CN107004558A - 等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件及工艺部件的等离子体耐蚀刻性强化处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明用于解决半导体或显示器制造设备的工艺部件暴露于等离子体而被蚀刻的问题，涉及在工艺部件涂敷陶瓷粉末之前后通过除去表面(工艺部件本体的表面及涂敷膜表面)的谷和峰来提高等离子体耐蚀刻性的方法及由此等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件。本发明提供等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件，作为暴露于等离子体的半导体或显示器制造设备工艺部件，其特征在于，在除去部分或全部谷和峰的本体的表面形成涂敷膜，从上述涂敷膜表面除去部分或全部谷和峰。

Description

等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件及工艺部件的等离子 体耐蚀刻性强化处理方法
技术领域
本发明用于解决半导体或显示器制造设备的工艺部件暴露于等离子体而被蚀刻的问题，涉及在工艺部件涂敷陶瓷粉末之前后通过除去表面(工艺部件本体的表面及涂敷膜表面)的谷(valley)和峰(peak)来提高等离子体耐蚀刻性的方法及由此等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件。
背景技术
本发明涉及提高半导体或显示器制造设备工艺部件的等离子体耐蚀刻性的方法及由此形成的等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件，除去在喷射涂敷等离子体耐蚀刻性优秀的陶瓷粉末之前的工艺部件表面及在喷射涂敷陶瓷粉末之后的涂敷膜表面的部分或全部谷和峰，从而调节在涂敷膜的谷和峰进行的等离子体蚀刻，以便从等离子体环境中保护工艺部件来提高半导体及显示器制造生产性及收率。
用于提高半导体或显示器制造设备工艺部件的等离子体耐蚀刻性的现有技术的介绍如下。
韩国授权专利10-0607790“具有被纹理化的内部表面的处理腔室和部件及其制造方法”及美国授权专利US 6,933,025“Chamber having components with texturedsurfaces and method of manufacture”中记载了如下的技术，即，为在等离子体腔室用半球(dome)型容器壁中，在具有150微英寸至450微英寸的平均粗糙度的表面喷雾等离子体的陶瓷涂敷部适用于电介质材料的粗糙的表面上，在喷雾有等离子体的陶瓷涂敷部具有负值的平均偏度(average skewness)的粗糙度进行纹理化来使部件表面赋予良好的微粒附着性。但是，在喷雾有等离子体的涂敷部表面的谷和峰存在由等离子体导致的快速展开蚀刻的问题，担忧最终发生微粒的问题。
韩国授权专利10-0938474“等离子体保护层的低温气溶胶蒸镀”及美国授权专利US 7,479,464“Low temperature aerosol deposition of plasma resistive layer”中记载了用于在半导体腔室结构要素、部件上蒸镀等离子体电阻层的低温气溶胶的方法。此技术为在基板表面与等离子体电阻层之间形成结合层来防止在等离子体工艺期间在钇氧化物的等离子体电阻层发生龟裂或凹陷的技术。但是，在此技术中，为了解除基于低温气溶胶蒸镀的基板与涂敷层的结合力缺乏而形成结合层，因此上述涂敷层表面的谷和峰维持原有的结合层的峰和谷的形态从而具有在上述涂敷层表面的谷和峰发生等离子体蚀刻的缺点。
韩国公开专利10-2013-0044170“具有被纹理化的耐等离子体涂敷的等离子体处理腔室的部件”及美国公开专利US 2013/0102156“Co mponents of plasma processingchambers having textured plasma resi stant coatings”中记载了如下的技术，即，在工艺部件表面利用气溶胶蒸镀方法来形成耐等离子体氧化钇(yttria；Y2O3)涂敷膜，用金刚石垫研磨其涂敷膜表面，形成相互连接的刮痕纹理(texture of interconn ectedscratch)，从暴露于等离子体表面上的膜累积(film buildup)防止生成粒子。但是，此技术为利用气溶胶蒸镀方法在工艺部件形成氧化钇涂敷膜后实施研磨的技术，如前所述的美国授权专利US 7,479,464技术的结合层，无额外的处理，利用气溶胶蒸镀方法来使氧化钇涂敷膜形成于工艺部件，由于研磨上述涂敷膜，因此涂敷之前的工艺部件表面的谷和峰的形态直接呈现于涂敷膜表面结构。因此，为了除去上述涂敷膜表面的谷和峰而需要除去更多的涂敷膜厚度，存在当涂敷时需要形成更多的涂敷膜厚度的缺点。并且，如前所述，没有除去涂敷之前的工艺部件表面的谷和峰来涂敷而形成的涂敷膜存在等离子体耐蚀刻性降低的缺点。
美国公开专利US 2013/0273327“Ceramic coated article and pro cess forapplying ceramic coating”记载的技术为如下，即，对由氧化铝(Al2O3；alumina)形成的工艺部件表面进行珠***(bead blasting)，使上述工艺部件表面***糙后，沿着其粗糙的表面利用等离子体喷射方法来形成陶瓷涂敷膜后，研磨(polishing)其粗糙的陶瓷涂敷膜表面来使涂敷膜表面变光滑。在此技术中，虽然对涂敷膜表面进行研磨处理，但是气孔及龟裂分布于整个涂敷膜，因此具有在暴露于等离子体的涂敷膜表面的谷和峰发生等离子体蚀刻的问题。
韩国公开专利10-2014-0100030“表面处理方法及利用其的陶瓷结构物”中记载了如下的技术，即，在母材进行***(blast)处理，并利用等离子体喷射方法来实施陶瓷涂敷后，对涂敷膜进行研磨处理。但是，如前所述的美国公开专利US 2013/0273327，在上述技术中，在涂敷后，即使进行研磨处理，气孔及龟裂也在涂敷膜表面分布于整个涂敷膜，因此具有在暴露于等离子体的涂敷膜表面的谷和峰发生等离子体蚀刻的问题。
(专利文献1)韩国授权专利10-0607790“具有被纹理化的内部表面的处理腔室和部件及其制造方法”
(专利文献2)美国授权专利US 6,933,025“Chamber having co mponents withtextured surfaces and method of manufacture”
(专利文献3)韩国授权专利10-0938474“等离子体保护层的低温气溶胶蒸镀”
(专利文献4)美国授权专利US 7,479,464“Low temperature ae rosoldeposition of plasma resistive layer”
(专利文献5)韩国公开专利10-2013-0044170“具有被纹理化的耐等离子体涂敷的等离子体处理腔室的部件”
(专利文献6)美国公开专利US 2013/0102156“Components of plasmaprocessing chambers having textured plasma resistant coatings”
(专利文献7)美国公开专利US 2013/0273327“Ceramic coated article andprocess for applying ceramic coating”
(专利文献8)韩国公开专利10-2014-0100030“表面处理方法及利用其的陶瓷结构物”
发明内容
技术问题
本发明的目的在于，提供提高半导体及显示器制造设备工艺部件的等离子体耐蚀刻性的方法及由此方法形成的等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件。
解决问题的方案
为提高半导体或显示器制造设备工艺部件的等离子体耐蚀刻性，在工艺部件形成陶瓷涂敷膜之前，除去工艺部件表面的部分或全部谷和峰，从而调节表面粗糙度Rz值或在显微镜表面照片中显示的明部与暗部的面积比，在其被处理的工艺部件表面形成陶瓷涂敷膜后，再除去上述涂敷膜表面的部分或全部谷和峰，来调节表面粗糙度Rz值或在显微镜表面照片中显示的明部与暗部的面积比，从而可提高在陶瓷涂敷膜表面的谷和峰发生的等离子体耐蚀刻性。并且，若在上述涂敷膜没有形成气孔及龟裂，则可进一步提高耐蚀刻性。
本发明提供等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件，作为暴露于等离子体的半导体或显示器制造设备工艺部件,其特征在于，在除去部分或全部谷和峰的工艺部件本体的表面形成陶瓷涂敷膜，从上述涂敷膜表面除去部分或全部谷和峰。
并且，本发明还提供工艺部件的等离子体耐蚀刻性强化处理方法，作为提高暴露于等离子体的半导体或显示器制造设备工艺部件的等离子体耐蚀刻性的方法，其特征在于，包括：步骤(a)，准备工艺部件；步骤(b)，从上述工艺部件本体表面除去部分或全部谷和峰；步骤(c)，在上述工艺部件本体表面形成陶瓷涂敷膜；以及步骤(d)，从上述涂敷膜表面除去部分或全部谷和峰。
发明的效果
根据本发明提供的等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件及工艺部件的等离子体耐蚀刻性强化处理方法，具有如下效果。
1)可提高暴露于等离子体的半导体或显示器制造设备工艺部件的等离子体耐蚀刻性。
2)将等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件安装于半导体及显示器制造设备，从而可延长工艺部件的寿命及提高产品生产性及收率。
3)将等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件安装于半导体及显示器制造设备，从而可通过抑制由等离子体蚀刻导致的微粒的发生来连续维持工序。
附图说明
图1为将氧化铝陶瓷部件表面以1200倍的倍率放大的光学显微镜照片，图1的(a)部分示出通过除去陶瓷表面的部分谷和峰来使表面粗糙度Rz为5.0μm以下的状态，图1的(b)部分示出通过相对除去更多的谷和峰来使表面粗糙度Rz为3.0μm以下的状态。
图2为将涂敷有氧化钇的氧化铝陶瓷部件表面的涂敷膜表面以1200倍的倍率放大的光学显微镜照片，图1的(a)部分示出通过除去涂敷膜表面的谷和峰来使表面粗糙度Rz小于2.0μm的状态，图1的(b)部分通过相对除去更多的谷和峰来使表面粗糙度Rz为1.0μm以下的状态。
图3为提高暴露于等离子体的半导体或显示器制造设备工艺部件的等离子体耐蚀刻性的方法的相关工艺流程图。
图4的(a)部分示出用于说明表面粗糙度Ra的曲线图，图4的(b)部分示出用于说明表面粗糙度Rz的曲线图。
图5的(a)部分、(b)部分及(c)部分分别为对氧化铝陶瓷部件表面、除去氧化铝陶瓷部件表面的部分谷和峰的状态及形成于除去部分谷和峰的氧化铝陶瓷部件表面的氧化钇涂敷膜表面进行拍摄并以1200倍的倍率放大的光学显微镜照片。
图6为示出图5的(a)部分、(b)部分及(c)部分的表面粗糙度Rz值的表。
图7为以1200倍的倍率放大的光学显微镜照片，图7的(a)部分示出除去氧化铝陶瓷部件表面的部分谷和峰的状态，图7的(b)部分示出除去形成于除去部分谷和峰的氧化铝陶瓷部件表面的氧化钇涂敷膜表面的部分谷和峰的状态。
图8为示出图7的(a)部分及(b)部分的表面粗糙度Rz值的表。
图9为将对氧化铝陶瓷部件表面实施***后，通过热喷涂形成的氧化钇涂敷膜表面以1200倍的倍率放大的光学显微镜照片。
图10为示出图9示出的热喷涂涂敷膜的表面粗糙度Rz值的表。
图11为提高暴露于等离子体的半导体或显示器制造设备工艺部件的等离子体耐蚀刻性的另一方法的相关工艺流程图。
图12为以1200倍的倍率放大的光学显微镜照片，图12的(a)部分示出除去氮化铝陶瓷部件表面的部分谷和峰的状态，图12的(b)部分示出除去形成于除去部分谷和峰的氮化铝陶瓷部件表面的氧化钇涂敷膜表面的部分谷和峰的状态。
图13为示出图12的(a)部分及(b)部分的表面粗糙度Rz值的表。
图14为以1200倍的倍率放大的的光学显微镜照片，图14的(a)部分示出除去石英(quartz)表面的部分谷和峰的状态，图14的(b)部分示出形成于除去表面的部分谷和峰的石英表面的氧化钇涂敷膜表面，图14的(c)部分示出除去形成于除去表面的部分谷和峰的石英表面的氧化钇涂敷膜表面的部分谷和峰的状态。
图15为示出图14的(a)部分、(b)部分及(c)部分的表面粗糙度Rz值的表。
具体实施方式
本发明的最优选的实施方式如下。
1.等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件
根据本发明的等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件的最优选的实施方式为，一种等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件，作为暴露于等离子体的半导体或显示器制造设备工艺部件，其特征在于，在除去部分或全部谷和峰的状态的工艺部件本体表面形成陶瓷涂敷膜，除去存在于上述涂敷膜表面的部分或全部谷和峰，以在表面粗糙度测定区间内由从与峰和谷的面积变相同的中心线(center line；mean line)平行的任意基准线(arbitrary datum line)至上述表面粗糙度测定区间内最低的5个谷V1、V2、V3、V4、V5的距离平均值(V1+V2+V3+V4+V5)/5与至最高的5个峰P1、P2、P3、P4、P5的距离平均值之差的绝对值[(P1+P2+P3+P4+P5)/5-(V1+V2+V3+V4+V5)/5]表示的表面粗糙度Rz值小于5.0μm，上述涂敷膜由氧化钇、氟化钇(YF3；yttrium fluoride)、氧化钇稳定氧化锆(YSZ；Y2O3stabilizedZrO2)、Y4Al2O9(YAM)、钇铝石榴石(Y3Al5O12；YAG)及铝酸钇(YAlO3；YAP)中的一种以上形成，无气孔及龟裂，表面粗糙度Rz值小于2.0μm。
2.工艺部件的等离子体耐蚀刻性强化处理方法
根据本发明的工艺部件的等离子体耐蚀刻性强化处理方法的最优选的实施方式为，一种工艺部件的等离子体耐蚀刻性强化处理方法，作为提高暴露于等离子体的半导体或显示器制造设备工艺部件的等离子体耐蚀刻性的方法，其特征在于，包括：步骤(a)，准备工艺部件；步骤(b)，从上述工艺部件本体表面除去部分或全部谷和峰，以使在表面粗糙度测定区间内由从与峰和谷的面积变相同的中心线平行的任意基准线至上述表面粗糙度测定区间内最低的5个谷V1、V2、V3、V4、V5的距离平均值(V1+V2+V3+V4+V5)/5与至最高的5个峰P1、P2、P3、P4、P5的距离平均值之差的绝对值[(P1+P2+P3+P4+P5)/5-(V1+V2+V3+V4+V5)/5])表示的表面粗糙度Rz值小小于5.0μm；步骤(c)，在上述工艺部件本体表面形成陶瓷涂敷膜；以及步骤(d)，从上述涂敷膜表面除去部分或全部谷和峰；在上述步骤(c)中，在0～60℃及真空条件下，喷射氧化钇、氟化钇、氧化钇稳定氧化锆、Y4Al2O9、钇铝石榴石及铝酸钇中的一种或混合两种以上的陶瓷粉末来形成涂敷膜；在上述步骤(d)中，上述涂敷膜表面粗糙度Rz值小于2.0μm。
如下，参照附图详细说明本发明的等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件及工艺部件的等离子体耐蚀刻性强化处理方法。
1.等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件
本发明提供等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件，作为暴露于等离子体的半导体或显示器制造设备工艺部件，其特征在于，在除去部分或全部谷和峰的状态的工艺部件本体表面形成陶瓷涂敷膜，除去存在于上述涂敷膜表面的部分或全部谷和峰，以使在表面粗糙度测定区间内由从与峰和谷的面积变相同的中心线平行的任意基准线至上述表面粗糙度测定区间内最低的5个谷V1、V2、V3、V4、V5的距离平均值((V1+V2+V3+V4+V5)/5)与至最高的5个峰P1、P2、P3、P4、P5的距离平均值之差的绝对值[(P1+P2+P3+P4+P5)/5-(V1+V2+V3+V4+V5)/5]表示的表面粗糙度Rz值小于5.0μm。
本发明的工艺部件由陶瓷、石英、金属材料、聚合物(polymer)中的一种以上形成。陶瓷粉末喷射于上述工艺部件表面来形成涂敷膜。作为形成上述涂敷膜的陶瓷粉末，可使用对等离子体的耐蚀刻性优秀的氧化钇、氟化钇、氧化钇稳定氧化锆、Y4Al2O9、钇铝石榴石及铝酸钇中的一种或混合两种以上的陶瓷粉末。优选地，使用纯度99％以上的上述陶瓷粉末。
如图2的(b)部分、图7的(b)部分、图12的(b)部分、图14的(b)部分及(c)部分所示，在0～60℃及真空条件下，喷射上述陶瓷粉末，从而可形成无气孔及龟裂的上述涂敷膜。
在工艺部件本体表面喷射涂敷陶瓷粉末之前，形成陶瓷涂敷膜后，存在于工艺部件本体的表面的谷和峰也成为发生等离子体蚀刻的原因。由此，可通过除去上述工艺部件本体表面的部分或全部谷和峰来降低等离子体蚀刻率。并且，在工艺部件本体表面由上述陶瓷粉末喷射涂敷而形成的涂敷膜中，涂敷膜表面的谷和峰也仍成为发生等离子体蚀刻的原因。因此，也可通过除去上述涂敷膜表面的部分或全部谷和峰来进一步降低等离子体蚀刻率。除去谷和峰后的涂敷膜厚度可以为2.0～15μm。除去上述谷和峰后，为了使涂敷膜表面粗糙度Rz小于2.0μm，使涂敷后的涂敷膜的最初厚度为3.0～20μm，并通过除去上述涂敷膜的谷和峰来维持2.0～15μm的涂敷膜厚度，从而可提高等离子体耐蚀刻性。
从上述工艺部件本体表面(在涂敷膜形成之前)及涂敷膜表面除去谷和峰的程度均可通过计算表面粗糙度(surface roughness)Rz或分析光学显微镜照片来进行定量。
在以表面粗糙度Rz为基准的情况下，当工艺部件本体表面的Rz小于5.0μm时，可提高等离子体耐蚀刻性。例如，陶瓷工艺部件一般通过烧结(sintering)制成，这些烧结产品的表面粗糙度Rz为5.0μm以上，若除去上述烧结产品表面的谷和峰，则烧结产品的表面粗糙度Rz降至小于5.0μm，从而可减少发生在谷和峰的等离子体蚀刻。如上所述的机制同样呈现在石英上。如铝等金属材料工艺部件表面一般形成规定的图案或不规则的花纹，从而表面粗糙度Rz为5.0μm以上，若除去这些工艺部件表面的谷和峰(图案或花纹)，则工艺部件表面粗糙度Rz降至小于5.0μm。
并且，当形成于上述工艺部件本体表面的陶瓷涂敷膜表面的Rz小于2.0μm时，可提高等离子体耐蚀刻性。例如，如图5的(c)部分所示，喷射涂敷氧化钇陶瓷粉末后，氧化钇涂敷膜表面粗糙度Rz为2.498～3.289μm，以大于2.0μm的值分布，为了提高涂敷膜表面的等离子体耐蚀刻性，必须在形成氧化钇涂敷膜后，如图7的(b)部分所示，若涂敷膜表面粗糙度Rz小于2.0μm，则可降低发生在涂敷膜表面的谷和峰的等离子体蚀刻。
因此，当利用切削(cutting)、磨削(grinding)、刷光(brushing)、抛光(polishing)、研磨(lapping)、化学研磨等方法从工艺部件本体表面或涂敷膜表面除去谷和峰时，能够以Rz为5.0μm(涂敷前工艺部件本体表面的表面粗糙度)及Rz为2.0μm(涂敷膜表面粗糙度)为基准来确定是否进行表面处理作业。
另一方面，如图4所示，在表示工艺部件的表面粗糙度的代表性的方法中，作为在由表面粗糙度测量探针测量的任意长度(l)中从峰和谷的面积变相同的中心线至峰和谷的距离(h)的算术平均的表面粗糙度为Ra(＝h1+h2+....+hl)/l)或者作为通过任意长度(l)从任意基准线至峰的5个长度之和的平均值与至谷的5个长度之和的平均值之差的表面粗糙度为Rz(＝{[P1+P2+P3+P4+P5]/5}-{[V1+V2+V3+V4+V5]/5})，由上述表面粗糙度表达式可知，相比于上述Ra(图4的(a)部分)值，若以Rz(图4的(b)部分)值评价，则能够更好地评价集中并发生在工艺部件表面的谷和峰的等离子体蚀刻性。因为，Rz值为反映更灵敏地测量上述工艺部件表面的凹陷程度的值。其中，Rz值大于Ra值。
另一方面，光学显微镜照片分析基准为如下。当根据相对亮度将与上述涂敷膜表面相关的光学显微镜照片区分为明部及暗部时，以上述暗部面积为基准，使得明部面积达到10％以上的情况下，可提高等离子体耐蚀刻性。同样地，当根据相对亮度将与上述本体表面相关的光学显微镜照片区分为明部及暗部时，以上述暗部面积为基准，使得明部面积达到10％以上的情况下，可提高等离子体耐蚀刻性。
如图1及图2所示，在光学显微镜照片的明部20、40为通过组合去除谷和峰的上述方法来打磨到扁平并通过光的反射来呈现的亮的部分，若明部出现的多，则意味着工艺部件的本体表面或工艺部件陶瓷涂敷膜表面变得扁平，在此情况下，具有表面粗糙度Rz小于5.0μm的值(表面粗糙度Rz值小)，从而提高等离子体耐蚀刻性。
以下，详细说明工艺部件的等离子体耐蚀刻性强化处理方法。
2.工艺部件的等离子体耐蚀刻性强化处理方法
本发明还提供如下的步骤，即，从上述工艺部件本体除去部分或全部谷和峰，以在表面粗糙度测定区间内由从与峰和谷的面积变相同的中心线平行的任意基准线至上述表面粗糙度测定区间内最低的5个谷V1、V2、V3、V4、V5的距离平均值(V1+V2+V3+V4+V5)/5与至最高的5个峰P1、P2、P3、P4、P5的距离平均值之差的绝对值[(P1+P2+P3+P4+P5)/5-(V1+V2+V3+V4+V5)/5]表示的表面粗糙度Rz值小于5.0μm。
作为从上述工艺部件本体表面及涂敷膜表面除去谷和峰的方法，可使用切削、磨削、刷光、抛光、研磨、化学研磨中的一种或组合使用两种以上的方法。
在上述步骤(c)中，在0～60℃及真空条件下，喷射上述陶瓷粉末，可使在陶瓷涂敷膜不产生气孔及龟裂。作为上述陶瓷粉末，可使用氧化钇、氟化钇、氧化钇稳定氧化锆、Y4Al2O9、钇铝石榴石及铝酸钇中一种或混合使用两种以上。
可通过表面粗糙度Rz或分析光学显微镜照片，来确定从上述工艺部件本体表面(在涂敷膜形成之前)及涂敷膜表面是否进行除去谷和峰的作业、作业量等。
图3图示根据表面粗糙度的进行步骤。
在此情况下，在上述步骤(b)中，进行除去谷和峰的作业，使得上述工艺部件本体的表面粗糙度Rz小于5.0μm，在上述步骤(d)中，进行除去谷和峰的作业，使得上述涂敷膜表面粗糙度Rz小于2.0μm。
即，在上述步骤(b)中，确认工艺部件本体的表面粗糙度Rz，若上述工艺部件本体的表面粗糙度Rz为5.0μm以上，则进行除去本体表面的谷和峰的作业，使得其表面粗糙度Rz小于5.0μm。并且，在上述步骤(d)中，除去工艺部件陶瓷涂敷膜表面的谷和峰，使得上述陶瓷涂敷膜表面粗糙度Rz小于2.0μm。
更具体地说明，如图5及图6所示，若工艺部件本体的表面粗糙度Rz为5.0μm以上(图5的(a)部分)，则如图5的(b)部分所示，除去部分峰和谷来调节工艺部件表面粗糙度Rz至小于5.0μm，如图5的(c)部分所示，若喷射涂敷上述陶瓷粉末来形成无气孔及龟裂的涂敷膜，则工艺部件的陶瓷涂敷膜表面粗糙度Rz为2.0μm以上。其中，如图7的(b)部分所示，若再次除去上述涂敷膜表面的谷和峰涂敷膜，使得表面粗糙度Rz小于2.0μm，则相比于图5的(c)部分所示，等离子体耐蚀刻性变得更大。
并且，相比于在图5的(b)部分的状态下形成涂敷膜的情况，在图7的(a)部分的状态下形成涂敷膜情况下，等离子体耐蚀刻性变得更大，如图7的(a)部分所示，Rz呈现小于5.0μm的小值时，若如图7的(b)部分所示，形成涂敷膜后涂敷膜的Rz小于2.0μm，则上述工艺部件的涂敷膜的等离子体耐蚀刻性变得更大。
例如，如图7所示，本发明的涂敷前工艺部件本体的表面及涂敷后工艺部件涂敷膜的谷和峰被去除的工艺部件涂敷膜的等离子体耐蚀刻性比基于前述的韩国公开专利10-2013-0044170“具有被纹理化的内等离子体涂敷的等离子体处理腔室的部件”及美国公开专利US 2013/0102156“Components of plasma processing chambers having texturedplasma resistant coatings”的在涂敷前没有除去工艺部件表面的谷和峰的状态下形成氧化钇涂敷膜的涂敷膜的等离子体耐蚀刻性优秀50％以上。即，意味着若基于上述US2013/0102156的工艺部件暴露于等离子体而能够使用6000小时，则基于本发明的工艺部件暴露于等离子体而能够使用超过12000小时。
因此，为了提高工艺部件的等离子体耐蚀刻性，除去工艺部件表面的谷和峰，使得涂敷陶瓷前的工艺部件表面粗糙度Rz为最大程度小的值。并且，在涂敷陶瓷后也除去涂敷膜表面的谷和峰，使得陶瓷涂敷膜表面粗糙度Rz的值最大限度地变小。因为，涂敷前工艺部件表面粗糙度Rz及涂敷后工艺部件陶瓷涂敷膜表面粗糙度Rz越小，等离子体耐蚀刻性越大。但是，无法无限地减小工艺部件表面及涂敷膜表面粗糙度Rz值，其原因在于，不能无限地增大工艺部件表面处理时间及工艺部件的涂敷膜厚度(初期厚度)。因此，考虑涂敷前工艺部件本体的表面状态及涂敷后陶瓷涂敷膜的厚度来调节表面粗糙度Rz值。
另一方面，如图9及图10所示，在陶瓷表面实施***后，利用热喷涂方法来实施陶瓷涂敷后，测量涂敷膜表面的表面粗糙度Rz，结果为27.574～34.708μm，如上述本发明的图7及图8所示，所测量的工艺部件的陶瓷涂敷膜表面粗糙度Rz值为0.113～0.169μm，与图9及图10的结果截然不同。因此，本发明的方法形成的工艺部件呈现出显著良好的等离子体耐蚀刻性。
另一方面，当上述工艺部件本体的表面粗糙度Rz小于5.0μm时，则可省略上述步骤(b)并依次进行后续步骤。
图11图示通过分析光学显微镜照片的进行步骤，与通过确认表面粗糙度Rz的步骤进行了对比。
在此情况下，在上述步骤(b)中，根据相对亮度将上述工艺部件本体表面的光学显微镜照片区分为明部及暗部，以上述暗部面积X为基准，使得明部面积Y达到10％以上，在上述步骤(d)中，根据相对亮度将上述涂敷膜表面的光学显微镜照片区分为明部及暗部，以上述暗部面积为基准，使得明部面积达到10％以上。
具体地，如图1所示，在拍摄上述工艺部件本体(在涂敷膜形成之前)的表面的光学显微镜照片中，确认明部20的面积Y/暗部10的面积Y，即Y/X是否小于10％，若小于10％，则可除去工艺部件本体表面的谷和峰，使得Y/X达到10％以上。并且，如图2所示，在呈现出工艺部件的陶瓷涂敷膜表面的显微镜照片中，确认明部40的面积Y/暗部30的面积X，即Y/X是否为10％以上，除去工艺部件的陶瓷涂敷膜表面的谷和峰，使得Y/X达到10％以，从而可提高等离子体耐蚀刻性。
其中，若上述工艺部件本体的表面Y/X为10％以上，则可省略上述步骤(b)并进行后续步骤。
根据本发明的方法部分除去氮化铝(AlN)表面的谷和峰来形成小于5.0μm的表面粗糙度Rz(图12的(a)部分)后，通过喷射涂敷氧化钇陶瓷粉末来在氮化铝表面形成涂敷膜后，除去涂敷膜的谷和峰(图12的(b)部分)，使得上述涂敷膜表面粗糙度Rz小于2.0μm，从而可提高等离子体耐蚀刻性。
并且，若在以0.097～0.135μm的表面粗糙度Rz分布的石英表面(图14的(a)部分)喷射涂敷氧化钇陶瓷粉末来形成涂敷膜，则上述涂敷膜为2.103～2.311μm(图14的(b)部分)的表面粗糙度Rz，Rz值分布为2.0μm以上，若除去上述Rz值为2.0μm以上的涂敷膜表面的谷和峰来调节涂敷膜表面粗糙度Rz，使得表面粗糙度Rz小于2.0μm(图14的(c)部分中的表面粗糙度Rz为0.254～0.389μm)，则可提高工艺部件的陶瓷涂敷膜的等离子体耐蚀刻性。
如上，参照附图说明了本发明，但在没有超出本发明主旨的范围内，可以进行若干修改及变形，能够适用于多种领域。因此本发明的要求保护范围包括属于本发明的真实的范围内的修改及变形。
附图标记的说明
10：在1200倍的倍率的光学显微镜照片呈现的氧化铝陶瓷表面的谷部分(照片中呈现为暗部)
20：在1200倍的倍率的光学显微镜照片呈现的氧化铝陶瓷表面的峰被除去的部分(照片中呈现为明部)
30：在1200倍的倍率的光学显微镜照片呈现的形成于氧化铝陶瓷表面的氧化钇涂敷膜的谷部分(照片中呈现为暗部)
40：在1200倍的倍率的光学显微镜照片呈现的形成于氧化铝陶瓷表面的氧化钇涂敷膜的峰被除去的部分(照片中呈现为明部)
产业上的可利用性
本发明涉及在工艺部件涂敷陶瓷粉末之前后通过除去表面(工艺部件本体的表面及涂敷膜表面)的谷和峰来提高等离子体耐蚀刻性的方法及由此等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件，解决半导体或显示器制造设备的工艺部件暴露于等离子体而被蚀刻的问题。

Claims (12)

1.一种等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件，作为暴露于等离子体的半导体或显示器制造设备工艺部件，其特征在于，在除去部分或全部谷和峰的状态的工艺部件本体表面形成陶瓷涂敷膜，除去存在于上述涂敷膜表面的部分或全部谷和峰，以在表面粗糙度测定区间内由从与峰和谷的面积变相同的中心线平行的任意基准线至上述表面粗糙度测定区间内最低的5个谷V1、V2、V3、V4、V5的距离平均值(V1+V2+V3+V4+V5)/5与至最高的5个峰P1、P2、P3、P4、P5的距离平均值之差的绝对值[(P1+P2+P3+P4+P5)/5-(V1+V2+V3+V4+V5)/5]表示的表面粗糙度Rz值小于5.0μm。
2.根据权利要求1所述的等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件，其特征在于，上述涂敷膜由氧化钇、氟化钇、氧化钇稳定氧化锆、Y4Al2O9、钇铝石榴石及铝酸钇中的一种以上形成。
3.根据权利要求1所述的等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件，其特征在于，上述涂敷膜无气孔及龟裂。
4.根据权利要求1所述的等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件，其特征在于，上述涂敷膜表面粗糙度Rz值小于2.0μm。
5.根据权利要求1所述的等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件，其特征在于，当根据相对亮度将与上述涂敷膜表面相关的光学显微镜照片区分为明部及暗部时，以上述暗部面积为基准，使得明部面积达到10％以上。
6.根据权利要求5所述的等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件，其特征在于，当根据相对亮度将与上述本体表面相关的光学显微镜照片区分为明部及暗部时，以上述暗部面积为基准，使得明部面积达到10％以上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的等离子体耐蚀刻性得到提高的工艺部件，其特征在于，上述工艺部件由陶瓷、石英、金属材料、聚合物中的一种以上形成。
8.一种工艺部件的等离子体耐蚀刻性强化处理方法，作为提高暴露于等离子体的半导体或显示器制造设备工艺部件的等离子体耐蚀刻性的方法，其特征在于，包括：
步骤(a)，准备工艺部件；
步骤(b)，从上述工艺部件本体表面除去部分或全部谷和峰，以在表面粗糙度测定区间内由从与峰和谷的面积变相同的中心线平行的任意基准线至上述表面粗糙度测定区间内最低的5个谷V1、V2、V3、V4、V5的距离平均值与至最高的5个峰P1、P2、P3、P4、P5的距离平均值之差的绝对值[(P1+P2+P3+P4+P5)/5-(V1+V2+V3+V4+V5)/5]表示的表面粗糙度Rz值小于5.0μm；
步骤(c)，在上述工艺部件本体表面形成陶瓷涂敷膜；以及
步骤(d)，从上述涂敷膜表面除去部分或全部谷和峰。
9.根据权利要求8所述的工艺部件的等离子体耐蚀刻性强化处理方法，其特征在于，在上述步骤(d)中，上述涂敷膜表面粗糙度Rz值小于2.0μm。
10.根据权利要求8所述的工艺部件的等离子体耐蚀刻性强化处理方法，其特征在于，在上述步骤(b)中，根据相对亮度将与上述涂敷膜表面相关的光学显微镜照片区分为明部及暗部，以上述暗部面积为基准，使得明部面积达到10％以上，在上述步骤(d)中，根据相对亮度将与上述本体表面相关的光学显微镜照片区分为明部及暗部，以上述暗部面积为基准，使得明部面积达到10％以上。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的工艺部件的等离子体耐蚀刻性强化处理方法，其特征在于，作为从上述工艺部件本体表面和涂敷膜表面除去谷和峰的方法，适用切削、磨削、刷光、抛光、研磨、化学研磨中的一种以上方法。
12.根据权利要求8所述的工艺部件的等离子体耐蚀刻性强化处理方法，其特征在于，在上述步骤(c)中，在0～60℃及真空条件下，喷射氧化钇、氟化钇、氧化钇稳定氧化锆、Y4Al2O9、钇铝石榴石及铝酸钇中的一种或混合两种以上的陶瓷粉末来形成涂敷膜。
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