KR20160075725A - 플라즈마 장치용 부품 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
충격 소결법에 의해 형성된 입경이 1㎛ 이하인 미소 입자를 포함하는 산화이트륨 피막을 갖는 플라즈마 장치용 부품에 있어서, 산화이트륨 피막에는 1 내지 8질량％의 La, Ce, Sm, Dy, Gd, Er, Yb로부터 선택된 란타노이드계 원소의 산화물을 함유한 피막을 갖고, 피막의 두께가 10㎛ 이상이고, 피막의 밀도가 90％ 이상이고, 피막의 단위 면적 20㎛×20㎛ 중에 존재하는 입계를 확인할 수 있는 입자가 면적률로 0 내지 80％인 한편, 입계가 결합한 입자의 면적률이 20 내지 100％인 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치용 부품 및 그 제조 방법이다. 상기 구성에 따르면, 플라즈마 공정 중에 파티클의 발생을 안정되게 또한 유효하게 억제하고, 생산성의 저하나 에칭이나 성막 비용의 증가를 억제함과 함께, 미세한 파티클의 발생을 억제하여, 불순물에 의한 제품의 오염을 방지하는 것을 가능하게 한 플라즈마 장치용 부품 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 할로겐계 부식성 가스나 플라즈마에 대한 내식성이 우수하고, 반도체ㆍ액정 제조용 등의 플라즈마 장치용 부품에 적절하게 사용할 수 있는, 산화물 막으로 피복된 플라즈마 장치용 부품에 관한 것이다.
반도체 제조 장치 중, 플라즈마 프로세스가 주류인 에칭 공정, CVD 성막 공정, 레지스트를 제거하는 애싱 공정에서의 장치용 부품은, 반응성이 높은 불소, 염소 등의 할로겐계 부식성 가스에 노출된다.
이로 인해, 상기와 같은 공정에 있어서 할로겐 플라즈마에 노출되는 부품의 구성 재료로서는, 알루미나(산화알루미늄), 질화알루미늄, 이트리아(산화이트륨), YAG 등의 세라믹스 재료가 널리 사용되고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에는, 기재가 금속 또는 금속 전극을 구비한 세라믹스를 포함하고, 상기 기재 상의 최표면에는, 산화이트륨에 대하여 5중량％ 이상 60중량％ 미만의 텅스텐 또는 몰리브덴이 분산되고, 기공률이 5％ 이하인 산화이트륨계 플라즈마 용사 피막을 형성함으로써, 안정된 낮은 체적 저항률의 유전층을 갖는 플라즈마 장치용 부품(정전 척)이 얻어지는 것이 기재되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 산화알루미늄 등의 세라믹스 기재 표면에, 대기 플라즈마 용사법에 의해, 주성분인 산화알루미늄과, 산화티타늄 및 5A족 금속을 포함하는 저항률 조정 성분을 포함하는 유전층을 형성함으로써, 안정된 낮은 체적 저항률의 유전층을 갖는 플라즈마 장치용 부품(정전 척)이 얻어지는 것이 기재되어 있다.
그러나, 상기 용사법에 의해 형성된 산화이트륨이나 산화알루미늄 등의 피막은, 산화이트륨이나 산화알루미늄 등의 원료 분말을 용융 상태에서 퇴적하여 형성되어 있기 때문에, 용사 열원에 의해 용융 입자가 급냉 응고하여 부착되었을 때, 편평 상태로 되어 퇴적한 입자에 마이크로 크랙이 다수 발생하고, 또한 급냉 응고에 의해 발생한 변형이 각 편평 입자 내에 잔류한 상태로 되어 피막이 형성되어 있다. 이러한 상태에서 산화이트륨이나 산화알루미늄 등의 피막에 플라즈마 방전에서 발생한 활성 라디칼이 조사된 경우에는, 마이크로 크랙에 활성 라디칼이 어택하여, 크랙을 진전시키고, 또한 내부 변형의 개방과 함께, 더 크랙이 전파되어 용사 피막이 결손되어 파티클의 발생을 야기한다는 문제가 있다.
또한, 세라믹스 용사 피막을 갖는 플라즈마 장치용 부품은, 편평 입자가 퇴적된 구조를 포함하기 때문에, 연마 마무리 등을 실시해도 표면에 불규칙한 요철이 잔존하고, 또한 에칭 등의 처리시에 유전층의 표면에 존재하는 입자가 탈입자하여, 이들에 기인하는 파티클의 발생이 우려된다.
상기와 같이, 용사 처리에 의해 형성한 산화이트륨이나 산화알루미늄 등의 피막은, 용융 상태에서의 퇴적막이기 때문에, 파티클의 발생원으로 되기 쉽고, 제품 수율의 저하를 야기하기 때문에, 용사 처리에 의한 피막 형성에서는 문제를 발생시키기 쉽다.
또한, 용사 피막을 구성 부품에 형성하는 경우, 지립 등을 고압 입체(粒體)와 함께 기재 표면에 분사하는 블라스트 처리를 사전에 행한 표면에 용사 피막을 퇴적하기 때문에, 블라스트 처리를 실시한 구성 부품 표면에 블라스트재(지립)의 잔류편이 존재하거나, 부품 표면에 블라스트에 의해 취약한 파쇄층이 형성되거나 한다. 이와 같이 부품 표면에 용사 피막이 퇴적되어 있기 때문에, 플라즈마 방전에 의한 온도 변화에 의해 발생하는 열응력에 의해, 부품과 용사 피막의 계면에 응력이 작용하여, 용사 피막마다 막 박리가 발생하기 쉬워진다. 특히, 블라스트 처리의 압력이나 지립 사이즈를 크게 한 경우에는, 막 박리의 발생이 현저해진다. 그로 인해, 용사 피막의 수명은, 용사 피막 자체의 구성 외에, 이 블라스트 처리의 조건에 따라 크게 좌우되는 요인으로 된다.
상술한 바와 같이, 용사법으로 형성한 산화이트륨 피막 내 및 부품과의 계면에 결함이 존재하기 때문에, 내플라즈마성이나 내식성을 갖는 산화이트륨 피막에서도 용사법으로 형성한 피막의 장수명화의 관점에서 큰 문제가 있다.
또한, 플라즈마 용사의 경우, 원료로서 공급되는 산화이트륨 분말의 입경이 10 내지 45㎛ 정도로 크기 때문에, 형성된 용사 피막 내에 기공(보이드)이 최대 15％ 정도 발생함과 함께, 용사 표면의 조도가 산술 평균 조도 Ra 기준으로 6 내지 10㎛ 정도로 조대해져, 연마 처리에 의한 평면화에 장시간을 요하는 난점이 있다. 그러한 용사 피막이 형성된 정전 척을 사용한 경우, 기공을 통하여 플라즈마 에칭이 진행된다. 또한, 표면 조도가 크면, 플라즈마 방전이 용사면의 볼록부에 집중하여 부딪친다. 이와 같이 내부 결함에 플라즈마 어택이 집중하는 데다가, 표면 결함으로 용사 피막이 취약해져 있기 때문에, 용사 피막의 손모에 의한 파티클의 발생량이 많아져, 플라즈마 장치용 부품의 사용 수명의 저하를 초래한다는 문제점도 있었다.
즉, 내플라즈마성과 내식성의 양 내성이 필요하게 되는 플라즈마 장치용 부품에 있어서는, 용사법으로 형성한 산화이트륨 피막에서도 피막 결함에 기인하여 파티클이 발생하기 쉽고, 장치용 부품의 교환 빈도의 증가에 의한 생산성의 저하나 에칭 비용의 증가 등을 초래하고 있다.
최근의 반도체 소자에 있어서는, 특히 고집적도를 달성하기 위해, 배선 폭의 협소화(예를 들어 24nm, 19nm)가 진행되고 있다. 이와 같이 협소화된 배선이나 그것을 갖는 소자에 있어서는, 예를 들어 직경 40nm 정도의 극미소 입자(미소 파티클)가 혼입되어도, 배선 불량(단선)이나 소자 불량(단락) 등을 야기하는 원인으로 되므로, 장치 구성 부품에 기인하는 미세한 파티클의 발생을 한층 더 엄격하게 억제할 것이 강하게 요구되고 있다.
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 에칭 공정 중에 피막 자체의 내플라즈마성 및 내식성을 향상시켜 파티클의 발생을 안정되게 또한 유효하게 억제하고, 장치 클리닝이나 부품의 교환 등에 수반하는 생산성의 저하나 에칭이나 성막 비용의 증가를 억제함과 함께, 막 박리를 방지하고, 미세한 파티클의 발생을 효과적으로 억제하여, 불순물에 의한 오염을 방지하는 것을 가능하게 한 플라즈마 장치용 부품 및 재생 처리에서의 약액 처리나 블라스트 처리로 부재에 부식이나 변형 등의 손상을 끼치지 않는 플라즈마 장치용 부품 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 충격 소결법에 의해 형성된 산화이트륨 피막을 갖는 플라즈마 장치용 부품은, 산화이트륨 피막에 1 내지 8질량％의 La, Ce, Sm, Dy, Gd, Er, Yb로부터 선택된 란타노이드계 원소 중 적어도 1종을 산화물 환산으로 함유한 산화이트륨 피막을 갖고, 이 피막의 두께가 10㎛ 이상이고, 피막의 밀도가 90％ 이상이고, 피막의 단위 면적 20㎛×20㎛ 중에 존재하는 입계를 확인할 수 있는 입자의 면적률이 0 내지 80％인 한편, 입계를 확인할 수 없는 입자의 면적률이 20 내지 100％인 것을 특징으로 하는 것이다.
란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막은 막 두께가 10 내지 200㎛이고, 피막의 밀도가 99％ 이상 100％ 이하인 것이 바람직하다. 상기 산화이트륨 및 란타노이드계 원소의 산화물 입자는, 입경이 1㎛ 이하인 미립자를 포함하고, 상기 입계를 확인할 수 있는 산화이트륨 입자는 평균 입경 2㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 산화이트륨 및 란타노이드계 원소의 산화물 입자의 전체 평균 입경은 5㎛ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막을 XRD 분석했을 때, 입방정의 최강 피크 Ic에 대한 단사정의 최강 피크 Im의 비(Im/Ic)가 0.2 내지 0.6인 것이 바람직하다. 또한, 상기 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막은 연마 처리에 의해 표면 조도 Ra를 0.5㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 충격 소결법에 의해 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막을 형성한 플라즈마 장치용 부품의 제조 방법은, 연소 플레임 불꽃에 산화물 입자를 포함하는 슬러리를 공급하는 공정과, 산화이트륨 입자 및 란타노이드계 원소의 산화물 입자를 분사 속도를 400 내지 1000m/sec로 하여 기재 상에 분사시키는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 제조 방법이다.
여기서, 산화이트륨 입자 및 란타노이드계 원소의 산화물 입자의 평균 입경은 0.05 내지 5㎛인 것이 바람직하다. 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막의 막 두께는 10㎛ 이상인 것이 바람직하다. 산화이트륨 입자 및 란타노이드계 원소의 산화물 입자를 포함하는 슬러리를 연소 플레임 불꽃의 중심에 공급하는 것이 바람직하다.
본 발명과 같이, 피막 형성시에 평균 입경이 5㎛ 이하로서 입경이 1㎛ 이하인 미립자를 포함하는 공급 분말을 용융하지 않고 퇴적한 충격 소결법을 사용한 란탄계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막에 따르면, 편평형의 용융 입자가 발생하기 어렵고, 입경이 1㎛ 이하인 미립자도 퇴적시키게 되어, 미소한 빈 구멍을 줄여 표면 결함을 저감할 수 있다.
피막에 La, Ce, Sm, Dy, Gd, Er, Yb의 란타노이드계 원소의 산화물을 함유한 산화이트륨 피막은, 산화이트륨 단독의 피막에 비하여, 고밀도화와 표면의 평활화를 도모할 수 있기 때문에, 피막의 내부 결함을 적게 할 수 있다. 이에 의해, 산화이트륨 단독을 포함하는 피막에 비하여 막의 치밀화를 향상시켜, 피막을 구성하는 산화물의 결정 구조의 안정성이 높아지기 때문에, 피막의 화학적 안정성을 향상시킬 수 있고, 내플라즈마성 및 내식성을 향상시킬 수 있다.
상기 란타노이드 원소는 금속 단체, 산화물, Y2O3과의 복합 산화물 중 어느 것으로도 적절하게 사용할 수 있다. 바람직하게는, 산화물 또는 복합 산화물이다. 산화물 또는 복합 산화물이면, 보다 내식성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
이러한 산화물 피막을, 플라즈마 방전을 이용하는 플라즈마 장치용 부품에 실시함으로써, 부품의 내플라즈마성을 향상시킬 수 있고, 파티클의 발생량이나 불순물 오염량을 억제할 수 있음과 함께, 재생 처리에서의 약액 처리나 블라스트 처리로 부재에 부식이나 변형 등의 손상을 주지 않으므로, 장치 클리닝이나 부품 교환의 횟수를 대폭 줄일 수 있다. 파티클 발생량의 저감은, 플라즈마 에칭 처리하는 각종 박막, 나아가 그것을 사용한 소자나 부품의 수율 향상에 크게 기여한다. 또한, 장치 클리닝이나 부품 교환 횟수의 저감은, 생산성의 향상 및 에칭 비용이나 성막 비용의 삭감에 크게 기여한다.
본 발명에 따르면, 부품으로부터 발생하는 미세한 파티클의 발생이 안정적으로 또한 효과적으로 억제되고, 빈번한 장치 클리닝이나 부품의 교환 등에 수반하는 생산성의 저하나 부품 비용의 증가를 억제할 수 있고, 고집적화된 반도체 소자의 제조에도 적용 가능하며, 가동률의 개선에 의해 에칭이나 성막 비용의 저감 등을 도모하는 것도 가능한 플라즈마 장치용 부품 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 플라즈마 장치용 부품의 단면 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 란타노이드계 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막의 일례를 도시하는 현미경 조직도이다.
도 2는 란타노이드계 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막의 일례를 도시하는 현미경 조직도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 설명한다.
본 발명의 충격 소결법에 의해 형성된 산화이트륨 피막을 갖는 플라즈마 장치용 부품은, 산화이트륨 피막에 1 내지 8질량％의 La, Ce, Sm, Dy, Gd, Er, Yb로부터 선택된 란타노이드계 원소의 산화물을 함유한 피막을 갖고, 피막의 두께가 10㎛ 이상이고, 피막의 밀도는 90％ 이상이고, 피막의 단위 면적 20㎛×20㎛ 중에 존재하는 입계를 확인할 수 있는 입자의 면적률이 0 내지 80％인 한편, 입계를 확인할 수 없는 입자의 면적률이 20 내지 100％인 것을 특징으로 하는 것이다.
도 1에 본 발명에 따른 플라즈마 장치용 부품으로서의 정전 척용 부품의 일 구성예를 도시한다. 도면 중, 부호 1은 플라즈마 장치용 부품이고, 2는 란타노이드계 원소의 산화물을 함유한 산화이트륨 피막이고, 3은 기재이다.
산화이트륨은 단독으로도 염소계 플라즈마 어택, 불소계 플라즈마 어택, 라디칼 어택(예를 들어, 활성의 F 라디칼이나 Cl 라디칼)에 강한 내성을 갖지만, 내식성을 갖는 La, Ce, Sm, Dy, Gd, Er, Yb로부터 선택되는 란타노이드계 원소의 산화물을 산화이트륨에 1 내지 8질량％의 비율로 함유시킨 경우에는, 더 내식성을 향상시킬 수 있다.
이들 란타노이드계 산화물 입자는 산화이트륨 입자를 결합하여 입자계 강도를 향상시킴과 함께, 연마 마무리 등에 있어서 입자 단차를 해소하는 효과를 나타내고, 또한 피막의 체적 저항률의 조정도 가능하게 된다. 이 란타노이드계 원소의 산화물의 첨가량이 1질량％ 미만인 경우, 상기 효과가 충분히 발휘되지 않는다. 한편, 첨가량이 8질량％를 초과하면, 입계층이 두꺼워져, 피막 강도의 저하를 초래함과 함께, 입자 단차가 현저해진다. 보다 바람직한 첨가량은 2 내지 6질량％이다.
란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막은, 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자를 갖고 있다. 예를 들어, 일반적인 용사법으로 성막하면 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자를 녹인 상태에서 성막된다. 그로 인해, 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자는 편평형으로 되어 있다. 그에 반해, 본 발명에서는 피막 조직의 단위 면적 20㎛×20㎛ 중에 존재하는 입계를 확인할 수 있는 입자의 면적률이 0 내지 80％인 한편, 입계를 확인할 수 없는 입자의 면적률이 20 내지 100％인 것을 특징으로 하고 있다.
상기 입계를 확인할 수 있는 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자는 확대 사진에 의해 확인할 수 있다. 예를 들어, 주사형 전자 현미경 사진에 의해 5000배의 확대 사진을 찍는다.
도 2에 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막의 일례를 나타내는 도면(확대 사진)을 도시하였다. 도면 중, 부호 4는 입계를 확인할 수 없는 입자이고, 5는 입계를 확인할 수 있는 입자이다.
「입계를 확인할 수 있는 입자」는, 개개의 입자의 입계를 콘트라스트의 차로 확인할 수 있다. 한편, 「입계를 확인할 수 없는 입자」는, 인접하는 입자끼리 결합하여 개개의 입자의 입계를 확인할 수 없다. 피막 조직의 단위 면적은 20㎛×20㎛로 하였다. 또한, 이 단위 면적에 대하여 임의의 3군데를 측정하여, 그 평균값을 「입계를 확인할 수 있는 입자」 및 「입계를 확인할 수 없는 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 입자」의 면적률로 한다. 도 2에서는 「입계를 확인할 수 있는 입자」의 입자군과 「입계를 확인할 수 없는 입자」의 입자군이 혼재되어 있는 상태이다.
충격 소결법은, 연소 플레임 불꽃에 의해 입자를 분사하여 성막하는 피막 방법이며, 입자가 고속도로 충돌하여, 그 충돌에 의한 입자의 파쇄열로 소결 결합하여 피막을 형성하는 방법이다. 그로 인해, 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막 내의 산화이트륨 입자는 원료 분말의 입자 형상보다 파쇄 형상으로 된 피막이 형성되기 쉬워지는 경향이 있다.
또한, 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자의 분사 속도를 고속도로 제어하여 입자가 퇴적하기 시작하는 임계 속도 이상으로 가속함으로써, 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자를 용융시키지 않고 성막할 수 있고, 원료 분말의 입자 형상을 거의 유지한 막 밀도가 높은 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막을 얻을 수 있다. 충격 소결법은, 고속 분사가 가능하기 때문에, 「입계를 확인할 수 있는 입자」와 「입계를 확인할 수 없는 입자」가 혼재된 조직을 얻기 쉽다.
「입계를 확인할 수 있는 입자」와 「입계를 확인할 수 없는 입자」의 면적률의 합계를 100％라고 했을 때, 「입계를 확인할 수 있는 입자」의 면적률이 0 내지 80％인 한편, 「입계를 확인할 수 없는 입자」의 면적률이 20 내지 100％인 것이 중요하다.
충격 소결법은, 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자를 고속 분사하여, 기재에 충돌할 때의 파괴열로 입자를 퇴적해 가는 성막 방법이다. 파괴열에 의한 퇴적시에 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자가 열에 의해 결합함으로써 입계를 확인할 수 없는 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자가 형성된다.
또한, 고속 분사를 실시함으로써, 용사와 같이 원료 분말을 용해하여 분사하지 않기 때문에, 원료 분말로서의 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자의 분말 형상을 유지한 상태에서 퇴적할 수 있다. 그로 인해, 막 내부의 응력이 발생하지 않고, 치밀하고 결합력이 강한 피막을 형성할 수 있다.
「입계를 확인할 수 있는 입자」의 면적률이 80％를 초과하면, 충격에 의한 파괴열이 불충분하기 때문에, 퇴적에 있어서 급격한 냉각 상태로 되어 막의 저밀도화나 결합력이 저하되고, 경우에 따라서는 크랙이 발생한다. 「입계를 확인할 수 있는 입자」의 면적률은 0 내지 50％가 바람직하다. 이것은, 「입계를 확인할 수 없는 입자」의 면적률이 50 내지 100％의 범위가 바람직함을 의미한다.
또한, 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막의 두께는 10㎛ 이상이 필요하다. 피막 두께가 10㎛ 미만이면, 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막을 설치하는 효과가 충분히 얻어지지 않고, 도리어 막 박리의 원인으로 될 우려가 있다.
상기 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막의 두께의 상한은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 과도하게 두껍게 해도 그 이상의 효과가 얻어지지 않고, 또한 비용 상승의 요인으로도 된다. 그로 인해, 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막의 두께는 10 내지 200㎛의 범위이고, 보다 바람직한 범위는 50 내지 150㎛이다.
또한, 피막의 밀도는 90％ 이상이 필요하다. 피막의 밀도란 기공률의 반대 용어이며, 밀도가 90％ 이상이란 기공률이 10％ 이하와 동일한 의미이다.
막 밀도의 측정 방법은, 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막을 막 두께 방향으로 단면 조직 사진을 광학 현미경에 의해 500배의 확대 사진을 찍고, 거기에 찍히는 기공의 면적률을 산출한다. 구체적으로는,
「막 밀도(％)=100-기공의 면적률」
의 산출식에 의해 피막 밀도를 산출한다. 이 피막 밀도의 산출시에는, 조직의 단위 면적 200㎛×200㎛의 면적에 대하여 분석하기로 한다. 또한, 피막의 두께가 얇을 때에는, 합계 단위 면적이 200㎛×200㎛로 될 때까지 복수 지점을 측정하기로 한다.
피막 밀도는 90％ 이상, 보다 바람직하게는 95％ 이상, 나아가 99％ 이상 100％ 이하인 것이 바람직하다.
란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막 내에 기공(보이드)이 많이 존재하면, 그 기공으로부터 플라즈마 어택 등의 침식이 진행되어 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막의 수명을 저하시킨다. 특히 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막 표면에 기공이 적은 것이 중요하다.
또한, 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막의 표면 조도는, 연마 처리에 의해 Ra 0.5㎛ 이하의 표면 조도로 하는 것이 바람직하다. 연마 가공 후의 표면 조도가 Ra 0.5㎛ 이하로 되면, 웨이퍼가 유전체층과 밀착하여 에칭의 균일성이 향상된다. 한편, 연마 가공 후의 표면 조도가 Ra 0.5㎛를 초과하면, 웨이퍼가 변형되어 밀착성이 저하되고, 에칭성이 불균일하게 됨과 함께, 파티클이 발생하기 쉬워지는 난점이 있다.
또한, 입계를 확인할 수 있는 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자의 평균 입경은 2㎛ 이하, 입계를 확인할 수 없는 란탄계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자를 포함한 전체의 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자의 평균 입경은 5㎛ 이하인 것이 바람직하다.
후술하는 바와 같이 충격 소결법을 사용하는 원료 분말로서의 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 분말은 평균 입경이 0.05 내지 5㎛의 범위인 것이 바람직하다. 원료 분말로서의 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자의 평균 입경이 5㎛를 초과하면, 입자가 충돌했을 때 파쇄되지 않고 흩날려 피막이 형성되기 어려워지고, 또한 입자 자체의 블라스트 작용에 의해 피막에 손상을 주어 크랙이 발생할 우려가 있다.
또한, 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자가 5㎛ 이하로 되면, 미립자가 충돌했을 때 파쇄가 적절하게 진행되어 파쇄에 의한 발열로 입자 결합이 조장되어 피막이 형성되기 쉬워진다. 그 형성된 피막은, 입자간의 결합력이 커서, 플라즈마 어택 및 라디칼 어택에 의한 손모가 저감되어 파티클 발생량이 적어지고, 내플라즈마성이 향상된다.
입자의 입경의 보다 바람직한 값은 0.05㎛ 이상 3㎛ 이하인데, 0.05㎛ 미만으로 되면, 입자의 파쇄가 진행되기 어려워지고, 피막으로서 형성되기는 하지만, 저밀도의 피막으로 되어 내플라즈마성 및 내식성이 저하되기 때문에, 미립자 입경의 적용 범위는 0.05 내지 5㎛인 것이 바람직하다. 단, 0.05㎛ 미만의 미립자가 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자 전체의 5％ 미만이면, 피막 형성이 악화되지 않기 때문에, 0.05㎛ 미만의 미립자를 함유한 분말을 사용해도 상관없다.
평균 입경을 구하는 방법은, 도 2와 같은 확대 사진을 사용하여 행하기로 한다. 입계를 확인할 수 있는 입자는, 사진에 찍히는 개개의 입자에 있어서 가장 긴 대각선을 입경으로 한다. 입계를 확인할 수 없는 입자는, 개개의 입자의 가설 원을 사용하여 그 직경을 입경으로 한다. 이 작업을 각각 50 입자, 합계 100 입자에 대하여 행하여 그 평균값을 평균 입경으로 한다.
또한, 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막을 XRD 분석(X선 회절 분석)했을 때, 입방정(cubic)의 최강 피크 Ic에 대한 단사정(monoclinic)의 최강 피크 Im의 비(Im/Ic)가 0.2 내지 0.6인 것이 바람직하다.
상기 XRD 분석은 2θ법, Cu 타깃, 관전압 40kV, 관전류 40mA로 행하기로 한다. 입방정의 최강 피크는 28 내지 30°의 사이에서 검출되는 한편, 단사정의 최강 피크는 30 내지 33°의 사이에서 검출된다. 통상, 시판되고 있는 산화이트륨 입자는 입방정이다. 충격 소결법의 파괴열에 의해 단사정으로 변화하여, 단사정이 증가하면 내플라즈마성이 향상되기 때문에, 단사정이 증가하는 것은 바람직하다.
이어서, 본 발명의 플라즈마 장치용 부품의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 충격 소결법에 의해 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막을 형성한 플라즈마 장치용 부품의 제조 방법은, 연소 플레임 불꽃에 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자를 포함하는 슬러리를 공급하는 공정과, 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자를, 분사 속도를 400 내지 1000m/sec로 하여 기재 상에 분사시키는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 상기 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자의 평균 입경은 0.05 내지 5㎛인 것이 바람직하다. 또한, 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자의 막 두께는 10㎛ 이상인 것이 바람직하다. 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자를 포함하는 슬러리는 연소 플레임 불꽃의 중심에 공급하는 것이 바람직하다.
충격 소결법은, 연소 플레임 불꽃 중에, 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자를 포함하는 슬러리를 공급하여 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자를 고속 분사시키는 성막 방법이다.
충격 소결법을 실시하는 성막 장치는, 연소원을 공급하는 연소원 공급구와, 거기에 접속된 연소실을 구비하고 있다. 연소실에서 연소원을 연소시킴으로써, 연소 플레임구에 연소 플레임 불꽃을 발생시킨다. 연소 플레임 불꽃의 근방에는 슬러리 공급구가 배치되어 있고, 슬러리 공급구로부터 공급된 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자 슬러리는 연소 플레임 불꽃으로부터 노즐을 통하여 기재로 분사되어 성막되어 간다.
연소원은 산소, 아세틸렌, 등유 등이 사용되며, 필요에 따라 2종 이상을 사용해도 된다. 또한, 연소 플레임의 온도는, 성막하는 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자의 비점 미만으로 되도록, 연소원의 배합비나 냉각 가스의 투입량 등의 연소 조건의 조정을 행한다.
연소 플레임의 온도가 원료 입자의 비점 이상으로 되는 경우에는, 고속 분사라고 해도, 슬러리로서 공급하는 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자가 증발, 분해 혹은 용융되어 버려, 퇴적되지 않거나, 또는 퇴적되어도 용사와 마찬가지의 형태로 되어 버린다.
충격 소결법에 의해 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막을 형성하는 경우, 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자의 분사 속도가 400m/sec 이상 1000m/sec 이하의 범위인 것이 바람직하다. 분사 속도가 400m/sec 미만으로 느리면 입자가 충돌했을 때의 분쇄가 불충분해져 막 밀도가 높은 피막이 얻어지지 않을 우려가 있다. 또한, 분사 속도가 1000m/sec를 초과하면, 충돌력이 과대해져, 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자에 의한 블라스트 효과가 발생하기 쉬워, 목적으로 하는 막이 얻어지기 어렵다.
란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자 슬러리를 슬러리 공급구에 투입하는 경우, 슬러리가 연소 플레임 불꽃의 중심에 분사되도록 공급하는 것이 바람직하다.
연소 플레임 불꽃의 외측에 산화이트륨 입자 슬러리를 공급하면 분사 속도가 안정되지 않는다. 일부의 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자는 연소 플레임 불꽃의 외측에서 분사되고, 일부는 중심까지 도달하고 나서 분사된다. 동일한 연소 플레임 불꽃이라도 외측과 내측에서는 연소 온도가 약간 상이하다. 가급적 동일한 온도 조건 및 동일한 분사 속도로 성막함으로써, 「입계를 확인할 수 있는 입자」와 「입계를 확인할 수 없는 입자」를 포함하는 조직의 제어가 가능하게 된다.
충격 소결법은, 연소 플레임 불꽃에 의해 입자를 분사하여 성막하는 피막 방법이며, 입자가 고속도로 충돌하여, 그 충돌에 의한 입자의 파쇄열로 소결 결합하여 피막을 형성하는 방법이다. 그로 인해, 피막 내의 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자는 원료 분말의 입자 형상보다 파쇄 형상으로 된 피막이 형성되기 쉬워지는 경향이 있다.
또한, 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자의 분사 속도를 고속으로 제어하여 입자가 퇴적하기 시작하는 임계 속도 이상으로 가속함으로써, 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자를 용융시키지 않고 성막할 수 있고, 막 밀도가 높은 란탄계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막을 얻을 수 있다. 충격 소결법은, 고속 분사가 가능하기 때문에 「입계를 확인할 수 없는 입자」를 얻기 쉽다. 본 발명과 같이 입계를 확인할 수 있는 입자의 면적률이 0 내지 80％인 한편, 입계를 확인할 수 없는 입자의 면적률이 20 내지 100％인 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막을 효율적으로 얻을 수 있다.
또한, 「입계를 확인할 수 있는 입자」 및 「입계를 확인할 수 없는 입자」의 생성 비율의 제어 방법으로서, 노즐부터 기재까지의 분사 거리 L을 조정하는 것도 효과적이다. 전술한 바와 같이 충격 소결법은, 연소 플레임 불꽃을 사용하여 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자를 고속 분사하고, 충돌시의 입자의 파괴열을 이용하여 소결 결합하여 퇴적시키는 방법이다.
일단, 연소 플레임 불꽃으로 데워진 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자를 용융된 편평 형상으로 하지 않고 성막하기 위해서는, 분사 거리 L을 100 내지 400mm로 조정하는 것이 바람직하다. 분사 거리 L이 100mm 미만이면, 거리가 지나치게 가까워 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자가 파쇄되지 않고 소결 결합한 피막이 얻어지기 어려워진다. 한편, 분사 거리 L이 400mm를 초과하면, 지나치게 이격되어 있기 때문에 충격력이 약해져 목적으로 하는 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막이 얻어지기 어렵다. 전술한 분사 속도나 원료 분말로서의 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자 사이즈를 제어함으로써, 용융ㆍ미용융의 조직을 제어할 수 있다. 바람직하게는, 분사 거리 L은 100 내지 200mm이다.
란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자 슬러리는, 원료 분말로서 평균 입경이 0.05 내지 5㎛인 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자를 함유하는 슬러리가 바람직하다. 슬러리화하기 위한 용매는, 메틸알코올이나 에틸알코올 등의 비교적 휘발되기 쉬운 용매가 바람직하다.
란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자는, 충분히 분쇄하여 조대 입자가 없는 상태로 하고 나서 용매와 혼합하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 입경이 20㎛ 이상인 조대 입자가 있으면 균일한 막을 얻기 어려워진다. 또한, 슬러리 중의 산화이트륨 입자는 30 내지 80vol％가 바람직하다. 적당한 유동성을 갖는 슬러리인 것이 공급구에의 공급이 원활해지고, 공급량이 안정되기 때문에 균일한 막이 얻어진다.
이러한 충격 소결법을 사용하면, 원료 분말(란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자 슬러리)의 결정 구조는 단사정으로 변화시킨 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막을 구성할 수 있다. 예를 들어, 산화이트륨은 상온에서는 입방정이다. 연소 플레임 불꽃과 같은 고온에 노출되면 결정 구조가 변화하는데, 충격 소결법은 고속 분사할 수 있으므로 단사정으로 변화시켜 내플라즈마성이 높은 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막을 구성할 수 있다.
상기 구성에 따르면, 플라즈마 에칭 장치용 부품에서의 내플라즈마성이 현저하게 향상되고, 파티클 저감과 불순물 오염의 저감, 또한 부품 사용의 장수명화를 가능하게 한다. 이로 인해, 이러한 플라즈마 에칭 장치용 부품을 사용한 플라즈마 에칭 장치이면, 플라즈마 에칭 공정 중에서의 파티클의 발생 및 부품 교환 횟수의 저감이 가능하게 된다.
또한, 충격 소결법에 의해 입자를 고속으로 분사하고, 그 충돌 에너지로 입자를 퇴적하고 있으므로, 구성 부품에 피막을 퇴적하는 경우에는 블라스트 처리가 불필요하게 되고, 블라스트재의 잔류나 표면 결함의 발생이 없음으로써, 피막의 밀착성이 향상되어 있다. 이것은, 입자의 고속 충돌로 구성 부품의 표면 산화 피막이 파괴되고, 활성면이 노출됨으로써, 부품 표면에 직접 피막이 형성되고, 그 후의 입자 충돌에 의해 입자 파괴에 의한 발열로 입자간에 있어서 접합이 일어나, 피막으로서 형성되는 것이라고 생각된다.
따라서, 부품 상에 퇴적하는 산화이트륨 피막의 박리에 의한 파티클의 발생을 효과적으로 억제할 수 있음과 함께, 장치 클리닝이나 부품 교환의 횟수를 대폭 감소시킬 수 있다. 또한, 파티클 발생량의 저감은, 반도체 제조 장치에서 에칭이나 성막하는 각종 박막, 나아가 그것을 사용한 소자나 부품의 수율 향상에 크게 기여한다. 또한, 장치 클리닝이나 부품 교환 횟수의 저감, 블라스트 처리의 불필요화에 의한 부품의 사용 수명의 연장은, 생산성의 향상 및 에칭 비용의 삭감에 크게 기여한다.
<실시예>
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 이하의 실시예를 참조하여, 보다 상세하게 설명한다.
(실시예 1 내지 8 및 비교예 1)
연소 플레임형 분사 장치를 사용하여 충격 소결법에 의해, 알루미나제 기재(300mm×3mm) 상에, 표 1에 나타내는 조건에서 산화이트륨에 각종 산화물 세라믹스를 첨가하여 피막을 형성하여 플라즈마 장치용 부품으로 하였다. 산화이트륨 입자 및 다른 산화물 입자 슬러리의 용매는 모두 에틸알코올로 하였다. 또한, 사용하는 원료 분말은 모두 순도가 99.9％ 이상인 고순도 산화물 입자를 사용하였다. 또한, 원료 분말로서의 Y2O3 입자는 입방정이며, 충분한 분쇄 및 체 분리에 의해 10㎛를 초과하는 조대 입자가 없는 원료 분말을 사용하였다.
또한, 비교예 1은 평균 입경이 14㎛인 산화이트륨 분말을 원료로 하여, 플라즈마 용사법에 의해 성막한 것이다.
다음으로 각 실시예 및 비교예에 있어서 형성한 각 산화이트륨 피막에 대하여, 막 밀도, 입계를 확인할 수 있는 입자의 면적비, 입계를 확인할 수 없는 입자의 면적비, 각 산화이트륨 피막 내의 입계를 확인할 수 있는 입자의 평균 입경 및 결정 구조를 분석하였다.
막 밀도는, 막 단면의 합계 단위 면적이 200㎛×200㎛로 되도록 확대 사진(500배)을 찍고, 거기에 찍히는 기공의 비율로부터 구하였다. 또한, 입계를 확인할 수 있는 입자 및 입계를 확인할 수 없는 입자의 면적비는, 피막 표면에서의 단위 면적 20㎛×20㎛의 확대 사진(배율 5000배)을 찍고, 산화이트륨 입자 1개의 입계를 알 수 있는 것을 「입계를 확인할 수 있는 입자」, 입계가 결합하여 알 수 없는 것을 「입계를 확인할 수 없는 입자」라고 하여 면적비를 구하였다. 이 작업을 임의의 3군데에 대하여 행하고, 그 평균값을 「입계를 확인할 수 있는 입자」 및 「입계를 확인할 수 없는 입자」의 면적비(％)로 하였다. 또한, 동일한 확대 사진을 사용하여 「입계를 확인할 수 있는 입자」의 평균 입경을 구하였다.
또한, XRD 분석법에 의해 결정 구조를 조사하였다. XRD 분석은 Cu 타깃을 사용하여 관전압 40kV, 관전류 40mA의 조건에서 실시하고, 입방정의 최강 피크 Ic에 대한 단사정의 최강 피크 Im의 비(Im/Ic)를 조사하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
상기 표 2에 나타내는 결과로부터 명백해진 바와 같이, 각 실시예에 관한 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막은 막 밀도가 높고, 「입계를 확인할 수 있는 입자」의 비율(면적비)이 0 내지 80％의 범위 내였다. 또한, 충격 소결법을 사용함으로써 원료 분말의 사이즈보다 약간 작은 입자로 되어 있었다. 또한, 필요 이상으로 용융되어 있지 않으므로 결정 구조도 원료 분말과 동일하였다.
또한, 실시예 1 내지 8에서의 산화이트륨 피막의 표면 조도 Ra는, 모두 0.5㎛ 이하였다. 또한, 비교예 1에서의 피막의 표면 조도 Ra는 3.1㎛였다.
이어서, 각 실시예 및 비교예에 관한 플라즈마 에칭 장치용 부품을 플라즈마 에칭 장치 내에 배치하고, CF4(50sccm)+O2(20sccm)+Ar(50sccm)의 혼합 에칭 가스에 노출시켰다. 에칭 챔버 내를 10mTorr로 설정하고, 출력 300W(바이어스 100W)로 하여 2시간 연속 가동시킨 후, 각 산화이트륨 피막에 대하여, 필링 평가로서, 테이프 박리법에 의한 탈락 부착 입자의 부착 면적률을 측정하였다. 구체적으로는, 각 산화이트륨 피막에 도전성 카본 테이프를 부착한 후에 테이프를 떼고, 테이프를 SEM 관찰하여 125㎛×95㎛의 시야에 존재하는 각 산화이트륨 입자의 면적을 측정하였다. 또한, 상기 시험을 실시하기 전후에 있어서의 부품의 중량 변화를 측정하고, 단위 면적당 중량 감소를 구하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타낸다.
또한, 각 산화이트륨 피막의 체적 저항률을, 실온(25℃)에서, 4 단자법(JIS K 7194 준거)에 의해 측정한 결과, 1.2 내지 1.5×1012Ωㆍcm의 범위였다.
상기 표 3에 나타내는 결과로부터 명백해진 바와 같이, 각 실시예에 관한 플라즈마 장치용 부품은, 플라즈마 어택 및 라디칼 어택에 대하여 강한 내성을 갖는 것이 판명되었다. 플라즈마 어택 및 라디칼 어택에 대하여 강한 내성을 갖는다고 하는 것은, 건식 에칭 장치에 사용한 경우에 파티클의 발생을 효과적으로 억제할 수 있음을 의미하는 것이다. 이들 효과는, 산화이트륨에 란탄계 산화물을 첨가한 경우에 더 향상되었다.
이상의 실시예에서는 기재가 알루미나 세라믹스를 포함하는 경우로 예시하고 있지만, 금속제 기재를 사용한 경우에 있어서도 동등한 효과가 발휘되는 것이 실험에 의해 확인되어 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 장치용 부품에 따르면, 구성 부품으로부터 발생하는 파티클을 안정적으로 또한 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 부식성 가스의 활성 라디칼에 대한 피막의 부식이 억제되기 때문에, 피막으로부터의 파티클 발생 방지가 가능하게 되고, 부식 생성물의 저감과 함께, 탈락 방지에 의한 파티클 발생의 억제가 가능하게 된다. 따라서, 플라즈마 장치용 부품의 클리닝이나 부품의 교환 횟수를 삭감할 수 있다.
1: 플라즈마 처리 장치용 부품
2: 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막
3: 기재
4: 입계를 확인할 수 없는 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자
5: 입계를 확인할 수 있는 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자
2: 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막
3: 기재
4: 입계를 확인할 수 없는 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자
5: 입계를 확인할 수 있는 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자
Claims (19)
- 기재가 금속 또는 세라믹스를 포함하고, 이 기재 상의 최표면에 형성된 산화이트륨 피막을 갖고, 이 산화이트륨 피막은, La, Ce, Sm, Dy, Gd, Er, Yb를 포함하는 란타노이드계 원소로부터 선택된 적어도 1종을 산화물 환산으로 1 내지 8질량％ 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치용 부품.
- 제1항에 있어서, 기재가 금속 또는 세라믹스를 포함하고, 이 기재 상의 최표면에는, 막 두께가 10㎛ 이상이고, 막 밀도가 90％ 이상이고, 단위 면적 20㎛×20㎛ 중에 존재하는 입계를 확인할 수 있는 입자의 면적률이 0 내지 80％인 한편, 입계를 확인할 수 없는 입자의 면적률이 20 내지 100％인 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치용 부품.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 기재가 금속 전극을 구비한 세라믹스를 포함하고, 이 기재 상의 최표면에 상기 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치용 부품.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막은, 충격 소결법에 의해 형성된 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막인 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치용 부품.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막을 형성하는 입자는, 전체의 평균 입경이 5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치용 부품.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막을 형성하는 입자는, 입경이 1㎛ 이하인 미립자를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치용 부품.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막은 막 두께가 10 내지 200㎛이고, 막 밀도가 99％ 이상 100％ 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치용 부품.
- 제2항에 있어서, 상기 입계를 확인할 수 있는 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자는 평균 입경이 2㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치용 부품.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자의 평균 입경이 0.05 내지 5㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치용 부품.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막을 형성하는 입자는, 평균 입경이 1㎛ 이하인 미립자를 포함하고, 전체의 평균 입경이 5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치용 부품.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자의 평균 입경이 0.05 내지 5㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치용 부품.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막을 XRD 분석했을 때, 입방정의 최강 피크 Ic에 대한 단사정의 최강 피크 Im의 비(Im/Ic)가 0.2 내지 0.6인 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치용 부품.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막은, 연마 처리에 의해 표면 조도 Ra가 0.5㎛ 이하로 되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치용 부품.
- 충격 소결법에 의해 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막을 형성한 플라즈마 에칭 장치용 부품의 제조 방법에 있어서, 연소 플레임 불꽃에 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자를 포함하는 슬러리를 공급하는 공정과, 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자를 분사 속도 400 내지 1000m/sec로 기재 상에 분사시키는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치용 부품의 제조 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 슬러리에 포함되는 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자는, 순도가 99.9％ 이상인 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자인 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치용 부품의 제조 방법.
- 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자의 평균 입경이 0.05 내지 5㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치용 부품의 제조 방법.
- 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 피막의 막 두께가 10㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치용 부품의 제조 방법.
- 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자를 포함하는 슬러리를 연소 플레임 불꽃의 중심에 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치용 부품의 제조 방법.
- 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자를 포함하는 슬러리를 공급하는 연소 플레임의 온도는, 공급하는 란타노이드계 원소의 산화물을 포함하는 산화이트륨 입자의 비점 미만으로 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치용 부품의 제조 방법.
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