KR20160119187A - Plasma-resistant component, method for manufacturing plasma-resistant component, and film deposition device used to manufacture plasma-resistant component - Google Patents
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Abstract
본 발명의 하나의 실시 형태는, 플라즈마 부품의 산화물 피막은, 0.05 내지 3㎛의 미소 입자끼리가 부품 기재 표면에서 소결 결합되어 다결정 입자가 되어 그의 집합체로서 형성되는 산화물 퇴적 피막이며, 막 두께가 10㎛ 이상 200㎛ 이하이고, 막 밀도가 90％ 이상인 것을 특징으로 하는 내플라즈마 부품 및 내플라즈마 부품의 제조 방법이다. 상기 구성에 의하면, 피막으로부터의 파티클의 발생을 안정적이고 유효하게 억제하고, 또한 재생 처리에서 부식이나 변형 등의 대미지를 받기 어려운 내플라즈마 부품 및 내플라즈마 부품의 제조 방법이 얻어진다.In one embodiment of the present invention, the oxide film of the plasma component is an oxide deposition film in which fine particles of 0.05 to 3 占 퐉 are sintered and bonded to each other on the surface of the component substrate to form polycrystalline particles and formed as an aggregate thereof. Mu m to 200 mu m, and a film density of 90% or more. According to the above-described constitution, it is possible to obtain a method of manufacturing a plasma part and a plasma part which are capable of stably and effectively suppressing the generation of particles from the coating film and which do not suffer damage such as corrosion or deformation in the regeneration processing.
Description
본 발명의 실시 형태는, 내플라즈마 부품 및 내플라즈마 부품의 제조 방법 및 내플라즈마 부품의 제조에 사용하는 막 퇴적 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a plasma deposition method and a film deposition apparatus for use in the production of plasma plasma deposition components.
종래, 반도체 장치나 액정 표시 장치 등의 제조 공정에 있어서의 미세 가공 프로세스에서는, 통상, 스퍼터링 장치나 CVD 장치에 의한 SiO2 등의 절연막의 성막과, 에칭 장치에 의한 Si나 SiO2의 등방성 에칭 및 이방성 에칭을 이용하여 미세 배선이나 전극 등이 형성되고 있다.Conventionally, in a microfabrication process in a manufacturing process of a semiconductor device, a liquid crystal display, or the like, usually, an insulating film such as SiO 2 is formed by a sputtering apparatus or a CVD apparatus, isotropic etching of Si or SiO 2 by an etching apparatus, Fine wiring and electrodes are formed using anisotropic etching.
일반적으로, 이들 장치에서는 성막 속도나 에칭성을 향상시키기 위해서 플라즈마 방전이 이용되고 있다.Generally, in these devices, a plasma discharge is used to improve the deposition rate and the etching property.
예를 들어, 상기 에칭 장치로서는, RIE(Reactive Ion Etching) 장치와 같은 플라즈마 에칭 장치가 사용된다.For example, as the etching apparatus, a plasma etching apparatus such as an RIE (Reactive Ion Etching) apparatus is used.
RIE 장치에서는, 챔버 내를 저압 상태로 하고, 불소계 가스나 염소계 가스를 챔버 내에 도입하여 플라즈마화하여, 에칭을 실시하고 있다.In the RIE apparatus, a fluorine-based gas or a chlorine-based gas is introduced into a chamber under a low-pressure state in the chamber, and plasma is made to perform etching.
종래, 플라즈마 에칭 장치 중, 챔버 등의 플라즈마가 조사되는 부품은, 반응 생성물이 생성되지 않도록 연구되고, 또한 부품은 플라즈마에 노출됨으로써 부식되기 쉽기 때문에, 기재의 표면에 내플라즈마성 및 내식성이 높은 피막을 형성하는 일이 일반적으로 행하여지고 있다.Conventionally, in a plasma etching apparatus, parts irradiated with a plasma such as a chamber are studied so as not to generate reaction products, and parts are susceptible to corrosion by being exposed to plasma, so that a coating having high plasma resistance and high corrosion resistance Is generally performed.
이 피막으로서는, 산화이트륨(Y2O3)이나 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 산화물 피막이 알려져 있다. 이 산화물 피막은, 반응 생성물의 발생의 억제와 플라즈마 어택에 의한 부품의 손상 방지에 효과를 발휘한다.As this film, an oxide film containing yttria (Y 2 O 3 ) or aluminum oxide (Al 2 O 3 ) is known. This oxide coating is effective for suppressing the generation of reaction products and for preventing the damage of parts due to plasma attack.
예를 들어, 일본 특허 제4084689호 명세서(특허문헌 1)에는, 기재에 도포된 Y(OH)3 졸액을 열처리하여 형성된 Y2O3막이 기재되어 있으며, 일본 특허 공개 제2006-108178호 공보(특허문헌 2)에는 Al2O3 용사 피막이 기재되어 있다.For example, Japanese Patent No. 4084689 (Patent Document 1) discloses a Y 2 O 3 film formed by heat-treating a Y (OH) 3 sol solution applied to a substrate, and Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2006-108178 Patent Document 2) discloses an Al 2 O 3 thermal spray coating.
그러나, 종래의 용사법에 의해 형성된 산화이트륨이나 산화알루미늄 등의 용사 산화물 피막은, 산화이트륨이나 산화알루미늄 등의 산화물 입자가 퇴적된 피막이며, 이 입자는 용융된 산화이트륨이나 산화알루미늄의 산화물 입자가 기재의 표면에 충돌하여 급냉 응고되어서 형성된 것이다. 또한, 종래의 용사법에서 사용되는 산화물 분말의 입경은, 5 내지 45㎛ 정도로 크다. 이 때문에, 종래의 용사법에 의해 형성된 산화이트륨이나 산화알루미늄 등의 용사 산화물 피막은, 내부와 표면의 열팽창차에 의해 마이크로 크랙이 다수 발생되기 쉽고, 변형이 잔류되기 쉬워 내구성이 불충분하다는 기술적인 문제가 있었다.However, a sprayed oxide film such as yttrium oxide or aluminum oxide formed by the conventional spraying method is a film on which oxide particles such as yttrium oxide and aluminum oxide are deposited, and the particles are formed by the oxide particles of molten yttrium oxide or aluminum oxide And is solidified by rapid cooling. In addition, the particle size of the oxide powder used in the conventional spraying method is as large as about 5 to 45 mu m. For this reason, there is a technical problem that a spray oxide film such as yttrium oxide or aluminum oxide formed by the conventional thermal spraying method tends to generate a large number of micro cracks due to the difference in thermal expansion between the inside and the surface, and the deformation tends to remain so that the durability is insufficient there was.
즉, 용사 열원에 의해 용융된 산화이트륨이나 산화알루미늄 등의 산화물 입자가 기재의 표면에 충돌하여 기재 표면과 수직인 방향으로 두께가 줄어들고, 또한 평행인 방향으로 입자가 신장된, 소위 편평 형상으로 변형된 후에, 급냉 응고되어 평평한 형상인 입자(이하, 「용융 편평 입자」라고 칭한다)가 되기 쉽다. 이때에, 산화물 분말 입자의 평균 입경이 5㎛ 이상으로 큰 경우에는, 용융 편평 입자의 표면에, 주로 기재 표면과 수직인 두께 방향으로 보이는 깨짐(이하, 「마이크로 크랙」이라고 칭한다)이 발생되고, 용융 편평 입자의 내부에 변형이 잔류된다. 상기 편평 형상이란, 기재 표면과 수직인 방향에 있어서의 입자의 두께(t)와, 기재 표면과 평행인 방향에 있어서의 입자의 길이(L)로부터 애스펙트비(L/t)로서 계산했을 때에, 이 애스펙트비가 1.5 이상인 형상을 의미한다.That is, oxide particles such as yttrium oxide or aluminum oxide, which are melted by a spraying heat source, collide with the surface of the substrate to reduce the thickness in the direction perpendicular to the surface of the substrate, and the particles are stretched in a parallel direction (Hereinafter referred to as " fused flat particles "). At this time, when the average particle diameter of the oxide powder particles is as large as 5 mu m or more, cracks (hereinafter referred to as " micro cracks ") appear mainly in the thickness direction perpendicular to the surface of the substrate, The deformation remains in the interior of the molten flattened particle. The flat shape is defined as the aspect ratio L / t calculated from the particle thickness t in the direction perpendicular to the substrate surface and the particle length L in the direction parallel to the substrate surface, Means a shape having an aspect ratio of 1.5 or more.
그리고, 이러한 상태에서의 산화이트륨 피막이나 산화알루미늄 피막에 플라즈마 방전에서 발생된 활성 라디칼이 조사되면, 활성 라디칼이 상기 마이크로 크랙을 어택하여 마이크로 크랙이 확대됨과 함께, 내부 변형이 개방될 때, 마이크로 크랙이 전파된다. 이 결과, 용사 피막이 결손되어 용사 피막에서 유래되는 파티클이 발생되기 쉬워짐과 함께, 용사 피막 상면에 부착된 반응 생성물이 박리되어 반응 생성물에서 유래되는 파티클이 발생되기 쉬워진다. 그리고, 파티클의 발생은, 미세 배선 등의 단락이나 단선을 발생시켜서 반도체 장치 등의 제품 수율을 저하시킴과 함께, 플라즈마 장치용 부품의 클리닝이나 부품의 교환이 빈번해져 생산성의 저하나 성막 비용의 상승을 발생시킨다.When the active radicals generated in the plasma discharge are irradiated to the yttrium oxide film or the aluminum oxide film in such a state, the active radicals attack the microcracks and the microcracks expand, and when the internal strain is released, Lt; / RTI > As a result, the thermal sprayed coating is deficient and particles derived from the thermal sprayed coating are easily generated, and the reaction product adhered to the upper surface of the thermal sprayed coating is peeled, and particles derived from the reaction product are easily generated. In addition, generation of particles causes short-circuiting or disconnection of fine wiring or the like, resulting in lower product yields of semiconductor devices and the like, and frequent cleaning of parts for plasma devices and replacement of parts, resulting in lower productivity, .
또한, 종래의 용사법에서 사용되는 산화물 분말의 입경은 5 내지 45㎛ 정도로 크기 때문에, 형성된 용사 피막은, 기공(보이드)율이 15％ 정도로 높아, 기공이 많이 발생함과 함께, 용사 피막 표면의 조도가 평균 조도 Ra로 6 내지 10㎛ 정도로 거칠어진다. 상기 기공(보이드)은 입자 간의 간극에 상당하고, 상기 마이크로 크랙이란 용융 편평 입자가 깨진 표면 형상을 나타낸다.In addition, since the particle diameter of the oxide powder used in the conventional thermal spraying method is as large as about 5 to 45 탆, the formed thermal sprayed coating has a void ratio of as high as about 15%, resulting in a large number of pores, Is roughly roughly 6 to 10 mu m in average roughness Ra. The pores (voids) correspond to the gaps between the particles, and the microcracks indicate the shape of the fractured surface of the molten flat particles.
이러한 기공이 많고 표면의 조도가 거친 용사 피막이 형성된 플라즈마 장치 부품을 사용하면, 기공을 통하여 기재의 플라즈마 에칭이 진행되어 플라즈마 장치 부품의 수명이 짧아짐과 함께, 플라즈마 방전이 용사 피막의 볼록부에 집중되어 용사 피막이 취성이 되어 파티클의 발생량이 많아지는 문제를 발생시킨다.If a plasma device part having such a large number of pores and a coarse surface roughness is used, the plasma etching of the substrate proceeds through the pores to shorten the life of the plasma device part, and the plasma discharge is concentrated on the convex part of the sprayed coating The thermal sprayed coating becomes brittle and the amount of generated particles increases.
또한, 예를 들어 최근의 반도체 소자에 있어서는, 고집적도를 달성하기 위하여 배선폭의 협소화가 진행되고 있다. 배선폭의 협소화는, 예를 들어 32nm, 19nm, 나아가 15nm 이하까지 미친다. 이렇게 협소화된 배선이나 그것을 갖는 소자에 있어서는, 예를 들어 직경 0.2㎛ 정도의 지극히 미소한 파티클이 혼입된 경우에도, 배선 불량이나 소자 불량 등이 발생한다. 이 때문에, 최근에는, 지극히 미소한 파티클이어도, 그 발생을 최대한 억제할 것이 강하게 요망되고 있다.Further, in recent semiconductor devices, for example, in order to achieve a high degree of integration, the wiring width has been narrowed. The narrowing of the wiring width is, for example, 32 nm, 19 nm, or even 15 nm or less. In this narrowed wiring or a device having it, for example, even when extremely minute particles having a diameter of about 0.2 mu m are mixed, wiring defects and element defects occur. Therefore, even in the case of extremely minute particles, it is strongly desired that the generation thereof be suppressed as much as possible.
또한, 종래의 용사 피막을 형성하는 경우에는, 통상, 피막 형성의 전처리로서, 고압에서 지립 등을 입체와 함께 기재의 표면에 분사하는 블라스트 처리를 행한다. 그러나, 이렇게 블라스트 처리를 행하면, 기재의 표면에 블라스트재인 지립의 잔류편이 존재하거나, 블라스트에 의해 기재의 표면에 파쇄층이 형성되거나 한다.In the case of forming a conventional thermal spray coating, blast treatment is generally performed as a pretreatment of film formation, in which abrasive grains and the like are sprayed onto the surface of the substrate at high pressure. However, when the blast treatment is carried out in this way, residual fragments of abrasive grains, which are blasted materials, are present on the surface of the base material, or a broken layer is formed on the surface of the base material by blasting.
그리고, 이러한 블라스트재가 잔존하거나 파쇄층이 형성되거나 한 기재의 표면에 종래의 용사 피막이 형성되면, 플라즈마 방전에서의 온도 변화에 의한 막의 열응력에 의해, 기재와 용사 피막의 계면에 응력이 작용하여, 용사 피막마다 막 박리되기 쉬워진다. 특히, 블라스트 처리의 압력이나 지립 사이즈를 크게 한 경우에는, 막 박리의 발생이 현저해진다. 이 때문에, 종래의 용사 피막의 수명은, 블라스트 처리의 조건에 따라서도 크게 바뀌게 된다.When a conventional thermal sprayed coating is formed on the surface of a substrate on which a blast material remains or a crushed layer is formed, stress acts on the interface between the substrate and the thermal sprayed coating due to the thermal stress of the film due to the temperature change in the plasma discharge, The film is easily peeled off for each thermal sprayed film. Particularly, when the pressure of the blast treatment and the size of the abrasive grain are increased, the occurrence of film peeling becomes remarkable. Therefore, the life span of the conventional thermal spray coating largely changes depending on the conditions of the blast treatment.
이와 같이, 플라즈마 장치용 부품의 기재의 표면에 종래의 용사 피막을 형성하는 방법은, 용사 피막이 파티클의 발생원이 되기 쉬워 제품 수율을 저하시키기 쉬운 데다가, 블라스트 처리의 상태에 따라 용사 피막의 수명이 변화하여, 부품마다 품질의 편차가 커진다는 문제가 있었다.As described above, the conventional method of forming the thermal sprayed coating on the surface of the substrate of the component for plasma devices is problematic in that the thermal sprayed coating tends to be a source of particles, which lowers the yield of the product, Thus, there has been a problem in that a variation in quality is increased for each part.
또한, 플라즈마 장치용 부품의 내벽이나 내부 구성 부재에 다시 산화이트륨 등의 피막을 형성하는 재생 처리에서는, 용사에 의한 산화이트륨 등의 피막을 박리할 때에 사용되는 약액 처리나 블라스트 처리에서, 부품에는 부식이나 변형 등의 대미지를 끼친다는 문제가 있었다.Further, in the regeneration treatment for forming a film of yttrium oxide or the like on the inner wall of the plasma device component or the internal constituent member, in the chemical solution treatment or the blast treatment used when the film of yttrium oxide or the like is peeled off by spraying, There is a problem in that it causes damage such as deformation or deformation.
이러한 문제에 대한 개선책으로서, 종래의 용사에 대하여 입자를 융점 미만의 온도로 조정된 연소 플레임과 같은 고온 가스에 의해 고속으로 분사시켜서, 입자를 거의 용융시키지 않고 피막을 형성하는 방법에 의해, 플라즈마에 대한 내식성을 종래의 용사법에 의한 피막보다도 향상시킨 피막을 형성하는 충격 소결법이 있다.As a remedy for this problem, a method of spraying a high-temperature gas such as a combustion flame adjusted to a temperature lower than the melting point with respect to a conventional thermal spray to form a coating film with almost no melting of the particles, There is a shock sintering method in which a coating film having improved corrosion resistance compared to a coating film obtained by a conventional spraying method is formed.
그러나, 용융되지 않고 퇴적된 입자형부에는, 상기 용융 편평 입자에는 관찰되지 않는, 용융되지 않고 입형으로 퇴적된 입자끼리의 간극인 기공(보이드)이 존재한다. 그로 인해, 더욱 치밀화가 곤란하고, 나아가서는 더욱 내식성의 향상이 곤란하다. 또한, 플라즈마 장치용 부품의 내벽이나 내부 구성 부재에 다시 산화이트륨 등의 피막을 형성하는 재생 처리에서는, 상기 충격 소결법에 의한 산화이트륨 등의 산화물 피막을 박리할 때에 사용되는 약액 처리나 블라스트 처리에서, 상기 입자끼리의 간극인 기공(보이드)에 있어서, 종래의 용사법보다는 대미지가 적기는 하지만, 아직 부식이나 변형 등의 대미지를 끼친다는 문제가 있다.However, in the granular portion deposited without being melted, pores (voids) which are the gaps between the granules deposited in the form of the melt which are not observed in the molten flat particles exist. As a result, it is difficult to further increase the densification, and furthermore, it is difficult to further improve the corrosion resistance. In the regeneration treatment in which a film of yttrium oxide or the like is again formed on the inner wall of the component for a plasma apparatus or the internal constituent member, in the chemical solution treatment or the blast treatment used when the oxide film such as yttrium oxide is peeled off by the impact sintering method, The pores (voids) between the particles have a problem of causing damage such as corrosion or deformation even though the damage is less than the conventional spraying method.
본 발명의 하나의 실시 형태는, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 피막의 기공률을 낮추어서 내식성 및 강도를 높게 하는 것이 가능하고, 피막으로부터의 파티클의 발생이나 피막의 박리를 안정적이고 유효하게 억제하고, 또한 재생 처리에서, 피막을 박리할 때에 사용되는 약액 처리, 블라스트 처리 등에서 부재에 부식이나 변형 등의 대미지를 끼치기 어려운, 내플라즈마 부품 및 내플라즈마 부품의 제조 방법 및 내플라즈마 부품의 제조에 사용하는 막 퇴적 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.One embodiment of the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a film forming apparatus which can lower the porosity of the coating film to increase the corrosion resistance and strength and can stably and effectively prevent generation of particles from the coating film, Further, in the regenerating process, it is difficult to cause damage such as corrosion and deformation to the member in the chemical liquid treatment and the blast treatment used when the film is peeled, a method of manufacturing a plasma part and a plasma part, And it is an object of the present invention to provide a deposition apparatus.
본 발명은 기재의 표면에, 종래의 용사법으로 형성된 용사 피막 대신에, 분말이 소결되어서 형성된 소결체와 마찬가지로, 입자끼리가 소결 결합된 치밀한 다결정 입자의 집합체 피막으로 덮기 위해, 그 형성 방법, 조건을 예의 검토 조사한 결과, 드디어 그 방법을 기술적 지견으로서 알아내고, 그 지견에 기초하여 완성된 것이다.In the present invention, in place of the thermal spray coating formed by the conventional thermal spraying method, in the same manner as the sintered body formed by sintering the powder, the aggregation coating of the dense polycrystalline particles in which the particles are sintered and bonded together is coated on the surface of the substrate. As a result of the examination and investigation, finally the method was found out as a technical knowledge, and it was completed based on the knowledge.
구체적으로는, 평균 입경이 0.05 내지 3㎛인 미소 입자로 형성된 산화이트륨 등의 산화물 피막을 형성하면, 이 피막을 구성하는 산화이트륨 등의 산화물에는 내부 결함, 내부 변형이나 마이크로 크랙이 실질적으로 발생되지 않고, 미소 입자끼리가 부품 기재의 표면에서 소결 결합되어 다결정 입자가 되어, 그의 집합체로서 기공률이 낮은 치밀한 피막이 형성되기 때문에, 피막의 내식성 및 강도가 높아진다.Specifically, when an oxide film of yttrium oxide or the like formed of fine particles having an average particle diameter of 0.05 to 3 m is formed, internal defects, internal deformation or micro cracks are not substantially generated in the oxide such as yttrium constituting the film The fine particles are sintered and bonded to each other on the surface of the component substrate to form polycrystalline particles, and a dense coating film having a low porosity is formed as an aggregate thereof, so that the corrosion resistance and strength of the coating film are enhanced.
그 결과, 피막으로부터의 파티클의 발생이나 피막의 박리를 안정적이고 또한 유효적으로 억제함과 함께, 피막의 표면에 있어서의 반응 생성물의 생성과, 이 반응 생성물로부터의 파티클의 발생의 억제가 가능하고, 나아가, 부품 사용 후의 재생 처리에서, 피막을 박리할 때에 사용되는 약액 처리, 블라스트 처리 등에서 부재에 부식이나 변형 등의 대미지를 끼치기 어려운 효과가 발휘된다.As a result, it is possible to stably and effectively suppress the generation of particles from the coating film and the peeling of the coating film, and to suppress the generation of reaction products on the surface of the coating film and the generation of particles from the reaction product Further, in the regeneration treatment after use of the component, the chemical solution treatment, the blast treatment, and the like, which are used when the film is peeled off, exhibit an effect that does not cause damage to the member such as corrosion or deformation.
본 발명은 상기 피막의 막구조를 달성하기 위해서, 그 형성 방법, 조건을 알아내서 완성된 것이다. 분말이 소결되어서 형성된 소결체와 마찬가지로 미소 입자끼리가 소결 결합된 치밀한 다결정 입자는, 입자가 용융되지 않는 고상 소결 기구에 의한 소결 결합과, 입자 표면 또는 입자간이 용융되어 소결되는 액상 소결 기구의 소결 결합의 양쪽을 포함하는 것이다. 상기 소결 결합된 다결정 입자는, 단일의 결정 입자가 아니고 현미경 관찰로 입자 내에 결정립계가 보이는 입자이며, 본 발명의 피막은 마찬가지로 현미경 관찰에서 이들 다결정 입자가 퇴적된 피막이 되어서 관찰된다.In order to achieve the film structure of the film, the present invention has been completed by finding out the formation method and conditions thereof. The dense polycrystalline particles in which the fine particles are sintered and bonded together as in the case of the sintered body formed by sintering the powders are sintered by the solid phase sintering mechanism in which the particles are not melted and the sintered body of the liquid phase sintering mechanism It includes both. The sintered bonded polycrystalline particles are not single crystal grains but are grains whose grain boundaries can be seen by microscopic observation, and the coating of the present invention is also observed as a coating on which these polycrystalline grains are deposited by microscopic observation.
본 발명에서 얻어지는 소결 결합된 치밀한 다결정 입자는, 예를 들어 충격 소결법 등에 의해 형성된 피막에 현미경 관찰에서 관찰되는, 외부와 구획하는 입계가 확인되지 않는 비입자형부는 거의 관찰되지 않는다. 피막의, 기재면에 수직인 단면을 현미경 관찰했을 때의 상기 외부와 구획하는 입계가 확인되지 않는 비입자형부의 면적률은 10％ 이하이다.In the sintered bonded polycrystalline particles obtained by the present invention, for example, a non-granular portion which is observed in a microscopic observation of the coating formed by the impact sintering method or the like and whose boundary with the outside is not confirmed, is hardly observed. The area ratio of the non-granular portion in which the grain boundaries are not distinguished from the outside when a cross section perpendicular to the substrate surface is observed under a microscope is 10% or less.
본 발명에 의한 상기 산화물 퇴적 피막 중에 존재하는 입경 3㎛ 이하의 미소 입자는, 피막의 기재면에 수직인 단면을 현미경 관찰했을 때의 면적률로 10％ 이하이고, 상기 산화물 퇴적 피막 중에 존재하는 용융 편평 입자는, 막의 기재면에 수직인 단면을 현미경 관찰했을 때의 면적률로 10％ 이하이고, 어느 쪽이든 거의 관찰되지 않는다.The fine particles having a particle diameter of 3 탆 or less in the oxide deposit film according to the present invention are 10% or less in area ratio when a cross section perpendicular to the substrate surface is observed under a microscope, and the melting The flat particles are not more than 10% in area ratio when a cross section perpendicular to the substrate surface of the film is observed under a microscope, and are almost not observed.
본 발명의 하나의 실시 형태에서는, 챔버 내에 처리 대상을 보유하는 처리 대상 보유 수단과, 상기 챔버 내에 도입된 가스를 플라즈마화하는 플라즈마 생성 수단을 구비하고, 생성된 플라즈마를 사용하여 상기 처리 대상을 처리하는 플라즈마 장치가 제공된다. 상기 챔버의 내벽과 상기 챔버 내의 구성 부재의 상기 플라즈마 생성 수단으로 생성되는 플라즈마의 생성 영역측의 표면에는 산화물 피막이 형성된다. 이 산화물 피막은, 산화이트륨 등의 산화물 입자를 포함하는 퇴적 피막이다.According to one embodiment of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus comprising: a processing target holding means for holding a processing target in a chamber; and plasma generating means for plasma-introducing the gas introduced into the chamber, Is provided. An oxide film is formed on the inner wall of the chamber and on the surface of the constituent member in the chamber on the side of the generation region of the plasma generated by the plasma generating means. This oxide film is a deposition film containing oxide particles such as yttrium oxide.
상기 퇴적 피막은, 입경이 0.05 내지 3㎛인 미소 입자끼리가 부품의 기재의 표면에서 소결 결합되어 다결정 입자로 되고 그 집합체로서 형성되는 퇴적 피막이며, 그 막 두께는 10㎛ 이상 200㎛ 이하이고, 막 밀도가 90％ 이상인 것을 특징으로 한다. 상기 퇴적 피막 중에는, 입경이 3㎛ 이하인 미소 입자(원료 입자)가 면적률로 10％ 이하의 비율로 존재하지만, 다결정 입자의 집합체가 치밀하게 형성되어 있으므로 내플라즈마성은 충분히 보유된다.The deposited film is a deposited film formed by sintering and bonding polycrystalline particles having particle diameters of 0.05 to 3 占 퐉 on the surface of a substrate of a component to form polycrystalline particles and being formed as an aggregate thereof. The film thickness is 10 占 퐉 or more and 200 占 퐉 or less, And a film density of 90% or more. In the deposited film, fine particles (raw particles) having a particle diameter of 3 탆 or less exist in a proportion of 10% or less in area ratio, but the plasma resistance is sufficiently retained because the aggregate of polycrystalline particles is densely formed.
또한, 산화물 피막에는, 하지막을 붙여서 구성해도 된다. 즉, 하지막으로서 형성된 산화이트륨 등의 종래의 산화물 용사 피막 상에 산화물 입자가 퇴적된 산화물 퇴적 피막을 갖고, 하지막(용사 피막)과 상기 산화물 퇴적 피막을 포함하는 적층막의 합계 막 두께가 20㎛ 이상 300㎛ 이하이고, 상기 산화물 퇴적 피막의 막 밀도가 90％ 이상이도록 구성해도 된다.Further, the oxide film may be formed by attaching a base film. That is, it has an oxide deposition film in which oxide particles are deposited on a conventional oxide thermal spray coating such as yttrium oxide formed as a base film, and the total film thickness of the base film (thermal spray coating) and the oxide deposition film is 20 m Or more and 300 占 퐉 or less, and the film thickness of the oxide deposition film is 90% or more.
또한, 상기 산화물 피막은, 기재 표면을 예를 들어 알루마이트 처리하여 형성된 산화막과, 이 산화막 표면에 형성한 하지막과, 이 하지막의 표면에 형성한 산화물 퇴적 피막을 포함하는 3층 구조로 구성해도 된다. 즉, 산화막의 형성 처리를 한 기재 표면에 하지막으로서 형성된 산화이트륨 등의 종래의 산화물 용사 피막 상에 상기 산화물 퇴적 피막을 갖고, 하지막과 상기 산화물 퇴적 피막을 포함하는 적층막의 합계 막 두께가 20㎛ 이상 200㎛ 이하이고, 상기 산화물 퇴적 피막의 막 밀도가 90％ 이상인 것을 특징으로 한다.The oxide film may have a three-layer structure including an oxide film formed by, for example, an alumite treatment on the substrate surface, a base film formed on the oxide film surface, and an oxide deposition film formed on the surface of the base film . That is, the above oxide deposit film is formed on a conventional oxide thermal spray coating film such as yttrium oxide formed as a base film on the surface of the substrate subjected to the oxide film formation treatment, and the total film thickness of the base film and the lamination film including the oxide deposition film is 20 Mu m to 200 mu m, and the oxide deposition film has a film density of 90% or more.
또한, 본 발명에 따른 막 적층 장치는, 기재와, 이 기재의 표면을 피복하는 산화물 퇴적 피막을 구비하는 상기 내플라즈마 부품의 제조에 사용되는 막 적층 장치로서, 플라즈마 아크에 의해, 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스를 발생시키는 발생실과, 산화물 원료 분말을 포함하는 원료 슬러리를 상기 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스의 중심부에 공급하는 원료 슬러리 공급구와, 연료 또는 산소 가스를 상기 발생실에 공급하는 연료 공급구와, 작동 가스를 상기 발생실에 공급하는 가스 공급구와, 상기 작동 가스와 연료 또는 산소 가스에 의해 원료 슬러리를 가스화하고, 가스 중의 산화물 원료를 산화물의 비점 이하 및 승화점 미만의 온도로 가온하고, 원료 산화물을 분사 속도가 400 내지 1000m/초가 되도록 기재의 표면에 분사하는 상태를 제어하는 분사 노즐을 구비하는 것을 특징으로 한다.The film laminating apparatus according to the present invention is a film laminating apparatus for use in the production of the above plasma plasma part having a base material and an oxide deposition film covering the surface of the base material, A raw material slurry supply port for supplying a raw slurry containing oxide raw material powder to a center portion of the high temperature plasma jet or high temperature gas; a fuel supply port for supplying fuel or oxygen gas to the generation chamber; A raw material slurry is gasified by the working gas and the fuel or oxygen gas, and the raw material of the oxide in the gas is heated to a temperature below the boiling point of the oxide and below the sublimation point, Controlling the state of spraying onto the surface of the substrate so that the spraying speed is 400 to 1000 m / It characterized in that it comprises the four nozzles.
또한, 상기 막 적층 장치에 있어서, 산화물 원료를 기재의 표면에 분사하는 분사 노즐의 선단부와 상기 기재의 표면 간의 분사 거리가 100 내지 400mm인 것이 바람직하다. 또한, 상기 원료 슬러리에 있어서의 산화물 원료 분말의 함유량이 30 내지 80체적％인 것이 바람직하다.It is preferable that the spray distance between the tip of the spray nozzle for spraying the oxide raw material onto the surface of the substrate and the surface of the substrate is 100 to 400 mm in the film laminating apparatus. The content of the oxide raw material powder in the raw slurry is preferably 30 to 80% by volume.
본 발명에 따른 내플라즈마 부품 및 내플라즈마 부품의 제조 방법 및 내플라즈마 부품의 제조에 사용하는 막 퇴적 장치에 의하면, 내플라즈마성이 향상되고, 파티클의 발생이 안정적이고 또한 유효적으로 억제되는 부품 및 그 제조 방법 및 그 제조에 사용하는 막 퇴적 장치를 제공할 수 있다.According to the method of manufacturing a plasma part and a plasma part of the present invention, and a film deposition apparatus used for manufacturing a plasma part of the plasma display device according to the present invention, it is possible to provide a plasma display device in which parts with high plasma resistance, A manufacturing method thereof and a film deposition apparatus for use in the production can be provided.
도 1은, 실시 형태의 플라즈마 장치에 탑재되는 부품의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 2는, 종래의 용사법에 의한 산화물 피막의 일례로서 기재 표면에 대하여 수직 방향의 단면의 산화알루미늄 피막의 조직을 도시하는 현미경 사진(확대 사진)이다.
도 3은, 종래의 용사법에 의한 산화물 피막의 용융 편평 입자의 집합체의 일례로서 모식도를 도시한다. 기재(4) 상에 용융 편평 입자(5)가 퇴적되어 있고, 용융 편평 입자(5)의 표면에는, 주로 기재 표면과 수직인 두께 방향으로 갈라진 마이크로 크랙(6)이 관찰된다. 또한, 입자 사이의 간극인 기공(보이드)(7)이 다수 관찰된다.
도 4는, 실시 형태에 의한 산화물 피막의 일례로서 기재 표면에 대하여 수직 방향의 단면의 산화알루미늄 피막의 조직을 도시하는 현미경 사진(확대 사진)이다.
도 5는, 실시 형태에 의한 산화물 피막의 다결정 입자의 집합체의 일례를 도시하는 단면도이다. 다결정 입자(8)는 단일의 미소 입자(10)가 아니라 입자 내에 결정립계(9)가 보이는 입자이며, 본 발명의 피막은 이들 다결정 입자(8)가 기재(4) 상에 퇴적된 피막으로 되어 있다.
도 6은, 실시 형태에 의한 플라즈마 장치용 부품의 제조에 사용하는 막 적층 장치의 분사구를 모식적으로 도시하는 단면도이며, 원료 슬러리 공급구(15)가 플라즈마 아크 발생실 또는 고온 가스 발생실(11)의 작동 가스 공급구(13)와, 연료 또는 산소 가스 공급구(14)와 병렬하여 설치된 구성예를 도시한다.
도 7은, 실시 형태에 의한 플라즈마 장치용 부품의 제조에 사용하는 막 적층 장치의 분사구를 모식적으로 도시하는 단면도이며, 원료 슬러리 공급구(15)가 플라즈마 아크 발생실 또는 고온 가스 발생실(11)의 작동 가스 공급구(13)와 연료 또는 산소 가스 공급구(14)에 가까운 장소에 설치된 구성예를 도시한다.1 is a cross-sectional view showing an example of a component mounted on a plasma apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a microscopic photograph (enlarged view) showing a structure of an aluminum oxide film in a section perpendicular to the surface of the substrate, as an example of an oxide film by a conventional thermal spraying method.
Fig. 3 is a schematic view showing an example of an aggregate of fused flat particles of an oxide film by a conventional thermal spraying method. The flattened
Fig. 4 is a micrograph (enlarged photograph) showing the structure of the aluminum oxide film in the section perpendicular to the substrate surface as an example of the oxide film according to the embodiment. Fig.
5 is a cross-sectional view showing an example of an aggregate of polycrystalline particles of an oxide film according to the embodiment. The
6 is a cross-sectional view schematically showing an injection port of a film deposition apparatus used for manufacturing a plasma device component according to the embodiment, in which a raw material
7 is a cross-sectional view schematically showing an injection port of a film deposition apparatus used for manufacturing a plasma device component according to an embodiment. The raw material
이하, 본 발명에 따른 내플라즈마 부품 및 내플라즈마 부품의 제조 방법 및 내플라즈마 부품의 제조에 사용하는 막 퇴적 장치에 대하여 설명한다. 또한, 이들 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the inner plasma part and the method for manufacturing the inner plasma part and the film deposition device used for manufacturing the inner plasma part according to the present invention will be described. The present invention is not limited by these embodiments.
[내플라즈마 부품][My Plasma Parts]
본 발명에 따른 내플라즈마 부품은, 기재와, 기재의 표면의 적어도 일부를 피복하는 산화이트륨 등의 산화물 피막을 구비한 부품이다.The plasma plasma component according to the present invention is a component having a substrate and an oxide film such as yttrium oxide covering at least a part of the surface of the substrate.
(기재)(materials)
내플라즈마 부품에서 사용되는 기재는, 부품 중, 산화이트륨 등의 산화물 피막으로 피복되는 부재이다.The substrate used in the plasma part is a member covered with an oxide film such as yttrium oxide in the parts.
기재로서는, 내플라즈마 부품의 부재 중, 플라즈마 처리 시에 생성된 플라즈마나 라디칼에 노출되는 부재를 들 수 있다. 이러한 부재로서는, 예를 들어, 반도체 제조 장치나 액정 디바이스 제조 장치의 부재인, 웨이퍼 배치 부재, 내벽부, 데포지션 실드, 인슐레이터 링, 상부 전극, 배플 플레이트, 포커스 링, 실드 링, 벨로우즈 커버 등을 들 수 있다. 기재의 재질로서는, 예를 들어, 석영 등의 세라믹스나, 알루미늄 등의 금속을 들 수 있다.Examples of the substrate include members exposed to plasma or radicals generated during the plasma treatment, among members of the plasma component. Examples of such members include a wafer arrangement member, an inner wall portion, a deposition shield, an insulator ring, an upper electrode, a baffle plate, a focus ring, a shield ring, a bellows cover, and the like, which are members of a semiconductor manufacturing apparatus or a liquid crystal device manufacturing apparatus . As a material of the substrate, for example, ceramics such as quartz and metals such as aluminum can be mentioned.
(실시 형태)(Embodiments)
실시 형태의 내플라즈마 부품에서 사용되는 산화이트륨 등의 산화물 피막은, 평균 입경 0.05 내지 3㎛의 미소 입자를 사용하여 형성되고 기재의 표면을 피복하는 산화물 퇴적 피막이며, 상기 산화물 퇴적 피막의 단층을 포함하는 것, 또는 하지막으로서 기재에 종래의 용사막으로 피복한 후에 형성된 산화물 용사 피막과 상기 산화물 퇴적 피막의 2층을 포함하는 것, 또는 기재 표면을 산화 처리하여 형성한 산화막과 그 산화막 표면에 형성한 종래의 용사 피막과, 그 용사 피막 표면을 피복하는 산화물 퇴적 피막의 3층을 포함하는 것으로 형성된다.The oxide film such as yttrium oxide used in the plasma part of the embodiment is an oxide deposition film formed by using fine particles having an average particle size of 0.05 to 3 탆 and covering the surface of the substrate and includes a single layer of the oxide deposition film Or two layers of an oxide thermal spray coating formed after covering with a conventional thermal sprayed coating on a base material as a base film and the oxide deposition coating, or an oxide film formed by oxidizing the substrate surface and formed on the oxide film surface A conventional thermal spray coating, and an oxide deposition coating that covers the thermal spray coating surface.
실시 형태의 하나로서는, 평균 입경이 0.05 내지 3㎛인 미소 입자에 의해 형성된 산화물 피막을 갖는 내플라즈마 부품을 탑재한 플라즈마 장치로서, 이 산화물 피막은, 산화물 입자를 포함하는 퇴적 피막이다.One of the embodiments is a plasma apparatus mounted with a plasma part having an oxide film formed of fine particles having an average particle diameter of 0.05 to 3 占 퐉. The oxide film is a deposition film containing oxide particles.
상기한 퇴적 피막은, 평균 입경이 0.05 내지 3㎛인 미소 입자끼리가 부품의 기재의 표면에서 소결 결합되어 다결정 입자가 되어 그의 집합체로서 형성되는 산화물 퇴적 피막이며, 이 산화물 퇴적 피막의 막 두께가 10㎛ 이상 200㎛ 이하이고, 막 밀도가 90％ 이상이다.The deposition film is an oxide deposition film in which fine particles having an average particle diameter of 0.05 to 3 占 퐉 are sintered and bonded to each other at the surface of the substrate of the component to form polycrystalline particles and formed as an aggregate thereof. The oxide deposition film has a film thickness of 10 Mu m to 200 mu m, and the film density is 90% or more.
또는, 하지막으로서 형성된 산화이트륨 등의 일반적인 산화물 용사 피막 상에 상기 산화물 퇴적 피막을 갖는 2층 구조의 경우에는, 상기 하지막과 산화물 퇴적 피막을 포함하는 적층막의 합계 막 두께가 30㎛ 이상 200㎛ 이하이고, 상기 산화물 퇴적 피막의 막 밀도가 90％ 이상이다.Alternatively, in the case of a two-layer structure having the oxide deposition film on a general oxide thermal spray coating such as yttrium oxide formed as a base film, the total film thickness of the base film and the oxide deposition film is preferably 30 占 퐉 to 200 占 퐉 And the film density of the oxide deposition film is 90% or more.
도 1은, 제1 실시 형태의 플라즈마 장치에 탑재되는 부품의 일례를 도시하는 단면도이다. 도면 중, 1은 플라즈마 처리 장치용 부품(내플라즈마 부품), 2는 산화물 퇴적 피막, 3은 기재이다. 산화물 퇴적 피막(2)이 예를 들어 산화이트륨으로 형성되어 있으면, 플라즈마 어택이나 라디칼 어택(예를 들어, 활성의 F 라디칼) 및 불소계 플라즈마에 대하여 강한 내성을 갖는다.1 is a cross-sectional view showing an example of a component mounted on the plasma apparatus according to the first embodiment. In the figure,
또한, 산화이트륨 등의 산화물 원료 입자의 순도는 99.9％ 이상인 것이 바람직하다. 산화물 입자 중에 불순물이 많으면 반도체의 제조 공정에 있어서 불순물 혼입의 원인이 된다. 이 때문에, 보다 바람직하게는 순도가 99.99％ 이상의 산화물 입자를 사용하는 것이 바람직하다.The purity of the oxide raw material particles such as yttrium oxide is preferably 99.9% or more. A large amount of impurities in the oxide particles is a cause of incorporation of impurities in the semiconductor manufacturing process. Therefore, it is more preferable to use oxide particles having a purity of 99.99% or more.
종래의 용사법으로 성막하면 산화이트륨 등의 산화물은, 입경이 5 내지 45㎛ 정도인 조대한 입자가 용융된 상태에서 사출되어서 편평형으로 성막되기 때문에, 급냉 응고에 의해 입자 표면에 크랙이 발생되기 쉽다. 이에 비해, 본 발명의 실시 형태에서는, 평균 입경이 0.05㎛ 내지 3㎛로 미소 입자이기 때문에, 기재에 성막되어도 입자 내부와 표면의 열전도가 빨라, 퇴적된 상태에서의 내부와 표면에서의 열팽창차에 의한 막 내부의 응력이 거의 발생되지 않아, 급냉 응고에 의한 크랙 등은 발생되지 않는다.When a film is formed by a conventional spraying method, oxides such as yttrium oxide are injected in a molten state with coarse particles having a particle diameter of about 5 to 45 mu m, and are formed in a flat shape, so that cracks are likely to occur on the surface of the particles due to quenching and solidification. On the contrary, in the embodiment of the present invention, since the average particle size is from 0.05 μm to 3 μm and the fine particles are formed, even if the film is formed on the substrate, the thermal conductivity of the inside and the surface of the particle is fast, So that cracks and the like due to rapid cooling and solidification are not generated.
미립자 퇴적 피막은, 플라즈마 제트 또는 고온 가스의 분출과 함께 미소 입자를 가온하여 고속 분사하여 퇴적 성막되는 피막이며, 비점 및 승화점의 온도 미만으로 가온된 입자가 400m/초 이상의 고속도로 사출되어 기재에 충돌하고, 퇴적된 입자의 접촉 부분에서 결합하여 피막을 형성하는 방법이다. 결합되어 있는 것이 평균 입경이 3㎛ 이하인 미소 입자이기 때문에, 입자의 내부 및 표면의 열전도가 빨라, 퇴적된 상태에서의 내부와 표면에서의 열팽창차에 의한 막 내부의 응력이 거의 발생되지 않고, 부품의 기재의 표면에서 소결 결합되어 다결정 입자가 되어, 그의 집합체로서 치밀(막 밀도가 높음)하고 결합력이 강한 산화이트륨 등의 산화물 퇴적 피막을 형성할 수 있다.The microparticle deposition film is a film deposited by deposition at a high speed by spraying a plasma jet or a hot gas at a high speed with the microparticles being heated. The heated particles below the temperature of the boiling point and the sublimation point are injected at a high speed of 400 m / , And the film is formed by bonding at the contact portion of the deposited particles. The inner and the surface of the particles are fast in thermal conduction and the stress in the film due to the difference in thermal expansion between the inside and the surface in the deposited state is hardly generated, Bonded on the surface of the base material of the substrate to form a polycrystalline particle, and an oxide deposit film such as yttrium oxide having dense (high film density) and strong bonding force can be formed as an aggregate thereof.
산화이트륨 등의 산화물 퇴적 피막의 막 두께는 10㎛ 이상이 필요하다. 10㎛ 미만이면 내플라즈마 내성의 효과가 충분히 얻어지지 않고, 도리어 막 박리의 원인이 될 우려가 있다. 산화물 퇴적 피막의 두께의 상한은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 과도하게 두꺼우면 그 이상의 효과가 얻어지지 않고, 또한 내부 응력의 축적에 의해 크랙이 발생되기 쉬워져, 비용 상승의 요인이 된다. 그로 인해, 산화물 퇴적 피막의 두께는 10 내지 200㎛, 바람직하게는 30 내지 150㎛이다.The film thickness of the oxide deposition film such as yttrium oxide is required to be 10 占 퐉 or more. If it is less than 10 mu m, the effect of plasma resistance can not be sufficiently obtained, which may cause film peeling. Although the upper limit of the thickness of the oxide deposition film is not particularly limited, if it is excessively thick, further effect can not be obtained and cracks are liable to be generated by the accumulation of internal stress, which causes a rise in cost. Therefore, the thickness of the oxide deposition film is 10 to 200 占 퐉, preferably 30 to 150 占 퐉.
또한, 산화물 퇴적 피막의 막 밀도(상대 밀도)는 90％ 이상이 필요하다. 막 밀도란 기공률의 반대의 용어로서, 막 밀도가 90％ 이상이라는 것은, 기공률이 10％ 이하라는 것과 동일한 의미이다. 막 밀도의 측정 방법은, 산화물 퇴적 피막을 막 두께 방향으로 절단하고, 그 단면 조직에 대하여 광학 현미경에 의한 500배의 확대 사진을 찍고, 거기에 찍히는 기공의 면적률을 산출한다. 그리고, 「막 밀도(％)=100-기공의 면적률」에 의해 막 밀도를 산출한다. 막 밀도의 산출에는, 단위 면적 200㎛×200㎛의 면적을 분석하는 것으로 한다. 또한, 막 두께가 얇을 때는, 합계의 단위 면적이 200㎛×200㎛로 될 때까지 복수 개소 측정하는 것으로 한다.The film density (relative density) of the oxide deposition film is required to be 90% or more. The term "film density" as the opposite of porosity means that a film density of 90% or more is equivalent to a porosity of 10% or less. In the measurement of the film density, the oxide deposited film is cut in the film thickness direction, an enlarged picture of 500 times by the optical microscope is taken on the cross-sectional structure, and the area ratio of the pores to be imaged is calculated. Then, the film density is calculated by " film density (%) = 100 - area ratio of pores ". For the calculation of the film density, an area of 200 mu m x 200 mu m is analyzed. Further, when the film thickness is thin, the measurement is performed at a plurality of locations until the total unit area becomes 200 탆 x 200 탆.
산화물 퇴적 피막의 막 밀도는 90％ 이상으로 할 필요가 있지만, 보다 바람직하게는 95％ 이상, 나아가 99％ 이상 100％ 이하인 것이 바람직하다. 산화물 퇴적 피막 내에 기공(보이드)이 많이 존재하면, 그 기공으로부터 플라즈마 어택 등의 침식이 진행되어 산화물 피막의 수명을 저하시킨다. 그로 인해 특히, 산화물 퇴적 피막의 표면에 기공이 적은 것이 바람직하다.The film density of the oxide deposition film should be 90% or more, more preferably 95% or more, further preferably 99% or more and 100% or less. When a large amount of pores (voids) are present in the oxide deposition film, erosion such as plasma attack proceeds from the pores to lower the lifetime of the oxide film. Therefore, it is particularly preferable that the surface of the oxide deposition film has few pores.
산화물 퇴적 피막의 표면 조도 Ra는 3㎛ 이하가 바람직하다. 산화물 퇴적 피막의 표면 요철이 크면 플라즈마 어택 등이 집중되기 쉬워, 퇴적 피막의 수명을 저하시킬 우려가 있다. 여기서 표면 조도 Ra의 측정은 JIS-B-0601-1994에 준거하는 것으로 한다. 바람직하게는, 표면 조도 Ra는 2㎛ 이하이다.The surface roughness Ra of the oxide deposited film is preferably 3 m or less. If the surface roughness of the oxide deposition film is large, plasma attack or the like is likely to be concentrated, which may lower the lifetime of the deposited film. Here, the measurement of the surface roughness Ra is in accordance with JIS-B-0601-1994. Preferably, the surface roughness Ra is 2 mu m or less.
미립자를 사용하는 원료 분말로서의 산화물 분말은, 평균 입경이 0.05 내지 3㎛의 범위인 것이 바람직하다. 그 형성된 퇴적 피막은, 입자간의 결합력이 크고, 플라즈마 어택 및 라디칼 어택에 의한 손모가 저감되어서 파티클 발생량이 적어지고, 내플라즈마성이 향상된다. 원료 분말로서의 산화물 입자의 평균 입경이 3㎛를 초과하면, 입자가 기재에 퇴적되었을 때에 각 입자에 급냉 응고에 의한 크랙이 발생되기 쉬워, 퇴적 피막에 대미지를 끼쳐서 크랙이 발생할 우려가 있다.The oxide powder as the raw material powder using fine particles preferably has an average particle diameter in the range of 0.05 to 3 占 퐉. The formed deposited film has a large bonding force between the particles, reduces damage due to plasma attack and radical attack, reduces the amount of generated particles, and improves plasma resistance. When the average particle diameter of the oxide particles as the raw material powder exceeds 3 탆, cracks are likely to occur due to rapid solidification of each particle when the particles are deposited on the substrate, and cracks may occur due to damage to the deposited film.
입자의 평균 입경의 보다 바람직한 값은, 0.05㎛ 이상 1㎛ 이하이다. 입자의 평균 입경이 0.05㎛ 미만으로 되면, 입자가 고속도를 얻을 수 없게 되어, 퇴적되어도 저밀도의 피막이 되어서 내플라즈마성 및 내식성이 저하된다. 단, 평균 입경이 0.05㎛ 미만인 입자가 산화물 입자 전체의 5％ 미만이면 피막 형성을 악화시키지 않기 때문에, 0.05㎛ 미만의 소립자를 함유한 분말을 사용해도 상관없다.A more preferable value of the average particle diameter of the particles is 0.05 탆 or more and 1 탆 or less. When the average particle diameter of the particles is less than 0.05 占 퐉, the particles can not attain high-speed, and even if deposited, a low-density coating is formed, and plasma resistance and corrosion resistance are lowered. However, if the particles having an average particle diameter of less than 0.05 占 퐉 are not less than 5% of the whole oxide particles, the coating formation is not deteriorated. Therefore, powders containing particles smaller than 0.05 占 퐉 may be used.
이어서, 실시 형태의 하나인 건식 에칭 장치용 부품(내플라즈마 부품)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 실시 형태의 미립자에 의해 산화물 퇴적 피막을 형성한 내플라즈마 부품의 제조 방법은, 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스 중에 산화이트륨 등 산화물 입자를 포함하는 슬러리를 공급하여 산화이트륨 등 산화물 입자를 비점 및 승화점의 온도 미만으로 가온하고, 분사 속도 400 내지 1000m/초로 기재 상에 분사시키는 공정을 구비한다. 바람직하게는, 산화물의 융점 온도 이상에서 비점 및 승화점 온도 미만의 가온 조작이며, 분사 속도는 500 내지 1000m/초이다. 산화이트륨 등 산화물 입자의 평균 입경은 0.05 내지 3㎛인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.05 내지 1㎛이다. 또한, 산화이트륨 등 산화물 입자를 포함하는 슬러리를 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스가 발생되는 챔버의 중심에 공급하는 것이 바람직하다.Next, a method of manufacturing a component for a dry etching apparatus (plasma plasma component), which is one of the embodiments, will be described. A method of manufacturing an internal plasma component in which an oxide deposition film is formed by the fine particles of the embodiment is characterized in that a slurry containing oxide particles such as yttrium oxide is supplied to a high temperature plasma jet or a high temperature gas to oxidize oxide particles such as yttrium oxide And a step of spraying onto the substrate at an injection speed of 400 to 1000 m / sec. Preferably, the heating operation is performed at a temperature higher than the melting point of the oxide and lower than the boiling point and the sublimation temperature, and the spraying speed is 500 to 1000 m / sec. It is preferable that the average particle diameter of the oxide particles such as yttrium oxide is 0.05 to 3 占 퐉. More preferably, it is 0.05 to 1 占 퐉. It is also preferable to supply a slurry containing oxide particles such as yttrium oxide to the center of the chamber in which the high-temperature plasma jet or hot gas is generated.
미립자에 의한 퇴적을 행하는 막 퇴적 장치는, 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스의 공급구와 거기에 연결된 플라즈마 토치 또는 고온 가스 발생실을 구비하고 있다. 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스의 발생실에는 슬러리 공급구가 있고, 슬러리 공급구로부터 공급된 산화이트륨 등 산화물 입자 슬러리는 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스의 발생실로부터 노즐을 통하여 기재에 분사되어 성막되어 간다. 고온 가스는, 산소, 아세틸렌, 에탄올, 등유 등에 의한 연소 플레임 등을 사용해도 된다.A film deposition apparatus for deposition by fine particles has a supply port for a high temperature plasma jet or a high temperature gas and a plasma torch or a hot gas generation chamber connected thereto. A chamber for generating a high-temperature plasma jet or high-temperature gas includes a slurry supply port, and oxide particle slurry such as yttrium oxide supplied from a slurry supply port is sprayed onto a substrate through a nozzle from a high-temperature plasma jet or a hot gas generating chamber. As the high-temperature gas, a combustion flame made of oxygen, acetylene, ethanol, kerosene or the like may be used.
플라즈마 에칭 장치용 부품의 제조 방법은, 산화물 원료 분말을 포함하는 원료 슬러리가 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스의 중심부에 공급되는 공정(산화물 원료 분말 공급 공정)과, 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스 중의 산화물 원료 분말이, 비점 및 승화점 온도 미만으로 가온되어 분사 속도 400 내지 1000m/초로 기재의 표면에 분사되는 공정(산화물 원료 분말 분사 공정)을 구비한다.A method of manufacturing a component for a plasma etching apparatus includes the steps of supplying a raw slurry containing an oxide raw material powder to a central portion of a high-temperature plasma jet or a high-temperature gas (a raw material powder feed step of an oxide raw material) Is heated to a temperature lower than the boiling point and the sublimation point temperature and injected onto the surface of the base material at an injection speed of 400 to 1000 m / sec (oxide raw material powder injection step).
상기 슬러리 농도가 30 내지 80체적％의 범위 내에 있으면, 원료 슬러리가 적당한 유동성을 갖고서 슬러리 공급구에 원활하게 공급됨으로써, 고온 가스에의 원료 슬러리의 공급량이 안정되기 때문에, 산화물 퇴적 피막의 막 두께 및 조성이 균일해지는 이점이 있다.When the slurry concentration is in the range of 30 to 80% by volume, since the feed slurry is supplied smoothly to the slurry feed port with appropriate fluidity, the feed amount of the feed slurry to the hot gas is stabilized. There is an advantage that the composition becomes uniform.
<원료 슬러리의 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스에의 공급>≪ Supply of high-temperature plasma jet or high temperature gas of raw material slurry >
상기와 같이 막 퇴적 장치의 슬러리 공급구는, 통상, 원료 슬러리를, 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스의 중심부에 공급하도록 설치된다. 또한, 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스는 분사 속도가 높다.As described above, the slurry supply port of the film deposition apparatus is usually provided so as to supply the raw slurry to the center portion of the high temperature plasma jet or the high temperature gas. In addition, the high temperature plasma jet or high temperature gas has a high injection speed.
본 발명에서는, 원료 슬러리 중의 산화물 원료 분말이 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스의 중심부에 공급되면, 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스 중의 산화물 원료 분말의 분사 속도가 안정되어 분사 속도에 변동이 발생되기 어려움과 함께, 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스의 온도가 일정하고 산화물 퇴적 피막의 조직의 제어가 용이하기 때문에 바람직하다.In the present invention, when the oxide raw material powder in the raw slurry is supplied to the central portion of the high-temperature plasma jet or the high-temperature gas, the injection speed of the oxide raw material powder in the high-temperature plasma jet or the high temperature gas is stabilized, Temperature plasma jet or a high-temperature gas is constant and the structure of the oxide deposition film is easily controlled.
여기서, 원료 슬러리 중의 산화물 원료 분말이 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스류의 중심부에 공급된다는 것은, 원료 슬러리 중의 산화물 원료 분말이, 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스류의 측면부터 중심부에 이르기까지 공급되는 것을 의미한다. 또한, 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스의 중심부란, 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스의 분사 방향에 대한 수직인 단면을 취했을 때의, 이 단면에 있어서의 중심부를 의미한다.Here, the fact that the oxide raw material powder in the raw slurry is supplied to the central portion of the high-temperature plasma jet or the high-temperature gas stream means that the oxide raw material powder in the raw slurry is supplied from the side of the high-temperature plasma jet or the high- . The central portion of the high-temperature plasma jet or the high-temperature gas means a central portion of the high-temperature plasma jet or high-temperature gas when the high-temperature plasma jet or the cross section perpendicular to the jetting direction of the high-temperature gas is taken.
한편, 원료 슬러리 중의 산화물 원료 분말이 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스류의 중심부에 공급되지 않고, 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스류의 측면이나 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스류의 외부에 공급되는 것에 머물면, 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스 중의 산화물 원료 분말의 분사 속도가 안정되지 않아 분사 속도에 변동이 발생되기 쉬워짐과 함께, 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스류의 온도의 변동이 커서 산화물 퇴적 피막의 조직의 제어가 곤란해진다.On the other hand, when the oxide raw material powder in the slurry of raw materials is not supplied to the central part of the high-temperature plasma jet or the high-temperature gas stream but is fed to the side of the high-temperature plasma jet or the high-temperature gas stream or to the outside of the high-temperature plasma jet or the high- The jetting speed of the oxide raw material powder in the jet or the high temperature gas is not stabilized and the jetting speed is liable to fluctuate and the temperature fluctuation of the high temperature plasma jet or high temperature gas flow is large and control of the structure of the oxide deposition film becomes difficult .
원료 슬러리가 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스류의 중심부에 공급되도록 하는 방법으로서는, 원료 슬러리 공급구의 위치 조정이나, 원료 슬러리의 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스에의 공급량이나 공급 속도를 조정하는 방법 등을 들 수 있다.As a method for supplying the raw slurry to the central portion of the high-temperature plasma jet or the high-temperature gas stream, there are a method of adjusting the position of the raw slurry feeding port, a method of adjusting the feed rate and feeding rate of the raw slurry to the high- have.
상기 공정으로 조제된 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스와 산화물 원료 분말이란, 막 퇴적 장치의 분사 노즐부터 기재를 향하여 분사된다. 분사 노즐에서는, 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스 및 산화물 원료 분말의 분사 상태가 제어된다. 제어되는 분사 상태로서는, 예를 들어, 산화물 원료 분말의 분사 속도 등을 들 수 있다.The high-temperature plasma jet or the high-temperature gas and the oxide raw material powder prepared in the above process are injected from the injection nozzle of the film deposition apparatus toward the substrate. In the injection nozzle, the injection state of the high-temperature plasma jet or the high-temperature gas and the oxide raw material powder is controlled. The controlled injection state includes, for example, the injection speed of the oxide raw material powder.
막 퇴적 장치의 분사 노즐은, 통상, 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스와 산화물 원료 분말을 가로 방향으로 분사하도록 설치된다. 기재는, 통상, 기재의 표면이, 막 퇴적 장치의 가로 방향의 분사 노즐의 연장선 상에 위치하도록 배치된다.The spray nozzle of the film deposition apparatus is usually installed to spray a hot plasma jet or a hot gas and an oxide raw material powder in the lateral direction. The substrate is usually arranged such that the surface of the substrate is positioned on an extension of the spraying nozzle in the transverse direction of the film deposition apparatus.
미립자에 의해 산화물 퇴적 피막을 형성하는 경우, 산화물 입자의 분사 속도가 400m/초 이상 1000m/초 이하의 범위인 것이 바람직하다. 분사 속도가 400m/초 미만으로 느린 경우에는, 입자가 충돌했을 때의 퇴적이 불충분해져 막 밀도가 높은 막이 얻어지지 않을 우려가 있다. 또한, 분사 속도가 1000m/초를 초과하면 충돌력이 너무 강해서, 산화물 입자에 의한 블라스트 효과가 발생하여 목적으로 하는 산화물 퇴적 피막이 얻어지기 어렵다.When the oxide deposition film is formed by the fine particles, it is preferable that the jetting speed of the oxide particles is in the range of 400 m / sec to 1000 m / sec. When the injection speed is slower than 400 m / sec, deposition at the time of collision of particles becomes insufficient and there is a fear that a film having a high film density may not be obtained. If the jetting speed exceeds 1000 m / sec, the impact force is too strong, and blasting effect is caused by the oxide particles, so that it is difficult to obtain the intended oxide deposition film.
산화물 입자 슬러리는, 원료 분말로서 평균 입경이 0.05 내지 3㎛인 산화물 입자를 함유하는 슬러리인 것이 바람직하다. 슬러리화하는 용매는, 메틸알코올이나 에틸알코올 등의 비교적 휘발되기 쉬운 용매가 바람직하다. 산화물 입자는, 충분히, 분쇄되어 조대 입자가 존재하지 않는 상태로 하고 나서 용매와 혼합하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 평균 입경이 3㎛를 초과한 조대 입자가 있으면, 균일한 퇴적막이 얻어지기 어려워진다. 또한, 슬러리 중의 산화물 입자의 함유량은 30 내지 80vol.％의 범위가 바람직하다. 적당한 유동성을 갖는 슬러리인 쪽이 공급구에의 공급이 원활하게 되어, 공급량이 안정되기 때문에 균일한 퇴적 피막이 얻어진다. 더 바람직한 함유량은, 50 내지 80vol.％이다.The oxide particle slurry is preferably a slurry containing oxide particles having an average particle diameter of 0.05 to 3 占 퐉 as a raw material powder. The slurry-forming solvent is preferably a solvent that is relatively volatile, such as methyl alcohol or ethyl alcohol. It is preferable that the oxide particles are mixed with a solvent after the particles are sufficiently pulverized to be free of coarse particles. For example, if there are coarse particles having an average particle size exceeding 3 mu m, it is difficult to obtain a uniform deposited film. The content of the oxide particles in the slurry is preferably in the range of 30 to 80 vol%. The slurry having an appropriate fluidity is smoothly supplied to the supply port and the supply amount is stabilized, so that a uniform deposition film can be obtained. A more preferable content is 50 to 80 vol%.
이상과 같은 플라즈마 장치용 부품은, 여러가지 플라즈마 장치에 적용 가능하다. 예를 들어, Si 웨이퍼나 기판 상에 성막된 절연막, 전극막 및 배선막 등의 각종 박막의 미세 가공은, 전극 간에 인가한 고주파 전압, 또는 마이크로파 전계와 자계의 상호 작용에 의해 할로겐 가스를 플라즈마화하여, 생성되는 이온이나 라디칼을 이용하여 가공하는 RIE(Reactive Ion Etching) 장치를 사용하여 실시할 수 있다.The component for a plasma apparatus as described above can be applied to various plasma apparatuses. For example, microfabrication of various thin films such as an insulating film, an electrode film, and a wiring film formed on a Si wafer or a substrate can be achieved by high frequency voltage applied between the electrodes, or by plasma gas generated by the interaction of the microwave electric field and the magnetic field , And RIE (Reactive Ion Etching) apparatus for processing using generated ions or radicals.
실시 형태의 하나인 플라즈마 장치용 부품은, 플라즈마에 노출되는 개소라면 어디에나 적용할 수 있다. 이 때문에, 정전 척과 같은 웨이퍼 배치 부재에 한하지 않고, 내벽부 등의 플라즈마에 노출되는 부품이라면 모두 적용할 수 있다. 또한, 산화물 퇴적 피막이 형성되는 기재에 대해서는 석영에 한정되는 것은 아니며, 금속 부재나 세라믹스 기재 상에 설치해도 된다. 특히, 플라즈마 장치에서 사용되는 부품 중, 플라즈마에 노출되는 데포지션 실드, 인슐레이터 링, 상부 전극, 배플 플레이트, 포커스 링, 실드 링, 벨로우즈 커버 등에 적용할 수 있는 기술이지만, 반도체 제조 장치의 분야에 한정되는 것은 아니고, 액정 디바이스 등의 플라즈마 장치의 부품에서도 적용이 가능하다.The plasma device part, which is one of the embodiments, can be applied to any portion exposed to the plasma. Therefore, the present invention can be applied not only to a wafer arrangement member such as an electrostatic chuck, but also to any component that is exposed to a plasma such as an inner wall portion. The substrate on which the oxide deposition film is formed is not limited to quartz, and may be provided on a metal member or a ceramic substrate. Particularly, among the components used in the plasma apparatus, there is a technique which can be applied to a position shield, an insulator ring, an upper electrode, a baffle plate, a focus ring, a shield ring and a bellows cover which are exposed to plasma. However, The present invention can be applied to components of a plasma device such as a liquid crystal device.
또한, 본 발명에 따르면, 플라즈마 장치용 부품에 있어서의 내플라즈마성이 현저하게 향상되어, 파티클 저감 및 부품 사용의 장수명화를 가능하게 한다. 이 때문에, 이러한 내플라즈마 부품을 사용한 플라즈마 장치라면, 플라즈마 처리 중의 파티클 저감 및 부품 교환 횟수의 저감이 가능하게 된다.Further, according to the present invention, the plasma resistance in parts for a plasma apparatus is remarkably improved, and it is possible to reduce the number of particles and increase the number of parts for use. Therefore, in the case of a plasma apparatus using such plasma parts, it is possible to reduce the number of particles and the number of parts to be exchanged during plasma processing.
또한, 고밀도 플라즈마를 이용한 RIE 장치에서는, 플라즈마 생성을 위하여 인가하는 고주파 전압과의 절연성을 유지하기 위해서, 절연성 부재가 사용되는 경우가 있다.In an RIE apparatus using a high-density plasma, an insulating member may be used in order to maintain insulation with a high-frequency voltage applied for plasma generation.
상부 전극과 같이 플라즈마에 노출되는 절연성 부재의 보호막에서는, 절연성이 높은 알루마이트 피막을 형성한 후, 일반의 산화물 용사 피막을 형성하고, 그 위에 고속 미립자 퇴적법에 의한 산화물 미립자의 퇴적 피막을 형성한 3층 코팅이 유효하게 된다.In the protective film of the insulating member exposed to the plasma like the upper electrode, a general oxide film is formed after the alumite film having high insulating property is formed, and a deposited film of oxide fine particles is formed thereon by the high- Layer coating becomes effective.
또한, 절연성에 대해서는, 알루마이트 피막 이외에, 미립자 퇴적에 의한 산화알루미늄 피막을 형성해도 된다. 이 경우, 절연성에 대해서는, 산화알루미늄 피막의 두께의 조정과 고밀도 피막의 형성이 중요해지고, 특히 α 구조의 산화알루미늄 피막을 치밀하게 형성한 경우에는, 더한층 효과가 발휘되기 때문에, 산화이트륨 피막의 형성과 동등한 조건에서 설정하는 것이 바람직하다.As for the insulating property, an aluminum oxide film may be formed by deposition of fine particles in addition to the alumite film. In this case, as for the insulating property, adjustment of the thickness of the aluminum oxide coating film and formation of the high-density coating film become important. Especially when the aluminum oxide film having the? Structure is densely formed, the effect is further exerted. It is preferable to set it under the same conditions as those of the first embodiment.
인슐레이터 링과 같이 플라즈마에 노출되는 절연성 부재의 보호막에서는, 절연성이 높은 산화알루미늄 피막(알루마이트)을 퇴적한 후, 그 위에 산화이트륨 퇴적 피막을 형성한 2층 코팅이 유효하게 된다.In the protective film of the insulating member exposed to the plasma like the insulator ring, the two-layer coating in which the aluminum oxide film (alumite) with high insulation is deposited and the yttrium oxide deposition film is formed thereon is effective.
절연성에 대해서는, 산화알루미늄 피막의 두께의 조정과 고밀도 피막의 형성이 중요하게 되고, 특히 α 구조의 산화알루미늄 피막을 치밀하게 형성한 경우, 더한층 효과가 발휘되기 때문에, 산화이트륨 피막의 형성과 동등한 조건으로 설정하는 것이 바람직하다.Regarding the insulating property, it is important to adjust the thickness of the aluminum oxide film and to form a high-density film. Especially, when the aluminum oxide film of the? Structure is densely formed, the effect is further exerted. Therefore, conditions equivalent to the formation of the yttrium oxide film .
또한, 하지층은 산화이트륨 피막으로 했지만, 다른 산화물 또는 그들의 혼합물이어도 되고, 필요 특성에 따라서 재료 선정하는 것이 바람직하다.Further, the base layer is made of an oxide yttrium film, but may be another oxide or a mixture thereof, and it is preferable to select the material according to the required characteristics.
최표면의 산화이트륨 퇴적 피막과 하지층을 갖는 2층 구조 이상으로 하는 경우에는, 그 합계의 막 두께의 상한은 500㎛ 이하가 바람직하다.In the case of a two-layer structure or more having the outermost yttria deposited film and the base layer, the upper limit of the total film thickness is preferably 500 mu m or less.
또한, 하지층은 산화알루미늄 피막으로 했지만, 다른 산화물 또는 그들의 혼합물이어도 되고, 필요 특성에 따라서 재료 선정하는 것이 바람직하다. 산화알루미늄 피막과 하지층의 2층 구조로 하는 경우에는, 그 막 두께의 상한은 500㎛ 이하가 바람직하다.The underlying layer is made of an aluminum oxide film, but may be another oxide or a mixture thereof, and it is preferable to select the material according to the required characteristics. In the case of a two-layer structure of an aluminum oxide film and a ground layer, the upper limit of the film thickness is preferably 500 mu m or less.
본 발명에 의하면, 플라즈마 장치용 부품 상에 퇴적되는 부착물의 박리에 의한 파티클의 발생을 억제할 수 있음과 함께, 장치 클리닝이나 부품 교환의 횟수를 대폭으로 감소시킬 수 있다. 파티클 발생량의 저감은, 반도체 제조에 있어서의 에칭 가공 시의 결함 및 각종 박막 성막 시의 막 내 결함, 나아가 그것을 사용한 소자나 부품의 수율 향상에 크게 기여한다. 또한, 장치 클리닝이나 부품 교환 횟수의 저감, 부품의 사용 수명의 연장은, 생산성의 향상 및 러닝 코스트의 삭감에 크게 기여한다.According to the present invention, it is possible to suppress generation of particles due to peeling of deposit deposited on a component for a plasma apparatus, and to greatly reduce the number of times of apparatus cleaning and parts replacement. Reduction in the amount of generated particles greatly contributes to defects in etching during semiconductor manufacturing and in-film defects during various thin film forming processes, and further, improvement in yield of devices and parts using the same. Further, the number of times of device cleaning and the number of parts replacement are reduced, and the service life of the parts is extended, which contributes greatly to the improvement of the productivity and the reduction of the running cost.
이하, 본 발명의 실시 형태의 하나에 대하여 다음의 실시예를 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the following embodiments.
표 1에 나타내는 산화물 미립자(실시예 1 내지 7) 및 종래의 용사법(비교예 1)에 의해 성막한 산화이트륨 피막의 성막 조건을 나타낸다. 용사를 하는 경우에는 플라즈마 용사 처리에서 산화이트륨 피막을 형성한 후, 플라즈마형의 막 분사 장치를 사용하여 출사한 미립자에 의해, 알루미늄제 기재(100mm×200mm)의 표면에, 표 1에 나타내는 조건에서 산화이트륨 퇴적 피막을 형성하여 플라즈마 장치용 부품(내플라즈마 부품)으로 하였다. 산화이트륨 입자 슬러리의 용매는 모두 에틸알코올로 하였다. 또한, 사용하는 원료 분말은 모두 순도 99.99％ 이상의 고순도 산화물 입자를 사용하였다. 또한, 원료 분말로서의 산화이트륨(Y2O3) 입자는 입방정이며, 충분한 분쇄 및 체 분리에 의해 3㎛를 초과하는 조대 입자가 없는 것을 사용하였다. 또한, 비교예 1은 플라즈마 용사법에 의해 산화이트륨 용사 피막을 성막하였다.The film forming conditions of the yttrium oxide film formed by the oxide fine particles (Examples 1 to 7) shown in Table 1 and the conventional thermal spraying method (Comparative Example 1) are shown. In the case of spraying, a yttrium oxide film was formed in the plasma spraying process, and then the surface of the substrate made of aluminum (100 mm x 200 mm) was coated with fine particles ejected by using a plasma type film ejecting apparatus under the conditions shown in Table 1 A yttrium oxide deposition film was formed and used as a plasma device component (plasma plasma component). The solvent of the yttrium oxide particle slurry was all ethyl alcohol. In addition, high purity oxide particles having a purity of 99.99% or more were used as raw material powders to be used. The yttrium oxide (Y 2 O 3 ) particles as the raw material powder were cubic, and they were sufficiently free of coarse particles exceeding 3 μm by pulverization and sieving. In Comparative Example 1, a yttrium oxide thermal spray coating was formed by the plasma spraying method.
표 1에, 각 조건에서 성막한 산화이트륨 피막의 각 실시예 및 비교예에 관한 막 밀도를 나타낸다.Table 1 shows the film densities of the respective examples and comparative examples of the yttrium oxide films formed under the respective conditions.
막 밀도는, 막 단면의 합계 단위 면적이 200㎛×200㎛가 되도록 확대 사진(500배)을 찍고, 거기에 찍히는 기공의 비율로부터 구하였다.The film density was determined by taking an enlarged photograph (500 times) so that the total unit area of the film cross-sections would be 200 占 퐉 占 200 占 퐉 and the ratio of the pores to be photographed thereon.
표 1에 나타내는 결과로 명백한 바와 같이, 본 실시예에 관한 내플라즈마 부품의 산화이트륨 퇴적 피막은, 모두 막 밀도가 높다.As is clear from the results shown in Table 1, the yttria deposited film of the inner plasma part according to the present example has a high film density.
또한, 표 1에는 나타나 있지 않지만, 실시예 1 내지 7에 관한 각 내플라즈마 부품의 퇴적 피막의 표면 조도 Ra는, 모두 3㎛ 이하였다. 또한, 비교예 1에서는 산화이트륨 용사 피막의 표면 조도 Ra는 6.3㎛였다.Although not shown in Table 1, the surface roughness Ra of the deposited film of each plasma part in each of Examples 1 to 7 was all 3 占 퐉 or less. In Comparative Example 1, the surface roughness Ra of the yttrium oxide thermal spray coating was 6.3 m.
이어서, 상기 실시예 1 내지 7 및 비교예에 관한 각 내플라즈마 부품의 플라즈마 내성의 평가 결과를 표 2에 나타내었다. 즉, 표 1의 각 실시예 및 비교예에 나타내는 산화이트륨 퇴적 피막 또는 용사 피막을 형성한 내플라즈마 부품을 플라즈마 에칭 처리 장치(RIE) 내에 배치하고, CF4(유량: 80sccm)+O2(20sccm)+Ar(100sccm)의 혼합 가스류 중에서 생성된 플라즈마에 노출하여 폭로하였다. 또한, RIE 챔버 내의 압력을 20mTorr로 하고, RF 출력을 100W로 하고, 12시간(「20분 방전→10분 냉각」×24회) 연속 가동시킨 후에, 산화이트륨 피막의 입자의 탈입자량을 스카치 테이프법(스카치 테이프는 3M사의 등록 상표)에 의한 필링 평가로 조사하였다.Table 2 shows the evaluation results of the plasma resistance of each plasma component in each of Examples 1 to 7 and Comparative Examples. That is, the plasma plasma-treated parts having the yttria deposited films or the thermal sprayed films shown in each of the examples and comparative examples in Table 1 were placed in a plasma etching apparatus (RIE) and CF 4 (flow rate: 80 sccm) + O 2 ) + Ar (100 sccm). Further, after the pressure in the RIE chamber was set to 20 mTorr and the RF output was set to 100 W and the reactor was operated continuously for 12 hours ("20 minutes discharge → 10 minutes cooling" × 24 times), the amount of particles of the yttrium oxide film And a peeling test using a tape method (Scotch tape is a registered trademark of 3M Company).
구체적으로는, 산화이트륨을 포함하는 퇴적 피막 또는 용사 피막에 스카치 테이프를 부착한 후에 테이프를 박리하고, 테이프를 SEM(Scanning Electron Microscope) 관찰하고, 세로 80㎛×가로 60㎛ 시야에 존재하는 탈입자된 입자가 부착된 면적을 측정하였다. 또한, 상기 폭로 시험을 행하기 전후에서의 산화이트륨 피막이 형성된 부품의 중량을 정밀 저울로 측정하고, 시험 전후에 있어서의 부품의 중량 감소량을 측정하였다. 측정 결과를 하기 표 2에 나타내었다.Specifically, after attaching a scotch tape to a deposited film or a thermal sprayed film containing yttria, the tape was peeled off, and the tape was observed by SEM (Scanning Electron Microscope) The area of the attached particles was measured. The weight of the parts on which the yttrium oxide film was formed before and after the above exposure test was measured with a precision balance and the amount of decrease in weight of the parts before and after the test was measured. The measurement results are shown in Table 2 below.
상기 표 2에 나타내는 결과로 명백해진 바와 같이, 미립자를 포함하는 산화물 퇴적 피막을 기재 상에 형성한 부품(실시예 1 내지 7)에서는, 종래의 용사법에 의해 용사 피막을 형성한 부품(비교예 1)과 비교하여, 중량 감소량이 대폭으로 저감되고, 산화이트륨 퇴적 피막으로부터의 탈입자량도 1자리 이상 적다. 이 결과로부터, 본 실시예에 관한 미립자에 의해 보호막을 형성한 RIE 장치용 부품은, 플라즈마 어택 및 라디칼 어택에 대하여 강한 내성을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 플라즈마 어택 및 라디칼 어택에 강하다는 것은, RIE 장치에 사용했을 때에 파티클의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다는 것을 의미하는 것이다.As is clear from the results shown in Table 2, in the parts (Examples 1 to 7) in which the oxide deposition film containing fine particles was formed on the substrate, the parts on which the thermal spray coating was formed by the conventional thermal spraying method (Comparative Example 1 ), The amount of reduction in weight is significantly reduced, and the amount of desorbed particles from the yttria deposited film is also one or more digits. From these results, it was confirmed that the RIE device parts in which the protective film was formed by the fine particles of this example had strong resistance to plasma attack and radical attack. Strong resistance to plasma attack and radical attack means that generation of particles can be effectively suppressed when used in an RIE apparatus.
또한, 상기 각 실시예에서는 각 기재의 표면에, 종래의 산화이트륨 용사 피막을 형성한 후에, 미립자에 의한 산화이트륨 퇴적 피막을 형성한 예, 또는 미립자에 의한 산화이트륨 퇴적 피막을 직접 기재 상에 형성한 예를 나타내고 있지만, 부품의 기재의 표면과 산화이트륨 퇴적 피막 사이에 산화알루미늄과 같은 절연막을 적어도 1층 형성하고, 그 최표면에 미립자에 의한 산화이트륨 퇴적 피막을 형성함으로써, 부품으로서 절연성도 높일 수 있는 효과가 발휘된다.Further, in each of the above-described embodiments, a yttrium oxide deposition film is formed on the surface of each substrate after the conventional yttrium oxide thermal spray coating is formed, or an oxide yttrium deposition film is formed directly on the substrate However, by forming at least one insulating film such as aluminum oxide between the surface of the substrate of the component and the yttrium oxide deposition film and forming the yttrium oxide deposition film by the fine particles on the outermost surface thereof, The effect can be demonstrated.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 RIE(플라즈마 에칭) 장치용 부품에 의하면, 부식성 가스의 라디칼에 대한 퇴적 피막의 부식이 억제되어, 각 부품이나 피막 자체의 안정성을 높이는 것이 가능하게 되기 때문에, 부품이나 피막으로부터의 파티클 발생을 억제할 수 있다. 또한, 부품 사용이 장수명화되고, 부식에 의해 발생되는 생성물도 저감되기 때문에, 부품의 교환 횟수나 클리닝 횟수를 삭감할 수 있다.As described above, according to the component for an RIE (plasma etching) apparatus according to the embodiment of the present invention, the corrosion of the deposited film against the radical of the corrosive gas is suppressed and the stability of each component or film itself can be improved Therefore, generation of particles from the parts or the coating film can be suppressed. In addition, since the use of the parts is lengthened and the products generated by the corrosion are reduced, the number of parts replacement and the number of cleaning can be reduced.
또한, 부품의 사용 후에 있어서, 플라즈마 용사법에 의해 형성한 산화이트륨 용사 피막을 블라스트 처리로, 용사면의 부착 생성물을 제거하고, 그 위에 미립자에 의한 산화이트륨 퇴적 피막을 퇴적함으로써, 부품의 재생 처리를 원활하게 실시할 수 있음과 함께, 부품에 대한 대미지가 경감되어서, 부품의 리사이클이 가능하게 되어, 부품 비용의 삭감이 실현된다.In addition, after the use of the component, the yttrium oxide thermal spray coating formed by the plasma spraying method is subjected to blast treatment to remove the adhered product on the thermal sprayed surface, and the yttria deposited film of the fine particles is deposited thereon. It is possible to smoothly carry out the operation, and the damage to the parts is reduced, so that the parts can be recycled and the cost of the parts can be reduced.
또한, 상기 실시 형태에 있어서는 플라즈마 장치로서 RIE(플라즈마 에칭) 장치를 예시했지만, 본 발명은 이들에 사용되는 부품에 한정되는 것은 아니며, 그 밖에도 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치 등의 플라즈마를 발생시켜서 처리를 행하는 장치 전반에 대하여 상기 실시 형태의 산화물 퇴적 피막을 갖는 부품을 적용할 수 있다.Although the RIE (plasma etching) apparatus is exemplified as the plasma apparatus in the above embodiment, the present invention is not limited to the components used in these apparatuses, and a plasma such as a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus may be generated A component having the oxide deposition film of the above embodiment can be applied to the overall apparatus for performing the treatment.
상기와 같이, 본 발명의 몇 가지의 실시 형태를 설명했지만, 이들 실시 형태는 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규 실시 형태는, 기타의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허 청구 범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.As described above, some embodiments of the present invention have been described, but these embodiments are presented as examples, and are not intended to limit the scope of the present invention. These new embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and alterations can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications fall within the scope and spirit of the invention, and are included in the scope of the invention as defined in the claims and their equivalents.
1: 플라즈마 장치용 부품(내플라즈마 부품)
2: 산화이트륨 퇴적 피막
3: 기재
4: 기재
5: 용융 편평 입자
6: 마이크로 크랙
7: 기공(보이드)
8: 다결정 입자
9: 결정립계
10: 미소 입자
11: 플라즈마 아크 발생실 또는 고온 가스 발생실
12: 분사 노즐
13: 작동 가스 공급구
14: 연료 또는 산소 가스 공급구
15: 원료 슬러리 공급구1: Components for plasma devices (plasma parts)
2: Yttrium oxide deposition film
3: substrate
4: substrate
5: Flattened flat particles
6: Micro crack
7: void (void)
8: Polycrystalline particles
9: grain boundary
10: fine particles
11: Plasma arc generation chamber or high temperature gas generation chamber
12: injection nozzle
13: working gas supply port
14: fuel or oxygen gas supply port
15: Feed slurry supply port
Claims (15)
플라즈마 아크에 의해, 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스를 발생시키는 발생실과, 산화물 원료 분말을 포함하는 원료 슬러리를 상기 고온 플라즈마 제트 또는 고온 가스의 중심부에 공급하는 원료 슬러리 공급구와, 연료 또는 산소 가스를 상기 발생실에 공급하는 연료 공급구와, 작동 가스를 상기 발생실에 공급하는 가스 공급구와, 상기 작동 가스와 연료 또는 산소 가스에 의해 원료 슬러리를 가스화하고, 가스 중의 산화물 원료를 산화물의 비점 및 승화점의 온도 미만의 온도로 가온하고, 원료 산화물을 분사 속도가 400 내지 1000m/초가 되도록 기재의 표면에 분사하는 상태를 제어하는 분사 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 막 적층 장치.12. A film deposition apparatus for use in manufacturing an inner plasma part according to any one of claims 1 to 11, comprising a base material and an oxide deposition film covering the surface of the base material,
A raw material slurry supply port for supplying a raw slurry containing a raw material powder containing oxide raw material powder to a central portion of the high temperature plasma jet or high temperature gas by a plasma arc to generate a high temperature plasma jet or high temperature gas, A gas supply port for supplying an operating gas to the generating chamber; a gas supply port for gasifying the raw material slurry by the working gas and the fuel or oxygen gas; And controlling the injection of the raw material oxide onto the surface of the substrate so that the injection speed is 400 to 1000 m / sec.
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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