한 전기적 특성을 나타내야 하기 때문에 약 10 내지 1,000Ωcm의 비저항을 갖는 것이 바람직하다.In addition, since the sintered compact for application to the aforementioned plasma member must exhibit electrical properties similar to silicon, silicon carbide, etc., it is preferable to have a specific resistance of about 10 to 1,000 Ωcm.

그리고 언급한 내플라즈마 부재로 적용하기 위한 소결체가 약 85% 미만의 상대 밀도를 가질 경우 산화 이트륨이 갖는 내플라즈마성이 현저하게 떨어지기 때문에 바람직하지 않다. 이에, 언급한 소결체는 약 85 내지 100%의 상대 밀도를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 언급한 내플라즈마 부재로 적용하기 위하여 약 1,350℃ 미만의 온도에서 소결함에 의해 수득하는 소결체의 경우에는 85% 미만의 상대 밀도를 갖기 때문에 바람직하지 않고, 약 1,750℃를 초과하는 온도에서 소결함에 의해 수득하는 소결체의 경우에는 실리콘, 실리콘 카바이드 등과 유사한 전기적 특성을 나타내지 않기 때문에 바람직하지 않다. 이에, 본 발명의 내플라즈마 부재로 적용하기 위한 소결체는 약 1,350 내지 1,750℃의 온도에서 소결함에 의해 수득하는 것이 바람직하다.In addition, when the sintered compact for application to the plasma member mentioned above has a relative density of less than about 85%, the plasma resistance of yttrium oxide is remarkably inferior, which is not preferable. Thus, the sintered body mentioned above preferably has a relative density of about 85 to 100%. In addition, the sintered body obtained by sintering at a temperature of less than about 1,350 ℃ for application to the above-mentioned plasma member is not preferable because it has a relative density of less than 85%, it is not preferable to sintering at a temperature above about 1,750 ℃ The sintered compact obtained by the present invention is not preferable because it does not exhibit electrical properties similar to silicon, silicon carbide and the like. Accordingly, the sintered body for application to the plasma member of the present invention is preferably obtained by sintering at a temperature of about 1,350 to 1,750 ℃.

언급한 바와 같이, 본 발명의 내플라즈마 부재는 산화 이트륨을 포함하기 때문에 우수한 내플라즈마성을 확보할 수 있고, 나노 카본을 포함하기 때문에 실리콘, 실리콘 카바이드 등과 유사한 전기적 특성을 가질 수 있다.As mentioned, the plasma member of the present invention can secure excellent plasma resistance because it contains yttrium oxide, and can have electrical properties similar to silicon, silicon carbide, etc., because it contains nano carbon.

내플라즈마Plasma resistance 부재의 제조 방법 Manufacturing method of the member

이하, 도 1을 참조하여 내플라즈마 부재의 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a manufacturing method of the plasma member will be described with reference to FIG. 1.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내플라즈마 부재의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이다.1 is a process chart for explaining a method for manufacturing a plasma member according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 산화 이트륨 분말 및 나노 카본 분말을 준비한다. 이때, 나노 카본 분말은 언급한 바와 같이 입도 크기가 약 1 내지 200nm를 갖는다. 그리고 산화 이트륨 분말 및 나노 카본 분말을 혼합하여 액상 혼합물로 형성한다.(S11) 이때, 산화 이트륨 분말 및 나노 카본 분말은 언급한 바와 같이 산화 이트륨 분말이 약 90.0 내지 99.9 중량%를 차지하고, 나노 카본 분말이 약 0.1 내지 10.0 중량%를 차지하도록 혼합한다.Referring to Figure 1, yttrium oxide powder and nano carbon powder is prepared. At this time, the nano carbon powder has a particle size of about 1 to 200nm as mentioned. Then, the yttrium oxide powder and the nano carbon powder are mixed to form a liquid mixture. (S11) As described above, the yttrium oxide powder and the nano carbon powder comprise about 90.0 to 99.9 wt% of the yttrium oxide powder and the nano carbon powder. Mix so that it accounts for about 0.1 to 10.0% by weight.

특히, 언급한 액상 혼합물은 산화 이트륨 분말 및 나노 카본 분말을 에탄올과 같은 용매와 함께 혼합함으로써 형성할 수 있는 것으로써, 산화 알루미늄으로 이루어지는 볼을 구비하는 볼-밀(ball mill)을 사용함에 의해 형성할 수 있다.In particular, the aforementioned liquid mixture can be formed by mixing yttrium oxide powder and nano carbon powder with a solvent such as ethanol, and is formed by using a ball mill having a ball made of aluminum oxide. can do.

이어서, 언급한 바와 같이 수득한 액상 혼합물을 구형 분말(spherical powder) 혼합물로 형성한다.(S13) 이때, 구형 분말 혼합물은 스프레이 드라이어(spray dryer)를 사용함에 의해 형성할 수 있다.Subsequently, the liquid mixture obtained as mentioned is formed into a spherical powder mixture. (S13) At this time, the spherical powder mixture can be formed by using a spray dryer.

그리고 언급한 바와 같이 수득한 구형 분말 혼합물을 소결체로 형성한다.(S15) 여기서, 소결체는 핫 프레스(hot press)를 사용하는 소결 공정을 수행함에 의해 형성할 수 있고, 이때 소결을 위한 온도는 언급한 바와 같이 약 1,350 내지 1,750℃인 것이 바람직하다.And the spherical powder mixture obtained as mentioned is formed into a sintered body. (S15) Here, the sintered body can be formed by performing a sintering process using a hot press, wherein the temperature for sintering is mentioned It is preferably about 1,350 to 1,750 ° C.

이와 같이, 단계 S11 내지 S15를 수행함에 의해 산화 이트륨 및 입도 크기가 약 1 내지 200nm로 이루어지는 나노 카본을 포함하고, 소결체로 이루어지는 내플라즈마 부재를 수득할 수 있다.Thus, by performing steps S11 to S15, it is possible to obtain a plasma member comprising yttrium oxide and nano-carbon having a particle size of about 1 to 200 nm and comprising a sintered body.

내플라즈마Plasma resistance 부재의 미세 구조 특성 평가 Evaluation of the microstructural properties of the members

도 2는 도 1의 내플라즈마의 제조 방법을 수행하여 수득한 내플라즈마 부재를 전자현미경으로 관찰한 사진이다.FIG. 2 is a photograph observing the plasma member obtained by performing the method of manufacturing the plasma resistant device of FIG. 1 with an electron microscope. FIG.

먼저, 전자현미경으로 관찰을 위하여 약 99.0 중량%의 산화 이트륨, 약 1.0 중량% 및 약 10nm의 입도 크기를 갖는 나노 카본 그리고 약 1,600℃의 소결 온도를 공정 조건으로 한정하여 언급한 도 1에서의 내플라즈마의 제조 방법과 동일한 공정을 수행함에 의해 내플라즈마 부재로 적용하기 위한 소결체를 수득하였다.First, in order to observe by electron microscopy, in Fig. 1 mentioned by limiting the sintering temperature of about 99.0% by weight of yttrium oxide, about 1.0% by weight and nano-carbon having a particle size of about 10nm and sintering temperature of about 1,600 ℃ The sintered compact for application to a plasma member was obtained by performing the same process as the manufacturing method of plasma.

도 2를 참조하면, 산화 이트륨으로 이루어지는 기지 내에 나노 카본(21)이 균일하게 분포함을 확인할 수 있다. 특히, 나노 카본(21)의 대부분의 길이가 약 1um 이내이며 매우 얇은 판상 형태를 보이는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that the nano carbon 21 is uniformly distributed in the matrix made of yttrium oxide. In particular, it can be seen that most of the nano-carbon 21 has a length of about 1 μm and shows a very thin plate shape.

이와 같이, 본 발명의 내플라즈마 부재는 나노 카본이 약 1.0 중량%만을 차지하더라도 산화 이트륨으로 이루어지는 기재 내에 균일하게 분포함을 확인할 수 있다.As such, it can be seen that the plasma member of the present invention is uniformly distributed in the substrate made of yttrium oxide even if the nano carbon accounts for only about 1.0 wt%.

따라서 본 발명의 내플라즈마 부재는 산화 이트륨이 약 90.0 내지 99.9 중량%를 차지하고, 나노 카본이 약 0.1 내지 10.0 중량%를 차지하여도 나노 카본이 산화 이트륨으로 이루어지는 기재 내에 균일하게 분포함을 확인할 수 있다.Therefore, the plasma member of the present invention can be seen that even if yttrium oxide occupies about 90.0 to 99.9% by weight and nanocarbon occupies about 0.1 to 10.0% by weight, the nano carbon is uniformly distributed in the substrate composed of yttrium oxide. .

나노 카본의 함량에 따른 상대 밀도 평가Relative Density Evaluation According to Nano Carbon Content

도 3은 본 발명의 내플라즈마 부재에서 나노 카본의 함량에 따른 상대 밀도의 변화를 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing a change in relative density according to the content of nano carbon in the plasma member of the present invention.

먼저, 나노 카본의 함량에 따른 상대 밀도 변화를 평가하기 위하여 산화 이트륨을 기준으로 약 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8. 1.0 및 1.2 중량% 그리고 약 10nm의 입도 크기를 갖는 나노 카본 그리고 약 1,600℃의 소결 온도를 공정 조건으로 한정하여 언급한 도 1에서의 내플라즈마의 제조 방법과 동일한 공정을 수행함에 의해 내플라즈마 부재로 적용하기 위한 소결체들 각각을 수득하였다.First, about 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 based on yttrium oxide in order to evaluate the relative density change according to the content of nano carbon. The nano-carbon having a particle size of 1.0 and 1.2 wt% and about 10 nm and the sintering temperature of about 1,600 ° C. were subjected to the same process as the method for producing plasma resistant in FIG. Each of the sinters for application was obtained.

또한, 나노 카본의 함량에 따른 상대 밀도 변화를 평가하기 위하여 산화 이트륨을 기준으로 약 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8. 1.0 및 1.2 중량% 그리고 약 10nm의 입도 크기를 갖는 나노 카본 그리고 약 1,400℃의 소결 온도를 공정 조건으로 한정하여 언급한 도 1에서의 내플라즈마의 제조 방법과 동일한 공정을 수행함에 의해 내플라즈마 부재로 적용하기 위한 소결체들 각각을 수득하였다.In addition, about 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 based on yttrium oxide in order to evaluate the relative density change according to the content of nano carbon. The nano-carbon having a particle size of 1.0 and 1.2 wt% and about 10 nm and a sintering temperature of about 1,400 ° C. were subjected to the same process as the method for producing plasma resistant in FIG. Each of the sinters for application was obtained.

도 3을 참조하면, -●- 표시는 약 1,600℃의 소결 온도를 공정 조건으로 수득한 소결체들 각각의 상대 밀도를 나타내는 것으로써, 산화 이트륨을 기준으로 나노 카본이 약 0.0 내지 1.2 중량%를 차지하더라도 상대 밀도가 98.5% 이상으로 일정하게 유지함을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3, the-mark-indicates the relative density of each of the sintered bodies obtained at a sintering temperature of about 1,600 ° C. under the process conditions, and the nano carbon occupies about 0.0 to 1.2 wt% based on the yttrium oxide. Even if the relative density is maintained at more than 98.5% it can be confirmed that.

그리고 -■- 표시는 약 1,400℃의 소결 온도를 공정 조건으로 수득한 소결체들 각각의 상대 밀도를 나타내는 것으로써, 산화 이트륨을 기준으로 나노 카본이 약 0.0 및 0.4 중량%를 차지할 경우에는 상대 밀도가 약 90% 이상을 유지함을 확인할 수 있고, 나노 카본이 약 0.6 내지 1.2 중량%를 차지할 경우에도 상대 밀도가 약 85% 이상을 유지함을 확인할 수 있다.And-■-indicates the relative density of each of the sintered bodies obtained at the sintering temperature of about 1,400 ° C. under the process conditions, and when the nano carbon occupies about 0.0 and 0.4 wt% based on the yttrium oxide, It can be seen that maintaining more than about 90%, even when the nano carbon occupies about 0.6 to 1.2% by weight can be seen that the relative density is maintained at about 85% or more.

여기서, 언급한 나노 카본의 함량에 따른 상대 밀도 평가의 경우 나노 카본이 차지하는 함량을 약 1.2 중량%까지만 한정하여 설명하고 있지만, 나노 카본이 약 10.0 중량%를 차지하는 경우에도 본 발명의 내플라즈마 부재는 약 85 중량% 이상의 상대 밀도를 유지할 수 있는 세츄레이션(saturation) 상태를 가질 수 있다.Here, in the case of the relative density evaluation according to the content of the nano-carbon mentioned above, but limited to only about 1.2% by weight of the nano-carbon content, even if the nano-carbon occupies about 10.0% by weight of the plasma member of the present invention It may have a saturation state capable of maintaining a relative density of about 85% by weight or more.

이에, 본 발명의 내플라즈마 부재는 산화 이트륨이 약 90.0 내지 99.9 중량%를 차지하고, 나노 카본이 약 0.1 내지 10.0 중량%를 차지하여도 상대 밀도가 약 85 내지 100%를 갖는 것을 확인할 수 있다. 여기서, 나노 카본이 약 0.0 중량%를 제외하는 것은 언급한 내플라즈마 부재가 산화 이트륨만으로 이루어질 경우 원하는 전기적 특성을 나타낼 수 없기 때문이다.Thus, it can be seen that the plasma member of the present invention has a relative density of about 85 to 100% even though yttrium oxide occupies about 90.0 to 99.9% by weight and nanocarbon occupies about 0.1 to 10.0% by weight. Here, the nano carbon excludes about 0.0% by weight because the plasma member may not exhibit desired electrical properties when it is composed of only yttrium oxide.

따라서 본 발명의 내플라즈마 부재는 언급한 바와 같이 산화 이트륨이 약 90.0 내지 99.9 중량%를 차지하고, 나노 카본이 약 0.1 내지 10.0 중량%를 차지하는 것이 바람직하다.Thus, as mentioned, the plasma member of the present invention preferably contains yttrium oxide in an amount of about 90.0 to 99.9% by weight, and nano carbon in an amount of about 0.1 to 10.0% by weight.

나노 카본의 함량에 따른 비저항 평가Evaluation of resistivity according to the content of nano carbon

도 4는 본 발명의 내플라즈마 부재에서 나노 카본의 함량에 따른 비저항의 변화를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing a change in specific resistance according to the content of nano carbon in the plasma member of the present invention.

먼저, 나노 카본의 함량에 따른 비저항의 변화를 평가하기 위하여 약 80nm의 입도 크기를 갖는 나노 카본을 공정 조건으로 한정하여 언급한 도 3에서와 동일한 소결체들 각각을 준비하였다.First, in order to evaluate the change in specific resistance according to the content of nano carbon, each of the same sintered bodies as in FIG. 3 was prepared by limiting nano carbon having a particle size of about 80 nm to process conditions.

도 4를 참조하면, -●- 표시는 약 1,600℃의 소결 온도를 공정 조건으로 수득한 소결체들 각각의 비저항을 나타내는 것으로써, 산화 이트륨을 기준으로 나노 카본이 약 0.0 내지 0.5 중량%를 차지할 경우에는 높은 비저항 특성을 나타내지만, 나노 카본이 약 0.6 내지 1.2 중량%를 차지할 경우에는 약 1,000Ωcm 미만의 비저항 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, the-mark-indicates the specific resistance of each of the sintered bodies obtained at a sintering temperature of about 1,600 ° C. under process conditions, and when nano carbon occupies about 0.0 to 0.5 wt% based on yttrium oxide Although it exhibits a high resistivity property, it can be seen that when the nano carbon occupies about 0.6 to 1.2% by weight, it exhibits a resistivity property of less than about 1,000 Ωcm.

그리고 -■- 표시는 약 1,400℃의 소결 온도를 공정 조건으로 수득한 소결체들 각각의 비저항을 나타내는 것으로써, 산화 이트륨을 기준으로 나노 카본이 약 0.1 내지 1.2 중량%를 차지하더라도 약 1,000Ωcm 미만의 비저항 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.And-■-indicates the specific resistance of each of the sintered bodies obtained at the sintering temperature of about 1,400 ° C. under the process conditions, and is less than about 1,000 Ωcm even though nano carbon occupies about 0.1 to 1.2 wt% based on the yttrium oxide. It can confirm that it shows a specific resistance characteristic.

따라서 본 발명의 내플라즈마 부재는 산화 이트륨이 약 90.0 내지 99.9 중량%를 차지하고, 나노 카본이 약 0.1 내지 10.0 중량%를 차지하여도 1,000Ωcm 미만의 비저항 특성을 갖는 것으로써, 특히 소결 온도가 약 1,600℃을 갖는 공정 조건에서 수득하는 소결체의 경우에는 약 0.6 중량% 이상을 차지할 경우부터 약 1,000Ωcm 미만의 비저항 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있고, 소결 온도가 약 1,400℃를 갖는 공정 조건에서 수득하는 소결체의 경우에는 약 0.1 중량% 이상을 차지할 경우부터 약 1,000Ωcm 미만의 비저항 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.Therefore, the plasma member of the present invention has a resistivity characteristic of less than 1,000 Ωcm even though yttrium oxide occupies about 90.0 to 99.9% by weight and nanocarbon occupies about 0.1 to 10.0% by weight, and particularly, the sintering temperature is about 1,600. In the case of the sintered body obtained at the process conditions having ℃, it can be seen that it exhibits a resistivity characteristic of less than about 1,000 Ωcm from occupying about 0.6% by weight or more, and the sintered body obtained at the process conditions having a sintering temperature of about 1,400 ℃ In the case of occupying about 0.1 wt% or more, it can be seen that it exhibits a resistivity characteristic of less than about 1,000Ωcm.

이에, 언급한 바를 근거할 때 본 발명의 내플라즈마 부재는 산화 이트륨이 약 90.0 내지 99.9 중량%를 차지하고, 나노 카본이 약 0.1 내지 10.0 중량%를 차지하여도 약 10 내지 1,000Ωcm의 비저항을 갖는 것으로써, 실리콘, 실리콘 카바이드 등과 유사한 전기적 특성을 나타낼 수 있다.Therefore, on the basis of the above-mentioned, the plasma member of the present invention has a specific resistance of about 10 to 1,000 Ωcm even though yttrium oxide accounts for about 90.0 to 99.9 wt% and nano carbon accounts for about 0.1 to 10.0 wt%. In addition, it can exhibit electrical properties similar to silicon, silicon carbide, and the like.

그러므로 본 발명의 내플라즈마 부재는 산화 이트륨을 포함하기 때문에 우수한 내플라즈마성을 확보할 수 있고, 나노 카본을 포함하기 때문에 실리콘, 실리콘 카바이드 등과 유사한 전기적 특성을 가질 수 있고, 따라서 본 발명의 내플라즈마 부재는 고밀도 플라즈마 환경에서 식각 공정 등을 수행하는 집접회로 소자의 제조 장치에 보다 용이한 적용이 가능하고, 특히 집적회로 소자의 제조 장치에 많이 적용되고 있는 실리콘, 실리콘 카바이드 등의 대체품으로도 사용이 가능하다.Therefore, since the plasma member of the present invention contains yttrium oxide, excellent plasma resistance can be ensured, and since the plasma member contains nano carbon, it can have electrical properties similar to silicon, silicon carbide, and the like, and thus the plasma member of the present invention. Can be easily applied to the integrated circuit device manufacturing apparatus that performs the etching process in the high density plasma environment, and can be used as a substitute for silicon, silicon carbide, etc., which is widely applied to the integrated circuit device manufacturing equipment. Do.

비교예Comparative example

도 5는 마이크로 단위의 입도 크기를 갖는 카본의 함량에 따른 비저항의 변화를 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing a change in specific resistance according to the content of carbon having a particle size of the micro unit.

먼저, 나노 단위의 입도 크기를 갖는 본 발명의 내플라즈마 부재와의 비저항의 변화를 비교하기 위하여 산화 이트륨을 기준으로 약 1.0 내지 5.0 중량% 그리고 약 0.5um의 입도 크기를 갖는 마이크로 카본 그리고 약 1,600℃의 소결 온도를 공정 조건으로 한정하여 언급한 도 1에서의 내플라즈마 부재의 제조 방법과 동일한 공정을 수행하여 비교예들 각각의 소결체을 수득하였다. 즉, 마이크로 단위의 입도 크기를 갖는 카본을 포함하는 소결체들 각각을 수득하였다.First, micro carbon having a particle size of about 1.0 to 5.0 wt% and a particle size of about 0.5 μm and about 1,600 ° C., based on yttrium oxide, to compare the change in specific resistance with the plasma member of the present invention having a particle size of nano units. The sintered compact of each of the comparative examples was obtained by performing the same process as the method for producing the plasma member in FIG. That is, each of the sintered bodies including carbon having a particle size of micro units was obtained.

도 5를 참조하면, 언급한 비교예들에 해당하는 소결체들 각각은 약 1011Ωcm 이상의 비저항 특성을 갖는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5, it can be seen that each of the sintered bodies corresponding to the comparative examples has a resistivity characteristic of about 10 11 Ωcm or more.

따라서 본 발명의 내플라즈마 부재의 경우에는 약 10 내지 1,000Ωcm의 비저항을 갖도록 약 1 내지 200nm의 입도 크기를 갖는 나노 카본을 사용하여 수득하는 것이 바람직함을 확인할 수 있다.Therefore, in the case of the plasma member of the present invention it can be seen that it is preferable to obtain using a nano-carbon having a particle size of about 1 to 200nm to have a specific resistance of about 10 to 1,000Ωcm.

부식 특성 평가Corrosion Characterization

도 6은 본 발명의 내플라즈마 부재의 부식 특성 평가를 설명하기 위한 그래프이다.6 is a graph for explaining the corrosion characteristics evaluation of the plasma member of the present invention.

도 6을 참조하면, 언급한 내플라즈마 부재의 부식 특성 평가를 위하여 시료 1 내지 시료 7을 준비하였다. 여기서 시료 1은 벌크 상태의 산화 이트륨이고, 시료 2는 언급한 도 2에서와 동일한 제조 방법에 의해 마련한 내플라즈마 부재이고, 시료 3은 알루미나 모재에 나노 카본을 코팅한 것이고, 시료 4는 벌크 상태의 알루미나 모재이고, 시료 5는 알루미나 모재에 알루미나를 코팅한 것이고, 시료 6은 실리콘 카바이드 모재이고, 시료 7은 실리콘 모재이다.Referring to FIG. 6, Samples 1 to 7 were prepared for evaluating corrosion characteristics of the aforementioned plasma member. Here, sample 1 is a yttrium oxide in a bulk state, sample 2 is a plasma member prepared by the same manufacturing method as in FIG. 2 mentioned above, sample 3 is coated with nano carbon on an alumina base material, and sample 4 is in bulk state. An alumina base material, Sample 5 is alumina coated on the alumina base material, Sample 6 is a silicon carbide base material, Sample 7 is a silicon base material.

그리고 언급한 시료 1 내지 시료 7 각각에 대한 부식 특성을 평가하기 위하여 챔버 내에 불화규소(CF4) 가스, 아르곤 가스 및 산소 가스 각각을 약 100sccm, 약 1,000sccm 및 약 10sccm을 제공하면서 약 1,300W의 알에프(RF) 파워를 인가하여 플라즈마 환경을 조성하였다. 이에, 언급한 플라즈마 환경에 시료 1 내지 시료 7 각각을 약 1시간 동안 놓아두었다.And about 100 sccm, about 1,000 sccm, and about 10 sccm of silicon fluoride (CF 4 ) gas, argon gas and oxygen gas in the chamber to evaluate the corrosion characteristics for each of the samples 1 to 7 mentioned above. RF (RF) power was applied to create a plasma environment. Thus, each of Samples 1 to 7 was placed in the aforementioned plasma environment for about 1 hour.

그 결과, 시료 1이 가장 적게 부식되고, 시료 7이 가장 많이 부식된 것을 확인할 수 있었다. 특히, 시료 2의 경우에는 시료 1보다는 많이 부식되었지만, 나머지 시료 3 내지 시료 7에 비해서는 적게 부식되는 것을 확인할 수 있었다. 여기서, 시료 1의 경우에는 언급한 바와 같이 벌크 상태의 산화 이트륨으로써 내플라즈마 부재로 사용하기 위한 전기적 특성이 양호하지 못하다.As a result, it was confirmed that sample 1 was the least corroded, and sample 7 was the most corroded. In particular, in the case of sample 2, but more corroded than sample 1, it was confirmed that less corroded than the remaining samples 3 to 7. Here, in the case of sample 1, as mentioned above, the yttrium oxide in the bulk state does not have good electrical properties for use as a plasma member.

따라서 언급한 부식 특성 평가 결과 본 발명의 내플라즈마 부재와 동일한 시료 2가 가장 양호한 결과를 나타내는 것을 확인할 수 있다.Therefore, as a result of the corrosion characteristic evaluation mentioned above, it can be confirmed that the same Sample 2 as the plasma member of the present invention shows the best result.

이상에서와 같이, 본 발명의 내플라즈마 부재는 산화 이트륨을 포함하기 때문에 우수한 내플라즈마성을 확보할 수 있고, 나노 카본을 포함하기 때문에 실리콘, 실리콘 카바이드 등과 유사한 전기적 특성을 가질 수 있다. 그러므로 본 발명의 내플라즈마 부재는 고밀도 플라즈마 환경에서 식각 공정 등을 수행하는 집접회로 소자의 제조 장치에 보다 용이한 적용이 가능하고, 특히 집적회로 소자의 제조 장치에 많이 적용되고 있는 실리콘, 실리콘 카바이드 등의 대체품으로도 사용이 가능하다.As described above, since the plasma member of the present invention includes yttrium oxide, excellent plasma resistance can be secured, and since the plasma member includes nano carbon, it can have electrical properties similar to silicon, silicon carbide, and the like. Therefore, the plasma member of the present invention can be more easily applied to an apparatus for manufacturing integrated circuit devices that perform an etching process or the like in a high-density plasma environment, and in particular, silicon, silicon carbide, etc., which are widely applied to apparatuses for manufacturing integrated circuit devices. It can also be used as a substitute for.

다시 말해, 본 발명의 내플라즈마 부재는 언급한 바와 같이 산화 이트륨 및 입도 크기가 약 1 내지 200nm로 이루어지는 나노 카본을 포함하고, 소결체로 이루어진다. 특히, 본 발명의 내플라즈마 부재에서 약 1,500 내지 1,750℃의 온도로 소결함에 의해 수득하는 소결체의 경우에는 약 98.5% 이상의 상대 밀도를 가짐과 아울러 산화 이트륨을 기준으로 나노 카본이 약 0.5 중량% 이상을 차지하는 구간부터 비저항이 약 1,000Ωcm 이하를 나타내는 것을 확인할 수 있고, 약 1,350 내지 1,500℃의 온도로 소결함에 의해 수득하는 소결체의 경우에는 약 85%이상의 상대 밀도를 가짐과 아울러 산화 이트륨을 기준으로 나노 카본이 약 0.1 중량% 이상을 차지하는 구간부터 비저항이 약 1,000Ωcm 이하를 나타내는 것을 확인할 수 있다.In other words, the plasma member of the present invention, as mentioned, contains yttrium oxide and nano carbon consisting of about 1 to 200 nm in particle size, and consists of a sintered body. In particular, the sintered body obtained by sintering at a temperature of about 1,500 to 1,750 ° C. in the plasma member of the present invention has a relative density of about 98.5% or more and at least about 0.5% by weight of nano carbon based on yttrium oxide. It can be seen that the specific resistance is about 1,000 Ωcm or less from the occupied section, and the sintered body obtained by sintering at a temperature of about 1,350 to 1,500 ° C. has a relative density of about 85% or more and nanocarbon based on yttrium oxide. From the section occupying about 0.1% by weight or more, it can be seen that the specific resistance is about 1,000Ωcm or less.

본 발명의 내플라즈마 부재는 언급한 바와 같이 실리콘, 실리콘 카바이드 등과 유사한 전기적 특성을 가질 뿐만 아니라 산화 이트륨과 유사한 우수한 내플라즈마성도 확보할 수 있다. 이에, 본 발명의 내플라즈마 부재는 실리콘 기판을 대상으로 고밀도 플라즈마 환경에서 식각 공정 등을 수행하는 집접회로 소자의 제조 장치에 보다 용이한 적용이 가능하고, 실리콘, 실리콘 카바이드 등의 대체품으로도 사용이 가능하다.As mentioned, the plasma member of the present invention not only has electrical properties similar to silicon, silicon carbide, etc., but also excellent plasma resistance similar to yttrium oxide can be ensured. Accordingly, the plasma member of the present invention can be more easily applied to an integrated circuit device manufacturing apparatus that performs an etching process and the like on a silicon substrate in a high density plasma environment, and can be used as a substitute for silicon, silicon carbide, and the like. It is possible.

따라서 본 발명의 내플라즈마 부재를 집적회로 소자의 제조에 적용할 경우 집적회로 소자의 수율 향상을 기대할 수 있어 직접회로 소자의 제조에 따른 생산성의 향상을 도모할 수 있다.Therefore, when the plasma member of the present invention is applied to the manufacture of integrated circuit devices, the yield of integrated circuit devices can be expected to improve productivity due to the manufacture of integrated circuit devices.

Claims (9)

산화 이트륨; 및
입도 크기가 1 내지 200nm로 이루어지는 나노 카본을 포함하고,
소결체로 이루어진 것을 특징으로 하는 내플라즈마 부재.
yttrium oxide; And
A particle size of nano carbon comprising 1 to 200 nm,
Plasma resistant member comprising a sintered body.
제1 항에 있어서, 상기 산화 이트륨은 90.0 내지 99.9 중랑%를 차지하고, 상기 나노 카본은 0.1 내지 10.0 중량%를 차지하는 것을 특징으로 하는 내플라즈마 부재.The plasma member according to claim 1, wherein the yttrium oxide occupies 90.0 to 99.9 weight percent, and the nano carbon occupies 0.1 to 10.0 weight percent. 제1 항에 있어서, 상기 소결체는 10 내지 1,000Ωcm의 비저항을 갖는 것을 특징으로 하는 내플라즈마 부재.The plasma member of claim 1, wherein the sintered body has a specific resistance of 10 to 1,000 Ωcm. 제1 항에 있어서, 상기 소결체는 85 내지 100%의 상대 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 내플라즈마 부재.The plasma member according to claim 1, wherein the sintered body has a relative density of 85 to 100%. 제1 항에 있어서, 상기 소결체는 상기 산화 이트륨 및 상기 나노 카본의 혼합물을 1,350 내지 1,750℃의 온도에서 소결함에 의해 수득한 것을 특징으로 하는 내플라즈마 부재.The plasma member according to claim 1, wherein the sintered body is obtained by sintering a mixture of the yttrium oxide and the nano carbon at a temperature of 1,350 to 1,750 ° C. 산화 이트륨 분말 및 입도 크기가 1 내지 200nm로 이루어지는 나노 카본 분말을 용매와 함께 혼합하여 액상 혼합물로 형성하는 단계;
스프레이 드라이어를 사용하여 상기 액상 혼합물을 구형 분말 혼합물로 형성하는 단계; 및
핫-프레스를 사용하여 상기 구형 분말 혼합물을 소결체로 형성하는 단계를 포함하는 내플라즈마 부재의 제조 방법.
Mixing the yttrium oxide powder and the nano carbon powder having a particle size of 1 to 200 nm with a solvent to form a liquid mixture;
Forming the liquid mixture into a spherical powder mixture using a spray dryer; And
A method for producing a plasma member comprising the step of forming the spherical powder mixture into a sintered body by using a hot-press.
제6 항에 있어서, 상기 산화 이트륨 분말은 90.0 내지 99.9 중랑%를 차지하고, 상기 나노 카본 분말은 0.1 내지 10.0 중량%를 차지하도록 혼합하는 것을 특징으로 하는 내플라즈마 부재의 제조 방법.7. The method of claim 6, wherein the yttrium oxide powder comprises 90.0 to 99.9 weight percent of the yttrium oxide, and the nano carbon powder is mixed to account for 0.1 to 10.0 wt%. 제6 항에 있어서, 상기 액상 혼합물을 형성하는 단계는 에탄올을 상기 용매로 사용하는 볼-밀 공정을 수행하는 것을 특징하는 내플라즈마 부재의 제조 방법.The method of claim 6, wherein the forming of the liquid mixture comprises performing a ball-mill process using ethanol as the solvent. 제6 항에 있어서, 상기 소결체를 형성하는 단계는 1,350 내지 1,750℃의 온도로 핫-프레스를 사용하는 것을 특징으로 하는 내플라즈마 부재의 제조 방법.The method of claim 6, wherein the forming of the sintered body comprises using a hot-press at a temperature of 1,350 to 1,750 ° C. 8.
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